Индексы для динамической оценки влажности и температуры в помещении.

Инженерия связи, том 2, Номер статьи: 59 (2023) Цитировать эту статью

151 доступ

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Источники влаги выделяют влажные компоненты в воздух помещений, что влияет на здоровье жильцов, потребление энергии для кондиционирования воздуха и срок службы здания. Испарение и диффузия влажных компонентов представляют собой динамические процессы, однако существующие индексы ограничены в своей способности точно описывать источники влаги, динамически влияющие на воздух в помещении. Здесь мы предлагаем два индекса CRIt(H), индекс скорости изменения вклада влажности, и CRIt(c) как скорость изменения вклада климата в помещении. Принимая увлажнитель в качестве источника, мы используем наши индексы для экспериментального сравнения влияния параметров источника на различные условия окружающей среды в пространстве и времени. Наш подход точно отражает, как источник влаги влияет на влажность и температуру, с выявлением конкретных стадий динамического влияния. Это исследование будет полезно для создания переходных моделей внутренней среды, регулирования систем кондиционирования воздуха и устойчивого контроля внутренней среды.

Существуют виды источников влаги в помещении (рис. 1а), такие как персонал1, оборудование2, ограждающие материалы и растения, которые поглощают влажный компонент (капли воды и водяной пар) из воздуха или выделяют его в воздух с разной скоростью, изменяя таким образом внутренняя среда. Интенсивность поглощения или выделения и газожидкостное соотношение влажного компонента значительно различаются между источниками. Например, скорость выделения влаги у человека составляет 30–300 г/ч при различной интенсивности физических упражнений, а у растений3 – всего 0,84–20,00 г/ч. Кроме того, более крупные растения производят больше водяного пара4. Когда источник постоянно выделяет большое количество влажных компонентов, влажность быстро увеличивается, что может привести к образованию росы и плесени на стенах5,6, а также вызвать респираторный дискомфорт и аллергию7,8,9. Когда влажность слишком низкая (≤30%) из-за источников, поглощающих влажные компоненты, сухость не только влияет на тепловой комфорт находящихся в помещении10, но также вызывает респираторную боль11,12, зуд глаз13,14,15 и статическое электричество. Более того, чрезмерно высокая и низкая влажность воздуха может способствовать передаче и выживанию некоторых вирусов16,17,18,19. Соответственно, разумные показатели, которые могут точно отразить влияние источников влаги на окружающую среду в помещении, будут полезны для регулирования кондиционирования воздуха с меньшим потреблением энергии и обеспечения комфортных условий для персонала.

a Внутренние источники влаги. b Показатели влажности в помещении и оценки температуры окружающей среды.

Существующие показатели количественного определения влияния источников влаги на влажность воздуха (рис. 1б) можно разделить на фундаментальные параметры (парциальное давление водяного пара), абсолютные прямые параметры (абсолютная влажность, удельная влажность (коэффициент влажности)), относительные прямые параметры. (относительная влажность (RH)) и косвенные параметры (температура точки росы, температура по влажному термометру)20. Чтобы описать влияние различных объектов на влажность окружающей среды, ученые модифицировали эти индексы, чтобы сделать их подходящими для соответствующих задач. Янаги и др.21 исследовали влияние влажности на микробное загрязнение, используя кумулятивный коэффициент средней относительной влажности. В модели конденсации внутренних стен, разработанной Ма и др.22, индексы временной доступности, основанные на коэффициенте влажности, используются для прогнозирования переходного распределения влажных компонентов. Теодосиу23 смоделировал терморастворную конвекцию и конденсацию влажного воздуха на поверхности, в которой использовалась массовая доля водяного пара. Лусеро-Гомес и др.24 оценили влажность окружающей среды с высокими требованиями к контролю, рассчитав климатические отклонения колебаний относительной влажности, и предложили эффективные меры по техническому обслуживанию систем кондиционирования воздуха. Кроме того, исследователи также предложили комплексные индексы для оценки внутренней среды, добавив другие параметры, такие как температура воздуха, движение воздуха и средняя температура излучения. Гао и др.25 разработали упрощенную формулу температуры по влажному термометру в помещении (WBGT) и проанализировали ее связь с относительной влажностью, которую можно использовать для оценки внутренней среды в зданиях с естественной вентиляцией. Бонора и др.26 установили два показателя микроклимата помещений, основанные на температуре воздуха и относительной влажности: индекс риска микроклимата наследия (HMR) и индекс прогнозируемого риска повреждения (PRD), чтобы определить уровень риска внутренней среды для культурного наследия.