Теплорасчет рф точка росы: секреты и нюансы Теплорасчет рф точка росы

Содержание

Расчет толщины утеплителя для стен или как определить точку росы?

А какая толщина утеплителя необходима? Мы можем сэкономить на материалах? Точка росы, что это?
Да, да друзья. Сегодня тот самый день, когда мы начинаем рассматривать вопросы утепления, а именно расчет толщины утеплителя и определение точки росы. Но прежде чем мы приступим, давайте коснемся незыблемых основ природы…

Физика процесса или почему образуется конденсат?

Безусловно, мы не претендуем на звание «Учитель года» поэтому обойдемся без лишней терминологии и теории. И так, приступим к ответу.

Как вы знаете окружающий нас воздух – это смесь газов: кислорода, азота, аргона и, конечно же, воды. Совсем маленькое количество молекул h3O находятся в воздухе в парообразном состоянии. В момент, когда температура воздуха падает, расстояние между молекулами сокращается. Маленькие частицы воды притягиваются друг, к другу, образуя капельки воды или так называемый конденсат.

Кстати, именно поэтому на металлических дверных ручках вашей входной двери образуется конденсат.

Но об этом чуть позже, а пока давайте перейдем непосредственно к расчету утеплителя.

Определяем исходные данные для начала расчета. 

Воспользуемся СНиПом 23-01-99* строительной климатологии и выберем свой регион. Предположим, что наш дом находится в Нижнем Новгороде с толщиной стен 35 см (пеноблок). Климатические параметры холодного периода года в данном регионе выглядят так:

Нам важны следующие параметры:

  • Температура наиболее холодной пятидневки
  • Среднемесячная относительна влажность воздуха наиболее холодного месяца

В нашем случае на улице температура составляет -34 0С с относительной влажностью воздуха 84%
Комфортная температура для проживания (в спальне) по ГОСТ 30494-96 составляет 20-22 0С с относительной влажностью 45-30%

 Теперь, когда все основные параметры заданы, считаем точку росы.

Расчет точки росы. Считаем на калькуляторе. 

Заходим на сайт теплорасчет.

рф вбиваем наши значения в соответствующие строки.  Выбираем материал стен (у нас пеноблок толщиной 35 см), утеплитель (выбрали экструдированный пенополистирол в 10 см.)  Калькулятор автоматически все рассчитает и вы получите результат в виде графиков и таблицы.


Как мы видим на картинке,  у нас выделена область, где воздух охлаждается и может образовываться конденсат. Наглядно видно, что точка расы это не совсем точка, а область, где образуется конденсат.

При выборе толщины утеплителя для стен нужно исходить из того что бы эта область находилась ближе к наружной ее части, то есть в самом утеплителе. Почему это важно? Дело в том, что вода, которая будет конденсировать в утеплителе, при достижении 0 градусов, будет превращаться в лед. В пористом материале утеплителя расширение воды не сможет оказать негативного воздействия материал, в отличие от самой стены. Таким образом, вы обезопасите стены вашего дома от разрушения, и они прослужат вам долгие годы.

Мостики холода. Почему это важно?

Помните, в начале статьи мы говорили о том, что на дверных ручках образуется конденсат? Мы не случайно упомянули об этом явлении, потому что наличие «мостиков холода» в вашем доме может свести на нет все ваши старания по утеплению.

Показательный пример – уже упомянутые выше дверные ручки. В данном случае, хорошим проводником тепла является метал, из которых они изготовлены. Проходя через дверную ручку, холод проникает внутрь помещения. На самой ручке возникает конденсат. Он образуется из-за контакта холодного металла с парообразной водой находящейся в воздухе.

При такой ситуации, уже в первый мороз в вашем доме будет холодно. А если вы не обратите внимания на эту проблему, то в самое ближайшее время места промерзания покроются плесенью.

Подведем итоги

Ну что же, мы написали много букв, давайте резюмировать:

  1. При расчете утеплителя пользуйтесь СНиПом строительной климатологии
  2. Точка росы – это не точка, а область образования конденсата.
  3. Данная область должна находиться ближе к наружной поверхности стены.
  4. Мостики холода – зло! Устраните их.

17 апреля 2016

Не во всякой стене выпадает конденсат!

Раньше я думал, что выпадение конденсата в стене обязательно. И вопрос состоит только в том, в каком именно сечении стены он будет выпадать. Этому неправильному представлению способствовали многие статьи в интернете. Например, такое “неправильное мировозрение” относительно обязательности конденсации влаги в конструкции излагается в блоге, который я ранее рекомендовал http://domekonom.su/2012/05/tochka-rosy.html

Могу только предположить, что неправильное мировозрение вызвано с неверным предположением, что роса выпадает в сечении стены, где температура из положительной превращается в отрицательную. Такая точка действительно есть в каждой стене и ее положением в стене можно управлять за счет комбинации слоев утепления. Но это не есть точка конденсации влаги в стене. Это может казаться пародоском, но пар присутствует и в воздухе с отрицательными температурами, при этом не конденсируясь и не замерзая.

Условия для выпадения конденсата обязательно присутствуют в однородной стене (из одного типа материала). А вот в правильно спроектированной многослойной стене условий для выпадения конденсата вообще нет. В такой правильной стене пар просто выходит наружу, не конденсируясь внутри стены.

Для примера однородной стены с выпадением конденсата внутри приведу стену из бруса 150 мм (материал и толщина стены не важна, при их изменении эффект остается тем же). А в качестве двухслойной “правильной” стены – стену  из бруса 150мм, утепленную снаружи утеплителем 150мм (например, эковатой).

Для примера я взял следующие характеристики внутреннего и наружного воздуха
Относительная влажность внутри дома 40%,
Температура внутри дома 20 С
Относительная влажность снаружи 73%
Температура снаружи    -28 С

Ниже графически представлены результаты расчета с использованием ресурса (теплорасчет.рф)

Расчет Брус 150 мм


На графиках черной линией показано значение температуры стены (и пара в ней), которая изменяется от внутренней температуры (20) до наружной температуры воздуха (-28). В случае с однородной стеной это линейная зависимость. В случае с утепленной снаружи стеной это линия с изломом на границе бруса и утеплителя.

Пар движется сквозь стену (путем диффузии) из-за разности давлений пара в воздухе снаружи и внутри дома (определяется из относительной влажности воздуха). В однородной стене давление пара линейно изменяется от значений давления пара во внутреннем воздухе и давлением пара в наружном воздухе. Если стена состоит из нескольких слоев, то давление пара изменяется линейно на каждом из слоев и испытывает излом на их границах. Перепад давления в слое тем больше, чем больше толщина слоя и чем ниже его паро проницаемость. Другими словами в каждом сечении стены есть своя концентрация водяного пара, которая создает давление пара в этой точке.

В общем случае в каждом сечении стены концентрация пара различны. Для каждой концентрации пара в стене существует температура (она может быть отрицательной, например при малых концентрациях пара, -28 градусов), при охлаждении до которой пар начинает конденсироваться. Эта температура называется температурой точки росы.

На графиках синей линией показана температура точки росы в каждом сечении стены (она зависит от концентрации пара в этом сечении стены). Если черный и синий график пересекаются, то в область их пересечения – это область конденсата. Скачок температуры точки росы в утеплителе – это глюк расчетного сайта. Еще на одном калькуляторе такого глюка нет (http://smartcalc.ru/)

Как видим в стене из бруса присутствует широкая область конденсата. А в двухслойной стене такой области вообще нет. Для нее синий и черный график расходятся внутри стены. Такому поведению способствует правильное расположение слоев внутри стены. Общее правило для отсутствия конденсата следующее:
– тепловое сопротивление наружных слоев должно быть больше
– паро проницаемость внутренних слоев стены должно быть меньше

Как выбрать конструктив стены из газобетона по теплу и точке росы

  • На теплопотери и, соответственно, на счета за отопление влияют два фактора – теплопроводность конструкции и точка росы в ней.  Для того, чтобы проверить насколько теплая у вас будет стена, выполняют теплотехнический расчет. Это можно сделать в он-лайн калькуляторах на различных сайтах.
  • Точка росы  – это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Этот параметр зависит от давления воздуха. По возможности избегайте образования точки росы. А, если это невозможно, то постарайтесь сдвинуть ее к внешним слоям и обеспечте необходимую вентиляцию этих увлажняемых слоев.
  • Когда планируется строительство, первое, что необходимо сделать – это подобрать толщину и состав ограждающих конструкций. Рассмотрим самые популярные “пироги” стен.
1. Штукатурка внутренняя – газобетонные блоки 400 – вент.прослойка 30 мм – облицовка кирпичом.

Как видим из расчета, по теплотехническим требованиям конструкция проходит, конденсации влаги в стене нет.

2. Штукатурка внутренняя – газобетонные блоки 400 – облицовка кирпичом.

Теплотехнический расчет показал, что конструкция достаточна по теплопроводности, но т.к. есть зона конденсации влаги и ей некуда выходить, со временем газобетон может накопить влагу внутри и потерять свои свойства, Произойдет это не сразу, практически незаметно, но счета за отопление будут приходить больше.

3. Штукатурка внутренняя – газобетонные блоки 300 – облицовка кирпичом.

По теплотехническом расчету стена проходит, точки росы не образуется. Но если поставить температуру воздуха снаружи -20, то по расчету точка росы будет на части стены из газобетона, на утеплителе, вент.зазоре и части кирпича внутри. Влаге, которая между газоблоком и утеплителем выйти некуда и она может со временем накопиться в стене и привести к большим затратам на отопление.

4. Штукатурка внутренняя – газобетонные блоки 400 – штукатурка.

При такой конструкции, стена не будет достаточно защищена от холода и от влаги.


5. Штукатурка внутренняя – газобетонные блоки 400 – вент.
зазор – имитация бруса

При защите газобетонной кладки вентилируемым фасадом зоны конденсации нет.

Расчеты стен производились вот в этом калькуляторе:  http://теплорасчет.рф

Почему в доме плесень – Welcome2BG.com

Многие из переехавших в более теплый и влажный климат, сталкиваются с этим неприятным явлением и пытаются с ним бороться. И не зря. Оно не только очень некрасиво эстетически, но и может повредить здоровью, особенно – маленьких детей. В данной статье мы постараемся ответить на следующие вопросы:

– Почему в доме сыро и плесень?
– Почему в доме тепло, но все равно сыро и плесень?..)
– Как избавиться от пресловутой плесени в доме?

Для начала немного теории. Температура, при которой начинается образование конденсата в воздухе, называется “точкой росы”. Она тесно связана с относительной влажностью воздуха. Чем выше влажность, тем точка росы выше и ближе к температуре окружающего воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. При относительной влажности 100%, точка росы совпадает с фактической температурой. Увеличение температуры воздуха также приводит к увеличению точки росы.

Для любителей цифр, вот упрощенная формула для вычисления точки росы в жилых помещениях:

Tp ≈ T – (1-RH) / 0,05

Tp = точка росы в градусах Цельсия

T = температура в градусах Цельсия
RH = относительная влажность в объёмных долях (0 < RH < 1,0)

Как это работает на практике. Вы заносите в дом предмет, температура которого равна или меньше точки росы – на предмете тут же образуется конденсат. Достаете что-то из холодильника – результат тот же. Просто заходите из прохлады в более теплое помещение – очки на носу (часы на руке) запотели. Знакомо? Теперь представьте, что в непогоду или холодное время года (если ваше жилище недостаточно утеплено), в качестве холодных предметов выступают окна и стены вашего дома.

Что обычно делают при наступлении холодов? Затыкают все возможные щели – в окнах, дверных проемах и пр., ну и конечно включают имеющиеся в наличии обогреватели. Однако влага в воздухе никуда не девается, более того, влажность в помещениях при этом увеличивается, т.к. естественная циркуляция нарушена (окна закрыты и законопачены). Согреть жилище полностью тоже не получается (в лучшем случае – воздух, но никак не стены, потолок и пол), т.к.

из-за отсутствия утепления приходится отапливать улицу и своих соседей. Таким образом, все это (теплый, влажный воздух и холодные стены) приводит к образованию конденсата.

Влага конденсируется в углах, на стыках стен, в ванных комнатах, за мебелью, в районе окон и т.д. Если это происходит достаточно длительное время – ждите в гости плесень. Многие годами борются с ней, не понимая, что воевать нужно с причиной, а не следствием.

Что с этим делать? Как вы уже поняли, чтобы избежать выпадения влаги на стенах, нужно либо повысить их температуру, либо понизить относительную влажность в помещении (или сделать и то, и другое в комбинации). Конечно, поскольку речь идет о жилых помещениях, мы можем оперировать данными параметрами лишь в разумных пределах. Большинство людей, воспринимает комфортно относительную влажность в пределах от 35 до 45%, “комфортная” точка росы при такой влажности может варьироваться от 11 до 16 градусов.

Излишнюю влажность можно убрать с помощью различных тепловых приборов, “осушителей” и регулярном проветривании. Температуру можно повысить при помощи различных систем отопления. Их сейчас великое множество: камины, печки, инфракрасные, газовые, пеллетные, инверторные и пр. При этом очень важно понимать, что необходимо согреть не только воздух, но и стены, пол и потолки внутри помещений. Однако, как уже было сказано выше, если дом недостаточно или неправильно утеплен, это может оказаться очень трудоемкой или вовсе невыполнимой задачей. Вот почему даже при постоянно работающем отоплении, в доме может быть сыро и холодно.

Чтобы немного проиллюстрировать это, взгляните на фото:

На фотографии – пол открытой террасы над кухней, запорошенный первым снежком. Терраса была утеплена листами XPS (в Болгарии его обычно называют “Фибран”), но поскольку технология его укладки не была соблюдена, мы видим, как тепло из теплой кухни, пробивается наружу по так называемым “мостикам холода”. Если у вас нет тепловизора, вы никогда не можете быть уверенными, что ваша теплоизоляция (если она вообще есть) выполняет свои функции на 100%.

К сожалению, в подавляющем большинстве случаев, теплоизоляция укладывается именно так. Пишу это исходя из своего опыта наблюдения за самыми разными стройками и самыми разными домами в Болгарии. Осенью и зимой, различные средства от плесени (плесень – “мухъл” по-болгарски), для многих становятся одними из предметов первой необходимости. Выводы делайте сами.

Теперь должно быть понятно, почему не имеет принципиального значения, какая у Вас система отопления, если дом не утеплен и нет нормальной системы вентилирования. Не ведитесь на недобросовестную рекламу, которая обычно активизируется каждую осень. Против законов физики не попрешь :).

В заключение, несколько простых советов из серии “что можно предпринять”, если решить проблему комплексно пока нет возможности:

– Чаще проветривайте помещения. Даже если холодно на улице, это необходимо делать.
– Пользуйтесь вытяжками во влажных помещениях – на кухне и в ванной.
– Используйте осушители воздуха и тепловентиляторы, особенно в местах локализации проблемы.
– Проверьте труднодоступные места: на антресолях, за шкафами, за комодами и пр. Если плесень завелась там, необходимо ее уничтожить при помощи средств бытовой химии, высушить, а после – дать постоянный приток свежего воздуха в эти места (например – отодвинуть шкаф на несколько сантиметров от стены).
– Следите за чистотой. При высокой относительной влажности, плесень может начать образовываться еще до достижения точки росы и выпадения конденсата – она очень любит пыль и органическую грязь.
– Если “проблемное” жилье не ваше собственное, а, например, съемное – смените его.

P.S.: много полезной информации по данной теме можно найти на сайте: теплорасчет.рф

расчет толщины утеплителя для фасада здания

Мало кто будет спорить с тем, что обшивка фасада дома термопанелями — это ответственный шаг, который требует серьезного подхода и точного расчета количества необходимых на утепление материалов. Для того, чтобы достичь комфортного для Вас микроклимата, а также избежать появление грибка, плесени и сырости в жилье, эксперт по изоляции должен учесть все нюансы касательно утепляемого фасада, например вид конструкции, материал несущих стен и даже месторасположение дома. Для того, чтобы знать толщину изоляционного материала, сотрудники компании Термодом анализируют все полученные показатели, а затем подбирают необходимую толщину термопанели.

Стоит отметить, что в 2017 году в силу вступил нормативный акт “Теплова ізоляція будівель”, согласно которому вся территория Украины делится на два климатических пояса, в каждом из которых свои условия, — уровень влажности, а также разные показатели минимальных и максимальных температур. Эти показатели также понадобятся при расчете необходимой толщины изоляционного материала.

Теперь давайте рассмотрим как правильно выбрать утеплитель необходимой толщины для того, чтобы избежать промерзания стен. А для того, чтобы избежать избыточной влажности в помещении и не допустить возникновение конденсата внутри жилья, необходимо вывести “точку росы” внутрь теплоизоляционного материала, а не стен. Далее, чтобы избежать потерю тепла необходимо рассчитать толщину несущих стен. Стоит понимать, что если расчет будет неправильным и Вы приобретете утеплитель большей толщины, чем нужно на самом деле — это будут только лишние расходы. Если же Вы правильно посчитаете толщину листа изоляционного материала- это обеспечит создание идеального микроклимата в помещении, то есть зимой будет тепло, а летом сохраняется прохлада.

Толщина изоляционного слоя прямо пропорционально зависит от показателя теплосопротивления, обозначаемого R. В данной ситуации R — это константа, которая рассчитывается как соотношение разности температур по краям изоляционного материала к величине теплопотока, которое из него исходит. Таким образом R отображает свойства утеплителей и чем выше этот показатель — тем выше теплоизоляционные свойства утеплителя.

Теперь рассчитаем показатель R:

R=(толщина стен м) / (коэффициент теплоизоляции материала)

Согласно таблице рекомендованных значений  R для первого климатического пояса равен 3,3, а для второй — 2,8. Стоит отметить, что во вторую климатическую зону входят: Одесса, Ужгород, Николаев, Запорожье, Херсон и АРК Крым.

Как показывает практика сотрудников компании Термодом, толщина утеплителя для фасада дома должна быть не менее 10 сантиметров. Конечно, бывают ситуации, когда для утепления дома следует использовать утеплитель шириной 15 сантиметров, но при этом не стоит забывать о  теплопроводности утеплителя. Кроме того, показатель R может варьироваться в зависимости от ТУ изготовителей, а также используемых материалов.

Для того, чтобы рассчитать энергоэффективность постройки собственноручно, специалисты компании Термодом советуют ознакомиться с термином “точка росы” и постараться разобраться в процессах теплообмена.

Точкой росы называют место, в котором пар превращается в воду, сталкиваясь с определенной температурой воздушных масс. Для того, чтобы высчитать теплосопротивление утеплителя нужно воспользоваться таблицей теплопроводности утеплительных фасадных материалов. Точка росы будет зависеть от влажности и температуры и ее можно найти по всей площади фасадного пирога. Температура конденсата на теплоизоляционном слое влияет на то, будет ли стена влажной или сухой внутри.

Стоит упомянуть, что расположение точки росы зависит от :

  1. от температуры воздуха снаружи и внутри помещения;
  2. плотности утеплителя;
  3. уровня влажности снаружи и внутри жилья.

Далее необходимо разобраться где будет находиться точка росы в стеновом пироге в следующих ситуациях:

  • Стены без утеплителя;
  • Стены с наружным утеплителем;
  • Стены с внутренним утеплителем.

Если стены без утеплителя, точка росы может находиться:

  • между серединой и внешней поверхностью стены — в таком случае стены остаются сухими.
  • между серединой и внутренней поверхностью стены — стена намокнет только если температура за окном резко упадет.
  • на внутренней стороне стены — есть риск, что стены будут влажными всю зиму.

Если стены утеплены внутри, точка росы может находиться:

  • внутри утеплителя — это единственный правильный вариант нахождения точки росы, но так бывает только в случае правильного расчета толщины утеплителя. Если же хозяева пытаются сэкономить и купить более тонкий утеплитель, чем рекомендовано, это может привести к следующим последствиям:
  • точка росы располагается внутри стены. Стены будут сухими.
  • Точка росы размещена за утеплителем — стены будут мокрыми почти все время
  • Точка росы располагается внутри утеплителя.

Если же Вы не хотите рассчитывать количество утеплителя, необходимое для обшивки фасада Вашего дома и прогнозировать расположение точки росы — специалисты компании Термодом сделают это для Вас. И Вы сможете насладиться теплом зимой и прохладой в жаркое время года.

Для того, чтобы произвести расчеты самостоятельно, можно воспользоваться следующими ресурсами: теплорасчет.рф и программой для теплорасчета под названием “Теремок”. Стоит сказать, что на сайте “теплорасчет” представлен очень удобный калькулятор для того, чтобы рассчитать количество материала для утепления фасада.

Правила утепления стен изнутри

Показателем качественно утепленных стен является то, что стены остаются сухими, в крайнем случае, стена может лишь слегка намокнуть при резком снижении температуры. Стоит сказать, что утеплять стену в холодное время ни в коем случае нельзя, если она стабильно мокрая. Как уже было упомянуто — весь процесс утепления полностью зависит от расположения точки росы. Грамотные специалисты всегда знают как определить ее местонахождение и затем выбрать правильный способ утепления жилья. Далее мы поговорим об основных факторах, которые влияют на внутреннее утепление жилья. Давайте снова вспомним два основных варианта утепления жилья изнутри: 1) выпадение точки росы и 2) расположение точки росы до и после утепления.

Выпадение конденсата целиком и полностью зависит от температуры внутри помещения и уровня влажности. Уровень влажности, в свою очередь, зависит от вентиляции помещения и условий проживания — временных или постоянных. Если говорить о температуре внутри помещения — этот показатель будет зависеть от отопления и качества изоляции кровли, пола, дверей и окон, то есть всего, кроме стен.

Расположение точки росы, помимо вышеперечисленных факторов, также будет зависеть и от материала стен и общей толщины стенового пирога.

Исходя из этого, утепления будет наиболее эффективным, если Ваше жилье отвечает следующим условиям:

  • Вы постоянно проживаете в данном помещении;
  • Система отопления и вентиляции функционируют согласно установленным нормам;
  • У Вас утеплены все остальные части помещения;
  • При расчете, толщина утеплителя не превышает 50 мм.

Таким образом, если Ваше жилье расположено в регионе с нормальной влажностью, имеется хорошее отопление и вентиляции, жилье можно утеплить изнутри не прибегая к теплорасчету. Тем не менее, специалисты компании Термодом рекомендуют относится к вопросу утепления жилья более чем серьезно, поскольку от этого зависят не только расходы на обшивку стен, но и эффективность утепления в целом.

Как показывает практический опыт наших сотрудников, существует всего несколько вариантов внутреннего утепления жилья. Так, например на 100 случаев, лишь в 10 процесс внутреннего утепления будет по-настоящему эффективным, во всех остальных вариантах — остается лишь наружное утепление, которое будет в разы выгоднее и эффективнее. Если у Вас возникли вопросы касательно наружного утепления дома — обращайтесь к нам по номеру, указанному на сайте и наши специалисты ответят на все интересующие вопросы.

Последствия неправильного внутреннего утепления

Часто бывает такое, что со снижением температуры, стены начинают мокреть. Вне зависимости от утеплителя — минваты или пенополистирола, на стенах может появиться плесень или грибок. Это происходит за счет сочетания тепла, углекислого газа и влаги. Стоит ли говорить, что грибок, как и плесень негативно влияет на здоровье человека и его практически невозможно вывести. Это еще раз подтверждает, что к выбору утеплителя и расчетам его количества стоит подходить очень ответственно.

Сравниваем пенополиуретан и вспененный пенополистирол

Пенополистирол представляет собой теплоизоляционный материал, который изготавливают путем многократного вспенивания и спекания полистироловых гранул. Каждая гранула полистирола заполнена безвредным конденсатом природного газа — пентаном. Сначала эти гранулы нагревают газообразователем и подогревают паром, после чего гранулы полистирола увеличиваются в размере 30-40 раз и приобретают упругость. Далее, под воздействием пара эти гранулы склеиваются. После того как все этапы производства будут пройдены, на выходе получается консистентный изоляционный материал, устойчивый к сжатию. Не лишним будет отметить, что 98% пенополистирола занимает воздух. Иногда пенополистирол называют “чистым полимером” — это происходит потому, что при его изготовлении не используются химические вещества, а шарики удерживает механическая сила. ППС также принадлежит к газонаполненным термопластичным пластмассам. Коэффициент теплопроводности листа пенополистирола — 0,039Вт/мК.

Как и обычный пенополистирол, экструзионный довольно часто применяется при утеплении. Впервые этот материал был создан в 194 году в США и с тех пор используется для обшивки фундамента, цоколя и ладе в автомобильном строительстве во избежание промерзания земли.

Экструзионный пенополистирол также может использоваться для утепления кирпичной кладки и кровли. Иногда этот материал используется при строительстве катков, спортивных площадок или для изоляции больших промышленных холодильников. Основным отличием экструзионного пенополистирола от пенополистирола является процедура гранулирования. Если при производстве обычного пенополистирола применяется нагревание паром, то в данном случае применяется способ экструзии. Под действием высоких температур и давления, производитель смешивает гранулы полистирола со вспенивающим агентом — после чего формируются плиты экструзионного пенополистирола.

