Материал: Формирование параметров микроклимата в помещениях ресторанных комплексов. Тульская С.Г., Сотникова О.А

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный архитектурно– строительный университет».

Защита диссертации состоится «28» ноября 2013 года в 13 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-

летия Октября, д. 84, корпус 3, ауд. 3220; тел./факс: +7(473)271-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Автореферат размещён на официальном сайте Минобрнауки РФ и на официальном сайте Воронежского ГАСУ.

Автореферат разослан « 24 » октября 2013 г.

2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение условий комфортного микроклимата в помещениях ресторанных комплексов является важной и актуальной задачей. От ее решения зависит самочувствие посетителей, работоспособность обслуживающего персонала и качество производимой им продукции.

Содной стороны, современный ресторан представляет собой сложный тип предприятия, в котором совмещают функции производства продукции и обслуживания посетителей. В этой связи помещения в ресторанных комплексах подразделяют по назначению на:

– производственные – это горячий цех и помещения, непосредственно связанные с приготовлением пищи (производственные цехи, складские, административно– бытовые и технические);

– непроизводственные – это обеденные залы и другие помещения, наличие которых обусловлено функцией обслуживания посетителей (вестибюли, обеденные залы, холлы и пр.).

Сдругой стороны, ресторанные комплексы – это объекты капитального строительства, представляющие собой совокупность разнородных активных и пассивных элементов: вентиляционно-отопительной техники, наружных ограждающих конструкций, воздушной среды внутреннего воздуха в помещениях, оборудования технологических линий производства продукции, средств производства, посетителей и обслуживающего персонала и т.п.

Применяемые в настоящее время нормативные методики теплотехнических расчетов и проектирования систем теплового и экологического комфорта в помещениях ресторанных комплексов основаны, главным образом, на использовании осредненных или укрупненных значений расчетных величин, справедливых для установившихся или существенно упрощенных режимов работы. Реальные же процессы переноса, являясь нестационарными во времени и переменными в пространстве, зависят от целого ряда влияющих факторов и параметров. Значительное количество параметров, обуславливающих формирование микроклимата ресторанов, определяет сложность и системность поставленной в данной диссертации задачи. Поэтому совершенствование методов расчета оптимальных параметров микроклимата в ресторанных комплексах с целью создания комфортных тепловых условий для посетителей и работников является актуальной задачей.

Настоящая работа выполнялась в рамках научно– исследовательской работы «Разработка систем теплогазоснабжения с целью экономии топливноэнергетических ресурсов и защиты окружающей среды от тепловых и вредных выбросов энергетических установок».

Целью работы является формирование требуемых параметров микроклимата в помещениях ресторанных комплексов с целью создания теплового комфорта.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

3

1.Анализ составляющих процессов тепломассообмена в помещениях ресторанных комплексов и оценка их влияния на формирование параметров теплового комфортного микроклимата.

2.Моделирование процессов интенсивности конвективного и лучистого теплопереноса в ресторанных помещениях производственного и непроизводственного назначения.

3.Определение особенностей формирования полей температур на внутренних поверхностях остекления ресторанных помещений.

4.Оценка влияния основных схем воздухообмена на формирование зон теплового комфорта и дискомфорта в ресторанных помещениях производственного и непроизводственного назначения.

5.Разработка и тестирование методики, структурной схемы алгоритма и программного продукта для автоматизации процесса расчета параметров микроклимата

сцелью создания зон теплового комфорта в помещениях ресторанных комплексов.

Научная новизна:

- разработана математическая модель формирования параметров микрокли-

мата с целью создания комфорта в ресторанных помещениях, учитывающая нестационарность процессов тепловыделений от оборудования горячих цехов, переменность в пространстве лучистого теплообмена между телом человека и ограждениями, а также влияние скорости и направления вентиляционных потоков на интенсивность конвективных теплопотерь тела;

-предложены зависимости для определения коэффициента конвективного теплообмена между человеком и окружающей средой при различных направлениях вентиляционного потока;

-обосновано аналитическое выражение для определения теплообмена излучением между человеком и поверхностями ограждений с учетом его местоположения в помещении ресторанного комплекса;

-обоснована теплофизическая модель основного технологического ресторанного оборудования с учетом цикличности его работы; предложены аналитические зависимости для описания конвективных и лучистых тепловыделений от нагретых поверхностей оборудования во внутреннюю среду помещений;

-на основе предложенных математических моделей разработаны методики расчета, структурная схема алгоритма и программное обеспечение параметров микроклимата в помещениях ресторанных комплексов.

Достоверность полученных результатов обуславливается применением научно– обоснованных методов исследований, использующих фундаментальные законы тепломассообмена и аэродинамики, статистической обработкой полученных экспериментальных данных, а также согласованностью основных положений представленной работы с результатами исследований других авторов.

Научная и практическая значимость работы. Предложенная математи-

ческая модель позволяет осуществить проектное формирование заданных параметров микроклимата, удовлетворяющих условиям теплового комфорта для помещений ресторанных комплексов. К достоинствам данной модели можно отнести более детальное и точное описание процессов лучистого и конвективного теплообмена.

4

Разработано программное обеспечение для численной реализации предложенной математической модели, выполненное в среде Borland C++ Builder 6.0. Достоверность результатов теоретических исследований подтверждена проведением серии экспериментов в натурных условиях (ООО «Санаторий им. Ф. Э. Дзержинского», Воронежская обл., Рамонский р-н, с. Чертовицы) при разработке проекта повышения комфортности обеденного зала и горячего цеха ресторанного комплекса. Результаты исследования также применены при обосновании проектных показатели комфортности микроклимата помещения «Фабрика– кухня» в г. Воронеже (ул. Ленина, д.1).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс в Воронежском государственном архитектурно– строительном университете при подготовке бакалавров по направлениям 270800.62 Строительство, 100100.62 Сервис и магистрантов по программам подготовки «Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий», «Сервис инженерных систем гостинично– ресторанных, спортивных и торгово-развлекательных комплексов».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на VIII Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии» (Воронеж 2012 г.), Международной студенческой электронной научной конференции (Москва 2012 г. и 2013 г.), Международной межвузовской научно– практической конференции молодых учёных, аспирантов и докторантов «Строительство– формирование среды жизнедеятельности» (Москва 2013 г.), Фестивале науки Воронежского ГАСУ (2013 г.). Кроме того, результаты исследования ежегодно докладывались и обсуждались на научно– технических конференциях профессорско– преподавательского состава Воронежского ГАСУ

(2010-2013 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 научных работ, общим объемом 120 страниц, из которых лично автору принадлежит 90 страниц, в том числе три работы – в изданиях, рекомендованных ВАК: «Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура», «Экология и промышленность России».

В статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК, изложены основные результаты диссертации: в работах [1, 2] предложен метод определения требуемого воздухообмена для помещений ресторанных комплексов, а также рассматриваются вопросы выделения вредностей в помещении ресторанных комплексов, методы их удаления и создания требуемого микроклимата для персонала и посетителей; в работе [3] приведены результаты моделирования процесса тепловыделений в горячем цехе ресторанного комплекса при влажностнотепловой обработке продукции, позволяющие вычислить общее количество тепловой энергии, поступающей в помещение в течение всего цикла работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка использованных источников из 127 наименований и трех приложений. Диссертация изложена на 226 страницах основного машинописного текста (в том числе текст приложений на 31 стр.) и содержит 69 рисунков и 20 таблиц.

5