مقالات
در حال خواندن
انسان و آسایش
0

انسان و آسایش

توسط Rpizh۲۵ بهمن, ۱۳۹۵

انسان یک نقطه ضعف ذاتی دارد که میخواهد احساس راحتی نماید. می خواهد در آب و هوایی زندگی کند که نه سرد باشد و نه گرم ، نه خیلی مرطوب باشد و نه خیلی خشک. به دست آوردن چنین شرایطی ، با توجه به توقعات انسان و با توجه به این که هوا اغلب شامل این موارد نیست کار آسانی نمیباشد. دست یافتن به چنین راحتی ای، مستلزم تلاش مداومی است در برابر عواملی که سلب آسایش مینماید ، می باشد . عواملی مانند کم یا زیاد بودن دما و رطوبت هوا . به عنوان یک مهندس ، نسبت به شغل مان وظیفه داریم در پدید آوردن احساس آسایش به مردم کمک کنیم .

زمان زیادی طول نکشید که انسان دریافت ، قادر به تعویض آب و هوای یک منطقه نمیباشد و حداکثر کاری که در این خصوص میتواند انجام بدهد ، این است که عمل را محدود به خانه یا محل کار نماید . در گذشته این کار به صورت محدود و جزیی توسط آتش و سیستم های ساده برای گرم کردن محیط داخل ، انجام میگرفت .  امروز سیستم های تهویه مطبوع مدرن قادرند که عمل گرم کردن ، سرد کردن ، مرطوب کردن وتمیز کردن و یا حتی بوگیری هوا را انجام دهند . سیستم های تهویه مطبوع چنان طراحی شده است که راحتی لازم برای انسان را تامیین می نمایند .  بنابراین ضروریست که جنبه های ترمودینامیکی بدن انسان را بدانیم .

بدن انسان را میتوان به عنوان نمونه ای از یک موتور حرارتی که انرژی ورودی آن غذا میباشد در نظر گرفت . در مقایسه با هر موتور حرارتی دیگر ، بدن انسان حرارت غیر قابل مصرفی تولید میکند که برای زنده ماندن میبایست این حرارت با محیط مبادله گردد. البته امروزه در بحث گرمایش حتی حرارت تولیدی از بدن ساکنان آن ناحیه نیز در نظر گرفته می شود، میزان گرمای تولید شده بستگی به میزان فعالیت بدن دارد. برای یک مرد میانسال : حدود ۸۷ وات هنگام خوابیدن ، ۱۱۵ وات هنگام استراحت یا کار اداری ، ۲۳۰ وات هنگام بازی بولینگ و ۴۴۰ وات هنگام انجام کار فیزیکی سنگین میباشد. مقادیر مشابه برای یک خانوم میانسل در حدود ۱۵% کمتر میباشد. ( این تفاوت به اندازه بدن بستگی دارد نه به دمای بدن . دمای بدن برای یک انسان سالم در مقدار ۳۷ درجه سلسیسوس ثابت نگه داشته میشود ) . بدن انسان در محیطی احساس راحتی میکند که بتواند این گرمای غیر مصرفی را به راحتی دفع نماید .

انسان و آسایش

مدار و چرخه ساده تهویه مطبوع

انتقال گرما بستگی به اختلاف دما دارد. بنابراین در محیط سرد ، بدن گرمای بیشتری را نسبت به حالت معمولی از دست میدهد ، که در نتیجه احساس ناراحتی میکند . بدن برای جلوگیری از دفع زیاد انرژی ، جریان خون در زیر پوست را کاهش میدهد ( پوست بدن کبورد میشود ) . با این کار درمای سطح پوست بدن تا حدود ۳۴ درجه سلسیسوس برا یک شخص معمولی پاین می آید ، بنابر این میزان انتقال گرما کاهش میابد. کاهش دمای سطح پوست بدن باعث احساس ناراحتی می شود. به عنوان مثال وقتی دمای پوست دست به ۵۰f ده درجه سلسیسوس برسد احساس سرمای ناگواری در ناحیه دست پدیدار میشود. میتوان با ایجاد یک عایق بین بدن و محیط ( مثل پوشیدن لباسهای اضافی ، پتو و غیره ) یا افزایش میزان حرارت تولید شده در بدن به وسیله ورزش ، اتلاف حرارتی را کاهش داد .
برای مثال میتوان راحتی یک شخص در حال استراحت با لباس و در یک زمستان گرم در دمای حدود ( ۱۰c ( 50f برابر با میزان راحتی یک شخص در حال کار معمولی در دمای( ۳۲c ( -10f می باشد .
میتوانیم دست های خود را در بغل بگیریم یا دست ها را در میان پاها قرار داده تا سطح بدن را که از آن گرما منتقل میشود کاهش دهیم .