Теплорасчет рф точка росы: Расчет стен – теплозащита, утепление, температура и точка росы — Медицинский блог: Все о заболеваниях

Расчет стен – теплозащита, утепление, температура и точка росы

Эта публикация не совсем про тепловидение в строительстве, скорее, совсем не про тепловидение. Сегодня я хочу рассказать о расчете теплового и влажностного режима наружных ограждающих конструкций. Задача такая часто возникает при тепловизионном обследовании зданий, оценке проектного уровня теплозащиты, разработке мероприятий по утеплению конструкций.

Тепловизор показывает нам только температуры поверхностей. Что происходит внутри, как распределяется температура по толщине конструкции неразрушающим методом не определить. Кроме температуры важным показателем является положение плоскости возможной конденсации влаги в конструкции, иными словами, положение точки росы. Будет конструкция сухой или с конденсатом зависит от положения точки росы. Это зависит от множества факторов, среди которых толщина и материалы всех слоев, температура и влажность в помещении, температура и влажность снаружи.

В своде правил СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» глава 9 «Методика проектирования тепловой защиты зданий» посвящена тепловому расчету и определению проектного значения сопротивления теплопередаче конструкции, глава 13 «Расчет сопротивления паропроницанию ограждающих конструкций» посвящена влажностному расчету. Исходные данные для расчета приведены в приложении Д «Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий». Данные для расчета также можно взять из актуализированной версии СП 50.13330.2012. Внимание! Во многих программах использованы климатические данные СНиП 23-01-99, который заменен на СП 131.13330.2012.

[button color=»#ffffff» background=»#333333″ size=»medium» src=»http://yadi.sk/d/B5e8q-g52wQ1r»]СП 23-101-2004[/button] [button color=»#ffffff» background=»#333333″ size=»medium» src=»http://yadi.sk/d/OZa8t8KCBQteY»]СП 50.13330.2012[/button]

Существует ряд программ, которые позволяют автоматизировать расчет теплового и влажностного режимов ограждающих конструкций. Ниже я даю ссылки на бесплатные инструменты расчета.

ТЕПЛОРАСЧЕТ ссылка: http://теплорасчет.рф, или немецкий: http://www.u-wert.net

[divider scroll_text=»Наверх ↑»]
ATLAS SALTA ссылка: http://www.atlasrus.spb.ru

[divider scroll_text=»Наверх ↑»]

Теплотехнический калькулятор ссылка: http://www. smartcalc.ru/thermocalc

[divider scroll_text=»Наверх ↑»]

Огромная просьба, пожелания и вопросы о работе программ отправлять на сайты указанных программ. Там есть поддержка, форум, вам ответят. Внимание! Teplonadzor.ru никакого отношения к программам не имеет, ответственности за использование программ и их результатов не несет.

SmartCalc. Справка по работе с калькулятором

Выбор типа слоя Вызывает диалог выбора типа слоя (однородный, неоднородный, каркас, перекрестный каркас, кладка) и задания параметров слоя.
В настоящий момент в конструкции допустимо не более одного слоя с типом «Каркас» и одного с типом «Перекрестный каркас».
Количество слоев прочих типов не лимитируется.
Переместить внутрь Перемещает слой в сторону внутренней стороны конструкции.
Переместить наружу Перемещает слой в сторону наружной стороны конструкции.
Включение\выключение слоя Позволяет «выключить» (игнорировать при расчетах) слой, не удаляя его. Обратное действие включает слой.
Изменить характеристики Вызывает диалог изменения характеристик материалов слоя. Изменение действует до перехода в текущей вкладке браузера на новую страницу
или закрытие вкладки или самого браузера.
Удалить слой Удаляет слой из конструкции.

Вставить слой

Вставить слой Вызывает диалог выбора материала, который будет добавлен, и вставляет новый слой в конструкцию.

Загрузить график

Загрузить график Инициирует загрузку файла с графиком.
Материалы Замена материала При нажатии на наименование материала в таблице «Конструкция» вызывается диалог выбора материала и, при необходимости,
производится замена материала на выбранный

Точка росы и ее расчет – онлайн калькулятор

Точка росы – значение температуры, при которой водяные пары, находящиеся в воздухе, конденсируют в росу.

Конденсат – это продукт образованный в результате перехода жидкости из газообразного состояния в жидкое.

Конденсат на стекле

Точка росы зависит от:

  • Температуры;
  • Относительной влажности воздуха.

Чем выше относительная влажность воздуха, тем выше значение точки росы, соответственно, чем меньше влажность, тем она ниже.

Точка росы не может превышать температуру воздуха.

При 100 %-ой влажности воздуха, точка росы будет равна температуре воздуха.

Расчет точки росы

Рассчитать температуру выпадения конденсата можно по следующей формуле:

Тр = (b*f(T, Rh))/(a-ƒ(T, Rh))

ƒ(T, Rh) = (a*T)/(b+T)+ln⁡(Rh/100)

где:

  • Тр – температура точки росы, °С;
  • а (постоянная) = 17,27;
  • в (постоянная) = 237,7;
  • Т – температура воздуха, °С;
  • Rh – относительная влажность воздуха, %;
  • ln – натуральный логарифм.

Данная формула обладает погрешностью в ±0,4 °С в диапазоне:

  • 0 °С < Т < 60 °С;
  • 0,01 < Rh < 1,00
  • 0 °С < Тр < 50 °С;
Приборы для расчета точки росы

Для определения температуры выпадения конденсата используются различные приборы:

  1. Психрометр – прибор, с помощью которого измеряется относительная влажность и температура воздуха. Он состоит из двух термометров: один – сухой, второй – с постоянным увлажнением. В ходе испарения влаги увлажненный термометр постепенно охлаждается. Чем ниже относительная влажность воздуха, тем ниже его температура. Психрометр используется в лабораторных условиях.
  2. Портативный термогигрометр – цифровой прибор, показывающий влажность и температуру воздуха, а некоторые модели отображают и значение точки росы. Используется в строительстве для обследования зданий.
  3. Тепловизоры. Некоторые приборы включают в себя функцию расчета точки росы. При этом на экране тепловизора показываются зоны с температурой ниже ее значения.
Таблица вычисления точки росы

Для быстрого расчета точки росы используют таблицу ее вычисления. Зная фактическую температуру и относительную влажность воздуха, можно легко определить температуру выпадения конденсата.

Точка росы – таблица вычисления

Так, например, при температуре воздуха, равной 20°С и относительной влажности 40%, выпадение конденсата будет происходить на поверхностях с температурой 6°С и ниже.

Полная таблица

Калькулятор точки росы

Результат вычислений

Комфортные значения точки росы для человека

Точка росы, °C Восприятие человеком Относительная влажность (при 32°С), %
более 26 крайне высокое восприятие, смертельно опасно для больных астмой 65 и выше
24-26 крайне некомфортное состояние 62
21-23 очень влажно и некомфортно 52-60
18-20 неприятно воспринимается большинством людей 44-52
16-17 комфортно для большинства, но ощущается верхний предел влажности 37-46
13-15 комфортно 38-41
10-12 очень комфортно 31-37
менее 10 немного сухо для некоторых 30

Точка росы в строительстве

Расчет точки росы имеет большое значение в строительстве. Благодаря ей, определяется:

  • Толщина и материал стен;
  • Толщина, материал и место утепления;
  • Система вентиляции и отопления в помещении.

Игнорирование или неправильный расчет точки росы ведет к образованию плесени и грибков. Это оказывает негативное влияние на долговечность здания, значительно сокращая срок его эксплуатации.

В оконной сфере – точка росы прямо касается проблемы выпадения конденсата на окнах. Зная ее определение, можно легко это устранить – достаточно понизить влажность воздуха либо повысить температуру поверхности стекла.

Точка росы: калькулятор для расчета утепления

Одно из важнейших понятий в строительстве – точка росы. На этапе утепления стен это позволяет правильно подобрать вид и толщину теплоизоляционного материала, сформировать оптимальный микроклимат внутри строения. Определить точку росы можно несколькими способами. Однако нужно также знать, что делать с полученным результатом.

Небольшой экскурс в физику явления

Точка росы – это температура воздуха, при которой излишки содержащейся в нем влаги выпадают в виде конденсата. Почему ее становится слишком много? Дело в том, что теплый воздух удерживает большое количество водяных паров, холодный – гораздо меньше. Именно эта разница при перепаде температур образует конденсат. Примером явления служат капли воды на холодных водопроводных трубах или окнах, туман.

Что еще нужно знать про точку росы:

  • Чем выше влажность, тем она ближе к температуре воздуха, и наоборот.
  • Ее значение не может быть выше температуры воздуха.
  • Конденсат всегда появляется на холодных поверхностях. Это объясняется тем, что теплый воздух рядом с ними охлаждается, и его влажность снижается.

Единица измерения точки выпадения конденсата – градусы Цельсия.

Точка росы в стене дома – почему ее важно знать

Большую часть года между температурно-влажностным режимом улицы и помещения есть существенная разница. Именно поэтому в толще стен с утеплителем нередко появляются участки конденсатообразования. При изменении погодных условий они сдвигаются ближе к наружной или внутренней поверхности стены. То есть, к более холодному или теплому участку.

Пример: температура воздуха стабильно равна 25°C, а влажность – 45%. В этом случае конденсат образуется на участке с температурой 12,2°C. При повышении влажности до 65% точка росы сдвигается на более теплый участок, где 18°C.

Почему так важно знать местонахождение точки выпадения конденсата? Потому что она определяет, какой именно слой стенового «пирога» подвергается разрушающему воздействию влаги. Самый плохой вариант – когда намокает утеплитель. При таких условиях большинство теплоизоляционных материалов теряет свои свойства. Они деформируются, пропускают холодный воздух, гниют, теряют упругость. Особенно подвержена этим процессам минеральная вата.

Варианты расположения проблемных зон

Точка росы имеет свойство смещаться, однако чаще всего выделяют три зоны ее расположения:

  • Ближе к наружной поверхности стены. Такой вариант имеет место, если стена не утеплена. Появление проблемной зоны возможно также при наружном утеплении недостаточной толщины.
  • Ближе к внутренней поверхности стены. При отсутствии утепления конденсат в этом месте легко образуется в период похолодания. Внутреннее утепление смещает участок конденсатообразования в область между поверхностью стены и утеплителем. При наружном утеплении это явление встречается редко, если все расчеты были выполнены правильно.
  • В толще утеплителя. Для наружной теплоизоляции это оптимальный вариант. При внутреннем утеплении велик риск появления со стороны комнаты плесени и, как следствие, нарушения микроклимата.

Обратите внимание! На образование конденсата в стене влияет не только температурно-влажностный режим со стороны улицы и помещения. Определяющими факторами являются также толщина конструкции, коэффициент теплопроводности применяемых материалов.

Расчет точки росы

Рассчитывают значение параметра несколькими способами. Это может быть онлайн-калькулятор, сводная таблица, специальный прибор, математическая формула.

Использование данных таблицы

Специальная таблица для расчета точки росы содержит приблизительные ее значения. Это обусловлено тем, что при их выведении учитывалась только температура воздуха и его относительная влажность. В левом столбце таблицы указана температура воздуха, в верхней строке – относительная влажность воздуха в процентах. На пересечении столбцов и строк как раз и получается нужное значение.

Существует несколько вариантов таблиц. Однако чаще всего диапазон температур составляет -5°C..+30°C, а влажности – 30-95%. Применение таблицы удобно, если нужно произвести расчеты быстро. При возможности результат лучше перепроверить другим способом, например, с помощью специального калькулятора в режиме онлайн.

Расчет по математической формуле

Математическая формула для вычисления температуры конденсатообразования – сложная и громоздкая. Для выполнения расчетов используют две константные величины, фактическое значение температуры воздуха и относительной влажности. Последнюю нужно брать в объемных долях.

В отличие от работы с таблицей, диапазон последних двух параметров больше. Формула позволяет учитывать температуру от 0 до +60°C, влажность – от 1 до 100%. Погрешность результата не превышает половины градуса Цельсия. Однако пользоваться формулой удобно лишь тогда, когда на это есть свободное время.

Расчет в программе-калькуляторе

Специальные калькуляторы позволяют в онлайн-режиме рассчитать точку росы в стене дома. Найти их можно на специализированных сайтах. Для расчета понадобится ввести ряд исходных данных. От ресурса к ресурсу они разнятся, но стандартный набор включает в себя информацию о следующих параметрах:

  • материал стены;
  • количество ее слоев и их толщина;
  • температура снаружи и внутри дома;
  • влажность в помещении и на улице.

Большинство калькуляторов не просто рассчитывают нужное значение. Они также выдают графики ее возможного перемещения и зоны конденсации влаги.

Применение приборов для выполнения расчетов

Вне зависимости от способа, которым будут выполняться расчеты, понадобятся исходные данные. Для их получения нужно запастись некоторыми приборами. Так, для определения температуры подойдет обычный термометр, а для определения влажности – гигрометр. Для удобства они объединены в таком устройстве, как цифровой термогигрометр. Все полученные значения выводятся на небольшой экран. Некоторые модели приборов определяют и температуру выпадения конденсата. Определить проблемную зону могут и некоторые модели строительных тепловизоров.

Как сдвинуть точку росы в стене

Если после проведения всех расчетов вас не устраивает расположение точки росы, стоит задуматься над ее смещением. Для этого можно:

  • увеличить слой утеплителя снаружи;
  • использовать материал с высокой паропроницаемостью;
  • демонтировать слой внутреннего утепления, перенеся его наружу;
  • корректировать микроклимат в помещении – установить принудительную вентиляцию, дополнительно нагревать воздух.

Подходящий вариант выбирают, исходя из климатических условий региона проживания, конструктивных особенностей дома, финансовых возможностей и используемых строительных материалов.

Игнорирование такого явления, как конденсация влаги в стеновом «пироге», может слишком дорого обойтись. Как минимум, это неприятный запах в помещении, постоянная сырость. Как максимум – большие колонии плесневых грибов, портящих внутреннюю отделку стен, разрушающих утеплитель и вредящих здоровью домочадцев. Таким образом, расчет точки росы имеет важное значение, если вы хотите возвести надежные и сухие стены для вашего дома.

Как выбрать конструктив стены из газобетона по теплу и точке росы

  • На теплопотери и, соответственно, на счета за отопление влияют два фактора — теплопроводность конструкции и точка росы в ней.  Для того, чтобы проверить насколько теплая у вас будет стена, выполняют теплотехнический расчет. Это можно сделать в он-лайн калькуляторах на различных сайтах.
  • Точка росы  — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Этот параметр зависит от давления воздуха. По возможности избегайте образования точки росы. А, если это невозможно, то постарайтесь сдвинуть ее к внешним слоям и обеспечте необходимую вентиляцию этих увлажняемых слоев.
  • Когда планируется строительство, первое, что необходимо сделать — это подобрать толщину и состав ограждающих конструкций. Рассмотрим самые популярные «пироги» стен.
1. Штукатурка внутренняя — газобетонные блоки 400 — вент.прослойка 30 мм — облицовка кирпичом.

Как видим из расчета, по теплотехническим требованиям конструкция проходит, конденсации влаги в стене нет.

2. Штукатурка внутренняя — газобетонные блоки 400 — облицовка кирпичом.

Теплотехнический расчет показал, что конструкция достаточна по теплопроводности, но т. к. есть зона конденсации влаги и ей некуда выходить, со временем газобетон может накопить влагу внутри и потерять свои свойства, Произойдет это не сразу, практически незаметно, но счета за отопление будут приходить больше.

3. Штукатурка внутренняя — газобетонные блоки 300 — облицовка кирпичом.

По теплотехническом расчету стена проходит, точки росы не образуется. Но если поставить температуру воздуха снаружи -20, то по расчету точка росы будет на части стены из газобетона, на утеплителе, вент.зазоре и части кирпича внутри. Влаге, которая между газоблоком и утеплителем выйти некуда и она может со временем накопиться в стене и привести к большим затратам на отопление.

4. Штукатурка внутренняя — газобетонные блоки 400 — штукатурка.

При такой конструкции, стена не будет достаточно защищена от холода и от влаги.

5. Штукатурка внутренняя — газобетонные блоки 400 — вент.

зазор — имитация бруса

При защите газобетонной кладки вентилируемым фасадом зоны конденсации нет.

Расчеты стен производились вот в этом калькуляторе:  http://теплорасчет.рф

Расчет точки росы онлайн калькулятор — Дом своими руками

Расчет точки росы online калькулятор

1. Итак, сначала работы вы обязаны определить среднюю и небольшую температуру и относительную влажность зимы региона, в котором предполагается строить здание.

2. Дальше необходимо подобрать слой за слоем составляющие конструкции ограждения начиная внутри строения, заканчивая внешней фасадной отделкой/кровли. В нашей базе данных есть самые главные и популярные материалы, используемые в строительстве, зато вы можете также редактировать данный список.

3. После завершения ввода данных их нербходимо проверить, чтобы не было слоев с нулевой или отрицательной толщиной и нажать кнопку «Расчет».

4. Результаты: черный график отображает понижение (увеличение) температуры втутри конструкции ограждения. Синий — температура точки росы. Если температура в каком либо слое опустится до точки росы — пар конденсируется, что отрицательно оказывает влияние на тепло-эффективность и долговечность конструкции. Зоны выпадения конденсата, если они есть, также обозначены голубым цветом.

5. Замечательный вариант — это когда температура внутреннего слоя равна или стремится к температуре воздуха изнутри, а температура последнего слоя на фасаде строения равна или практически равна температуре воздуха с улицы. График понижения (увеличения) температуры обязан иметь гладкую форму т.е температура должна уменьшаться без скачков. Зон появления конденсата не должно быть ни при средней температуры зимы и нежелательны при пико-невысоких температурах.
6. Чтобы достигнуть эффективности близкой к образцовой, располагайте слои с увеличивающейся паропрозрачностью от внутненнего слоя к наружному.

7. Значение теплоэфективности выражено в ватах на метр квадратный внутренней площади на один градус разницы внешней и внутренней температур. Это означает, что помножив данное значение на внутреннюю площадь конструкции ограждения и помножив на температурную разницу внешней и внутренней в градусах Цельсия, получаем мощность радиатора, которую требуется обеспечить для поддерживания введенной внутренней температуры.

8. Посчитайте теплопотери через стены, потолк, пол и чердачный этаж при помощи такой программы бесплатно. Не забывайте добавить потери тепла сквозь двери и окна (данные берите у изготовителя) и также венитиляцию. Применяйте средние температуры у вас в регионе каждые месяцы за ежемесячно сезона отопления.

Точка росы. расчет, обозначение

Точка росы

Причина №1. Большая паропрозрачность слоев внутри конструкции разрешают создать высокое давление водянных паров в прохладных и холодных слоях конструкции, что, как я уже писал, приводит к очень высокой конденсации.

Решение проблемы точки росы

Прибавьте слабо проницаемых слоев изнутри (пароизолцию) и/или прибавьте вент просвет с наружной стороны. Данная мера даст возможность сдержать поток паров воды сквозь стены. Однако не стоит перестараться т.к закрытые пары изнутри комнаты будут копиться и это может привести к ухудшении качества воздуха изнутри помещений.

Если эксплуатационного условия строения особенно жёсткие (-20 и ниже), то необходимо посмотреть на возможность принудительного поступления в пространство помещения подогретого воздуха при помощи теплообменных аппаратов или нагревателей. Это даст возможность задействовать герметичные пароизоляционные материалы без риска повредить климат в доме.

Как делается расчет потерь тепла?

Расчет потерь тепла определяется на основании температуры внутреннего воздуха, температуры поверхности внутри конструкции ограждения и температуры воздуха с улицы.

Температура изнутри стен меняется линейно. Наклонный угол графика зависит от значения термического сопротивления материала в самых разнообразных его слоях.

Среднее значение сопротивления передачи тепла изнутри строения принимаем Ri = 0,13 м2 К / Вт. ГОСТ 8.524-85 и DIN 4108

Термическое сопротивление других слоев Re отвечает температурному перепаду между внутренней плоскостью стены и воздухом с улицы. (Т плоскости стены — T за границами строения ) dTe.

После по следующей формуле:

Ri / dTi = Re / dTe

Re = Ri * dTe / dTi

Общее тепловое сопротивление R = Re + Ri

R = Ri (1 + dTe / dTi)

И, напоследок, значение потерь тепла

Температура в помещении: 20 ° C
на стену: 18 ° C
температура воздуха: -10 ° C

dТ = 2 ° C
DTE = 28 ° C
Ri = 0,13 м2 К / Вт

dТi = 2 ° C
dTe = 28 ° C
Ri = 0,13 м2 К / Вт
R = R (1 + dTe / dТi) = 1,95 м2 К / Вт

ТП = 0,5 Вт / м2 K

Помимо потерь тепла отображаются зоны потенциальной конденсации .

  • Черный график демонстрирует падение/увеличение температуры изнутри конструкции ограждения в градусах.
  • Синий график — температура точки росы. Если этот график граничит с графиком температуры, то эти зоны называются зонами потенциальной конденсации (помечены голубым). Если во всех точках графика температура точки росы меньше температуры материала, то конденсата/росы не будет.
  • Расчет точки росы online калькулятор

    Калькулятор «ТеплоРасчет.рф» точки росы считается приватным проектом и не зависит от больших игроков сферы строительства.
    Любые пожертвования (независимо от суммы) сберегут этот сайт в дальнейшем. Благодарю!

    Прямо:
    Вебмани: R408361100457
    Yandex наличные средства: 410011049136440
    Альфа-клик: 40817810609770002454

    Автор: Анатолий
    Прекрасная программа! Однако есть недочеты: Как добавить больше 6-ти слоев? Небольшая кнопка «расчет». Долго её искал

    Автор: Макс
    Благодарю. Замечательный сервис!!

    Автор: Дмитрий
    Где и как можно скачать данную ПО? Погрешность расчета какая? Соответственно с какой НТД эта ПО расчитывает? Прошу отправить, если есть на адрес [email protected]

    Автор: ТОварищи! Выручайте- у меня дипломник горит
    Горит Дипломная в Бауманском по теплорасчетам. Помогите. Дайте воспользоваться ПО? Магарыч с меня!

    Автор: Константин
    Благодарю! Расчет, тот, что искал. Но кнопка «Расчет» на самом деле плохо расположена.

    Автор: Админ
    Убрал кнопку расчет по просьбам трудящихся

    Автор: Сергей
    Большое благодарю за ваши усилия, программа сильно помогла!

    Автор: Дмитрий
    Программа очень понравилась.Можно экспериментировать и достигнуть того что необходимо.

    Автор: Дмитрий
    Программа очень понравилась.Можно экспериментировать и достигнуть того что необходимо.

    Автор: Максим
    из-за чего то при задании 100% влаги с наружной стороны или в середине помещения точка росы там (где задаем 100%) на пару градусов ниже, хотя должна совпадать.

    Автор: Алексей
    благодарю, попробывал расчитать Сэндвич-панель(ОСП12м+пенополистирол150мм+ОСП12мм, пишет конденсат. Хм. Очень удивительно, ведь все уверяют, что в СИП конденсата не может быть, и я не понимаю, откуда взяться он может если изнутри пенополистирола нет воздуха с водяными парами. Подскажите. Благодарю. alexeysodru

    Автор: Админ
    Алексей, в Вашей конструкции (Сэндвич-панель) кол-во конденсата в границах возможного. Создатели сайта не зависят от изготовителей материалов для строительства, благодаря этому нам нет смысла занижать или завышать свойства индивидуальных решений. Только доктрина, и ничего личного. Благодарю

    Автор: Евгений (keber)
    Взялся было за написание программы расчета параметров конструкций ограждения в настоящих условиях с учетом динамики изменения внешних условий и перемен теплоемкости, влагоемкости, сопротивления тепла и влагосопротивления слоев, Но! наткнулся на Ваше открытие. Благодарю. Упростилась задача аппониров

    Автор: Админ
    Если решить Вашу задачу,Евгений, то это будет что-то очень отдаленное от реальности. Пожалуйста. Открытие не мое, я лишь совместил информацию ГОСТ 8.524-85 и DIN 4108 вместе и вывел на экран. Аналогичный сервис уже есть в Германии, но предусматривает лишь данные DIN 4108. Удачи

    Автор: Артур
    Прекрасная прога. А как выполнить больше 6 элементов стены?

    Автор: Евгений
    Хочется иметь шанс добавить строку сверху или вставить, что бы не перебивать слои, если забыл какой-либо слой сначала или внутри.

    Автор: Евгений
    Хочется иметь шанс добавить строку сверху или вставить, что бы не перебивать слои, если забыл какой-либо слой сначала или внутри.

    Автор: Андрей
    Сайт замечательный. Но расчет с прослойкой воздуха выполняется нетактично. R замкнутых прослоек воздуха нормирована СНиПом и зависит от ширины прослойки. А у вас данные цифры считаются совсем по иному. К примеру http://ТеплоРасчет.рф/?rid=20110829132510AKijwqg R подобного варианта у вас выходит 3,8 м2К/В

    Автор: Андрей
    Программа нужная с хорошим интерфейсом. Очень не хватает безопасных материалов на основе деревянных отходов, типа деревобетон, фибролит, арболит.

