Details

Работа посвящена исследованию состояния микроклимата помещений образовательных организаций, способов оценки теплового комфорта, методов его прогнозирования и улучшению существующих подходов, на основе результатов, полученных в процессе верификации расчетных данных. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Анализ существующих способов оценки состояния микроклимата и теплового комфорта. 2. Разработка комплексной методики оценки теплового комфорта на основании существующих методов измерения и прогнозирования. 3. На примере учебных аудиторий СПбПУ проведение измерений реальных значений параметров микроклимата. 4. Расчет показателей комфорта на основе измерений и сравнение их с показателями, полученными на основе реальных ощущений людей. 5. Создание цифровой модели для подтверждения достоверности рассчитанных значений и рассмотрения цифрового моделирования теплового комфорта как метода прогнозирования. 6. Обобщение и сравнение результатов, полученных при использовании выбранных методов оценки состояния микроклимата и теплового комфорта для формирования всесторонней оценки. 7. Формирование практических рекомендаций по использованию и улучшению существующих методов оценки и прогнозирования состояния микроклимата и теплового комфорта. В ходе работы было применено 2 метода оценки теплового комфорта: экспериментальное измерение фактических значений параметров микроклимата и сбор статистических данных на основе проводимого анкетирования. Экспериментальные измерения проводились в соответствии ГОСТ 30494-2011 при помощи специализированного оборудования. Измерения проводились в определенные дни, отвечающие необходимым критериям, в заранее выбранных аудиториях, для которых предварительно выбраны точки проведения измерений. Для составления анкеты были выбраны вопросы, ответы на которые даст возможность выявить реальное состояние теплового комфорта с точки зрения индивидуальной восприимчивости и теплоощущений респондентов. На основе полученных данных был произведен расчетов индексов комфорта по Фангеру, которые позволяют в количественном формате понять степень удовлетворенности людей состоянием микроклимата и в процентном соотношении отобразить предполагаемый процент недовольных. Помимо расчета индексов комфорта, были созданы цифровые модели двух из рассматриваемых аудиторий в программном комплексе SolidWorks. Таким образом можно было сравнить полученные из модели результаты с теми, что были получены на основе реальных теплоощущений и на основе измеренных значений параметров микроклимата. В ходе сравнения и обобщения результатов было установлено, что люди склоны испытывать температур выше чем она есть в действительности (результаты на основе опроса показывали, что в помещениях было теплее, чем было на самом деле). При этом результаты, полученные при расчете индексов комфорта на основе проведенных измерений и значения индексов из расчетной модели, были достаточно близкими и в целом отражали общее состояние теплового комфорта в аудиториях. Однако для достижения более комфортных условий и обеспечения наиболее благоприятных условий для работы метод Фангера необходимо скорректировать, так как он не учитывает качественный состав воздуха, географическое положение и такие факторы как менталитет и индивидуальные особенности людей. Был рассчитан надбавочный коэффициент для того, чтобы получать более точную оценку состояния микроклимата в помещениях образовательных организаций г. Санкт-Петербург.

The work is devoted to the study of the state of the microclimate of the premises of educational organizations, methods for assessing thermal comfort, methods for forecasting it and improving existing approaches, based on the results obtained during the verification of calculated data. The research set the following goals: 1. Analysis of existing methods for assessing the state of the microclimate and thermal comfort. 2. Development of a comprehensive methodology for assessing thermal comfort based on existing measurement and forecasting methods. 3. Using the example of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University classrooms, measurements of real values of microclimate parameters. 4. Calculation of comfort indicators based on measurements and comparing them with indicators obtained based on real feelings of people. 5. Creation of a digital model to confirm the reliability of the calculated values and consider digital modeling of thermal comfort as a forecasting method. 6. Generalization and comparison of the results obtained using the selected methods for assessing the state of microclimate and thermal comfort to form a comprehensive assessment. 7. Formation of practical recommendations on the use and improvement of existing methods for assessing and predicting the state of the microclimate and thermal comfort. In the course of the work, 2 methods of assessing thermal comfort were applied: experimental measurement of the actual values of microclimate parameters and collection of statistical data based on a survey. Experimental measurements were carried out in accordance with GOST 30494-2011 using specialized equipment. The measurements were carried out on certain days that meet the necessary criteria, in pre-selected classrooms, for which the measurement points were pre-selected. To compile the questionnaire, questions were selected, the answers to which will make it possible to identify the real state of thermal comfort in terms of individual susceptibility and warmth of respondents. Based on the data obtained, Fanger comfort indices were calculated, which allow us to quantify the degree of peoples satisfaction with the state of the microclimate and display the estimated percentage of dissatisfied people in percentage terms. In addition to calculating comfort indices, digital models of two of the target audiences were created in the SolidWorks software package. Thus, it was possible to compare the results obtained from the model with those obtained on the basis of real heat sensations and on the basis of measured values of microclimate parameters. During the verification of the results, it was found that people tend to experience temperatures higher than they actually are (the results based on the survey showed that the rooms were warmer than they actually were). At the same time, the results obtained in calculating comfort indices based on the measurements and the values of the indices from the calculation model were quite close and generally reflected the general state of thermal comfort in the classrooms. However, in order to achieve more comfortable conditions and ensure the most favorable working conditions, the Fanger method needs to be adjusted, since it does not take into account the qualitative composition of the air, geographical location and factors such as mentality and individual characteristics of people. An additional coefficient was calculated in order to obtain a more accurate assessment of the state of the microclimate in the premises of educational institutions in St. Petersburg.