در آب و هوای گرم ، مشکل متقابلی داریم . به نظر میرسد که به اندازه کافی نمیتوانیم انتقال حرارت از سطح بدن داشته باشیم ، و احساس می کنیم که در حال انفجار هستیم . لباس های نازک میپوشیم تا خروج گرما از بدن راحتتر نماید و میزان فعالیت را به منظور کاهش گرمای تولید شده غیر مصرفی کم میکنیم .همچنین پنکه را روشن میکنیم تا جریان پیوسته هوا لایه های گرم را اطراف بدن جابجا کند در نتیجه گرمای بدن با هوای سرد سایر نقاط اتاق مبادله میشود. هنگام انجام دادن کار سبک و پیاده روی آهسته ، نیمی از حرارت که از بدن دفع میشود از طریق تعرق و به صورت حرارت نهان تبخیر ، و نیمه دیگر از طریق کنوکسیون و تشعشع و به صورت حرارت محسوس انجام میگیرد. هنگام استراحت و انجام دادن کار اداری ، حداکثر حرارت ( حدود ۷۰ درصد ) از طریق حرارت محسوس منتقل میشود . در صورتیکه در موقع انجام دادن کار فیزیکی سنگین ، حداکثر حرارت ( حدود ۶۰ درصد ) از طریق حرارت نهان منتقل میشود . بدن از طریق تعرق به دفع بیشتر گرما کمک میکند . با تبخیر عرق تولید شده توسط بدن ، گرما ، از بدن جذب شده و بدن خنک میشود . عموما بیشترین تبادل حرارتی بدن توسط عمل تبخیر انجام میشود. چنانچه طوبت نسبی محیط اطراف ۱۰۰% باشد ، تعرق کمک زیادی نمیکند . چنانچه تعرق طولانی و بدون رسیدن آب به بدن انجام شود ، سبب کم شدن آب بدن و کمی تعرق و در نتیجه سبب افزایش دمای بدن و گرما زدگی می شود .

انسان و آسایش

سیستم هوا ساز و تهویه مطبوع خانگی با قابلیت فیلترینگ

عامل مهم دیگری که برای راحتی و آسایش موثر میباشد ، انتقال گرما توسط تابش میان بدن و محیط اطراف مثل دیوار ها و پنجره هاست . اشعه های خورشید به وسیله تابش در فضا انتقال میابد همچنین شما میتوانید خود را به وسیله تابش در مقابل آتش گرم کنید حتی اگر هوای بین شما و آتش کاملا سرد باشد . همچنین در یک اتاق گرم ، اگر سطح دیوارها نسبت به اتاق دارای درجه حرارت پایینتری ( آنهم بطور قابل ملاحظه ای ) باشد ، احساس سرما میکنید. این حالت مربوط انتقال مستقیم حرارت بین بدن شما و محیط اطراف آن به وسیله تابش می باشد . گرم کردن به وسیله تابش عموما برای مکان هایی که گرم کردن آنها مشکل است ، مثل تعمیرگاههای ماشین ، مورد استفاده قرار میگیرند .

راحتی بدن انسان به سه عامل دمای خشک، رطوبت نسبی و حرکت هوا بستگی دارد . تنها و مهمترین عامل راحتی انسان دمای محیط می باشد .اغلب مردم هنگامی که درجه حرارت محیط بین
۲۲-۲۷c ( 72-80f ) است ، احساس آرامش می نمایید .از آنجایی که تبخیر ، بر مقدار تبادل حرارتی بدن با محیط اثر میگذارد رطوبت نسبی نیز بر روی راحتی انسان تاثیر قابل ملاحظه ای دارد. رطوبت نسبی مقیاسی برای توانایی جذب رطوبت توسط هوا می باشد.

جریان هوا نقش مهمی در آسایش انسان ایفا میکند . جریان هوا ، هوای گرم مرطوب را که اطراف بدن را احاطه کرده است با هوای تازه جایگزین مینماید. بنابراین حرکت هوا میزان دفع گرما را به وسیله انقال گرما و تبخیر ، بهبود میبخشد. جریان هوا باید به اندازه کافی قوی باشد .تا گرما و رطوبت را از مجاورت بدنانتقال دهد ، اما به اندازه کافی نیز ملایم باسد تا محسوس نباشد.

اغلب مردم با سرعت هوای حدود ۱۵m/min راحت هستند . سرعت زیاد هوا به جای راحتی موجب ناراحتی خواهد شد. مثلا یک محیط در درجه حرارت( ۱۰c ( 50f  با سرعت زیاد ۴۸km/h میتواند احساس سرمایی برابر با درجه حرارت (۷c- ( 20f  و با سرعت باد ۳km/h ایجاد کند ، که نتیجه تاثیر خنک شدن بدن توسط حرکت هوا ( فاکتور سرمایش باد ) می باشد . عوامل دیگر که بر میزان آسایش ، موثر هستند عبارتند از تمیزی هوا ، بوی هوا ، صدا و اثر تابشی …

 

بطور کلی سیستم های تهویه مطبوع با هدف آسایش انسان ها ساخته شده است ، این سیستم ها در صورتی به طور صحیح محاسبه و اجرا شوند ضمن حفظ شرایط مناسب برای آسایش به حفظ و بهبود وضیعت سلامتی افراد نیز کمک می کند.

منبع:علم ترمودینامیک – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران – ترجمه دکتر محمود ابراهیمی

واکنش شما چیست؟
I like it
75%
interested
25%
Hate it
0%
What
0%
درباره نویسنده
Rpizh

Mechanical Engineer

پاسخ بدهید