    Автор: Женя
    Красота. Только стала часто подвисать, по всей видимости становиться чрезмерно востребован расчет.

    Автор: Алла
    Нравится программка, но хочется большего, к примеру, более 6 слоев пирога, в данном случае большая правдивость и наглядность будет и в конечном итоге многие «хотелки» отпадут

    Автор: Админ
    Отвечаю всем сразу: Нынче установлено ограничение в 6 слоев программы потерь тепла. В скором времени это ограничение будет снято, но исключительно неизменным гостям нашего форума. Регистрируйтесь, общайтесь у нас на форуме, который не перегружен маркетинговой информацией.

    Автор: Игорь
    Скажите, в материал добавить можно поризованную керамику, особенно много выстраивается, хочется сосчитать сопротивление. Заблаговременно благодарю!

    Автор: Дима
    Где тёплая керамика?

    Автор: вова
    Хотелось чтобы в расчете оказались и инновационные материалы:ТСМ керамика,керамоизол,термошилд. Надеюсь и используемость программы возрастет!

    Автор: Valery2306
    Исправьте единицы измерения теплоемкости с (Дж/кг/К)на (Дж/кг*К)

    Автор: Valery2306
    И также теплопроводимости с (Вт/m/K) на (Вт/m*K)

    Автор: Александр
    Великолепный сайт! Просчитав ограждающие собственного дома заметны ошибки допущенные при утеплении. Выходит при использовании пенополистирола всегда будет конденсат.Не понимаю, почему его предлагают для стен из кирпича. Мой случай http://ТеплоРасчет.рф/?rid=20111105115559cFizoun

    Автор: Админ
    Благодарю, Александр! Что же касается Вашей стены, то конденсат в границах возможного, так что не нужно боятся. Достаточная система вентиляции решит данные проблемы и для средней температуры зимы -20 град. Это крайний север?

    Автор: Фёдор
    Довольно высокая пожелание прибавить в материалы опилки,ЦСП — плиты цементностружечные, тёплую штукатурку «Мишка» ( Утеплительная смесь для штукатурки «Мишка» ) удалена маркетинговая ссылка И если несложно солому и опилки смешанные с цементом, смесь 90% опилок и 10% извести-пушенки,перлитовые и вермикулитовые материалы. Хочется выстроить тёплый чистый в экологическом плане и не д

    Автор: Фёдор
    Большое благодарю. Необходимая вещь. Рад поблагодарить. Жаль что указан единственный способ — Вебмани: R408361100457. я пользуюсь яндекскошельком. И ещё, все таки мало готовых материалов. Довольно высокая пожелание прибавить в материалы опилки,ЦСП — плиты цементностружечные, тёплую штукатурку мишка, солому и опилки смешанные с цементом, смесь 90% опилок и 10% извести-пушенки,перлитовые и вермикулитовые материалы. Хочется выстроить тёплый чистый в экологическом плане и дешовый дом, а расчитать и выбрать ма

    Автор: Победит
    Очень бы хотелось видеть среди материалов ячеистое стекло (блочное и гранулированное), легкий керамзитобетон (плотностью не больше 300), пенополиэтилен, вермикулитобетон и перлитовый песок. Они уже очень популярны среди продвинутых рабочих. Заблаговременно благодарю.

    Автор: вова
    Вопрос к создателям программы:при параметрах стены:Композиционный материал из бетона и стали 200мм Минвата 100мм Прослойка воздуха 100мм Кирпич 120 влажность 35/50 Конденсат отсутствует. Если сменить ЖБ на пенобетонный блок конденсат рождается.Подскажите почему,напишите ответ пожалуйста.

    Автор: Админ
    Благодарю за вопрос, Вова! Взгляните параметры паропрозрачности пенобетонов и бетонов и найдёте ответ. Бетон лучше сдерживает пар перегретый, а что успевает проникнуть — испаряется. Для пенобетонов необходимо применять пароизоляционные материалы изнутри, чтобы достигнуть того же эффекта. Удачи!

    Автор: вова
    Моя Вам признательность за объяснения!О паропрозрачности информацией не обладал.

    Автор: вова
    Моя Вам признательность за объяснения!О паропрозрачности информацией не обладал.

    Автор: Андрей
    Добрый день, не могу связаться почтой, ссылка выкидывает на козявки. У меня предложение вопрос. Хочу встроить теплорасчет рф к себе на сайт. Чем могу Вас вызвать интерес?

    Автор: Азимхан
    нужно добавить разновидности материалов.Керамзитовая подсыпка.Замазка глиняной

    Автор: Alehandrovich
    Большое благодарю! Программа просто открыла глаза! К слову очень напрасно убрали кнопку расчета. Когда добавляешь слои и вводишь толщину материала программа каждый раз пересчитывает все. Например необходима толщина 10см. Вбиваешь 1 идёт расчет, добавляешь 0 снова перерасчет. Отсюда и нагрузка на сервер. Ещё правдивое слово непонятно как можно поддержать сайт! И рекламы мало 🙂

    Автор: Зоир
    Молодцы! Прекрасно! Никак руки не доходили до расчетов ручным способом. Результат получил за 5 секунд и никаких формул. Большое благодарю создателям. Желаю всего лучшего.

    Автор: DrNobell
    Программа просто замечательная!!Есть просьба добавить изменение показателей при ветрах (выдувает тепло или очень высокое охлаждение стен ,крыши,полов)как во время зимы так и в летнюю пору.Потому как влага недруг материалов можно ли добавить долговечность конструкции при получившейся влаги (или же просто когда постройка развалится).И добавте материалов нового поколения глину,бетон на пластиковой арматуре,плоский асбоцементный лист,а если возможно целые системы ( каркасник ,несьемная опалубка и т. д.). Заблаговременно благодарю автору . 19.01.12

    Автор: Алексей
    Было бы вообще отлично если расширить кол-во рассчитываемых слоев. А так большое благодарю авторам, все весьма просто и ясно !

    Автор: Артур
    Огромнейшее благодарю авторам программы. Все понятно и ясно. довольно удобно ставить опыты и выбирать правильные материалы. Только одна пожелание авторам. Вы могли бы добавить подобный материал как стеновой камень. У нас на Ставрополье он востребован. Или подскажите какой из материалов , который есть в вашей программе близок к строительному блоку. Благодарю большой еще раз за программу!

    Автор: Рая
    Собираемся дом строить по технологии Скандитек(с наружной стороны брус 7, каркас с теплоизоляцией эковатой 14,5, обшивка внутри 2).Демонстрирует конденсат((((( И что сейчас?!(((

    Автор: Админ
    Рая, прочтите тему про утепление внутри тут. Там, хотя и про подвалы, но кое что будет понятно. Ну и имейте в виду, что утепляют в 99% с наружной стороны, а не внутри

    Автор: Константин
    Программа понравилась. Однако не необходима для просчета в условиях позитивных температур (обратная диффузия). И еще, на iPad нереально добавить первую строку в другом выпадающем меню подбора материала. К примеру, выбираем «Пленка» потом пытаемся подобрать «фольга из алюминия», не подбирается.. Вторая строка и дальнейшие хорошо.

    Автор: кира
    А давление паров воды по сечению кирпича калькулятор показать может? И кто это подобная, паропрозрачность? и в каких лаптях она меряется? и как её узнать для определенного кирпича? В ТУ на кирпич подобного параметра нет, есть устойчивость к морозам.

    Автор: Кира
    А нестационарные процессы типа дымоотвода печи периодического действия Ваша программа не берёт?

    Автор: Елена
    Я из Белоруси благодарю большое за программу, довольно удобно, а ее можно скачать для последующего пользования? Я теплотехник.

    Автор: Тихон
    Храни Вас Джа, просто спасли в сложной ситуации!

    Автор: Света
    Большое благодарю. все просто и комфортно! т.к. строю дом сама, сильно помогли ваши расчеты. Приятно понимать, что еще есть реальные энтузиасты, готовые помочь не за копейку, хотя с радостью пожертвую! подскажите плиз — мы выстроили 1-й этаж из пенополистиролбетона,какую позицию лучше подставить для более похожего на реалии расчета. Заблаговременно благодарю!

    Автор: Роман
    Большое благодарю,собрался дом строить и все не могу решить из чего лучше по соотношению качество-цена. И вот нечаянно отыскал ваш сайт. Все проблемы приняли решение в миг!

    Автор: сергей
    интересно можно ли при помощи вашей программы высчитать точку росы для стен из шлака

    Автор: Сергей
    Большое благодарю за Ваш труд.

    Автор: Михаил
    Расчет прекрасен, однако не хватает все же инновационных материалов типа блока из ячеистого бетона. Информацию по ним скорее всего получите из новых СНиП и ДБН.

    Автор: Алекс
    Благодарю большое за программу, прекрасная визуализация и простота применения! Один вопрос: в категории «бетоны» есть «пенобетонный блок 1,3 W/mk». Что это за материал? Это простой газосиликат или пенобетонный блок плотностью 400 или 500?

    Автор: Алексей
    Здравствуйте! Большое благодарю за подобный инструмент! У меня вопрос. Купил коробку по Киевом с вот этими стенами http://ТеплоРасчет. рф/?rid=20120809194726Hiykoom. Как можно поправить ситуацию?

    Автор: Виктор
    Хороший расчет практичный ! Может кто поможет : Мансардный тёплый этаж — профнастиловая кровля сделан по традиционной схеме: Внутри: 1. ГКЛ 2. Слой воздуха (по доскам крепящим пенополистирол) 3. пароизоляция 3. пенополистирол 15 см 4. ветрозащита 5. каркасная рама непрерывная 6. слой воздуха (вентилируемый контур) 5см 7. по каркасу профильный лист. теплорасчет демонстрирует, что будет мощный конденсат, значит весь вентилируемый контур просто замерзнет ? http://ТеплоРасчет.рф/?rid=20120815162038A

    Автор: александра
    благодарю большое за вашу программу. Я абсолютно не строитель, достался в наследие дом старой постройки из «дикого» камня, добываемого у нас в Донбассе в карьерах. Пробовала при помощи вашей программы выбрать различные варианты стенового утепления, не все, правда, выходит, но хоть что-нибудь. Я пенсионерка, нанимать профессионалов нет средств. Да и «профессионалы» не все грамотные, не факт, что сделают все по правилам. Еще раз большое Вам благодарю.

    Автор: Андрей
    Большое благодарю за Вашу работу! Очень практичный ресурс. Однако, не нашёл в перечне материалов пустотных блоков керамзитобетона(КББ) — материал достаточно популярный. У меня стены как раз из них. Как правильно выполнить расчёт в моём случае?

    Теплотехнический расчет. Часть 2. Точка Росы.

    Навигация по записям

    Точка росы в стене из газобетона, пример расчета

    Точка росы в стене — температурная зона, в которой водяной пар конденсируется и превращается в воду.

    Точка росы сильно зависит от влажности воздуха, и чем влажность больше, тем вероятность конденсата выше.

    Также на точку росы влияет разность температур внутри и снаружи помещения.

    В данном обзоре мы проводим тестирование по нахождению точки росы в стене из газобетона D500. Будут рассмотрены разные варианты стен из газобетона, к примеру толщиной в 200мм и 400мм, а также с использованием утеплителей.

    Что такое точка росы в стене

    Расчеты проводились в программе теплорасчет.рф 

    Точку росы в газобетоне мы находили при следующих условиях:
    Температура в помещении Температура на улице Влажность в помещении Влажность на улице
    20 -20 40% 80%

    Плотность газобетона 500 кг/м³ (D500).

    Черная линия на графике показывает температуры внутри стены из газобетона. Начиная с 20 градусов Цельсия и заканчивая -20 град.

    Синяя линия показывает температуру точки росы. Если линия температуры соприкасается с линией точки росы, то образуется зона конденсации.

    Другими словами, если температура точки росы всегда ниже температуры в газобетоне, то конденсат образовываться не будет.

    Газобетон марки D500 толщиной 200 мм  Газобетон марки D500 толщиной 400 мм
       

    Как видно на графике, точка росы в обеих случаях находится внутри газобетона, ближе к наружной части, а количество конденсата почти равное.

    Газобетон и минвата (снаружи)

    А теперь рассмотрим, что происходит в газобетоне, если его утеплить минватой снаружи.

    Газобетон D500 200мм + 50мм минваты  Газобетон D500 200мм + 100мм минваты 
       

    Вариант утепления газобетона минеральной ватой (100мм) исключает конденсат. Причем конденсата не будет даже в том случае, если температура в доме будет +25, а на улице -40. Более того, 100мм минеральной ваты обеспечивают очень хорошую теплоизоляцию.

    Газобетон и минвата (внутри)

    50мм минваты + газобетон D500 200мм 100мм минваты + газобетон D500 200мм 

    Как видно на графике, внутреннее утепление минеральной ватой приводит к существенному образованию конденсата по всей толще газобетонной стены.

    Заметим интересную особенность — чем толще внутренний слой минваты, тем больше конденсата образовывается в газобетонной стене, что крайне нежелательно.

    Важно! Влажный газобетон хуже удерживает тепло и быстрее разрушается.

    Вывод

    Точку росы в газобетонной стене лучше держать ближе к наружной части. А еще лучше, если точка росы будет в утеплителе, будь то минеральная вата или пенопласт. Отметим, что пенопласт не боится намокания, и не теряет своих теплоизоляционных качеств, а минеральная вата при намокании сильно теряет свои свойства как утеплитель. 

    Сейчас очень часто фасад утепляют минеральной ватой и закрывают ее облицовочным кирпичом, оставляя вентиляционный зазор, который просушивает минеральную вату. Так же популярным способом является оштукатуренный пенопласт, который значительно дешевле.

    Общие сведения об относительной влажности и точке росы

    В жаркие летние дни мы часто слышим, как люди говорят: «На улице так влажно» или «На улице липко». К удивлению большинства людей, проверяющих уровень относительной влажности, они находят его относительно низким, например 52% относительной влажности. В типичном офисном здании, например, где я сижу в момент написания этого, относительная влажность составляет 50,15% относительной влажности при температуре окружающей среды 73,54 ° F (23,08 ° C), что довольно удобно. Итак, почему относительная влажность практически одинакова в обоих случаях? И что заставляет нас говорить: «Кажется, здесь жарче, чем на улице?»

    Когда мы говорим о том, насколько комфортно или неудобно мы себя чувствуем, на самом деле мы имеем в виду точку росы.Наше тело охлаждает нас за счет испарения пота, а влажный воздух препятствует этому. Высокоточные измерители точки росы дороги, громоздки и обычно не используются в домашних условиях, например, в домашних метеостанциях. Вместо этого в большинстве этих устройств используются датчики относительной влажности для расчета точки росы. Точность датчика относительной влажности (датчик RH) будет определять точность рассчитанной точки росы. Прежде чем мы рассмотрим взаимосвязь между относительной влажностью и точкой росы, давайте рассмотрим основы каждого из них.

    Относительная влажность (RH) — это отношение количества водяного пара (влаги) в воздухе при данной температуре к максимальному количеству водяного пара, которое воздух может удерживать при этой температуре. RH выражается в процентах (%). Элементарный способ вычисления — использовать психрометр для измерения температуры по сухому и влажному термометру. Относительная влажность может быть определена по температуре по сухому термометру и разнице температур по влажному и сухому термометрам (депрессия). Теперь микросхемы датчиков относительной влажности типа MEM (микроэлектромеханические системы) могут точно измерять уровень относительной влажности, используя принципы изменения электрического сигнала от влагопоглощающей пленки или структуры.Важно помнить, что относительная влажность зависит от температуры воздуха в данный момент. Теплый воздух удерживает больше влаги, чем холодный. Например, относительная влажность 50% при высокой температуре содержит больше водяного пара, чем относительная влажность 50% при более низкой температуре. Вот почему мы не чувствуем себя «липкими» в офисном здании с относительной влажностью 50%.

    Точка росы лучше отражает количество влаги в воздухе. Температура точки росы ниже 60 ° F будет комфортной для большинства из нас, а выше 70 ° F мы будем чувствовать себя липкими и заставим нас чувствовать себя «жарче, чем на улице».Итак, что такое точка росы? Мы все видели это со стаканом, наполненным нашим любимым напитком со льдом, в теплый день или когда накатывается туман во время утренних поездок на работу. Точка росы — это просто температура, при которой водяной пар конденсируется в жидкую воду. Температура точки росы всегда меньше или равна температуре воздуха. В точке росы относительная влажность составляет 100% (при постоянном давлении).

    Итак, не забудьте проверить точку росы в утреннем прогнозе погоды. Посетите idt.com/humidity, чтобы узнать, как наши новые микросхемы датчиков относительной влажности могут быть использованы в этом и других приложениях, а также получить доступ к технической документации и образцы.

    Расчет теплового индекса

    Поиск по городу или почтовому индексу. Нажмите Enter или выберите кнопку Go, чтобы отправить запрос

    Местный прогноз от
    «Город, ул.»
    или почтовый индекс

    Искать WPC


    Ежеквартальный информационный бюллетень NCEP

    Дом WPC
    Аналитика и прогнозы
    Национальный прогноз
    Графики
    Национальный максимум и минимум
    Обсуждения WPC
    Анализ поверхности
    Дни ½-2½ КОНУС
    Дни 3-7 КОНУС
    Дни 4-8 Аляска
    QPF
    PQPF
    Чрезмерное количество осадков

    Mesoscale Precip
    Обсуждение
    Прогноз наводнения
    Зимняя погода
    Сводные данные о штормах
    Индекс жары
    Тропические продукты
    Ежедневная карта погоды
    Продукты ГИС

    Текущие часы /
    Предупреждения
    Спутниковые и радиолокационные изображения
    GOES-East Satellite
    GOES-West Satellite
    National Radar
    Архив продуктов
    Проверка WPC
    QPF
    Средний диапазон
    Диагностика модели
    Обзоры событий
    Зимняя погода
    Международные бюро
    Разработка и обучение
    Стенд WPC HydroMet

    Разработка
    Экспериментальные
    Продукты

    Обзор WPC
    О WPC
    Миссия и видение
    Персонал
    История WPC
    О нашей продукции
    Другие сайты
    Часто задаваемые вопросы

    Метеорологические калькуляторы

    Свяжитесь с нами
    О нашем сайте
    О нашей продукции

    Метеорологические преобразования и расчеты


    Калькулятор теплового индекса

    Как рассчитать индекс жары?

    Выберите подходящий калькулятор и введите значения.Затем нажмите «Рассчитать».

    Использование температуры точки росы Относительная влажность
    Температура воздуха

    o F

    o С

    Температура точки росы

    o F

    o С

    Тепловой индекс =

    Температура воздуха

    o F

    o С

    Относительная влажность
    %

    Тепловой индекс =

    * Обратите внимание: расчет теплового индекса может дать бессмысленные результаты для температуры и точки росы.
    за пределами диапазона, указанного на приведенной ниже диаграмме теплового индекса.

    Нагревать
    Индексная диаграмма и пояснения

    Прогнозы индекса тепла WPC

    Больше метеорологических
    Конверсии и расчеты


    NOAA /
    Национальная метеорологическая служба
    Национальные центры экологического прогнозирования
    Центр прогнозирования погоды
    5830 Университетский исследовательский суд
    Колледж-Парк, Мэриленд 20740
    Веб-группа центра прогнозирования погоды
    Заявление об ограничении ответственности
    Кредиты
    Глоссарий
    Политика конфиденциальности
    О нас
    Карьерные возможности
    Последнее изменение страницы: Пятница, 3-июл-2020 19:13:13 UTC

    Точка росы — обзор

    3.7 Точка росы: температура конденсации

    Температура точки росы , обычно называемая точкой росы , DP, представляет собой температуру, до которой влажный воздух должен быть охлажден при постоянном атмосферном давлении и постоянном содержании водяного пара, чтобы насыщение должно произойти .

    В качестве альтернативы может быть определено как температура, при которой фактическое давление пара, содержащегося в воздушном пакете, равно давлению насыщения при постоянном атмосферном давлении, и MR .

    Хотя его обычно называют DP воздуха , это строго свойство пара . После этого его можно было бы распространить на воздух, содержащий пар. По определению, это консервативное свойство воздушной посылки в отношении изобарического нагрева или охлаждения без добавления или вычитания пара. Он неконсервативен по отношению к адиабатическому расширению или сжатию. Конечно, в абсолютно сухой атмосфере нет температуры, при которой вода может конденсироваться, и эта переменная не имеет смысла.

    Эта переменная позволяет выразить влажность через температуру в ° C. Это преобразование позволяет напрямую сравнивать с другими измерениями температуры. Например, на психрометрической диаграмме MR находится на одной горизонтальной линии с DP . DP может быть легко вычислен из RH и температуры воздуха, как в следующих формулах. Действительно, учитывая, что DP достигается с помощью изобарического процесса, давление пара при исходной температуре по сухому термометру равно давлению насыщения при DP , т.е.е. e ( T ) = e sat ( DP ). Подставляя этот результат в формулу (3.38) с помощью формулы Магнуса и Тетенса, получаем:

    (3.48) u = etesatt = eDPesatt = esat0 × 10aDP / b + DPesat0 × 10atb + t = 10aDP / b + DP − at / b + t

    , следовательно,

    (3,49) logu = aDPb + DP − atb + t

    и

    (3,50) DP = b + DPalogu + b + DPaatb + t≈b + talogu + t

    , где последний приблизительный результат был получен путем замены t на DP в правой части первого идентификатора.Конечно, первый член отрицателен, так как u u

    Другая формула может быть получена с учетом того, что происходит над испаряющейся поверхностью. Температура воздуха понижается, а при увеличении MR поднимается DP . Температура воздуха t продолжает снижаться до тех пор, пока не будет достигнута температура поверхности испарения, называемая температура по влажному термометру , t w (см.9). Когда испаренный пар достигает насыщения, t = t w . Исходя из уравнения Клапейрона и определения w и всегда учитывая разницу DP t w , после некоторых шагов и приближений получается следующая формула:

    (3.51) DP≈bblogu + tlogu + atab − blogu − tlogu

    , где a и b — коэффициенты Магнуса и Тетенса для пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой.Уравнение (3.50) — лучшее приближение. Формулы можно использовать после того, как известен RH , и, очевидно,

    (3,52) logu = logRh300 = logRH − 2

    DP T и DP = T , только если RH = 100%. DP определяется, когда известны температура воздуха T и RH , или также когда известен только MR (или SH ). В частности, максимумы MR соответствуют минимумам DP , и наоборот, так что DP может использоваться для диагностических целей вместо MR и может быть полезен для выражения содержания влаги в ° C. .

    Разброс точки росы (также называется разброс ), то есть разница Δ DP = T DP в основном зависит как от фактической температуры воздуха T , так и от MR . Следуя аппроксимации (уравнение 3.50), ее можно выразить как функцию температуры воздуха и RH

    (3.53) ΔDP≈ − b + talogu

    Это физически показывает, насколько температура воздуха близка или далека от от, модель DP .Зоны с меньшим Δ DP более склонны к образованию конденсата, что способствует микробиологической жизни и более интенсивному выветриванию. Полезные карты этой переменной можно легко нарисовать для диагностических целей. Однако, хотя RH является очень другой, но связанной переменной, в целом области с максимумом RH такие же, как и те, в которых Δ DP является минимальным. Если вас не интересует, насколько окружающая среда выше точки росы, то есть на сколько температуру стены (не температуру воздуха!) Следует поднять, чтобы избежать конденсации, карты RH достаточно, чтобы дать качественное представление о наиболее важных области.

    Dew имеет типичную форму капель и особенно образуется на листьях во время ночного охлаждения из-за инфракрасного ( IR ) излучения. Образованию росы на листьях способствует локальный избыток влаги за счет устьичной транспирации. Поверхностное натяжение воды имеет тенденцию смещать более крупные капли к краям листьев и, в частности, к остриям листьев, особенно копьевидных. Потери вверх IR в ясные ночи — очень эффективный механизм охлаждения.Поверхности, на которых образуется роса, свободны от какого-либо верхнего щита и на практике такие же, как и при выпадении дождя. Это причина, по которой люди часто считают, что роса падает так же, как и морось. Роса предпочтительнее, чем участки с растительностью, но она также встречается и на памятниках, когда температура их поверхности опускается ниже DP . Когда температура поверхности падает ниже DP , в вязком слое, окружающем поверхность , RH > 100% и происходит конденсация.

    Калькулятор относительной влажности — бесплатный онлайн-инструмент

    Калькулятор влажности Rotronic рассчитывает различные параметры влажности, такие как точка росы, точка замерзания, концентрация пара, содержание водяного пара, относительная влажность, энтальпия и т. Д., Исходя из заданного значения. Вы можете преобразовать свои данные одним щелчком мыши и обнаружить влияние на температуру и давление.

    Мы с радостью поможем вам выбрать подходящий прибор для измерения влажности ̶ от датчиков и преобразователей до регистраторов данных и портативных приборов ̶ или в реализации интегрированных решений для мониторинга, которые выходят далеко за рамки одного измерения влажности.

