8 S U S T A I N A B L E B U I L D I N G T E C H N O L O G I E S zvt.abok.ru

Бо'льшую часть своей жизни людям приходится проводить в зданиях: дома, на работе, в общественных местах и т. д. Поэтому важно иметь в помещениях здоровый микроклимат, ощущение комфорта и высокую производительность труда. Эти условия взаимосвязаны. Важную роль в решении этих вопросов играют приборы, средства и системы автома-тизации.

Ю. А. ТАрАсенко

ПОДДЕРЖАНИЕ МИКРОКЛИМАТА

И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРУДА

С Р Е Д А О Б И Т А Н И Я

Когда в помещении слиш-ком холодно или жарко, су-хой воздух или повышенная

влажность, пыльно и плохое осве-щение, все это негативно отражает-ся на самочувствии человека и его производительности труда. Оснаще-ние помещений соответствующими приборами, средствами и система-ми автоматизации, позволяющими поддерживать комфортный микро-климат, положительно сказывается и на повышении производительно-сти труда. Кроме того автоматиза-ция зданий решает задачи сокраще-ния потребления энергии в системах его жизнеобеспечения. Всемирный совет по зелёному строительству (World Green Building Council) про-вёл исследования в зданиях раз-личного назначения во многих стра-нах мира и выявил закономерности, определяющие зависимость про-изводительности труда от темпера-туры, влажности, качества воздуха и освещения помещений, где рабо-тают люди.

ТемператураТемпература воздуха в пределах от 20 до 25 °С условно считается комфортной. Однако фактическую температуру человек ощущает по-разному, в зависимости от других характеристик: относительной влаж-ности, скорости движения воздуха и своей двигательной активности. В результате ощущаемая температу-ра часто отличается от фактической. Если человек испытывает темпера-турный дискомфорт, то его произво-дительность труда снижается на 3 % и более. Много это или мало?

Статистические исследования орга-низации Euro Stat Structural Business Statistics, проводившиеся в 2012 году, показали, что в компании, где рабо-тает 50 человек, повышение произ-водительности труда на 3 % одного сотрудника увеличивает доход ком-пании в среднем на 1 589 евро в год,

а всех 50 сотрудников увеличива-ет доход компании, соответственно, на 79 450 евро в год. Это позволяет менее чем за два года окупить сред-ства, вложенные для поддержания температурного комфорта в помеще-ниях данной компании. Эти средства затрачиваются на систему поком-натного регулирования температу-ры, например с помощью фанкойлов (рис. 1).

Контроллеры поддерживают ба-ланс между температурным ком-фортом и энергоэффективностью, реализуя функцию поддержания температуры воздуха, в соответ-ствии с фактической потребностью (Demand Air Tº Control). Эта функция гораздо более эффективна по срав-нению с обычной функцией под-держания постоянной температу-ры воздуха (Constant Air Tº Control), поскольку она исключает возмож-ность избыточного обогрева или из-быточного охлаждения помещения, что могло бы негативно отразиться как на температурном комфорте, так и на энергосбережении. Коммуника-ция между контроллерами в отдель-ных помещениях и контроллерами в тепловом пункте или холодильном центре позволяет осуществлять вы-

работку тепла или холода в соответ-ствии с совокупной потребностью во всех помещениях здания.

ВлажностьОтносительная влажность возду-ха считается комфортной в преде-лах от 30 до 60 %. Однако не во всём этом диапазоне комфортная влаж-ность является здоровой. Риск про-студных заболеваний и гриппа зна-чительно ниже, если относительная влажность воздуха находится в более узких пределах: от 40 до 60 % (рис. 2).

Для того чтобы избежать негатив-ного воздействия чрезмерной влаж-ности или, наоборот – сухости воз-духа, его необходимо осушать летом и увлажнять зимой. Этот двухсто-ронний процесс является одной из основных функций системы кон-диционирования воздуха. Для под-держания необходимой влажности воздуха, подаваемого в помещения, контроллер управляет узлом увлаж-нения, ориентируясь на показания датчика относительной влажности.

