Россия
В статье приводятся результаты анализа существующих информационных систем в области расчета и анализа тепло-, газовыделений на стадии создания систем микроклимата, которые расчитывают расход приточного воздуха. Предложено моделирование собственной системы определения количества теплопоступлений и газовых выделений при проектировании систем микроклимата в зданиях и помещениях, предназначенных для работы трудоспособной категории населения.
модуль, информационная система, моделирование, СанПиН, СНиП
В современном мире, особенно в урбанизированных районах, системы микроклимата, такие как системы кондиционирования воздуха, отопления и вентиляции, широко используются для обеспечения комфортных условий пребывания внутри помещений. Однако при разработке данных систем необходимо учитывать проблемы, связанные с выбросами тепла и газов в атмосферу.
При создании системы обеспечения микроклимата необходимо учитывать количество и вид вредных веществ, выделяемых человеком в зависимости от типа помещения и выполняемой в нем работы. В большинстве общественных зданий основным источником вредных веществ является человек, выделяющий тепло, влагу и газообразные вещества. Согласно СП 60.13330.2020 «СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», расход приточного воздуха должен рассчитываться с учетом выделяемых в помещении вредностей, как в теплый, так и в холодный период года [1].
Сравнение основных программ, используемых для проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты анализа существующих информационных систем для работы логистического центра
|
Критерии сравнения |
Наименование приложения |
||
|
Aero master |
Trace 700 |
ClimaWin |
|
|
Тип приложения: |
|
|
|
|
-Web-сервис; |
+ |
- |
- |
|
-Десктопное приложение. |
- |
+ |
+ |
|
Зависимость от интернета |
+ |
- |
- |
|
Обновление и поддержка |
- |
+ |
- |
|
Бесплатное распространение |
+ |
- |
- |
|
Учет параметров помещения |
- |
+ |
- |
|
Учет категории работы |
+ |
+ |
+ |
|
Функциональные возможности: |
|
|
|
|
- Расчет тепло- и газовыделения; |
+ |
+ |
+ |
|
- Формирование отчета по помещениям с предложением по улучшению |
- |
- |
+ |
На основании рассмотренных аналогов можно сделать вывод, что процесс расчета и анализа тепло-, газовыделения от трудоспособной категории населения во всех современных программных средствах несет скорее дополнительный функционал к основной части программы, а углубленный анализ тепло- и газовыделений осуществляется вручную.
В связи с этим, принято решение об автоматизации данного процесса, то есть использовании программного модуля для выполнения следующих функций:
- оценка газовыделения, тепловыделения внутри помещения;
- оценка воздухообмена в помещениях;
- определение количества рабочих мест в помещении.
Для наилучшего понимания устройства системы необходимо составить IDEF0-диаграммы работы программы, которая представлена на рис. 1-2.
Рисунок 1 – Контекстная диаграмма
На вход диаграммы поступают следующие данные: категория работ, данные о помещении, куда входят концентрация CO2 в помещении, концентрация CO2 в наружном воздухе, температура удаляемого воздуха, температура приточного воздуха, данные человека, куда входят ФИО, масса тела, возраст, пол.
Механизм выполнения вычислений – инженер.
Системы управления: КФА, методические рекомендации, формулы расчета.
Выходные данные: гистограмма и отчет по количеству рабочих мест.
Рисунок 2 – Декомпозиция IDEF0-диаграммы
Процессы, представленные на диаграмме:
Выявление антропометрических параметров человека – процесс внесения данных о человеке с последующим расчетом его величины основного обмена.
Расчет энерготрат – процесс расчета энерготрат на основании внесенных данных человека, а также выбранной категории работ.
Расчет потребления О2 и СО2 – процесс расчета потребления О2 и СО2 человека.
Расчет и оценка воздухообмена – после расчета величин выбирается наибольшая, которая затем сравнивается с величиной нормального воздухообмена для помещения. По результатам сравнения делается вывод об оптимальном количестве рабочих мест в помещении.
Блок-схема процесса расчета количества рабочих мест представлена на рис. 3.
Рисунок 3 – Блок-схема процесса расчета количества рабочих места
Данная блок-схема отражает общую структуру и принцип работы модуля расчета. Завершающим этапом является моделирование интерфейса, рис. 4.
Рисунок 4 – Основное окно модуля расчета
Окно на рис. 4 является главным окном программы, так как здесь происходит расчет выделения энергии, кислорода и углекислого газа, а также реализованы вспомогательные средства, такие как: отчет и гистограмма.
Выводы
Современный мир постоянно развивается, строятся новые здания и сооружения, человечество увеличивается с каждым днем, всё это содвигает современных людей к заострению собственного внимания на оптимизации рабочих мест, проектированию систем микроклимата, согласно санитарным нормам и правилам.
1. Лобанов Д.В., Мерщиев А.А., Соловьев С.А. Системы персональной энергосберегающей вентиляции офисных помещений // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. 2017. № 3(2). С. 60-69.
2. Лобанов Д. В. и др. Определение теплопоступлений от человека с учетом энерготрат и физической активности //Вестник Белгородского государственного технологического университета им. ВГ Шухова. – 2023. – №. 1. – С. 42-52.
3. Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и разработка мероприятий по сокращению пылегазовыделения на карьерах горно-обогатительного комбината / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. – 2019. – Т. 12, № 2. – С. 26-32.
4. Методические рекомендации 2.3.1.0253-21 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации». – URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/402716140/.
5. Баканова С. В., Ерёмкин А. И. Методика оценки эффективности воздухораспределения и определения воздухообмена в помещениях хранения скоропортящейся продукции //Региональная архитектура и строительство. – 2015. – №. 2. – С. 130-135.
6. Переверзев П. П. Функциональное моделирование процессов организации производства на машиностроительных предприятиях //Современные проблемы науки и образования. – 2012. – №. 2. – С. 259-259.
7. Лобанов Д. В. и др. Обоснование учета комплекса физических параметров человека при проектировании систем вентиляции //Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. – 2022. – №. 1. – С. 48-58.
8. Полуэктов А.В., Макаренко Ф.В., Ягодкин А.С. Использование сторонних библиотек при написании программ для обработки статистических данных // Моделирование систем и процессов. – 2022. – Т. 15, № 2. – С. 33-41.