    Посмотрите наше видео «Измерение относительной влажности»

    Влажность Температура по влажному термометру Точка росы Точка замерзания Концентрация пара Удельная влажность Коэффициент смешивания Парциальное давление пара Давление насыщения пара Насыщение Концентрация пара Энтальпия Объем Соотношение смешивания Высота

    Температура влажного термометра

    Tw ° C

    Психрометрическая разница

    T-Tw ° C

    Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку новостей и получайте новости по электронной почте.Вы можете просто отказаться от подписки на эту услугу в любое время.

    Концентрация паров (влажный)

    Двг / м³

    Удельная влажность (влажная)

    Qg / кг

    Соотношение смешивания по массе. (сухой)

    Rg / кг

    Парциальное давление пара

    EhPa

    Давление насыщения паром

    EwhPa

    Концентрация насыщенного пара

    Двсг / м³

    Объемное соотношение смешивания (сухое)

    промилле

    Elevation (ref.на уровне моря)

    м

    Калькулятор точки росы

    Этот калькулятор рассчитывает температуру, до которой воздух должен быть охлажден, чтобы он стал насыщенным водяным паром и образовал росу.

    Укажите любых двух из трех переменных ниже для расчета третьей.

    Калькулятор охлаждения связанного ветра | Калькулятор теплового индекса

    Что такое влажность?

    Влажность определяется как количество водяного пара (газообразная фаза воды) в воздухе.Это индикатор наличия росы, мороза, тумана и осадков. Максимальное количество водяного пара, которое может удерживать воздух, зависит от температуры; чем выше температура, тем большее количество водяного пара он может удержать, прежде чем достигнет насыщения.

    Влажность часто называют абсолютной влажностью и относительной влажностью, как в этом калькуляторе. Значение абсолютной влажности возвращается как часть результатов расчета, но именно относительная влажность широко используется в повседневной жизни и используется как часть расчета температуры точки росы.

    Абсолютная влажность — это измерение содержания воды в воздухе, обычно в граммах на кубический метр. Он рассчитывается путем деления общей массы водяного пара на объем воздуха. Учитывая такое же количество водяного пара в воздухе, абсолютная влажность не меняется с температурой при фиксированном объеме. Если объем не фиксирован, как в атмосфере, абсолютная влажность изменяется в ответ на изменения объема, вызванные колебаниями температуры и давления.

    Относительная влажность сравнивает текущее отношение абсолютной влажности к максимальной влажности для данной температуры и выражает это значение в процентах. Чем выше процент, тем выше влажность. На него влияют как температура, так и давление. При таком же количестве водяного пара в прохладном воздухе будет более высокая относительная влажность, чем в более теплом.

    Относительная влажность — широко используемый показатель в сводках погоды и прогнозах погоды и является хорошим индикатором количества осадков, росы, мороза, тумана и видимой температуры.Кажущаяся температура — это температура, воспринимаемая людьми. Летом, чем выше относительная влажность, тем выше кажущаяся температура. Это результат более высокой влажности, что снижает скорость испарения пота, что увеличивает воспринимаемую температуру.

    Относительная влажность 100% указывает на то, что воздух насыщен, что означает, что при текущих условиях водяной пар в воздухе не может увеличиваться дальше в нормальных условиях. Относительная влажность 100% также является точкой, при которой может образовываться роса.

    Что такое точка росы?

    Точка росы определяется как температура, при которой заданный объем воздуха при определенном атмосферном давлении насыщается водяным паром, вызывая конденсацию и образование росы. Роса — это конденсированная вода, которую человек часто видит рано утром на цветах и ​​траве. Точка росы варьируется в зависимости от количества водяного пара, присутствующего в воздухе, при этом более влажный воздух приводит к более высокой точке росы, чем сухой воздух. Кроме того, чем выше относительная влажность, тем ближе точка росы к текущей температуре воздуха, а относительная влажность 100% означает, что точка росы эквивалентна текущей температуре.В случаях, когда точка росы ниже точки замерзания (0 ° C или 32 ° F), водяной пар превращается непосредственно в иней, а не в росу.

    Хотя восприятие у разных людей разное, и люди на определенном уровне могут акклиматизироваться к более высоким точкам росы, более высокие точки росы, как правило, неудобны, потому что влажность препятствует правильному испарению пота, затрудняя охлаждение тела человека. И наоборот, более низкие точки росы также могут быть неудобными, вызывая раздражение и растрескивание кожи, а также высушивая дыхательные пути человека.Управление по охране труда и здоровья США рекомендует поддерживать температуру воздуха в помещении в пределах 68–76 ° F при относительной влажности 20–60%.

    Точка росы также учитывается в авиации общего назначения для расчета вероятности таких потенциальных проблем, как обледенение карбюратора или туман. В некоторых случаях устройства, известные как измерители точки росы, используются для измерения точки росы в широком диапазоне температур. Эти устройства состоят из полированного металлического зеркала, которое охлаждается при прохождении через него воздуха.Температура, при которой на зеркале образуется роса, и есть точка росы.

    Производительность печи

    зависит от точности измерения точки росы от Cole-Parmer

    Неправильные уровни точки росы могут быть индикатором того, что что-то где-то пошло не так в промышленных приложениях, таких как термообработка металлов. Прибор для измерения точки росы неоценим для диагностики потенциальных проблем технологического процесса.

    Водяной пар является важным компонентом атмосферы многих печей.Будь то пайка, отжиг или спекание, существует несколько процессов, в которых водяной пар не играет роли. Целевые уровни водяного пара (обычно выражаемые как температура точки росы) варьируются в зависимости от процесса, металлов, других печных газов, связующих, флюсов и т. Д. Точка росы может сильно различаться в разных зонах печи. Температуры точки росы от -70 до 10 ° C (от -94 до 50 ° F) являются обычными при термообработке. Точку росы можно активно контролировать с помощью газообразования или смешивания газов, но на нее также влияет конструкция печи, а иногда даже погодные условия.

    Более пристальный взгляд на печь для спекания показывает сложность контроля атмосферы в отношении точки росы. Типичная печь для спекания имеет несколько зон, которые выполняют разные функции и требуют атмосферных условий и уровней точки росы. В передней части печи ключевая функция — выжигание смазки, которая была добавлена ​​в порошковую смесь для облегчения уплотнения. Обычно для этого требуется окислительная атмосфера и относительно «влажный» уровень точки росы, например, -10 ° C (14 ° F).Горячая зона, где спеченная деталь становится однородной, требует восстановительной атмосферы и низкой точки росы, возможно, -40 ° C (-40 ° F). Зона охлаждения обычно покрывается чистым азотом, точка росы которого может составлять -70 ° C (-94 ° F). Еще больше усложняет ситуацию то, что газовая смесь и уровень точки росы будут различаться в одной и той же печи в зависимости от того, какой именно тип изготавливаемой детали.

    Поддержание надлежащей точки росы
    Как точка росы в печи поддерживается на желаемом уровне? Три основных подхода — это проектирование системы, прямое измерение точки росы в определенном месте и получение значения точки росы из другого измерения.

    Первый подход основан на внутренней конструкции системы. Например, процесс может потребовать создания азотной подушки. Азот может быть подан с помощью местного генератора азота со спецификацией водяного пара 1 ppmv (около -80 ° C или -110 ° F, точка росы при атмосферном давлении). Предполагается, что генератор работает в соответствии со спецификацией, и для защитного газа не требуется измерения или контроля точки росы.

    Второй подход заключается в измерении температуры точки росы в интересующей точке.Для этого требуется соответствующий прибор, который правильно установлен, откалиброван и обслуживается.

    Третий подход заключается в получении точки росы на основе другого измерения газа. Это также зависит от правильной установки, калибровки и обслуживания соответствующего прибора.

    Рис. 1 — Ручной измеритель точки росы Vaisala DryCap обеспечивает быстрое и точное измерение точки росы в промышленных применениях, таких как термическая обработка металлов, мониторинг сжатого воздуха и сушка полимеров.

    Нетрудно представить, что с системой контроля атмосферы может многое пойти не так. Это особенно верно, когда точка росы измеряется или определяется напрямую, а полученная информация используется для контроля. Если точка росы в печи не соответствует техническим характеристикам, то это из-за измерительного прибора, контроллера процесса, клапана в системе или чего-то еще?

    Система диагностики точки росы
    Осознавая, что точка росы может быть важным показателем производительности печи, компания Vaisala приступила к созданию простой системы диагностики точки росы.Полученное устройство сочетает в себе проверенную технологию определения точки росы, интуитивно понятный пользовательский интерфейс и систему отбора проб, которая может работать при положительном давлении или извлекать пробу из технологического процесса при атмосферном давлении. Вся система размещена в небольшом портфеле промышленного класса. (Рис. 1)

    Система основана на портативном приборе для определения точки росы, который измеряет точку росы от -60 до 20 ° C (от -76 до 68 ° F). Уникальная сенсорная технология, используемая в этом приборе, активно проверяет и исправляет себя.Пользовательский интерфейс предоставляет несколько функций, по которым легко перемещаться с помощью языковых меню. Графический дисплей (рис. 2) показывает измерение во времени, поэтому пользователю легко определить, когда было стабильное измерение.

    Рис. 2 — Графический дисплей под рукой. Измеритель удерживаемой точки росы помогает пользователю узнать, когда достигается стабильность точки росы.

    выполнено.При желании данные измерений могут быть записаны для использования в будущем, и прибор можно настроить на регистрацию данных в течение длительного периода времени для выявления проблем, которые могут возникнуть во время выполнения всего процесса.

    Измерительный прибор интегрирован в систему отбора проб, которая включает фильтр, насос для отбора проб, расходомер и игольчатый клапан (рис. 3). Система может быть сконфигурирована для извлечения пробы из печи или для измерения точки росы сжатого газа. Весь измеритель точки росы Vaisala питается от перезаряжаемой аккумуляторной батареи.Поскольку это прибор для прямого считывания, при его использовании не возникает ошибок оператора или чувствительности. Измеренную точку росы не нужно корректировать в зависимости от типа газа или других переменных.

    Измеритель точки росы Vaisala обычно используется для проверки постоянно установленных приборов точки росы. Это достигается путем подключения устройства к выпускному отверстию для газа проверяемого устройства и пропускания пробы газа мимо измерительного прибора. Если нет выхода для газа, например, тестируемый блок установлен непосредственно в трубе, тестовый прибор может быть установлен в запасном отверстии на той же трубе, или тестируемый блок может быть удален и заменен тестовым инструментом.В любом случае показания обоих приборов сравниваются, чтобы определить производительность тестируемого устройства. Прямые измерения атмосферного воздуха в печи также возможны с помощью измерителя точки росы Vaisala. Пользователь просто подключает вход системы отбора проб к отверстию для отбора проб в печи и запускает насос для отбора проб. Измеритель потока показывает, что датчик точки росы фактически получает пробу из печи.

    Портативные инструменты обеспечивают два основных преимущества для термообработчиков.Во-первых, если печь или система контроля атмосферы включает в себя какие-либо приборы для определения точки росы, важно время от времени проверять их работу. Жесткий характер условий термообработки часто приводит к отклонению стационарных датчиков от калибровки. Выборочные проверки можно быстро и удобно проводить с помощью портативного прибора. Портативный прибор можно легко отправить на периодическую калибровку, а его калибровка, в свою очередь, может быть перенесена на стационарно установленные приборы.Кроме того, прибор для определения точки росы неоценим для диагностики проблем технологического процесса. Неправильный уровень точки росы может быть признаком того, что где-то что-то пошло не так. Это может не выявить и не решить основную проблему, но это первый шаг в правильном направлении.

    Оценка точки росы по сульфату щелочного металла для определения условий горячей коррозии в дымовых газах с ПТКБ (Технический отчет)


    Хелт, Дж.E. Оценка измерения точки росы сульфата щелочного металла для определения условий горячей коррозии в дымовых газах PFBC . США: Н. П., 1980.
    Интернет. DOI: 10,2172 / 6802275.


    Хелт, Дж. Э. Оценка измерения точки росы сульфата щелочного металла для определения условий горячей коррозии в дымовых газах с ПДК . Соединенные Штаты. https: // doi.org / 10.2172 / 6802275


    Helt, J. E. Sat.
    «Оценка точки росы сульфата щелочного металла для определения условий горячей коррозии в дымовых газах PFBC». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6802275. https://www.osti.gov/servlets/purl/6802275.

    @article {osti_6802275,
    title = {Оценка измерения точки росы сульфата щелочного металла для определения условий горячей коррозии в дымовых газах с ПДПТ},
    author = {Хелт, Дж.E.},
    abstractNote = {Горячая коррозия в системах сгорания, как правило, представляет собой ускоренное окисление никеля, кобальта и сплавов на основе железа, которое происходит в присутствии небольших количеств примесей, в частности натрия, серы, хлора и ванадия. Нет единого мнения о том, какие механизмы в первую очередь ответственны за высокотемпературную коррозию. Однако общепризнанным является то, что реакции коррозии протекают с заметной скоростью только в присутствии жидкой фазы.Когда уголь является топливом для горения, может возникнуть горячая коррозия в форме ускоренного сульфидирования. Исследователи в целом согласны с тем, что расплавленные сульфаты щелочных металлов (Na / 2 / SO / 4 / и K / 2 / SO / 4 /) являются основными агентами, ответственными за возникновение сульфидейшн. Хотя сам по себе расплавленный сульфат натрия оказывает незначительное влияние или не оказывает никакого влияния на коррозию металлических сплавов, его присутствие может увеличить доступность поверхности чистого металла для внешней атмосферы. Если эта атмосфера содержит восстановитель и / или оксид, такой как SiO / sub 2 /, SO / sub 3 / или NaOH (Na / sub 2 / O), вероятно возникновение коррозии.Измерение точки росы сульфата щелочного металла оценивалось как средство предупреждения горячей коррозии в газовой турбине системы сгорания с псевдоожиженным слоем под давлением. Рассмотрены механизм горячей коррозии и теория скорости осаждения. Два метода измерения точки росы, электропроводность и дистанционные оптические методы, были определены как имеющие потенциал для этого применения.

    Прогнозирование и оценка температуры точки росы: оценка моделей GEP, MARS и RF | Гидрологические исследования

    Таблица 3 суммирует статистические показатели моделей прогнозирования во всех изученных местоположениях как для дневных, так и для еженедельных интервалов прогнозирования в период проверки. Как и можно было предсказать, ежедневные прогнозы дали более точные результаты, чем еженедельные прогнозы для всех мест. На рис. 2 показаны значения уменьшения VAF (за счет увеличения интервала прогноза) всех примененных моделей на исследуемых станциях.Максимальное снижение (0,235) наблюдалось для модели GEP Marageh, а минимальное снижение (0,039) – для модели RF той же станции. Анализ значений, представленных в Таблице 2, показал, что значения VAF моделей GEP для суточных и недельных прогнозов на этой станции составили 0,832 и 0,636 соответственно, что продемонстрировало гораздо лучшую точность производительности для интервала суточного прогнозирования. Однако в случае модели RF ни суточные, ни недельные интервалы не показали более высокой точности производительности ( VAF = 0.633 и 0,608 соответственно). Это ясно показывает, что общая производительность GEP намного лучше, чем RF на этой станции для обоих интервалов. Тем не менее, в этом конкретном случае было замечено, что принципиальные различия моделей играют ключевую роль в создании таких расхождений, а не характер временных рядов T dew . Заметные различия моделей наблюдаются также для Бонаба, Джолфы и Маранда. Снижение точности GEP было выше, чем у MARS и RF (которые показали аналогичное снижение) в Бонабе и Джолфе, в то время как RF показало самое высокое снижение VAF в Маранде.Напротив, VAF сокращения всех трех применяемых моделей были почти одинаковыми в Тебризе и Ахаре (за исключением небольших различий для РФ). Такие расхождения подтверждают предварительное предположение о важной роли природы и структуры моделей в создании таких различий. GEP одновременно развивает структуру и константы указанного решения. Таким образом, степени свободы по сравнению с другими методами подбора функций увеличиваются за счет использования GEP. Было продемонстрировано, что объединение физически обоснованных моделей с экспертными знаниями в предметной области и данными по конкретным объектам позволяет получать более качественные представления по сравнению с методами, основанными исключительно на едином подходе (Deschaine 2014; Shiri 2017).Кроме того, в случае прогнозов на основе GEP модель может выбирать наиболее релевантные переменные среди предварительно определенной входной целевой матрицы, поэтому некоторые из введенных входных переменных могут не использоваться GEP для создания цели. ценности. Хотя входные переменные были идентифицированы с использованием PACF временных рядов T dew на каждой станции, эти функции могут отображать только линейные корреляции между последовательными временными задержками, поэтому любые нелинейные отношения будут устранены.С другой стороны, используемые модели могут оценивать нелинейность среди набора входных целей. В таблице 4 представлена ​​важность (веса) входных переменных в моделях прогнозирования. Как видно из весов в таблице, применяемые модели придали разную важность (веса) введенным входным переменным, хотя также наблюдается некоторое сходство. Например, как дневные модели GEP, так и MARS придали одинаковую важность (= ноль) температуре точки росы, зарегистрированной 4 дня назад (⁠⁠) в Бонабе, Джульфе, Марадже и Тебризе.Кроме того, еженедельные модели GEP и MARS показали нулевой вес для Маранда и Тебриза. Шкала весов входных переменных в RF отличается от GEP и MARS. Опять же, можно сказать, что способ, которым входные переменные участвуют в фазе моделирования (прогнозирования), различен для каждого местоположения, и даже в моделях, которые показывают сложную взаимосвязь между входными данными и прогнозируемыми переменными (нелинейные отношения), даже переменные оба одинаковые (точка росы). Критикуя построение матриц ввода-вывода на основе коррелограмм для решения проблем прогнозирования, этот факт показывает доминирующее влияние нелинейностей между вариациями T dew между последовательными интервалами времени (здесь, последовательными днями), хотя общая тенденция может не совпадать. демонстрируют такие важные различия с точки зрения статистических показателей центральной тенденции (например,г., среднее значение, C V и т. д.). Сравнивая характеристики моделей среди станций, наибольшее значение VAF принадлежало Ahar (с наименьшим значением асимметрии для рекордов T dew ), а минимальные значения наблюдались для Marageh. Более низкая точность моделей прогнозирования в Marageh может быть связана с более высокими различиями между максимальными и минимальными значениями температуры воздуха (здесь не представлены), что затрудняет экстраполяцию значений точки росы с использованием ранее записанных величин временного ряда.В целом, прогнозы, основанные на дневных интервалах, выполнялись намного лучше, чем те, которые основывались на недельных интервалах, что четко отражало влияние памяти временных рядов на получение будущих величин.

    Воздействие экстремальной жары на городское население во всем мире

    Значимость

    Повышенное воздействие экстремальной жары как из-за изменения климата, так и из-за эффекта городского теплового острова угрожает быстрорастущим городским поселениям во всем мире. Тем не менее, поскольку мы не знаем, где пересекаются рост городского населения и экстремальная жара, у нас ограниченные возможности для уменьшения воздействия экстремальной жары в городах.Здесь мы используем данные о температуре и населении с высоким разрешением для измерения экстремальной жары в 13 115 городах с 1983 по 2016 год. В глобальном масштабе воздействие городской среды увеличилось почти на 200%, затронув 1,7 миллиарда человек. Общее потепление в городах повысило уровень воздействия на 52% по сравнению с одним только ростом населения. Однако пространственно неоднородные модели воздействия подчеркивают острую необходимость в адаптированных к местным условиям адаптациях и системах раннего предупреждения для уменьшения вреда от воздействия экстремальной жары в городах в различных городских поселениях планеты.

    Abstract

    Повышенное воздействие экстремальной жары как из-за изменения климата, так и из-за эффекта городского теплового острова – полного городского потепления – угрожает устойчивости быстрорастущих городских поселений во всем мире. Чрезмерное тепловое воздействие крайне неравномерно и серьезно сказывается на городской бедноте. В то время как предыдущие исследования количественно оценивали глобальное воздействие экстремальной жары, отсутствие глобального точного временного анализа городского воздействия с высоким разрешением существенно ограничивает наши возможности по внедрению адаптаций.Здесь мы оцениваем ежедневное воздействие экстремальной жары на городское население 13 115 городских поселений с 1983 по 2016 годы. Мы согласовываем глобальные оценки дневных максимумов температуры и относительной влажности с высоким разрешением (0,05 °) и относительной влажностью с геолокационными и продольными данными о глобальном городском населении. Мы измеряем среднегодовые темпы увеличения воздействия (человеко-дни / год −1 ) на глобальном, региональном, национальном и муниципальном уровнях, отделяя вклад в траектории воздействия от роста городского населения и от общего городского потепления.При максимальном дневном пороге температуры земного шара по влажному термометру 30 ° C глобальное воздействие увеличилось почти на 200% с 1983 по 2016 год. Общее потепление в городах увеличило годовое увеличение воздействия на 52% по сравнению с ростом только городского населения. Траектории воздействия увеличились для 46% городских поселений, которые в совокупности в 2016 году составляли 23% населения планеты (1,7 миллиарда человек). Однако то, как общее потепление в городах и рост населения повлияли на траектории экспозиции, пространственно неоднородно. Это исследование подчеркивает важность использования нескольких показателей экстремального теплового воздействия для определения местных закономерностей и сравнения тенденций воздействия в разных регионах.Наши результаты показывают, что предыдущие исследования недооценивают экстремальное тепловое воздействие, подчеркивая безотлагательность целевых адаптаций и систем раннего предупреждения для снижения вреда от экстремального теплового воздействия в городах.

    Повышенное воздействие экстремальной жары как в результате изменения климата (1⇓⇓⇓ – 5), так и эффекта городского теплового острова (UHI) (6⇓⇓ – 9) угрожает устойчивости быстрорастущих городских поселений во всем мире. Воздействие опасно высоких температур ставит под угрозу здоровье и развитие городов, приводя к снижению производительности труда и экономического производства (10, 11) и увеличению заболеваемости (1) и смертности (2, 3, 12).В городских поселениях экстремальное тепловое воздействие крайне неравномерно и наиболее сильно сказывается на городской бедноте (13, 14). Несмотря на пагубные и несправедливые риски, в настоящее время у нас нет глобального всеобъемлющего понимания с высоким разрешением того, где рост городского населения пересекается с увеличением экстремальной жары (2, 6, 15). Без этих знаний у нас ограниченные возможности адаптации для снижения экстремального теплового воздействия в различных городских поселениях планеты (6, 15, 16).

    Снижение воздействия экстремальной жары на городское население требует глобально согласованных, точных и высокоразрешающих измерений как климатических, так и демографических условий, определяющих экспозицию (5, 15, 17).Такой анализ предоставляет лицам, принимающим решения, информацию для разработки мероприятий, адаптированных к местным условиям (7, 18, 19), а также является достаточно широким по пространственному охвату для передачи знаний между городскими географическими и климатическими условиями (6). Информация о воздействии и вмешательствах в различных контекстах имеет жизненно важное значение для разработки функциональных систем раннего предупреждения (20) и может помочь в проведении оценок рисков и информировании при планировании будущих сценариев (21). Однако существующие глобальные оценки экстремального теплового воздействия (1, 2) не соответствуют этим критериям ( SI Приложение , Таблица S1) и недостаточны для лиц, принимающих решения.Эти исследования являются крупнозернистыми (пространственное разрешение> 0,5 °), используют разрозненные или единичные показатели, которые не отражают сложность последствий для здоровья и жары (22), не отделяют городское и сельское воздействие (19) и полагаются на продукты реанализа климата. которые могут быть существенно (на ~ 1–3 ° C) холоднее, чем данные наблюдений на месте (5, 23, 24). Фактически, широко цитируемые эталонные тесты (25), которые оценивают экстремальную жару с помощью версии 5 Реанализа Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ERA5) (26), могут сильно недооценивать общее глобальное воздействие экстремальной жары (5, 23, 24). .Используя суточную максимальную 2-метровую температуру воздуха 40,6 ° C (T max ), недавний анализ показал, что ERA5 T max резко занижает количество дней с экстремальной жарой в году по сравнению с наблюдениями на месте (23). Наконец, в нескольких исследованиях (2, 18) оценивалось воздействие экстремальной жары в городах в малоизвестных (23) быстро урбанизирующихся регионах, таких как Африка к югу от Сахары, Ближний Восток и Южная Азия (27), которые могут быть больше всего подвержены влиянию учащение случаев экстремальной жары из-за изменения климата (3, 5, 28).

    Здесь мы представляем глобальную всестороннюю, с высоким разрешением и продольную оценку подверженности городского населения воздействию экстремальной жары – далее именуемой экспозицией – для 13 115 городских поселений с 1983 по 2016 год. Для достижения этой цели мы согласовываем глобальные, мелкозернистые (пространственное разрешение 0,05 °) оценки T max (23) с глобальными данными о городском населении и пространственной протяженности (29). Для каждого городского поселения мы рассчитываем среднюю по площади дневную глобальную температуру по влажному термометру (WBGT max ) (30) и максимальные значения индекса тепла (HI max ) (31), используя Инфракрасную температуру Центра климатических опасностей со станциями ежедневно (CHIRTS-daily ) T max (23) и уменьшенные суточные оценки минимальной относительной влажности (RH min ) (32).CHIRTS-daily лучше подходит для измерения экстремального теплового воздействия в городах, чем другие наборы данных о температуре с привязкой к сетке, использованные в недавних глобальных исследованиях экстремальной жары ( SI Приложение , Таблица S1) по двум причинам. Во-первых, он более точен, особенно на больших расстояниях (см. Рис. 3 в ссылке 23), чем широко используемые наборы данных температуры с координатной привязкой для оценки сигналов городской температуры во всем мире ( SI Приложение , рис. S1 и S2). Во-вторых, он лучше отражает пространственную неоднородность T max в различных городских условиях ( SI Приложение , рис.S3). Эти факторы являются ключевыми для измерения экстремального теплового воздействия в быстро урбанизирующихся регионах с дефицитом данных.