Датчик относительной влажности часто выпускается в общем корпусе совместно с датчиком температуры. Система кондиционирования возду-ха должна обеспечивать комфортный

2–2019 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й 9

Р и с . 1 .

Потребность

Выработка тепла или холода

1 0 S U S T A I N A B L E B U I L D I N G T E C H N O L O G I E S zvt.abok.ru

тепло-влажностный режим. Автома-тика поддерживает при минималь-ном энергопотреблении оптималь-ный комфорт с учётом фактической потребности по температуре (20–25 °С) и влажности (30–60 %). См. диаграмму на рисунке 3.

Заданное значение относительной влажности воздуха устанавливает-ся равным 50 %. Это позволяет улуч-шить самочувствие людей, повысить их производительность труда и со-кратить время отсутствия на рабочем месте по причине простудных забо-леваний.

Качество воздухаКачество воздуха характеризуется сте-пенью концентрации углекислого газа (CO2), наличием летучих органических соединений (ЛОС), пыли и т. д. При плохом качестве воздуха в помеще-нии производительность труда чело-века снижается на 11 %.

Для контроля качества воздуха ис-пользуются в основном два типа дат-чиков: CO2 и ЛОС (на рис. 4 представ-лен объединённый датчик качества воздуха, контролирующий CO2 и ЛОС). Реже используется датчик тонкоди-сперсной пыли.

Качество воздуха поддерживает-ся работой системы приточно-вытяж-

ной вентиляции. Чем больше свеже-го воздуха подаётся в помещение, тем больше затрачивается энергии на ра-боту вентиляторов, на обогрев или ох-лаждение воздуха. Контроллер каче-ства воздуха поддерживает баланс между комфортом и энергоэффектив-ностью, реализуя функцию регулиро-вания воздухообмена в соответствии с фактической потребностью (Demand Controled Ventilation).

Контроль CO2В соответствии с ГОСТ 30494–2011 концентрация СО2 в пределах 400–1 000 ppm считается допусти-мой. Единица измерения ppm (part per million) – это одна миллионная доля. Другими словами – это содер-жание СО2, выраженное в см³ на м³ воздуха. Согласно исследованиям Всемирного совета по зелёному стро-ительству повышение концентрации

Р и с . 2 .

Р и с . 3 .

Р и с . 4 .

Индикатор в правом верхнем углу корпуса датчика делает качество воз-духа видимым: зелёный цвет соот-ветствует высокому качеству; жёлтый цвет - среднему качеству; красный цвет - низкому качеству.

2–2019 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й 1 1

СО2 до 2 500 ppm снижает производи-тельность труда следующим образом:

• активность человека уменьшается на 35 %;

• восприятие информации ухудшает-ся на 60 %;

• инициативность падает на 90 %.Датчик СО2 является индикато-

ром санитарного состояния возду-ха. По его показаниям осуществля-ется регулирование воздухообмена в соответствии с фактической потреб-ностью. В период времени, соответ-ствующий максимальному количе-ству людей, вентиляционная система должна работать с максимальной на-грузкой. По мере уменьшения чис-ленности людей снижается и кон-центрация в воздухе выдыхаемого углекислого газа, а значит и потреб-ность в воздухообмене, о чем и сооб-щает контроллеру датчик СО2.

Контроль ЛОсЛетучие органические соединения возникают в помещении в резуль-тате испарений из различных ве-ществ (краска, клеящие вещества, моющие и чистящие средства и т. д.) токсичных газов, которые вызыва-ют головные боли и респираторные заболевания. Датчик ЛОС (наряду с датчиком СО2) осуществляет регу-лирование воздухообмена в соот-ветствии с фактической потребно-стью.

