Вестник МГТУ, 2023, Т. 26, № 1.

Вестник МГТУ. 2023. Т. 26, № 1. С. 45-56. DOI : https://doi.org/10 .21443/1560-9278-2023-26-1-45-56 Результаты и обсуждение Анализ формул раздела 4 стандартов ГОСТР ИСО 7730-2009 и ISO 7730:2005 Обсуждаемые международный стандарт ISO 7730:2005 и соответствующий ему национальный стандарт ГОСТ Р ИСО 7730-2009 базируются на модели теплового баланса Фангера (Fanger, 1970), учитывающей комплекс факторов в обеспечении теплового баланса человека: температуры, влажности воздуха, скорости движения воздуха, средней радиационной температуры, одежды, физической активности людей, находящихся в помещении. Результатом оценки является предсказание теплоощущений человека в виде комплексного параметра PMV (Predicted Mean Vote) и показателя PPD, отражающего уровень дискомфорта (Predicted Percentage of Dissatisfied). Модель PMV-PPD стала международно признанной моделью для описания прогнозируемого среднего теплового комфорта жителей в помещениях. В разделе 4 рассматриваемых стандартов указана основная формула (1), определяющая показатель PMV. Эта формула в оригинальной англоязычной версии стандарта ISO 7730:2005 имеет следующий вид: PMV = [0,303 •exp(-0,036 • M ) + 0,028] • (M - W ) - 3,05-10-3 •[5733 - 6,99 •(M - W ) - р а] - 0,42 •[(M - W ) - 58,15]' <- 1 , 7 10-5 •M •(5867 - p a )-0 ,0 0 1 4 •M •( 3 4 - t a) -3,96• 10-8 • f cl •[( td + 273)4 - £ + 273)4] - f • hc •(trf - t a) ^ Поскольку такая математическая интерпретация малознакома российскому пользователю, то в российской версии стандарта ГОСТ Р ИСО формула приобретает более знакомый вид (без больших скобок), но теряет при этом заменяющие их скобки, что ведет к неправильному трактованию и исчислению формулы (рис. 1). PMW = [0,303 exp(-0,036M) + 0,028 •(M - W ) - 3,05 •10 3[5733 - 6,99 • (M - W ) - р а] - -0,42 •[(M - W ) - 58,15] -1 ,7 •10-5 • M (5867 - р а) - 0,0014 • M (34 - t a) - -3 ,9 6 -10-8 f d •[(С + 273)4 - (Tr + 273)4] - f dhc(td - t a) Рис. 1. Изображение некорректной интерпретации формулы (1) в ГОСТ Р ИСО 7730-2009 Fig. 1. Image of incorrect interpretation of formula (1) in GOST R ISO 7730-2009 Физический смысл формулы (1) заключается в оценке теплового баланса тела человека, т. е. исчислении разницы между внутренней теплопродукцией и теплопотерями в окружающую среду (Fanger, 1973). Величина М представляет собой параметр, соответствующий количеству энергии вырабатываемой организмом человека, или скорости метаболизма веществ, приведенной к площади поверхности тела человека. Величина W соответствует энергии, которую человек тратит на совершение механической работы (перемещение груза, ходьба и т. д.), или количеству эффективной механической энергии, также отнесенной к площади тела. Таким образом, разность М - W характеризует количество энергии, которое идет на поддержание температуры тела (теплового баланса), приведенное к площади поверхности тела. Далее, из величины М - W вычитают шесть величин, каждая из которых соответствует некоторому способу охлаждения тела (потеря тепла при дыхании, при теплообмене через кожу и т. д.). Результирующий знак итоговой разности говорит о сдвиге теплоощущения (теплового баланса) человека: положительный знак свидетельствует, что человеку тепло или жарко, отрицательный - прохладно или холодно. Оптимальным является сбалансированное состояние, когда вырабатываемая организмом энергия полностью расходуется на поддержание температуры тела; разность в этом случае равна нулю. Затем полученную величину энергетического баланса умножают на коэффициент 0,303ехр-0’03<M + 0,028, что приводит его в диапазон от -3 до +3, который можно интерпретировать по табл. 1, указанной в ГОСТ Р ИСО 7730-2009 и ISO 7730:2005. Таблица 1. Семибалльная шкала чувствительности к температуре Table 1. Seven-point thermal sensation scale Оценка в баллах. Score in points Ощущения человека. Sensation assessment +3 Жарко. Hot +2 Тепло. Warm +1 Немного тепло. Slightly warm 0 Нейтрально. Neutral -1 Немного прохладно. Slightly cool -2 Прохладно. Cool -3 Холодно. Cold 47