    Как описано в исх. 23 и 24, количество наблюдений за температурой на месте слишком мало в быстро урбанизирующихся (27) регионах, чтобы разрешить пространственные и временные колебания экстремальной жары в городах, которые могут резко меняться на небольших расстояниях и в периоды времени. Например, из более чем 3000 городских поселений в Индии (29) только 111 имеют надежные станционные наблюдения ( SI Приложение , рис.S3). Хотя повторный анализ климата может помочь преодолеть эти ограничения, он является крупнозернистым ( SI Приложение , таблица S1) и страдает от среднего смещения и, в меньшей степени, от точности во времени. Было показано, что ERA5 существенно недооценивает увеличивающуюся частоту экстремальных температурных явлений (рис. 4 в ссылке 23), в то время как ретроспективный анализ современной эпохи для исследований и приложений, версия 2 (MERRA2) не отражает существенного увеличения ежемесячных T max за последнее время. значения (рисунок 8 в исх.24). Эти наборы данных резко недооценивают рост потепления. CHIRTS-daily преодолевает эти ограничения за счет последовательного суммирования информации из полученной климатологией температуры приземных выбросов с высоким разрешением (0,05 °) (24), интерполированных наблюдений на месте и повторного анализа ERA5 для получения продукта, который был специально разработан для мониторинга и оценки опасные факторы, связанные с температурой (23). Таким образом, CHIRTS-daily лучше всего подходит для регистрации изменений экспозиции в городских поселениях в быстро урбанизирующихся (27) регионах с недостаточным объемом данных, таких как Африка к югу от Сахары, Ближний Восток и Южная Азия ( SI Приложение , рис.S3) (24).

    Мы измеряем экспозицию в человеко-днях в год. −1 – количество дней в году, превышающих пороговое значение теплового воздействия, умноженное на общую экспозицию городского населения (5). Затем мы оцениваем годовые темпы увеличения воздействия на глобальном (рис.1), региональном ( SI, приложение , таблица S2), национальном ( SI, приложение , таблица S3) и уровне муниципалитетов с 1983 по 2016 год ( SI, приложение , таблица S3). Приложение , Таблица S4). В каждом пространственном масштабе мы отделяем вклад в траектории экспозиции от общего потепления в городах и прироста населения (5).Для ясности, полное городское потепление относится к комбинированному увеличению экстремальной жары в городских поселениях как из-за эффекта UHI, так и из-за антропогенного изменения климата. Мы не разделяем эти два форсирующих агента (33, 34). Однако мы определяем, какие городские поселения нагреваются быстрее всего, измеряя скорость увеличения количества дней в году, которые превышают два пороговых значения экстремальной жары, описанные ниже (15). Наши основные результаты используют порог экстремального теплового воздействия, определенный как WBGT max > 30 ° C, пороговое значение профессионального теплового стресса Международной организации по стандартизации (ISO) для риска тепловых заболеваний среди акклиматизированных лиц с низким уровнем метаболизма (от 100 до 115 Вт. ) (30).WBGT max – широко используемый показатель теплового стресса (35), который фиксирует биофизический отклик (36) сочетаний высокой температуры и влажности (3, 17), которые снижают производительность труда (36), приводят к тепловым заболеваниям (36) , и может вызвать смерть (23). Используя пороговое значение WBGT max > 30 ° C, которое было связано с более высоким уровнем смертности среди уязвимых групп населения (37), мы стремимся выявить действительно чрезвычайно жаркие комбинации температуры и влажности (17), которые могут нанести вред здоровью человека и благополучию. существование.Однако мы признаем, что строгие пороговые значения воздействия не учитывают индивидуальные риски и уязвимости, связанные с акклиматизацией, социально-экономическим статусом или состоянием здоровья или местной инфраструктурой (18, 19, 38). Мы также отмечаем, что существует ряд определений воздействия, и мы предоставляем дальнейший анализ, определяющий двухдневные или более длительные периоды, в течение которых максимальный тепловой индекс (HI max ) (31) превышал 40,6 ° C ( SI Приложение , Рис. S4 – S6) в соответствии с определением Национальной метеорологической службы США для предупреждения о чрезмерной жаре (39).

    Рис. 1.

    Воздействие экстремальной жары на глобальное городское население, определяемое 1-дневными или более длительными периодами, когда WBGT max > 30 ° C, с 1983 по 2016 год ( A ), с вкладом от роста населения ( B ), и полное городское потепление ( C ) без привязки.

    Результаты и обсуждение

    Глобальное воздействие увеличилось на 199% за 34 года, с 40 миллиардов человеко-дней в 1983 году до 119 миллиардов человеко-дней в 2016 году, увеличившись на 2,1 миллиарда человеко-дней в год −1 (Рис.1 А ). На рост населения (рис. 1 B ) и общее городское потепление (рис. 1 C ) пришлось 66% (1,5 миллиарда человеко-дней в год −1 ) и 34% (0,7 миллиарда человеко-дней в год −1 ) к годовой скорости увеличения экспозиции соответственно. То есть общее потепление в городах повысило глобальные ежегодные темпы увеличения воздействия на 52% по сравнению с одним только ростом городского населения. Этот результат не может быть напрямую сопоставлен с недавними глобальными контрольными показателями и прогнозами воздействия экстремальной жары на население в целом из-за использованных несопоставимых определений воздействия ( SI Приложение , Таблица S1).Однако наши результаты указывают на гораздо более высокие уровни воздействия по сравнению с недавними контрольными показателями в континентальном масштабе. Определяя воздействие как общее население, умноженное на количество дней в году при HI max > 40,6 ° C, недавнее исследование показало, что общее среднегодовое воздействие с 1986 по 2005 год для 173 африканских городов составляло 4,2 миллиарда человеко-дней в год. -1 (40). Когда мы применяем те же критерии воздействия к нашим данным, включая параметризацию HI max со средней дневной относительной влажностью вместо RH min , мы находим в шесть раз больше среднего общего воздействия для Африки, или 27.5 миллиардов человеко-дней в год -1 за тот же период времени. Эта контрастирующая оценка воздействия демонстрирует, как повышенная пространственная и временная точность CHIRTS-daily T max ( SI Приложение , рис. S1 – S3) в сочетании с повышенной детализацией данных о городских поселениях, которые мы используем (29), может улучшить фиксировать тенденции воздействия в регионах с недостаточным объемом данных, например в Африке.

    Хотя всего 25 городских поселений внесли почти 25% глобального годового увеличения экспозиции ( SI Приложение , Таблица S3), мы определяем статистически значимые ( P <0.05) с 1983 по 2016 годы для 46% (5 985) муниципальных образований во всем мире (рис. 2 A ). В совокупности эти городские поселения составляли 23% от общей численности населения планеты (27), или 1,7 миллиарда человек, в 2016 году (27). Большинство из них сосредоточено в низких широтах, но охватывает широкий диапазон климатических условий. Кроме того, 17% (2252) городских поселений прибавляли по крайней мере один день в год, когда WBGT max превышал 30 ° C (рис. 2 B ). Другими словами, эти городские поселения испытали дополнительный месяц экстремальной жары в 2016 году по сравнению с 1983 годом.Примечательно, что в 2016 году 21 городское поселение с населением более 1 миллиона человек добавляло более 1,5 дней экстремальной жары в год. Сюда входит Индия, Калькутта, столица штата Западная Бенгалия, в которой в 2016 г. проживало 22 миллиона человек (29). Эти данные свидетельствуют о том, что усиление экстремальной жары потенциально повышает уровень смертности во многих городских поселениях планеты, особенно среди наиболее социально и экономически маргинализованных (37). Во всем мире за каждый дополнительный день, когда T max превышает 35 ° C по сравнению с 20 ° C, смертность увеличивается на 0.45 на 100 000 человек, с увеличением на 4,7 дополнительных смертей на 100 000 человек для лиц старше 64 лет (12).

    Рис. 2.

    ( A ) Увеличение на уровне муниципалитета степени подверженности городского населения экстремальной жаре с 1983 по 2016 год и ( B ) скорость увеличения общего количества дней в году, когда WBGT макс > 30 ° C. ( C ) Доля населения по сравнению с общим потеплением в городах в скорости увеличения общей экспозиции населения с использованием WBGT max > 30 ° C. SI Приложение , рис. S4 увеличивает изображение Южной Индии, дельты Ганга, долины и дельты реки Нил, а также долины реки Тигр – Евфрат. Обратите внимание, что наибольшее увеличение экспозиции ( A ) и количество дней в году WBGT> 30 ° C ( B ) отображаются последними для выделения. В C городские поселения с большим вкладом от общего городского потепления (например, розовые) выделяются последними для выделения.

    Разделение вклада в траектории экспозиции от роста городского населения и общего городского потепления подчеркивает, как уровень анализа влияет на наше понимание пространственного распределения и величины экспозиции.Используемый уровень анализа может либо замаскировать, либо выделить пространственные и временные закономерности, которые являются ключевыми для выделения ограниченных ресурсов на адаптацию и обмен знаниями в городских условиях (2, 5–7). В целом, мы обнаруживаем, что траектории воздействия на уровне муниципалитетов (рис. 2 C ) отражают тенденции урбанизации на национальном и региональном уровнях (27). В регионах с более медленным ростом городского населения (27), таких как Латинская Америка и Карибский бассейн (Рис.3 A ) (27), вклад общего городского потепления в увеличение траекторий воздействия по сравнению с ростом городского населения в значительной степени отвечает за увеличение подверженность риску для большинства муниципалитетов по сравнению с регионами с более быстрым ростом городского населения.По мере того как темпы роста городского населения увеличиваются по регионам, сигнал от общего городского потепления ослабевает для большинства муниципалитетов, как это видно в Западной Азии (рис. 3 B ), Южной Азии (рис. 3 C ) и странах Африки к югу от Сахары. (Рис.3 D ).

    Рис. 3.

    В совокупности по регионам сравнительный вклад в увеличение степени воздействия сильной жары в городах из-за роста населения по сравнению с общим потеплением в городах в значительной степени соответствует темпам роста городского населения на региональном уровне, как показано на примерах ( A ) Латинская Америка и Карибский бассейн, ( B ) Западная Азия, ( C ) Южная Азия и ( D ) Африка к югу от Сахары.

    Тем не менее, мы подробно описываем поразительную пространственную неоднородность в том, как демографические сигналы городов и общее городское потепление определяют траектории воздействия для отдельных муниципалитетов (рис. 2 C ), даже тех, которые имеют аналогичную численность населения и в пределах одной страны. Таким образом, оценки на региональном и национальном уровнях, предназначенные для информирования о реализации политики (1, 41), могут не улавливать нюансы на уровне муниципалитета (и в более мелком масштабе), которые являются ключевыми для адаптации (7, 15) и планирования будущих сценариев изменения климата. (21) (Приложение SI, дополнительный текст и рис.S7 и S8). Например, в Западной Африке, хотя мы обнаруживаем, что траектории экспозиции увеличились для 88% городских поселений Нигерии, несопоставимое влияние общего городского потепления в городских поселениях может быть продиктовано местным климатом ( SI Приложение , Дополнительный текст и Рис. S8). Кроме того, мы наносим на карту участки городских поселений в Южной Индии, дельте Ганга, долине и дельте реки Нил, а также вдоль Тигра и Евфрата (Рис. 2 C и SI Приложение , Рис.S9) –– все быстро урбанизирующие регионы (1) –– где общее городское потепление превысило рост городского населения как движущую силу воздействия. Эта географическая картина соответствует недавнему глобальному анализу станционных наблюдений за экстремально влажной жарой, который предполагает, что районы планеты могут вскоре превысить биофизические возможности человека, независимо от местной акклиматизации (17).

    Среди наиболее ярких примеров важности разграничения городских демографических сигналов и сигналов общего городского потепления на уровне муниципалитетов можно назвать два индийских мегаполиса: Дели и Калькутту.Траектории воздействия для обоих городов совпадают ( SI Приложение , Таблица S4 и Рис. S10 A ). Однако рост населения способствовал почти 75% увеличения траектории воздействия в Дели, в то время как на рост населения приходилось только 48% от годового темпа увеличения воздействия в Калькутте ( SI Приложение , Таблица S4 и Рис. S10 B и C ). Резкий контраст во влиянии общего потепления в городах по сравнению с ростом городского населения на траектории воздействия на два города ( SI Приложение , рис.S10) подчеркивает, что индивидуальные адаптации требуют детального пространственно-временного, но при этом глобально сопоставимого анализа (6, 15). Такая точность имеет решающее значение для лиц, принимающих решения, учитывая диапазон вариантов адаптации и затрат (7, 15), а также открывает возможности для исследования связей между повышенными температурами, изменениями влажности и факторами роста городского населения (16, 42⇓⇓– 45).

    Наконец, в то время как наши основные результаты сосредоточены на воздействии, определенном WBGT max > 30 ° C, мы демонстрируем контраст между оценками воздействия WBGT max и HI max с двумя примерами плохо задокументированных местных городских экстремальных явлений жары.Во-первых, температура воздуха, достигшая 49,8 ° C, по сообщениям, убила тысячи людей в Индии в 1998 году (46). Однако в отчетах не указываются и не указываются воздействия, характерные для городских поселений. В Калькутте, где в 1998 г. проживало 12 миллионов человек (27), мы обнаружили, что HI max превышала 40,6 ° C в течение 53 дней подряд с мая по июнь 1998 г. (рис. 4 A ). В течение этого периода среднее значение HI max превышало 34-летнее дневное среднее значение HI max на целых 9 ° C (27).Однако амплитуда суточных комбинаций экстремальной температуры и влажности не определяется с помощью WBGT max (Рис. 4 B ), поскольку WBGT max насыщается при высоких значениях (47).

    Рис. 4.

    Два примера – Калькутта, Индия, в 1998 году ( A и B ) и Алеппо, Сирия, в 2010 году ( C и D ) – ранее плохо задокументированных или недокументированных городских волн тепла. что наш анализ раскрыл. В обоих случаях контраст между суточными оценками HI max ( A и C ) с оценками WBGT max ( B и D ) показывает, что в то время как HI не был разработан для обеспечения точности при значениях HI max > 50 ° C, WBGT max не учитывает амплитуду ежедневных сочетаний экстремально высокой температуры и влажности.

    Затем мы рассмотрим лето 2010 года в Сирии, которое было последним годом четырехлетней засухи, вероятность которой из-за изменения климата была в два-три раза выше (48). В Алеппо, где в 2010 г. проживало 3 миллиона человек (27), мы документируем 8-дневный период, за которым следует 7-дневный период с HI max выше 40,6 ° C (рис. 4 C ). Мы выделяем пик аномальной жары, поразивший Алеппо 5 августа, во время которого HI max превысил 47 ° C (на 9 ° C выше среднего значения HI max за август.5) и стал вторым жарким днем ​​за весь 34-летний рекорд. Тем не менее, как и в Калькутте в 1998 году, амплитуда экстремальных тепловых явлений в Алеппо в 2010 году не фиксируется WBGT max по сравнению с HI max (рис. 4 D ). Хотя вероятность аномальной жары в Восточном Средиземноморье с 1960-х гг. Увеличилась (49), насколько нам известно, экстремальная жара в городах летом 2010 г. в Сирии до сих пор не задокументирована и не оценена количественно. Эта экстремальная жара произошла за 6 месяцев до начала сирийского восстания.Хотя взаимосвязи между конфликтом и климатом неубедительны и сложны (50, 51), этот вывод из Алеппо иллюстрирует потенциальные преимущества данных и анализа с более высоким разрешением, которые мы представляем здесь для будущих исследований по изучению взаимосвязей между климатом и конфликтом.

    Мы представляем эти примеры, чтобы не выступать за или против использования WBGT max или HI max для измерения воздействия. Оба имеют ограничения при независимом использовании для количественной оценки экстремального теплового воздействия. HI max не предназначен для оценки теплового воздействия выше HI max ∼ 50 ° C (52), и степенная функция второго порядка, которую мы использовали для преобразования HI max в WBGT max , объясняет асимптотический потолок WBGT. max и его неспособность улавливать суточные экстремумы, такие как HI max (47).Скорее, мы присоединяемся к растущему сообществу ученых, выступающих за использование нескольких (22) показателей аномальной жары с привязкой к месту, которые информируют и создают лучшую синергию между областями исследований (19). Критерии воздействия, определенные на местном уровне (18), особенно полезны для систем раннего предупреждения (53), когда они связаны с биофизической реакцией на экстремальную жару с воздействием на здоровье и благополучие человека на индивидуальном уровне (19, 22), а также сопоставимы по географическим регионам. (6).

    Сосредоточившись на воздействии чрезвычайно жаркой и влажной среды, определяемой> 30 ° C, наш глобальный синтез экстремальной жары в городах является консервативным.Например, когда мы настраиваем пороговое значение на WBGT max > 28 ° C ( SI, приложение , рис. S11), профессиональный стандарт риска ISO для тепловых заболеваний для акклиматизированных людей при умеренной скорости метаболизма (от 235 до 360 Вт) ) (30), 7628 городских поселений имеют значительное увеличение ( P <0,05) подверженности с 1983 по 2016 год ( SI Приложение , рис. S11). Напротив, когда мы устанавливаем порог WBGT max > 32 ° C, порог теплового риска ISO для неакклимированных людей при скорости метаболизма в состоянии покоя (от 100 до 125 Вт) (30), 2979 городских поселений имеют значительную ( P <0.05) увеличение подверженности с 1983 по 2016 год ( SI Приложение , рис. S11). Соответственно, наши результаты показывают, что в и без того жарких регионах, таких как регион Солнечного пояса в США, где прогнозируется повышение температуры воздуха (18), сочетания температуры и влажности не могут регулярно превышать экстремальные значения, такие как WBGT max > 32 ° C. для многих городских поселений. Например, возьмем Феникс, штат Аризона. Самая горячая температура T max , когда-либо зарегистрированная в Фениксе, была 122 ° F 26 июня 1990 года в 23 часа по Гринвичу (54, 55).Относительная влажность в то время составляла 11% (54). Следуя нашим методам, эквивалент HI max был 49 ° C, а эквивалент WBGT max был 32,29 ° C. Тем не менее, уязвимые группы населения регулярно подвергаются экстремальному тепловому воздействию в Фениксе (56, 57), что свидетельствует о необходимости различных определений теплового стресса.

    В целом, наш анализ ставит под сомнение будущую устойчивость и равенство населения, живущего во многих городских поселениях планеты и переезжающих в них. Изменение климата увеличивает частоту, продолжительность и интенсивность экстремальной жары по всему миру (1–5).Действительно, комбинированные экстремальные значения температуры и влажности уже превышают биофизические допуски человека в некоторых местах (17). Снижение уровня бедности в городских поселениях в конечном итоге зависит от повышения производительности труда (10), но в пространственных масштабах повышение температуры было связано со снижением экономического производства (11, 58, 59). Таким образом, пространственная структура траекторий воздействия, которую мы определяем в Африке и Южной Азии, где уже проживают сотни миллионов городской бедноты (60), подчеркивает, что без достаточных инвестиций, гуманитарного вмешательства и государственной поддержки экстремальная жара может существенно ограничить способность городской бедноты реализовать экономические выгоды, связанные с урбанизацией (61).Однако синтез экстремального теплового воздействия на все отдельные городские поселения во всем мире показывает, что траектории воздействия экстремальной жары состоят из тысяч экстремальных тепловых явлений. Каждое из этих событий предоставляет возможность для эффективного раннего предупреждения, инструмента, который, в случае его широкого внедрения, может снизить бремя экстремальной жары для всего городского населения (20).

    Материалы и методы

    Дневная температура.

    CHIRTS-daily обеспечивает глобальную обширную информацию с высоким разрешением (0.05 °) суточные оценки максимальной и минимальной температуры (T max и T min ) с 1983 по 2016 г. (23). CHIRTS-daily T max и T min получены путем корректировки смещения данных ERA5 T max с среднемесячным T max из центра климатических опасностей Инфракрасная температура со станциями (CHIRTS max ) запись климатических данных ( 24). Комбинируя гармонизированные тепловые инфракрасные наблюдения с геостационарных спутников с экранированием облаков и около 15000 наблюдений на наземных станциях с Земли Беркли (62), CHIRTS max является наиболее точным ( R 2 = 0.8–0,9) набор данных о максимальной месячной температуре с высоким разрешением и глобальным охватом (24). Преимущество CHIRTS max состоит в том, что он фиксирует T max в быстро урбанизирующихся (27), но с дефицитом данных регионах ( SI Приложение , рис. S1 и S2). Действительно, с 1983 по 2016 год количество ежедневных наблюдений за температурными максимумами на станциях во всем мире сократилось с 5900 до 1000 (24). Это снижение было особенно острым в странах Африки к югу от Сахары, на Ближнем Востоке и в Южной Азии, регионах с наиболее быстро растущим городским населением (27).Проверка CHIRTS-daily T max в сравнении с базами данных Global Historical Climatology Network и Global Summary of the Day показывает, что CHIRTS-daily стабильно превосходит широко используемый набор данных глобального метеорологического воздействия Принстонского университета для моделирования земной поверхности ( SI, приложение , рис. S1 –S3) (63), а также ERA5 (26).

    Методология, используемая для создания CHIRTS-daily T max , основана на объединении навыков CHIRTS max при измерении месячной климатологии с высоким пространственным разрешением (24) со способностью ERA5 T max для измерения суточных температурных аномалий. .Чтобы получить CHIRTS-daily T max , сначала ERA5 T max и T min уменьшаются с 0,25 ° широты на 0,25 ° долготы до 0,05 ° на 0,05 ° с использованием билинейной интерполяции для соответствия пространственному разрешению CHIRTS макс . Затем рассчитывается дневной диапазон суточных температур (DTR) ERA5 путем вычитания дневного T max ERA5 из дневного T min (DTR) ERA5 (уравнение 1 ). ERA5 daily T max затем преобразуются в аномалии путем вычитания ERA5 ежемесячного T max среднего из ежедневного значения ERA5 T max (уравнение. 2 ). Затем ежедневные аномалии ERA5 T max добавляются к значению CHIRTS max для данного месяца (уравнение 3 ). CHIRTS-daily T min получается путем вычитания дневного DTR ERA5 из CHIRTS-daily T max (уравнение 4 ). Этот процесс повторяется во все месяцы и все дни с 1983 по 2016 год и может быть выражен как DTRt = ERA5Tmaxt − ERA5Tmintfort = 1… T [1] ERA5Tmaxtm, anomn = ERA5Tmaxtt − ERA5Tmaxm fort = 1… T, m = 1… M [2 ] CHIRTSdailyTmax = CHIRTSmax + ERA5Tmaxtm, anomn [3] CHIRTSdailyTmin = CHIRTSdailyTmax − DTRt, [4]

    , где T – это все дни ( т) в дневной записи CHIRTS, а M – все месяцы. ( м) в CHIRTS max рекорд с 1983 по 2016 год.

    Продукт дневной относительной влажности.

    Поскольку T max обычно возникает, когда относительная влажность самая низкая в течение суточного цикла (32), дневная относительная влажность min вычисляется (уравнения 5 7 ) путем комбинирования CHIRTS-daily T max с понижением шкала давления точки росы ERA5 ( T d ) и поверхностного давления ( p , кг / кг) от MERRA-2. ERA5 T d уменьшено с 0.25 ° долготы на 0,25 ° широты, а MERRA-2 p понижен с 0,5 ° широты на 0,625 ° долготы до пространственного разрешения 0,05 ° на 0,05 ° CHIRTS-daily с использованием билинейной интерполяции. Чтобы рассчитать относительную влажность мин (64), сначала мы рассчитали удельную влажность ( q ) asq = (0,622 × e) ÷ (p− (0,378 × e)), [5]

    , где давление пара в миллибарах ( e ) ise = 6,112 × exp ((17,67 × Td) ÷ (Td + 243,5). [6]

    Дневная относительная влажность мин затем рассчитывается как RHmin = 0,263 × p × q ÷ (exp ((17.67 (T − T0) ÷ T − 29,65)), [7]

    , где T – дневное значение CHIRTS max , а T 0 – 273,15 для преобразования Кельвина в Цельсия. Результатом является точная суточная оценка относительной влажности для всей планеты с 1983 по 2016 год.

    Данные о населении.