Контроль тонкодисперсной пылиДатчик тонкодисперсной пыли кон-тролирует загрязнённость воздуха помещения мелкой пылью диаме-тром до 2,5 мкм. Она скапливается в крупных городах и промышленных регионах, попадает в помещение че-рез систему приточной вентиляции и может вызвать лёгочные заболева-ния. Для борьбы с ней используется автоматизированная система филь-трации (простая функциональная схема представлена на рис. 5).

ОсвещениеЕсли человек испытывает световой дискомфорт, то его производитель-ность труда снижается на 23 %. Ос-вещённость в помещениях должна поддерживаться согласно требо-ваниям санитарных норм или в со-ответствии с индивидуальным ощущением светового комфорта. Контроль осуществляется датчи-ком освещённости, по показаниям которого электронный потенцио-метр–диммер регулирует мощность светильников. Датчик освещённо-сти часто монтируется в общем кор-пусе с детектором присутствия, чтобы автоматически отключать ос-вещение в случае отсутствия лю-дей.

Эффективным способом энергос-бережения в системе освещения при одновременном поддержании све-

тового комфорта является макси-мально возможное использование естественного освещения (дневно-го света) (рис. 6). Тем более, что для зрения рассеянный солнечный свет полезнее. Однако в летний период солнечный свет не только освеща-ет помещение, но и нагревает его, что требует использования энергии на охлаждение.

Контроллер расставляет приори-теты, исходя из того, что затраты энергии на охлаждение выше, чем на освещение. Прибор управляет автоматическими жалюзи, подни-мая или опуская их таким образом, чтобы суммарные затраты на осве-щение и охлаждение были мини-мальными в течение всего светово-го дня. Одновременно контроллер поворачивает ламели жалюзи для создания мягкого, рассеянного све-

Р и с . 5 .

1 2 S U S T A I N A B L E B U I L D I N G T E C H N O L O G I E S zvt.abok.ru

та, что исключает блики, вредные для глаз, и попадание в помещение прямых солнечных лучей.

Комплексная система автоматизации

Комплексная система автоматиза-ции для поддержания комфортных величин температуры, влажности, ка-чества воздуха и освещения помеще-ний (рис. 7) построена на базе свобод-но-программируемого контроллера.

Она собирает данные об освещён-ности и присутствии людей, о каче-стве и температуре воздуха, а также фиксирует индивидуальные пожела-ния по комфортным условиям благо-даря настенному пульту управления. Собранная информация обрабатыва-ется, и на ее основании посылаются команды для управления системами отопления, вентиляции и кондици-онирования воздуха, а также жалю-зи и осветительными приборами. Таким образом, с помощью прибо-ров, средств и систем автоматиза-ции в помещениях поддерживается здоровый микроклимат, оптималь-ный комфорт и высокая производи-тельность труда. При этом решают-ся задачи сокращения потребления энергии в системах жизнеобеспече-ния здания.

Литература.1.  Planning manual of Siemens BT and

EMPA (Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research) Duebendorf, Switzerland.

2.  World Green Building Council Research.

3.  Euro Stat Structural Business Statistics 2012. ●

Р и с . 6 .

Р и с . 7 .

Ю. А. Тарасенко, руководитель направления «Энергоэффектив-ность зданий», компания ООО «Сименс»

В журнале «Энергосбережение» по теме автоматизации можно полу-чить информацию из следующих статей:• Интеллектуальные здания: масштабируемые структурированные сети, ин-

тернет вещей и энергоэффективность, № 7. 2018.• Smart School в реализации Госпрограммы «Развитие образования», № 7.

2018.• Электронные системы управления в торговом холоде. Курс на автоматиза-

цию, удаленный контроль и природные хладагенты, № 8. 2018.• Цифровизация гипермаркетов: системы эффективного освещения с функ-

цией навигации, № 8. 2018.• Концепция повышения энергоэффективности университетской больницы в

Германии, № 3. 2019.

О Б А В Т О Р Е

и Н Ф О Р М А Ц и Я