    Мы используем оценки численности населения и пространственные границы для 13 115 городских поселений из Глобальной базы данных городских центров уровня населенных пунктов (GHS-UCDB), выпущенной Советом совместных исследований Европейской комиссии в 2019 году (29).Доступный в виде векторных шейп-файлов, GHS-UCDB является производным от структуры моделирования населения с привязкой к сетке, которая распределяет самые точные доступные данные переписи по ячейкам сетки на основе искусственной среды, обнаруженной в архиве Landsat (полное описание см. В ссылке 29). Популяции GHS-UCDB сравниваются для 1975, 1990, 2000 и 2015 годов. Чтобы оценить численность населения для каждого полигона GHS-UCDB за каждый год с 1983 по 2016 год, мы применяем пошаговую линейную интерполяцию к GHS 1975, 1990, 2000 и 2015 гг. -Оценки населения UCDB для каждого городского поселения.

    GHS-UCDB – единственный хорошо задокументированный глобальный, географически привязанный набор данных о городском населении и протяженности. Мы признаем, что строгие определения городского населения часто не отражают континуум между городом и деревней (65), а также широкое разнообразие и вариации внутри и между городскими поселениями по всей планете (66). Однако, используя единый критерий для определения населения и границ городских поселений по всей планете, GHS-UCDB позволяет напрямую сравнивать население городских поселений в разных географических регионах и сопоставляет различные модели городских поселений со строгими точными географическими границами, необходимыми для расчет воздействия экстремальной жары на городское население во всем мире.

    Обзор гармонизации данных.

    Мы конвертируем полигоны GHS-UCDB в растр в той же системе координат (World Geodetic System 84) и пространственном разрешении, что и CHIRTS-daily T max (0,05 ° на 0,05 °). Затем мы вычисляем HI max и WBGT max с CHIRTS-daily T max и RH min для пикселей 0,05 ° в каждом городском поселении с 1983 по 2016 год. Для каждого городского поселения мы затем усредняем по площади HI max и WBGT max для каждого дня в записи данных.Мы осознаем ограничения использования средней площади для характеристики WBGT max и HI max для всего городского поселения, особенно для крупных агломераций, которые могут охватывать несколько климатических зон (6). Однако надежные исследования городского тепла в глобальном и континентальном масштабе сообщают о единой температуре для городских поселений (2, 3, 6). Мы также отмечаем, что CHIRTS-daily доступен с более высоким пространственным разрешением ( SI Приложение , Таблица S1) и имеет лучшую пространственную и временную точность, чем наборы данных о температуре, используемые в недавних глобальных ретроспективных и прогнозных исследованиях экстремальных температур (2, 3) и Исследования эффекта UHI (6).

    Максимальные оценки суточного городского индекса тепла.

    Мы рассчитываем ежедневное значение HI max для пикселей 0,05 ° в каждом городском поселении в соответствии с рекомендациями Национального управления по океану и атмосфере (NOAA) (31). Во-первых, значения CHIRTS-daily T max (для простоты обозначаются как Tmax в уравнениях от 8 до 11 ) и RH min преобразуются из Цельсия в Фаренгейта. Затем ежедневные значения HI max рассчитываются с использованием уравнения Стедмана и усредняются с помощью значения Tmax (уравнение. 8 ): HImax = (0,5 × Tmax + 61,0 + Tmax − 68,0 × 1,2 + 0,094RHmin + Tmax2. [8]

    Если полученное среднее значение больше 80 ° F, мы затем вычисляем HI max для каждый город, соответствующий полному уравнению Ротфуза (уравнение 9 ): HImax = -42,379 + 2,04

    3Tmax + 10,14333127RHmin-0,22475541TmaxRHmin-.00683783Tmax2-0,05481717RHmin2 + 0,00122874Tmax2000RH2min. затем отрегулируйте значения теплового индекса Ротфуса в соответствии с рекомендациями NOAA.Для данного городского поселения в данный день, если Tmax составляет от 80 до 112 ° F и RH min <13%, мы вычитаем корректировку 1 из HI max (уравнение 10 ). Если Tmax находится между 80 и 87 ° F и RH min > 85%, мы добавляем корректировку 2 к HI max (уравнение 11 ). Затем мы конвертируем все полученные максимальные суточные значения индекса тепла обратно в градусы Цельсия: ADJ1 = 0,25 × (13-RHmin) × (17-ABS (Tmax -95) 17, [10] ADJ2 = RHmin-8510 × 87-Tmax5. [11] ]

    Daily Urban WBGT

    max Оценки.

    Парные значения HI max и WBGT max соответствуют соотношению мощности второго порядка, при этом HI max оценивает выше 40,6 ° C в пределах ± 0,5 ° C от WBGT max (47), более сложная мера экстремального тепло, которое включает в себя лучистое тепло и скорость воздуха и широко используется для измерения профессиональных пределов теплового стресса (47). Таким образом, мы конвертируем оценки HI max пикселей в WBGT max , используя уравнение. 12 : WBGTmax ° C = -0,0034HImax2 ° F + 0.96HImax ° F-34. [12]

    Городское население подвергается воздействию экстремальной жары.

    После ежедневного усреднения по площади WBGT max и HI max для каждого городского поселения с 1983 по 2016 год мы определяем городские экстремальные жаркие явления по двум критериям: 1-дневные или более длительные периоды, в которых WBGT max > 30 ° C и 2-дневные или более длительные периоды, в течение которых максимальное значение HI max > 40,6 ° C. Используемый нами порог WBGT max соответствует критериям профессионального теплового стресса ISO для оценки риска тепловых заболеваний среди акклиматизированных людей с низким уровнем метаболизма (от 125 до 180 Вт) (30, 36).Пороговое значение HI max соответствует определению Национальной метеорологической службы США для предупреждения о чрезмерной жаре (39). Мы признаем, что разнообразие определений аномальной жары и экстремальной жары отражает широкий спектр дисциплин, изучающих экстремальную жару (22). Климатологи склонны использовать строгие пороговые значения для сопоставимых статистических данных по всей планете, а физиологи и исследователи профессионального здоровья склонны использовать пороговые значения, привязанные к местной адаптации, связанной с универсальными биофизическими реакциями на тепловой стресс (36).Вместо использования критериев на основе процентилей для определения теплового стресса, соответствующего местным условиям (18), мы используем пороговые значения WBGT max и HI max по двум основным причинам: 1) для обеспечения согласованных оценок траекторий экстремального теплового воздействия в городах, которые могут быть прямое сравнение в географическом и пространственном масштабах городов и 2) учет вклада в траектории экспозиции как от роста городского населения, так и от общего потепления в городах с использованием пороговых значений, которые, как было показано, влияют на здоровье и благополучие человека.

    Кроме того, в отличие от исследований экстремальной жары, в которых используется только температура воздуха на высоте 2 м (1), и WBGT max , и HI max учитывают нелинейный биофизический отклик на взаимосвязь между влажностью и температурой воздуха (2). Внутренняя температура тела почти всегда поддерживается на уровне 37 ° C, а температура кожи – около 35 ° C (67). Гипертермия, повышенная внутренняя температура тела, возникает, когда сохраняется повышенная температура кожи, что может привести к смерти, когда внутренняя температура тела достигнет примерно 42-43 ° C (68).В то время как акклиматизация может уменьшить тепловое бремя (67, 69), акклиматизация только улучшает механизмы потоотделения, а охлаждающий эффект акклиматизированных людей имеет пределы. По мере увеличения относительной влажности эффект испарительного охлаждения при потоотделении уменьшается, и как только относительная влажность достигает 100%, потоотделение продолжается, но охлаждение испарением прекращается. Даже акклиматизированные или здоровые люди сталкиваются со смертью из-за продолжительной температуры кожи от 37 до 38 ° C (70, 71). Таким образом, разумно, что длительные периоды времени с HI> 35 ° C (72) могут быть физически недопустимыми, а воздействие WBGT max на открытом воздухе> 30 ° C было связано с повышенным уровнем смертности среди уязвимых групп населения (37).Соответственно, наши пороговые значения воздействия являются консервативной оценкой, но сравнимы в глобальном масштабе по пространственным масштабам подверженности городского населения экстремальной жаре, чтобы учесть вредные социальные (73), медицинские (1), экономические (11, 12) и потенциальные политические последствия (74). воздействия сильной жары.

    Тенденции воздействия на городское население.

    Мы количественно оцениваем воздействие экстремальной жары в городах в человеко-днях / год −1 для каждого городского поселения GHS-UCDB с 1983 по 2016 год. Человеко-дни / год −1 – широко используемый показатель для сравнения и сопоставления воздействия к экстремальной жаре в разных географических регионах и временных периодах (3, 40, 75).Для данного года ( Y i ) и для данного городского поселения ( j ) мы умножаем население городского поселения ( N ij ) на количество дней в году . i , что порог превышен (например, WBGT max > 30 ° C, дней ij ; уравнение 13 ).

    После суммирования воздействия в человеко-днях / год −1 для каждого года в муниципальном, национальном, региональном и глобальном масштабах, мы оцениваем годовые темпы увеличения воздействия с 1983 по 2016 г. (человеко-дни / год −1 ) в пространственных масштабах путем подбора простых обычных моделей линейной регрессии методом наименьших квадратов (OLS).Например, на уровне муниципалитета мы оцениваем скорость изменения (βexp) с 1983 по 2016 год в человеко-днях / год −1 как подверженность ( Exp ij ) за год i с 1983 года. до 2016 г. с формулой. 14 .Expij = Nij × Daysij, [13] Expij = β0 + βexpYi + ε. [14]

    Затем мы подбираем простые регрессионные модели OLS для оценки скорости изменения количества дней в году, когда превышается пороговое значение для каждого городского поселения (уравнение 15 ).Как для скорости увеличения воздействия, так и для дней в году, когда превышен порог, мы подгруппировали данные, чтобы включить только городские поселения со статистически значимыми положительными тенденциями ( P <0,05): Warmingij = β0 + βj − daysYi + ε. [15]

    Вклад в воздействие роста населения по сравнению с общим потеплением городов.

    Мы количественно оцениваем долю воздействия от роста населения по сравнению с общим потеплением в городах для каждого городского поселения. Для данного года i и городского поселения j доля человеко-дней / год −1 от общего городского потепления ( Тепло ij ) рассчитывается путем умножения населения городского поселения, установленного на 1983 по количеству дней в году, когда превышен порог (ур. 16 ): Heatij = N83j × Daysij. [16]

    Доля воздействия от населения рассчитывается путем умножения дней ij на прирост населения с 1983 года (уравнение 17 ): Popij = (Nij − N83j) × Daysij. [17]

    Чтобы измерить скорость изменения Heatijand Popij, мы применяем простую регрессию OLS для оценки средней скорости увеличения человеко-дней / год −1 . Результирующие коэффициенты βpop и βheat представляют собой среднюю скорость изменения в человеко-днях / год −1 от общего потепления в городах и прироста населения, соответственно.Мы используем эти коэффициенты для создания ограниченного индекса для измерения относительной доли увеличения воздействия от роста городского населения по сравнению с общим потеплением в городах с 1983 по 2016 год. С этой целью для данного городского поселения j мы вычитаем скорость человеко-день увеличения от прироста населения (βpop) от скорости увеличения человеко-дней из-за потепления (βheat) и разделите результат на годовое увеличение коэффициента воздействия (βexp, уравнение 18 ). Затем мы нормализуем индекс и строим график распределения этого индекса для at для всех муниципалитетов (рис.2 C и SI Приложение , Рис. S5 C ) и по регионам (Рис. 3 и SI Приложение , Рис. S6): Индекс = (βpop − βheat) ÷ βexp. [18]

    Идентификация тепловых волн.

    Наш набор данных включает более 150 миллионов усредненных по площади ежедневных наблюдений WBGT max и HI max , охватывающих более 13 000 городских поселений с 1983 по 2016 год. Таким образом, мы составили исчерпывающий перечень городских экстремальных тепловых явлений по двум пороговые значения, используемые для всех городских поселений в качестве производного продукта, который определяет продолжительность, интенсивность, масштабы и даты всех экстремальных городских явлений жары во всем мире с 1983 по 2016 год.Весь набор данных доступен для поиска по англоязычным названиям муниципалитетов, странам и регионам (включая суб- и промежуточные регионы) и становится общедоступным (76) для ученых и практиков, позволяющих идентифицировать экстремальные жаркие явления на основе выбранных ими критериев (22). ).

    Неопределенность и ограничения.

    Мы понимаем, что помимо наших моделей линейной регрессии, результаты представлены в виде точечных оценок без неопределенности. Тем не менее, все базовые данные получены из сложного сочетания различных источников данных.Используемые базовые информационные продукты не характеризуются неопределенностью и, таким образом, не позволяют нам оценить неопределенность наших результатов. Из-за этого наш анализ фокусируется на явных и крайних различиях в паттернах, которые мы идентифицируем, которые являются репрезентативными оценками истинных сигналов лежащих в основе процессов. Учитывая мелкозернистое пространственно-временное разрешение нашего анализа, наши результаты обеспечивают важные улучшения предыдущих крупномасштабных данных по общему потеплению в городах (3, 40) и тенденциям роста городского населения (27), которые являются ключевыми для будущего планирования сценариев изменения климата (21). ), развитие адаптации (6) и развитие системы раннего предупреждения (20).

    Благодарности

    Мы хотели бы поблагодарить профессора Сьюзан Касселс за предоставленную внутреннюю рецензию этой рукописи и вычислительный персонал Института исследования Земли за их неустанную помощь на протяжении всего этого проекта. Мы также благодарим двух анонимных рецензентов, приглашенного редактора и члена правления NAS за отличный отзыв. C.T. была поддержана стипендией на год президентской диссертации Калифорнийского университета через Калифорнийский университет в Санта-Барбаре и Программой стипендий Института Земли Колумбийского университета.C.T., K.C. и T.E. получил поддержку NSF Awards SES-1801251 и SES-1832393. K.C. и Т. получил поддержку от NSF Award DEB-1

    9. Поддержка C.F. и П. поступило от Глобальной миссии НАСА по измерению осадков Грант 80NSSC19K0686, соглашения о сотрудничестве 72DFFP19CA00001 Агентства США по международному развитию, Сети систем раннего предупреждения о голоде и Программы World Modelers Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны в рамках основного контракта Управления армейских исследований № W911NF-18- 1-0018.

    Сноски

    • Вклад авторов: C.T., K.C., C.F. и S.S. проведенное исследование; C.T., K.C., C.F., A.V. и P.P. проведенное исследование; C.T., K.C., C.F., A.V. и P.P. внесены новые реагенты / аналитические инструменты; C.T., K.C., C.F., A.V., S.S., K.G. и T.E. проанализированные данные; и C.T., K.C., C.F., A.V., K.G., S.S. и T.E. написал газету.

    • Авторы заявляют об отсутствии конкурирующей заинтересованности.

    • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.М.Г. Приглашенный редактор по приглашению редакционной коллегии.

    • Эта статья содержит вспомогательную информацию в Интернете по адресу https://www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.20247/-/DCSupplemental.

    • Авторские права © 2021 Автор (ы). Опубликовано PNAS.

    Что такое Steam? | Industrial Controls

    Во многих выпусках Info-Tec обсуждались элементы, используемые в паровых системах, такие как клапаны, регуляторы, сифоны, средства управления и т. Д. Этот Info-Tec будет заниматься самим паром.Понимание пара, почему и как он работает, поможет понять устройства, используемые для управления паром.

    Что такое пар?

    Пар – это вода в газообразном состоянии. К воде нужно добавить достаточно тепла, чтобы поднять температуру жидкой воды до точки кипения, а затем добавить больше тепла, чтобы вызвать изменение состояния на пар без повышения температуры.

    Количество тепла, необходимое для повышения температуры воды до кипения, называется явным теплом . Количество тепла, необходимое для превращения воды в пар, называется скрытой теплотой парообразования . Скрытая теплота испарения точно такая же, как «скрытая теплота конденсации». Это принцип, который используют паровые системы. Как мы увидим, эта скрытая теплота – основная причина, по которой пар используется в качестве теплоносителя.

    Чтобы проиллюстрировать явное и скрытое тепло, мы должны вспомнить определение BTU (британской тепловой единицы), меры количества тепла. A BTU определяется как количество тепла, необходимое для подъема одного фунта воды на один градус по Фаренгейту.

    Явное тепло – это тепло, которое можно легко почувствовать. Это можно почувствовать, даже «увидеть» с помощью термометра. Скрытое тепло – это тепло, которое присутствует «там», но не всегда ощутимо.

    Простой эксперимент демонстрирует явное и скрытое тепло.

    На рис. 1 показан стеклянный стакан, содержащий один фунт воды. Термометр можно опускать в воду. Термометр показывает, что вода имеет комнатную температуру 70 ° F.Стакан с водой помещается над горелкой, и горелка включается. Горелка поднимает температуру фунта воды до 212 ° F. Это потребовало 142 БТЕ. 212 – 70 = 142. (Помните определение BTU.)

    Рисунок 1.

    Это 142 БТЕ – физическое тепло. Мы можем «видеть» тепло, добавляемое к воде горелкой, о чем свидетельствует термометр. Мы могли опустить руку в воду и «почувствовать» добавленное тепло; «Почувствуйте» это. (Не рекомендуется.)

    Продолжительное добавление тепла вызовет кипение воды, но термометр не поднимется выше! При атмосферном давлении он будет оставаться на отметке 212 ° F! Как это может быть? Горелка все еще горит. Мы видим, что вода все еще нагревается. Куда уходит все это дополнительное тепло?

    Это вызывает изменение состояния. Вода превращается в пар. Это изменение состояния требует большого количества тепла, гораздо большего, чем необходимо для повышения температуры воды с 70 ° F до 212 ° F.Чтобы превратить фунт воды в фунт пара при атмосферном давлении, необходимо дополнительно 970 БТЕ!

    Мы не можем «видеть» эту жару. Мы не можем «почувствовать» это тепло, но оно есть. Это «скрытое» тепло, скрытое тепло. Точный термин – «скрытая теплота испарения».

    Скрытая теплота испарения точно такая же, как скрытая теплота конденсации. То есть; если мы конденсируем фунт пара при 212 ° F обратно в фунт воды при 212 ° F, мы должны извлечь из пара 970 БТЕ.Вот почему так широко используется пар. Фунт пара, содержащий большое количество тепловой энергии, может быть быстро и легко транспортирован по распределительной системе в удаленные места, где энергия может быть восстановлена ​​и использована для полезной работы.

    Температура кипения воды непостоянна. Изменение давления воды может изменить ее точку кипения. Для этого требуется замкнутая система, чтобы можно было контролировать давление. Затем воду можно кипятить при температуре 50 ° F, скажем, 500 ° F, так же легко, как и при 212 ° F.Единственное, что необходимо, – это изменить давление над водой на давление, соответствующее желаемой температуре кипения.

    Например, если давление в котле повышается до 52 фунтов на кв. (67 фунтов на квадратный дюйм), вода закипит при 300 ° F. И наоборот, если бы давление было понижено до вакуума 29,6 дюймов ртутного столба, вода закипела бы при 40 ° F.

    Изменение точки кипения воды путем изменения давления приводит к изменению других физических свойств. При атмосферном давлении скрытая теплота испарения составляла 970 БТЕ на фунт, но при 100 фунтах на квадратный дюйм она составляет 889 БТЕ на фунт.

    Таблицы пара, показывающие свойства пара, прилагаются. Таблица 1 и Таблица 2 по сути одинаковы, разница в том, что Таблица 1 – это таблица температур в столбце 1, Таблица 2 – таблица давления в столбце 1. Они хорошо работают вместе, поскольку горизонтальные записи в таблице 1 заполняют пробелы на другая таблица.

    Таблица 1.

    Таблица 2.

    Если необходимо знать скрытую теплоту парообразования для пара при 240 ° F, то в Таблице 1 не отображается линия 240 ° F.Это 212 ° F или 250 ° F. В столбце 2 таблицы 2 отображается значение 240,07 ° F. (Это показывает, что вода при 25 фунт / кв. Дюйм закипает при 240,07 ° F.) Скрытое тепло составляет 952,1 БТЕ на фунт, столбец 6.

    Энтальпия

    Ни одно обсуждение пара не будет полным без упоминания энтальпии. Энтальпия – это общее тепло. Энтальпия – это свойство веществ, которое является мерой их теплосодержания. Это удобно для определения количества тепла, необходимого для определенных процессов.Из Таблицы 1 общее тепло пара при атмосферном давлении (0 фунтов на кв. Дюйм или 14,696 фунтов на квадратный дюйм) составляет 1150,4 БТЕ на фунт. Эта сумма состоит из двух частей: явного и скрытого тепла. Явное тепло повышает температуру воды с 32 ° F до 212 ° F, 180,07 БТЕ на фунт. (Колонка 6). Скрытая теплота испарения воды составляет 970,3 БТЕ на фунт при 212 ° F. (Колонка 7). Сумма составляет 1150,4 БТЕ на фунт. (Столбец 8). Эта информация может использоваться, чтобы определить, сколько тепла потребуется для преобразования воды в пар при любой температуре и давлении.Например, какое количество тепла требуется для превращения воды при температуре 70 ° F в пар при температуре 250 ° F? Из таблицы 1, строка 250 ° F, столбец 8, энтальпия пара составляет 1164 БТЕ на фунт. Согласно столбцу 6, линия 70 ° F, энтальпия воды составляет 38,04 БТЕ на фунт. 1164 представляет собой общее теплосодержание пара, а 38,04 – теплосодержание воды при температуре 70 ° F. Разница составляет 1164 – 38,04 или 1125,96 БТЕ на фунт. это количество тепла, которое необходимо добавить к воде при температуре 70 ° F, чтобы превратить ее в пар при температуре 250 ° F.

    Перегретый пар

    Следует упомянуть перегретый пар.

    Невозможно перегреть пар в присутствии воды, потому что все подводимое тепло приведет только к испарению воды. Как мы видели на рисунке 1, температура воды будет оставаться постоянной, пока вся вода не выкипит. Пар той же температуры, что и кипящая вода, является «насыщенным» паром. Перегретый пар – это пар с более высокой температурой, чем кипящая вода под таким же давлением. Перегретый пар используется в основном для выработки электроэнергии. Турбины более эффективны, требуют меньше обслуживания и дольше работают на перегретом паре.Обычно при коммерческом промышленном отоплении и технологических процессах мы имеем дело с насыщенным паром.

    (Интересным моментом, касающимся кондиционирования воздуха, является тот факт, что вся влага в атмосферном воздухе существует в виде перегретого пара при очень низком давлении. Скрытая тепловая нагрузка от перегрева этого пара может составлять более 50% нагрузки кондиционера. охлаждая смесь воздуха и перегретого пара, пар перегревается до тех пор, пока не достигнет точки, в которой он конденсируется в воду.Эта точка называется «точкой росы». Фактически, это температура конденсации пара низкого давления.)

    Steam широко используется. Практически на каждом заводе будет работать один или несколько паровых агрегатов. На рисунке 2 показаны некоторые варианты использования на типичном предприятии.

    Рисунок 2.

    Пар, вырабатываемый в бойлере, может передаваться в удаленные места через системы трубопроводов для выполнения многих полезных задач. Более высокое давление в котле подталкивает пар туда, где он необходим, и хотя некоторые потери происходят в любой распределительной системе, тщательно спроектированная и изолированная система минимизирует эти отходы и подает пар туда, где он предназначен для нагрева.Здесь та же скрытая теплота испарения теперь становится скрытой теплотой конденсации, используемой для нагрева воздуха, воды, посуды для приготовления пищи и т. Д.

    МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТА ТОЧКИ РОСЫ ДЛЯ ФРАКЦИОННЫХ НАКОНЕЧНИКОВ КОЛОННЫ

    Аннотация:


    Способы управления работой колонн фракционирования во избежание описаны заливки колонок. В методах используются массовые расходомеры для измерить массовые расходы паров ресивера и отпарной колонны. углеводородная жидкость или орошение отпарной колонны и чистые верхние погоны отпарной колонны.В воду из ресивера можно измерить объемным расходом счетчик или массовый расходомер. Компьютер можно использовать для определения росы точка от массовых потоков, и может быть запущена сигнализация и / или процесс изменение может быть выполнено, если разница между расчетной точкой росы и температура верхнего парового потока меньше заданного количество.

    Претензий:


    1. Способ управления работой ректификационной колонны включающий: измерение молекулярной массы или удельного веса, температура и давление потока пара из верхнего погона колонна фракционирования к ресиверу; измерение температуры стриппера поток углеводородной жидкости из ресивера; измерение массового расхода потока углеводородной жидкости из отпарной колонны, или измерение массового расхода чистого верхнего жидкого потока отпарной колонны и флегмы углеводородной жидкости транслировать; измерение массового расхода потока пара из отпарной колонны получатель; измерение расхода струи воды из ресивера; определение общего потока верхнего погона с использованием скорости потока воды от ресивера; массовый расход парового потока отпарной колонны из получатель; и массовый расход углеводородной жидкости отпарной колонны поток, или массовый расход углеводородов чистого верхнего погона отпарной колонны жидкость и массовый расход жидкого потока флегмы углеводородов; определение общего количества молей верхнего погона из общего потока верхнего погона; определение общего количества воды в молях по измеренному расходу воды из ресивер и измеренная температура углеводородной жидкости поток с ресивера; определение парциального давления воды в поток пара верхнего погона от общего количества молей воды, общий поток водяного пара моль и измеренное давление над головой; определение точки росы температура при определенном парциальном давлении воды; определение запас точки росы от определенной точки росы и измеренных накладных расходов температура; сравнение рассчитанного запаса точки росы с заданный минимальный запас по точке росы; инициирование сигнала тревоги или изменение рабочее состояние ректификационной колонны или обоих, когда расчетный запас точки росы меньше заданного минимального значения росы маржа в пунктах.

    2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение общего потока накладных расходов состоит из: TOF = WFR + RVF + HLF или TOF = WFR + RVF + NOLF + RF Где: TOF = всего верхний расход WFR = измеренный расход воды в потоке воды из ресивер RVF = измеренный массовый расход парового потока из отпарной колонны приемник HLF = измеренный массовый расход углеводородов отпарной колонны поток жидкости из ресивера NOLF = измеренный массовый расход чистый поток углеводородной жидкости с верхней части отпарной колонны RF = измеренный массовый расход скорость потока жидких углеводородов с обратным холодильником.

    3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что определяют общее количество молей верхнего погона состоит из: TOM = TOF / MWov Где: TOM = общее количество молей верхних расходов TOF = общее верхний поток MWov = молекулярная масса верхнего погона.

    4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что молекулярная масса верхнего погона поток определяется по измеренному удельному весу по формуле: MWov = ρ ov RTa P a ## EQU00002 ## Где: MW ov = молекулярный вес пара верхнего погона ρ ov = измеренный удельный вес поток пара верхнего погона R = универсальная газовая постоянная Ta = абсолютная температура верхнего пара = измеренная температура верхнего погона поток пара + коэффициент преобразования абсолютной температуры Pa = абсолютный давление пара верхнего погона = измеренное давление пара верхнего погона поток + коэффициент преобразования абсолютного давления.

    5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что определение общего количества молей воды включает: TMW = (WFR) / 18. 015 Где: TMW = общее количество молей воды WFR = измеренное массовый расход воды водяного потока из ресивера 18. 015 = молекулярная масса воды; или TMW = (VFR * ρ) / 18. 015 Где: TMW = общее количество молей воды VFR = измеренный объемный расход воды поток из ресивера ρ = плотность воды при измерении температура жидкого углеводородного потока из ресивера 18. 015 = молекулярная масса воды.

    6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что определение парциального давления вода в потоке пара верхнего погона включает: PPWO = (TMW / TOM) * OP Где: PPWO = парциальное давление воды в потоке пара верхнего погона TMW = общее молей воды TOM = общее количество молей над головой OP = измеренное давление верхний паровой поток.

    7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что определение температуры точки росы при определенное парциальное давление воды составляет: WDP = Температура при PPWO Где: WDP = точка росы по воде PPWO = парциальное давление воды в верхний паровой поток.

    8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что определяют температуру точки росы при определенное парциальное давление воды включает: WDP = 0. 20+ 118. 084. раз. (PPWO (psia)). Sup. 0. 2215 Где: WDP = водяная роса точка (° F) PPWO = парциальное давление воды в паре верхнего погона транслировать.

    9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменяют рабочее состояние колонна фракционирования включает изменение рабочих условий колонна фракционирования для изменения измеренной температуры верхнего погона поток пара, когда расчетный запас точки росы меньше, чем заданный минимальный запас по точке росы.

    10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменяют рабочее состояние колонна фракционирования включает изменение подводимого тепла к фракционированию. столбец.

    11. Способ по п. 1, дополнительно включающий предоставление базы данных содержащий термодинамические свойства воды.

    12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеренная молекулярная масса или удельный вес верхнего парового потока; измеренная температура верхнего потока пара; измеренное давление пара верхнего погона транслировать; измеренная температура жидкого углеводородного потока от получатель; измеренный массовый расход углеводородов отпарной колонны поток жидкости или измеренный массовый расход флегмы углеводорода. поток жидкости и измеренный массовый расход очистной сетки верхний жидкий поток углеводородов; измеренный массовый расход отпарной паровой поток из ресивера; и измеренный расход поток воды из ресивера подается на компьютер, который постоянно определяет рассчитанный запас точки росы, сравнивает расчетный запас точки росы с заданной минимальной точкой росы маржа, и инициирует сигнал тревоги или изменяет рабочее состояние колонна фракционирования или и то, и другое, если рассчитанный запас точки росы меньше чем заданный минимальный запас по точке росы.

    13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что массовый расход очистной сетки поток углеводородной жидкости с верха и жидкая углеводородная флегма поток измеряются.

    14. Способ управления работой ректификационной колонны включающий: измерение молекулярной массы или удельного веса, температура и давление потока пара из верхнего погона колонна фракционирования к ресиверу; измерение температуры стриппера поток углеводородной жидкости из ресивера; измерение массового расхода потока углеводородной жидкости из отпарной колонны, или измерение массового расхода чистого верхнего жидкого потока отпарной колонны и флегмы углеводородной жидкости транслировать; измерение массового расхода потока пара из отпарной колонны получатель; измерение расхода струи воды из ресивера; обеспечение измеренной молекулярной массы или удельного веса верхний паровой поток; измеренная температура верхнего пара транслировать; измеренное давление верхнего парового потока; измеренный температура жидкого углеводородного потока из ресивера; в измеренный массовый расход потока углеводородной жидкости из отпарной колонны, или измеренный массовый расход жидкого потока флегмы и измеренный массовый расход углеводородной жидкости чистого верхнего погона отпарной колонны транслировать; измеренный массовый расход потока пара отпарной колонны из получатель; и измеренный расход водяной струи из приемник к компьютеру; определение общего потока накладных расходов с использованием потока расход воды из ресивера, массовый расход поток пара отпарной колонны из ресивера, а массовый расход жидкий поток углеводородов отпарной колонны или массовый расход отпарной колонны чистый верхний углеводородный жидкий поток и массовый расход поток жидких углеводородов с обратным холодильником с помощью компьютера, используя: TOF = WFR + RVF + HLF или TOF = WFR + RVF + NOLF + RF Где: TOF = общий поток служебных данных WFR = измеренный массовый расход воды из ресивера. RVF = измеренный массовый расход потока пара из отпарной колонны из Ресивер HLF = измеренный массовый расход углеводородной жидкости отпарной колонны поток из ресивера NOLF = измеренный массовый расход очистной сети верхний поток углеводородной жидкости RF = измеренный массовый расход флегма жидкого потока углеводородов; определение общего количества родинок над головой из общий поток верхнего погона и молекулярная масса пара верхнего погона поток с использованием компьютера, используя: TOM = TOF / MWov Где: TOM = общие накладные расходы молей TOF = общий поток верхнего погона MWov = молекулярный вес верхнего погона транслировать; определение общего количества воды в молях по измеренному расходу воды скорость из ресивера и измеренная температура углеводородного поток жидкости из ресивера с помощью компьютера; TMW = (WFR) / 18. 015 Где: TMW = общее количество молей воды WFR = измеренный массовый расход расход воды из ресивера 18. 015 = молекулярная масса вода или TMW = (VFR * ρ) / 18. 015 Где: TMW = общее количество молей воды VFR = измеренный объемный расход воды из ресивера. ρ = плотность воды при измеренной температуре углеводорода поток жидкости из ресивера 18. 015 = молекулярная масса воды; определение парциального давления воды в потоке пара верхнего погона от общее количество молей воды, общее количество молей над головой и измеренные верхнее давление с помощью компьютера; PPWO = (TMW / TOM) * OP Где: PPWO = парциальное давление воды в потоке пара верхнего погона TMW = общее молей воды TOM = общее количество молей над головой OP = измеренное давление верхний паровой поток; определение температуры точки росы на определяли парциальное давление воды с помощью компьютера; определение запас точки росы от установленной точки росы и температуры верхний паровой поток с помощью компьютера; сравнение рассчитанной росы запас точки с заранее определенным минимальным запасом точки росы с использованием компьютер; инициирование сигнала тревоги или изменение рабочего состояния столбец фракционирования, когда рассчитанный запас точки росы меньше заданный минимальный запас точки росы с помощью компьютера.

    15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что определяют температуру точки росы при определенное парциальное давление воды составляет: WDP = Температура при PPWO Где: WDP = точка росы по воде PPWO = парциальное давление воды в накладные расходы.

    16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что определение температуры точки росы при определенное парциальное давление воды включает: WDP = 0. 20+ 118. 084, раз. (PPWO (psia)).Как дела. 0. 2215 Где: WDP = водяная роса точка (° F) PPWO = парциальное давление воды в верхней части транслировать.

    17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что молекулярная масса верхнего погона поток определяется по измеренному удельному весу по формуле: MWov = ρ ov RTa P a ## EQU00003 ## Где: MW ov = молекулярный вес пара верхнего погона ρ ov = измеренный удельный вес поток пара верхнего погона R = универсальная газовая постоянная Ta = абсолютная температура верхнего пара = измеренная температура верхнего погона поток пара + коэффициент преобразования абсолютной температуры Pa = абсолютный давление пара верхнего погона = измеренное давление пара верхнего погона поток + коэффициент преобразования абсолютного давления.

    18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что изменяют рабочее состояние колонна фракционирования включает изменение подводимого тепла к колонна фракционирования.

    19. Способ по п. 14, дополнительно включающий предоставление базы данных. содержащий термодинамические свойства воды для компьютера.

    20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что массовый расход очистной сетки поток углеводородной жидкости с верха и жидкая углеводородная флегма поток измеряются.

    Описание:


    ЗАЯВЛЕНИЕ ПО СВЯЗАННЫМ СЛУЧАЯМ

    [0001] Это приложение связано с приложением сер. Нет. ______, (Досье поверенного H0035483-8284) подано в четную дату под названием APPARATUS ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТА ТОЧКИ РОСЫ ФРАКЦИОННОЙ КОЛОННЫ OVERHEADS, который включен в настоящий документ посредством ссылки.

    ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    [0002] Настоящее изобретение в целом относится к колоннам фракционирования и более конкретно к устройствам и способам управления работой колонн фракционирования, чтобы избежать переполнения колонки.

    Уровень техники

    [0003] Множество различных применений в переработке углеводородов и в нефтехимической промышленности для удаления низкокипящие соединения из жидких потоков, содержащих различные температуры кипения составы ассортимента. Введение пара в паровую очистку. колонна фракционирования полезна для разделения различных кипящие соединения. Однако, если добавлено слишком много пара для тепло, доступное в колонне, пар будет конденсироваться на тарелках отпарной колонны где вода накапливается и в конечном итоге затопляет стриппер, вызывая серьезные производственные расстройства.Наличие жидкой воды также приводит к увеличению коррозия тарелок и стенок отпарной колонны.

    [0004] Патент США. № 6,640,161, который включен здесь в качестве ссылки, описывает компьютерный метод расчета точки росы и обеспечения предупреждение об условиях эксплуатации, которые могут привести к затоплению колонны. Общее количество молей углеводородов, проходящих через верхний погон с отпаренным паром колонна фракционирования и общее количество молей воды при прохождении пара верхний погон в ректификационной колонне с отпарным паром измеряется.С использованием эта информация, мольная доля воды в виде водяного пара, проходящего наверху в столбец рассчитывается непрерывно. Верхнее давление столбец измеряется, и непрерывное определение частичного давление воды производится путем вычисления произведения на мольную долю воды в виде пара, проходящего через верхнюю часть колонны и через верхнюю часть колонны давление. Кроме того, непрерывное определение точки росы сделана температура пара, проходящего через колонну.Вершина температура колонки измеряется и передается на компьютер при этом разница между расчетной температурой точки росы пар, проходящий через верхнюю часть колонны, и измеренная верхняя температура рассчитывается. Когда эта расчетная разница приближается к нулю, возможность затопления колонны увеличивается. Предварительно определенное значение выбирается и сравнивается с рассчитанной разницей, чтобы сгенерировать сигнализация для предупреждения оператора о неудовлетворительной работе колонны.Один раз обнаружен сигнал тревоги, оператор может сделать соответствующий корректировки столбца во избежание затопления столбца.

    [0005] Однако в патенте США No. № 6,640,161 не описывает приборы и соединения между инструментами, необходимыми для необходимые измерения. Без соответствующей аппаратуры расчет метод не будет сообщать полезную информацию, и условия наводнения могут происходить. Это приводит к дорогостоящему ремонту и потере продукции.

    [0006] Следовательно, существует потребность в инструментах и ​​способах, расчет точки росы по воде в ректификационной колонне с отпарным паром.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    [0007] Один аспект изобретения включает способ управления работа колонны фракционирования. В одном варианте осуществления способ включает измерение молекулярной массы или удельного веса, температура и давление потока пара из верхнего погона колонна фракционирования к ресиверу; измерение температуры поток углеводородной жидкости из ресивера; измерение массового расхода жидкого потока орошения из отпарной колонны или жидкого потока орошаемых углеводородов и чистый поток жидких углеводородов с верхнего погона отпарной колонны; измерение массы расход парового потока отпарной колонны из ресивера; и измерения расход струи воды из ресивера.Общий поток накладных расходов составляет определяется по расходу водного потока из ресивера, массовый расход парового потока отпарной колонны из ресивера, масса расход потока углеводородной жидкости из отпарной колонны или массовый расход скорость чистой углеводородной жидкости верхнего погона отпарной колонны и массовый расход скорость потока жидких углеводородов с обратным холодильником. Суммарные родинки над головой определяются из общего потока верхнего погона и молекулярной массы верхний паровой поток.Общее количество молей воды определяется из расход воды из ресивера и измеренная температура поток углеводородной жидкости из ресивера. Парциальное давление количество воды в потоке пара верхнего погона определяется из общего количества молей воды, общего количества молей наверху и измеренного давления наверху. В температура точки росы определяется при определенном парциальном давлении воды. Запас точки росы определяется исходя из определенной точки росы. и температуру верхнего парового потока.Расчетная роса запас точки сравнивается с заданным минимальным запасом точки росы, и инициируется аварийный сигнал и / или рабочее состояние столбец фракционирования изменяется, когда рассчитанный запас точки росы меньше заданного минимального запаса по точке росы.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

    [0008] РИС. 1 иллюстрирует один вариант осуществления контрольно-измерительной аппаратуры. для ректификационной колонны с отпарным паром.

    [0009] РИС. 2 показан другой вариант управления. КИПиА для колонны отпаренного пара.

    РИС. 3 показаны этапы одного из вариантов управления. метод.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    [0011] Настоящее изобретение помогает предотвратить нежелательную конденсацию пар, подавая оператору сигнал тревоги, который предупреждает об условиях которые приближаются к точке росы по воде, так что соответствующие настройки могут производиться до опрокидывания колонны отпарной колонны.Он определяет необходимое оборудование и соответствующие расчеты для определения точка росы и запас точки росы в режиме реального времени, что позволяет контролировать и работа колонки, что помогает минимизировать потребление энергии.

    [0012] Подход обеспечивает простые вычисления, которые легко конфигурируется в общих системах контроля точки росы по воде индикация маржи в реальном времени. Верхний поток из колонны равен определяется путем измерения пара в ресивере, загрузки воды в ресивере, орошения углеводородная жидкость и углеводородная жидкость с чистым погоном.Получатель пар, углеводородная жидкость флегмы и чистая углеводородная жидкость верхнего погона измеряется с помощью массовых расходомеров, таких как расходомеры Кориолиса. Масса расходомеры предоставляют информацию для метода расчета, которая не зависит от различий или изменений удельного веса. Счетчики массового расхода используются только там, где они больше всего необходимы для ограничения стоимости потока метров. Например, массовый расход водяного ботинка можно найти, исправив объемный расход по фактической рабочей температуре (хотя массовый расход метр при желании можно использовать).Молярный поток в верхней части головы равен определяется путем преобразования массового расхода в молярный расход из молекулярного анализатор веса или анализатор удельного веса (SG) в парах верхнего погона линия. Содержание воды в воздушной системе рассчитывается исходя из вся вода из верхнего погона находится в воде, выходящей из ресивера водяной загрузки, таким образом, непосредственно определяя росу воды наверху колонны точка.

    Приборы могут использоваться как в новых, так и в существующих процессах.С существующими процессами может потребоваться добавление инструментов и / или в определенных точках систему для ее применения.

    [0014] Контрольно-измерительные приборы для фракционирования с отпарным паром столбец проиллюстрирован на фиг. 1. Углеводородное сырье 5 вводят в колонна фракционирования 10. Пар 15 вводится в колонна фракционирования 10 и перемещается вверх для удаления летучих компонентов из нисходящего углеводородного сырья 5.Углеводородный продукт поток 20 с пониженной концентрацией летучих компонентов удаляют из нижней части ректификационной колонны 10 и рекуперируют. А поток пара, содержащий углеводороды с более низкой молекулярной массой, которые имеют был отпарен из сырья, и пар удаляется из фракционирования колонна 10, охлаждается и направляется в приемник 30 через верхний паропровод. 25.

    [0015] Входящий в ресивер 30 поток включает конденсат пара, жидкость углеводороды и обычно газообразные углеводороды.Поток кислого газа содержащий газообразные углеводороды удаляется из ресивера 30 через выпускной трубопровод паров ресивера 35 и рекуперирован. Конденсат пара удаляется из ресивера 30 по водовыпускному трубопроводу 40 и извлекается. Жидкость углеводородный поток удаляется из ресивера 30 через углеводородный поток. линия 45 выпуска жидкости, которая разделяется на линии 50 и 55. Часть поток жидких углеводородов направляют в ректификационную колонну 10. через линию флегмы 50 отпарной колонны в качестве флегмы.Другая порция жидкости углеводородный поток извлекается как чистая углеводородная жидкость через ВЛ 55 зачистной сети.

    [0016] Имеется анализатор молекулярной массы или анализатор удельного веса 60 сообщается с верхней паровой линией 25 для измерения молекулярного вес или удельный вес верхнего потока пара из колонка фракционирования 10. Анализатор молекулярной массы или специфический Гравитационный анализатор 60 отправляет данные о молекулярной массе или удельном весе. измерения по линии 65 на компьютер 70.Компьютер 70 включает по меньшей мере, блок 75 хранения и блок 80 вычислений.

    [0017] Манометр 85, сообщающийся с воздушной линией 25, измеряет давление верхнего потока пара от фракционирования столбец 10, и отправляет измерения давления в компьютер 70 через строка 90.

    [0018] Датчик температуры 95, сообщающийся с воздушной линией. 25, измеряет температуру верхнего потока пара из колонна фракционирования 10, и отправляет измерения температуры в компьютер 70 через строку 100.

    [0019] Измеритель 105 массового расхода пара из отпарной колонны измеряет массовый расход поток высокосернистого газа в выпускной линии пара приемника 35, и отправляет массовый поток измерения к компьютеру 70 по линии 110.

    [0020] Расходомер 115 воды измеряет расход конденсата пара в линия 40 и отправляет измерения расхода в компьютер 70 через линию 120. Расходомер воды может быть объемным или массовым. метр, по желанию.Весовой поток воды необходим, но он может либо измеряться непосредственно с помощью массового расходомера или рассчитываться на основе объемный расход с поправкой на температуру с использованием специальной таблицы пара сила тяжести. Подходящие массовые расходомеры включают, но не ограничиваются ими, массовые расходомеры Кориолиса. Подходящие объемные расходомеры включают, но не ограничиваются расходомерами с диафрагмой.

    [0021] Манометр 125 температуры углеводородной жидкости на выходе измеряет температура жидкого углеводородного потока на выходе углеводородной жидкости линии 45 и отправляет измерения температуры на компьютер 70 через строка 130.В качестве альтернативы, датчик температуры углеводородной жидкости на выходе 125 может быть расположен либо на линии орошения отпарной колонны 50, либо на отпарной колонне. чистая ВЛ 55.

    [0022] Массовый расходомер 135 углеводородной жидкости для орошения отпарной колонны измеряет массовый расход потока жидких углеводородов орошения в линии 50 и отправляет измерения массового расхода в компьютер 70 по линии 140.

    [0023] Массовый расходомер углеводородной жидкости верхнего погона отпарной колонны 145 измеряет массовый расход чистого верхнего потока жидких углеводородов в линии 55 и отправляет результаты измерений массового расхода на компьютер 70 через строка 150.

    [0024] В качестве альтернативы, как показано на фиг. 2, вместо измерения массы поток потока жидких углеводородов орошения в линии 50 и нетто верхний поток жидких углеводородов по линии 55 отдельно, отпарная колонна массовый расходомер углеводородной жидкости 160 измеряет массовый расход поток жидких углеводородов в линию 45 отвода углеводородов и отправляет измерения массового расхода к компьютеру 70 по линии 165.

    [0025] Способ управления проиллюстрирован на фиг.3. Различные измерения, описанные выше, выполняются и отправляются в компьютер 70 на этапе 200 для использования при расчете запаса по точке росы.

    [0026] Запас точки росы можно определить с помощью следующих уравнения. Сначала на этапе 205 рассчитывается общий поток накладных расходов. может быть выполнено с использованием уравнения 1a или 1b, в зависимости от того, какой массовый расход массового расхода жидкого углеводородного потока 45 измеряется, или и массовый расход потока флегмы 135 жидких углеводородов и массовый измеряется чистый поток 145 жидких углеводородов верхнего погона.

    TOF = WFR + RVF + HLF (1a)

    TOF = WFR + RVF + NOLF + RF (1b)

    Где :

    [0027] TOF = общий расход верхнего продукта (массовый расход) WFR = измеренный расход воды поток воды из ресивера (измеренный как массовый расход или преобразовано в массовый расход – от расходомера воды 115) RVF = измеренный массовый расход скорость потока пара отпарной колонны из ресивера (от пара отпарной колонны массовый расходомер 105) HLF = измеренный массовый расход углеводорода поток жидкости из ресивера (из отпарной колонны углеводородной жидкой массы расходомер 160) NOLF = измеренный массовый расход чистой верхней части стриппера поток углеводородной жидкости (из верхнего погона отпарной колонны углеводородная жидкость массовый расходомер 145) RF = измеренный массовый расход флегмы углеводорода. поток жидкости (от массового расходомера углеводородной жидкости отпарной колонны 135).

    [0028] Затем на этапе 210 рассчитывается общее количество молей верхнего погона. расчет может быть выполнен с использованием уравнения 2.

    TOM = TOF / MWov (2)

    Где :

    [0029] TOM = общее количество молей верхнего погона TOF = общий поток верхнего погона (массовый расход от уравнение 1) MWov = молекулярная масса верхнего погона (от молекулярной массы). весоанализатор 60 или рассчитывается по уравнению 3).

    [0030] MWov можно рассчитать с использованием уравнения 3, если удельный вес анализатор 60.

    MWov = ρ ov RTa P a (3) ## EQU00001 ##

    Где :

    MW ov = молекулярная масса пара верхнего погона ρ ov = плотность верхнего пара (от удельного веса анализатора 60) R = универсальная газовая постоянная Ta = абсолютная температура верхний пар (от датчика температуры 95 + преобразование абсолютной температуры коэффициент) Па = абсолютное давление пара верхнего погона (по манометру 85 + коэффициент преобразования абсолютного давления).

    [0032] Коэффициент преобразования абсолютной температуры для измеренной температуры в ° F составляет 460 ° F. Коэффициент преобразования абсолютного давления для измерения давления в фунтах на квадратный дюйм составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Специалисты в данной области могут определить соответствующее преобразование абсолютной температуры и давления коэффициенты для других единиц температуры и давления. Далее общее количество родинок воды определяются на этапе 215. Это можно вычислить с помощью уравнения 4a или 4b, в зависимости от того, массовый расходомер или объемный расход метр.

    TMW = (WFR) / 18,015 (4a)

    Где :

    TMW = общее количество молей воды WFR = измеренный массовый расход воды поток из ресивера (от расходомера 115).

    TMW = (VFR * ρ) / 18,015 (4b)

    Где :

    [0034] VFR – объемный расход в согласованных единицах измерения ρ = плотность вода при измеренной температуре жидкого углеводородного потока из Ресивер (от термометра 125) 18.015 = молекулярная масса воды.

    Далее, парциальное давление воды в верхнем потоке равно определяется на этапе 220. Это можно вычислить с помощью уравнения 5.

    PPWO = (TMW / TOM) * OP (5)

    Где :

    PPWO = парциальное давление воды в потоке пара верхнего погона в фунтах на квадратный дюйм TMW = общее количество молей воды из уравнения 4a или 4b TOM = общее количество молей верхнего погона из уравнения 2 OP = измеренное давление потока пара верхнего погона (из манометр 85) в фунтах на квадратный дюйм.

    Температура насыщения (точка росы по воде) определяется на этапе 225. Его можно определить по уравнению 6, используя таблицы пара. хранится в компьютере.

    WDP = Температура при PPWO (6)

    Где :

    [0038] WDP = точка росы по воде, ° F. PPWO = парциальное давление воды. в потоке пара верхнего погона, фунт / кв.

    [0039] В качестве альтернативы точка росы может быть рассчитана с использованием уравнения 7, который можно запрограммировать в компьютер.Уравнение 7 было проверено. для нескольких точек с точностью до 0,5 ° C. (1 ° F). Погрешность уменьшается при температурах насыщения выше 150 ° С (302 ° F).

    WDP = 0,20 + 118,084 × (PPWO (psia)) 0 ,2215 (7)

    [0040] Где:

    WDP = точка росы по воде (° F) PPWO = парциальное давление воды в верхний поток пара в фунтах на квадратный дюйм (из уравнения 5).

    Затем на этапе 230 определяется запас точки росы.Может быть рассчитывается по формуле 8.

    DPM = OT-WDP (8)

    Где :

    [0042] DPM = запас точки росы OT = измеренная рабочая температура (от датчик температуры 95) WDP = точка росы по воде из уравнения 6 или 7.

    [0043] На этапе 235 DPM сравнивается с заданным минимальным значением росы. маржа в пунктах. Заданный минимальный запас точки росы выбирается для безопасная эксплуатация колонки.Если DPM меньше заданной росы граница точки, сигнал тревоги 155 запускается компьютером 70 на этапе 240 или изменяется рабочее состояние или и то, и другое. Изменение операционной Условие может выполняться компьютером, оператором или обоими. Изменения в рабочем состоянии могут включать, но не ограничиваются: изменение рабочего режима колонны фракционирования для изменения измеренная температура верхнего потока пара, например, изменение подвод тепла к ректификационной колонне.

    [0044] Желательно, чтобы измерения и вычисления производились постоянно. выполняется аппаратом. Однако это находится в рамках изобретение для измерения и / или выполнения расчетов на регулярно устанавливаемые интервалы, например, каждую секунду, каждые 30 секунд, каждую минуту, каждые 5 мин и т. Д., Или нерегулярно установленные интервалы, например, каждые 5 мин, и если DPM уменьшается сверх установленного предела, увеличивая интервал до каждых 30 сек, например.

    [0045] Аппарат исключает общий расходомер жидкости в верхнем погоне и вместо этого используются расходомеры орошения и чистые верхние расходомеры жидкости.

    [0046] Расчеты упрощены, поскольку молярные скорости потока могут быть рассчитывается напрямую, без необходимости конвертировать объемный расход.

    [0047] Хотя, по крайней мере, один примерный вариант осуществления был представлен в Вышеизложенное подробное описание изобретения следует принять во внимание что существует огромное количество вариаций. Это также следует ценить что примерный вариант осуществления или примерные варианты осуществления являются только примерами, и не предназначены для ограничения объема, применимости или конфигурации изобретения любым способом.Скорее, приведенное выше подробное описание предоставит специалистам в данной области удобную дорожную карту для реализация примерного варианта осуществления изобретения. Это быть понял, что в функции и расположение элементов, описанное в примерном варианте, без выходя за рамки изобретения, изложенные в прилагаемой претензии.

    Патентные заявки Ричарда К. Хоэна, Mt.Prospect, IL US

    Патентные заявки от Xin X. Zhu, Long Grove, IL US

    Патентные заявки ООО «ЮОП»

    Патентные заявки в классе Distillation

    Патентные заявки во всех подклассах Дистилляция


    Датчик и датчик точки росы

    Поиск товаров Выберите категорию Система управления зданиемОблачные услугиЭлектроприводы, регулирующие клапаны, дроссельные заслонкиКонтроллеры ВКЛ / ВЫКЛПневматические приводы, клапаныПневматикаДатчики и преобразователи Автономный контроллер Выберите подкатегорию Связь и сетиИнжиниринг (CASE) Автоматизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, модуль автоматизации отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха по модулю 6Уровень управления (программное обеспечение) Управление и индикацияАвтоматизация помещенийСистемная интеграцияЦифровые услугиОперацияШариковые клапаны с шестью ходовыми клапанамиДроссельные заслонки смесительные клапаныЭлектроприводыРегулирующие клапаны в сочетании с переключателямиУмные приводыКомпактные клапаны и приводыКомпактные регуляторы давленияКлапан – Регулирующие клапаны ПриводАксессуарыЦентральная система управления воздухомИнтеллектуальные системы управления, VAVУстановка пневматических системРеле и магнитные клапаныКачество воздуха, AIQ, другие значенияРасход, VAVВлажностьДавление, перепад давленияТемператураТермоблокиКонтроллеры отопленияКонтроллеры Flexotron для вентиляции и кондиционирования Выберите продукт Беспроводной интерфейс, EnOcean, ecosCom581 Веб-сервер для сетей moduWeb Vision и moduWeb500 BACnet Сервисы Vision Компактный контроллер VAV для лабораторных и фармацевтических приложений Компактный контроллер VAV Привод клапана с возвратной пружиной Привод клапана с универсальной технологией SAUTER Привод клапана с универсальной технологией SAUTER Привод клапана Привод клапана исполнительный механизмПривод клапанаПривод клапанаУниверсальный термостатУниверсальный контроль.flexotron800 V2 Блок управления для сенсорной комнаты, ecoUnit365 Реле задержки сконструированный ограничитель давления Мультисенсор Smart Fusion Mesh, viaSensSmart привод для вентиляционных заслонокУмный привод для шаровых кранов Интеллектуальный привод для шаровых крановSAUTER Vision CenterSAUTER EMS и EMS MobileSash сенсор Маршрутизатор, novaNet291 Поворотный привод с пружинным возвратом для регулирующих шаровых кранов Поворотный привод с пружинным возвратом и позиционером SAUTER (SUT) для шарового крана Поворотный привод с позиционером Поворотный привод для шарового клапана CO 2 , устанавливаемый на поверхность, комнатный преобразователь, CO 2 , встраиваемый, комнатный преобразователь, качество воздуха, накладной комнатный термостат, комнатный датчик температуры, встраиваемый, комнатный датчик, EnOcean, ecoUnit110Room, операционный блок, EnOcean, ecoUnit146Room, операционный блок, ecoUnit355Room, операционный блок..316 Комнатный гигростат Комнатная станция автоматизации, ecos504 / 505 Модернизированный приводМодуль удаленного ввода / вывода, ecoLink527 Модуль удаленного ввода / вывода, ecoLink522, 523 Модуль удаленного ввода / вывода, ecoLink514, 515 Модуль удаленного ввода / вывода, блок кнопок ecoLink510 … 512 Блок, ecoUnit358 Кнопочный блок для комнатного пульта управления, ecoUnit306 Кнопочный блок для комнатного операционного блока EnOcean, ecoUnit106 Программируемый контроллер, ecos311 2-ходовой фланцевый клапан со сбрасыванием давления, PN 25 (pn.) 2-ходовой фланцевый клапан со сбрасыванием давления, PN 25 (эл.) Редукционная станция давления Преобразователь давления Реле давления Реле давления и реле давления Блок источника питания Силовые кабели и соединительные кабели для интеллектуальных приводов Сигнализация положения / датчик Пневматический регулятор объемного расхода Пневматический регулятор объемного расхода Пневматические приводы клапанов Пневматический привод клапана регуляторы давленияПневматическое реле, вставноеПневматический позиционерПневматический ручной переключательПневматический ограничитель линииПневматический датчик влажности для настенного монтажаПневматический датчик влажности для воздуховодаПневматический датчик объёма воздухаПневматический приводПневматический приводПневматический.канальный регулятор температуры пневм. регулятор давления (малый колпачок) Детали для пневм. изм. линииPI-контроллерПанельный гигростат (упаковка: 50 шт.) P + PI-каскадный контроллер P-контроллер P-контроллер Датчик температуры наружного воздуха Блок управления и индикации для модулей ввода / вывода, интерфейс modu600-LOOPC servernovaNet-Ethernet, мастер приложения moduNet292novaNet-BACnet, Модуль moduNet300novaLink, modu590Привод с электроприводом с позиционером -ASModular станция автоматизации, модуль связи modu524 / 525Modbus-RTU (RS ‑ 485), термостат modu620 ‑ CMModbus для фанкойловModbus Building Services (MBS) Материал для пневматического оборудования Манометр для индикации измеренных значений Модуль связи M-Bus, modu630 ‑ CML Локальный операторский блок, modu840 и индикати единиц ng, modu625…670Инструкции для пневматических установок Модуль ввода / вывода, универсальный, цифровой, входы S0, модуль ввода / вывода modu533, универсальные входы, модуль ввода / вывода modu532, цифровые выходы (реле), модуль ввода / вывода modu550, цифровые выходы (открытый коллектор), modu551I / Модуль O, цифровые входы / выходы (открытый коллектор), модуль ввода / вывода modu571, цифровые входы, модуль ввода / вывода modu531, цифровые и универсальные входы, модуль ввода / вывода modu530, аналоговые выходы, универсальные и цифровые входы, модуль ввода / вывода modu572, аналоговые выходы и универсальные входы, модуль ввода / вывода modu570, аналоговые входы с гальванической развязкой, модуль ввода / вывода modu534 для интеллектуальных приводов Высокоскоростной поворотный привод с универсальной технологией SAUTER (SUT) для шарового крана Высокоскоростной привод заслонки с универсальной технологией SAUTER (SUT) Тяжелые условия эксплуатации , пневматический регулятор давления Реле давления для тяжелых режимов работы Контроллер отопления с цифровым пользовательским интерфейсом, Equitherm Контроллер отопления и централизованного теплоснабжения, Equitherm Контроллер отопления и централизованного теплоснабжения, Equitherm Индикатор и монитор вытяжного шкафа iter с капиллярным датчиком Рамка для вставок прибора с фитинговыми размерами 55 × 55 мм Зонд расхода для вентиляционных каналов Регулятор температуры помещения с вентилятором, с цифровым дисплеем Регулятор температуры помещения с вентилятором, последовательность нагрева / охлаждения Регулятор температуры помещения с вентилятором, электромеханический Энергетический Регистратор данных для EMSEnergy Регистратор данных для EMSЭнергетический регистратор данных для EMSЭлектропневматическое релеЭлектронный комнатный термостат с радиопередачейЭлектронный комнатный термостат для отопления и обогрева / охлаждения с дисплеем Электронный комнатный термостат для обогрева и обогрева / охлажденияЭлектронный комнатный операторский блок, 868 МГцЭлектронный блок управления мощностьюЭлектронный контроллер для простых приложений, flexotron400Электронное кондиционирование контроллер, обогрев / охлаждение, equiflexЭлектронный контроллер кондиционирования воздуха для 6-ходового шарового клапана, обогрев / охлаждениеЭлектрический распределитель для сигналов позиционированияЭлектрический распределитель для управляющих сигналовПреобразователь e / p и p / eСистема динамического регулирования расхода с 6-ходовым шаровым клапаном, eValve Система управления потоком coDynamic с 2-ходовым клапаном и сбором данных об энергии, eValvecoDynamic система управления потоком с 2-ходовым или 3-ходовым клапаном и контролем энергии, датчик влажности eValvecoDuct, датчик влажности и температуры, датчик enthalpyDuct, CO 2 Датчик давления в воздуховоде, датчик качества воздуха (VOC) Датчик температуры в воздуховодеДвухканальный контроллер расхода воздухаЦифровые услуги – дистанционное управление Датчик перепада давленияДатчик перепада давленияРеле дифференциального давленияКонтроллер / датчик перепада давления, датчик и датчик точки росы Centair и позиционер modu602 ‑ LCC Регулирующий клапан с резьбовым соединением, PN 10 Регулирующий клапан с фланцевым соединением, PN 6 Монитор непрерывного замерзания с капиллярным датчиком Непрерывный привод для клапанов агрегата, с индикатором хода Модуль связи с интерфейсами M-Bus и EIA-232, modu731 Модуль связи с EIA-232 и EIA- 485 интерфейсов, modu721 Накладной датчик температуры CASE Suite Кабельный датчик температуры Building Data Integrity Manager, modu615 ‑ BM Двунаправленный беспроводной контроллер 868 МГц Реле среднего значения Датчик средней температуры Реле добавления объема воздуха Датчик расхода воздуха 8 x UI (DI / CI / AI) и 8 x DI / CI Модуль ввода-вывода, modu631 ‑ IO8 x DI / CI / DO (OC) и 8 x DI / CI-модуль ввода-вывода, modu670 ‑ IO8 x AO и 8 x DI / CI модуль ввода-вывода, modu671-IO6 x реле ( 2A) выводит модуль ввода / вывода, modu650 ‑ IO6-ходовой шаровой кран с наружной резьбой, PN 163-ходовой клапан с наружной резьбой, PN 163-ходовой клапан с внутренней резьбой, PN 16 (PN.) 3-ходовой клапан с внутренней резьбой, 3-ходовой блочный клапан PN 16 (эл.), 3-ходовой блочный клапан PN 16 (эл.), Блочный 3-ходовой клапан PN 16, регулирующий шаровой клапан PN 163 с наружной резьбой , PN 403-ходовой регулирующий шаровой кран с внутренней резьбой, PN 403-ходовой фланцевый клапан, PN 6 (pn.) 3-ходовой фланцевый клапан, PN 6 (эл.) 3-ходовой фланцевый клапан, PN 63-ходовой фланцевый клапан, PN 40 (pn.) 3-ходовой фланцевый клапан, PN 40 (эл.) 3-ходовой фланцевый клапан, PN 25/16 (pn.) 3-ходовой фланцевый клапан, PN 25/16 (эл.) 3-ходовой фланцевый клапан, PN 16/10 (pn.) 3-ходовой фланцевый клапан, PN 16/10 (эл.) 3-ходовой фланцевый клапан, PN 163-ходовой переключающий шаровой кран (T) с внутренней резьбой, PN 403-ходовой переключающий шаровой кран (L) с внутренней резьбой, PN 403-ходовой переключающий шаровой кран (T) с наружной резьбой , PN 402-ходовой клапан, PN162-ходовой клапан, PN 162-ходовой клапан с наружной резьбой, PN 162-ходовой клапан с внутренней резьбой, PN 16 (PN) 2-ходовой клапан с внутренней резьбой, PN 16 (эл.) 2-ходовой регулирующий клапан для динамической гидравлической балансировки, PN 25, Valveco compact 2-ходовой регулирующий клапан для динамической гидравлической балансировки, PN 16, фланец Valveco 2-ходовой регулирующий шаровой клапан с наружной резьбой, PN 40 2-ходовой регулирующий шаровой кран с внутренней резьбой, PN Клапан фланцевый 402-ходовой, PN 6 (поз.) 2-ходовой фланцевый клапан, 2-ходовой фланцевый клапан PN 6 (эл.), Фланцевый 2-ходовой клапан PN 62, 2-ходовой фланцевый клапан PN 40 (эл.), 2-ходовой фланцевый клапан PN 40 (эл.), PN 25/16 (pn.) 2-ходовой фланцевый клапан, PN 25/16 (эл.) 2-ходовой фланцевый клапан, PN 16/10 (pn.) 2-ходовой фланцевый клапан, PN 16/10 (эл.) 2-ходовой фланцевый клапан, PN 162-ходовой запорный шаровой кран с наружной резьбой, PN 402-ходовой запорный шаровой кран с внутренней резьбой, PN 4016 x DI / CI-входы Модуль ввода-вывода, modu630-IO Комнатный датчик, относительная влажность и температура, встраиваемые

    Типы

    EGh202F001

    Монитор точки росы + преобразователь 95% rF; 24 В; 0-10 В; без кабеля


    ЭГх202Ф101

    Монитор точки росы EGh202F101


    BP25 Пирометр-сканер точки росы

    Сканер точки росы пирометр BP25
    Комбинированный инфракрасный прибор 4-в-1 для предотвращения образования плесени: измерение температуры поверхности, температуры воздуха и влажности с автоматической сигнализацией точки росы

    Быстрое и простое определение точки росы
    Положитесь на BP25 от Trotec, который был протестирован потребительским порталом VERGLEICH.ORG и получил приз за лучшее соотношение цены и качества! Если в одном и том же месте часто образуется влага, плесень не занимает много времени. В частном или коммерческом использовании – высококачественный сканер точки росы с пирометром BP25 дает вам возможность проверять такие поверхности, как внутренние стены и фасады, на предмет потенциальных опасностей плесени, вызванных холодными пятнами. Вы можете быстро и легко измерить температуру поверхности стены бесконтактным способом через инфракрасный порт и в то же время автоматически определить значение температуры точки росы.На ЖК-дисплее с подсветкой измеренные значения могут быть четко и легко считаны даже в неблагоприятных условиях освещения. С помощью встроенного двойного лазера 20: 1 отображается точка измерения на соответствующем измеряемом материале. Для определения точки росы прибор также измеряет текущую температуру в помещении и влажность воздуха. Благодаря функции звуковой и визуальной сигнализации, основанной на принципе светофора, и встроенному гистограммному индикатору, BP25 предлагает вам быструю ориентацию даже с большими измерительными поверхностями, независимо от того, достигнута ли точка росы в точке измерения и есть ли возможная опасность образования плесени из-за конденсации.Поскольку длительное повышение относительной влажности прибл. 70% достаточно для появления плесени на поверхностях материала, BP25 предупреждает вас акустически и визуально за несколько градусов до того, как будет достигнута фактическая точка росы. Поэтому целесообразно использовать BP25 для проверки участков холодных стен на ранней стадии, чтобы обнаружить образование конденсата.

    С оптикой 20: 1 точка измерения всегда в поле зрения
    С помощью инфракрасного пирометра BP25 вы можете бесконтактно измерять температуру поверхности стен, материалов и предметов, т.е.е. не касаясь измеряемого материала. Чтобы иметь возможность оценить точный диапазон измерения (точка измерения), BP25 имеет двойную лазерную указку. При этом на измеряемую поверхность проецируются две лазерные точки, которые точно определяют диаметр точки измерения. В этой области значение температуры регистрируется инфракрасным датчиком и вычисляется среднее значение. Применяется следующее: чем меньше точка измерения, тем точнее измерение, и чем дальше измерительный прибор находится от объекта измерения, тем больше диаметр точки измерения.Благодаря геометрическому разрешению 20: 1 портативный измеритель позволяет проводить точные измерения даже на расстоянии нескольких метров.

    Есть ли риск плесени или все в зеленой зоне?
    Поскольку BP25 имеет датчик температуры воздуха и датчик влажности (диапазон измерения от 0% до 100% относительной влажности) в дополнение к инфракрасному измерению температуры поверхности, температура точки росы автоматически рассчитывается на основе этих трех значений. Помимо точных значений, звуковой сигнал и / или цвет ЖК-дисплея показывают, находятся ли измеренные значения в критическом диапазоне.Зеленый дисплей означает «все в порядке», оранжевый означает, что измеренные значения приближаются к значению критической точки росы, а красный дисплей четко указывает, что определенная температура опасно близка к точке росы или что температура уже достигла или упала ниже может образоваться точка росы и конденсат. Благодаря еще более быстрому звуковому сигналу вы также можете работать на слух, если хотите. точные измеренные значения.Кроме того, индикатор гистограммы, отображаемый на дисплее, также обеспечивает быструю ориентацию с помощью простой для понимания гистограммы и схематично показывает в масштабе от 0% до 100%, насколько измеренные значения уже приблизились к точке росы. температура.

    Универсальность в использовании
    Благодаря широкому диапазону измерения температуры от -50 ° C до 260 ° C, гибкий BP25 рекомендуется не только для использования в качестве сканера точки росы, но и для других приложений. Благодаря бесконтактному инфракрасному измерению вы надежно защищены от слишком горячих или слишком холодных поверхностей.Будь то системы отопления, горячие трубы, резервуары, бойлеры, блоки двигателей, распределительные коробки или морозильные камеры – измеряйте температуру, не обжигая руки и не «прилипая» к ледяным холодным поверхностям. BP25 можно использовать даже для приготовления детского питания, если, например, вы хотите быстро проверить правильную температуру питья из бутылочки снаружи.

    Четкий язык форм и функциональный дизайн
    Как видите, BP25 в оптимизированном для практики дизайне Trotec убеждает во всем.Благодаря компактным размерам устройство весом всего 163 г удобно носить в кармане куртки. Практичный карман-вставка для крепления на пояс также входит в комплект поставки. Инфракрасный термометр управляется по беспроводной сети с помощью прилагаемой 9-вольтовой аккумуляторной батареи. Благодаря индикатору состояния батареи на ЖК-дисплее вы всегда можете видеть текущий уровень заряда. Для максимального времени работы BP25 автоматически отключается, когда он не используется, для экономии энергии – так что вы можете выполнять бесчисленные операции измерения с помощью пирометра-сканера точки росы BP25!

    Преимущества для практики:

    • Измерение температуры поверхности, температуры воздуха, влажности воздуха и температуры точки росы только одним прибором
    • Индикация аварийной точки точки росы путем изменения цвета дисплея, звукового сигнала и индикатора гистограммы
    • Бесконтактное измерение температуры поверхности через инфракрасный порт от -50 ° C до 260 ° C
    • Измерительная оптика 20: 1
    • Индикация диаметра точки измерения с помощью двойной лазерной указки
    • Дисплей с подсветкой
    • Автоотключение
    • Разработка, проектирование, производство: 100% Trotec
    • Немецкий промышленный образец, оптимизированный для практики – патент на защищенный образец
    • Оптимальное соотношение цены и качества

    Стандартная упаковка:

    • 1x BP25
    • 1x 9В аккумулятор
    • Инструкции по эксплуатации
    • Защитный мешок
    • Технические характеристики
      Артикульный номер 3.510.003.035
      Оптическое разрешение (D: S) 20: 1
      Наименьшее место измерения Ø 25,4 мм (расстояние 508 мм)
      Мин. диапазон измерения | Инфракрасный датчик температуры [° C] -50
      Макс. диапазон измерения | Инфракрасный датчик температуры [° C] 260
      Макс. точность [° C] | Инфракрасный датчик температуры
      Точность <-4 ° C
      Точность от -4 ° C до 65 ° C
      Точность> 65 ° C
      Точность <20 ° C ± 3.5
      Точность = 20 ° C 1% ± 1,5
      Точность от -50 ° C до 20 ° C (от -58 ° F до 68 ° F) 1% ± 1,5
      Точность от 20 ° C до 500 ° C (от 68 ° F до 932 ° F)
      Точность от 21 ° C до 300 ° C
      Точность от 301 ° C до 1000 ° C
      Точность от 21 ° C до 400 ° C
      Точность от 401 ° C до 800 ° C
      Точность от 800 ° C до 1600 ° C
      Повторяемость от -50 ° C до 20 ° C
      Повторяемость от 21 ° C до 1000 ° C
      Повторяемость от 21 ° C до 1200 ° C
      Повторяемость от 1201 ° C до 1600 ° C
      Точность от 500 ° C до 1000 ° C (от 932 ° F до 1832 ° F)
      Точность от 1000 до 1850 ° C (от 1832 до 3362 ° F)
      Воспроизводимость от 20 ° C до 1000 ° C (от 68 ° F до 1832 ° F)
      Воспроизводимость от 1000 до 1850 ° C (от 1832 до 3362 ° F)
      Мин.диапазон измерения | Инфракрасный датчик температуры [° F] -58
      Макс. диапазон измерения | Инфракрасный датчик температуры [° F] 500
      Точность ± мин. [° F]
      Точность ± Макс. [° F]
      Мин. диапазон измерения | Встроенный датчик температуры [° C] 0
      Макс.диапазон измерения | Встроенный датчик температуры [° C] 50
      Точность ± мин. [° C] 1,5
      Точность ± Макс. (От 10 ° C до 40 ° C) [° C] 1
      Точность от ± 0 ° C до 200 ° C (от 32 ° F до 392 ° F) [° C]
      Точность ± = 0 ° C [° C]
      Мин. диапазон измерения | Встроенный датчик температуры [° F] 32
      Макс.диапазон измерения | Встроенный датчик температуры [° F] 122
      Точность ± <23 ° F до 150 ° F [° F]
      Точность ±> 150 ° F [° F]
      Мин. диапазон измерения | Температура точки росы [° C] -30
      Макс. диапазон измерения | Температура точки росы [° C] 100
      Точность ± 2.0%
      Мин. диапазон измерения | Влажность [%] 0
      Макс. диапазон измерения | Влажность [%] 100
      Точность [%] | Влажность ± 3,5% (от 20% до 80%)
      Эксплуатация – мин. температура [° C]
      Эксплуатация – макс. температура [° C]
      Эксплуатация – мин.относительная влажность [% r.F.]
      Эксплуатация – макс. относительная влажность (без конденсации) [%]
      Хранение – мин. температура [° C]
      Хранение – макс. температура [° C]
      Хранение – макс. относительная влажность (без конденсации) [%]
      ЖК-дисплей
      Монохромный
      USB
      Штекерное соединение для датчика температуры типа K
      Внутренняя флеш-память
      Кнопки
      Мембранная клавиатура
      IP54
      IP65
      Время отклика <150 мс
      Спектральная чувствительность 8-14 мкм
      Класс
      Длина волны [нм]
      Мощность [мВт]
      Внутренний (аккумулятор) 1 аккумулятор на 9 В
      Внутренний (аккумулятор)
      Внешний (USB)
      Пластмассы
      Длина (без упаковки) [мм] 168
      Ширина (без упаковки) [мм] 58
      Высота (без упаковки) [мм] 82
      (без упаковки) [кг] 0.163
      Стандартный объем поставки
      Измерительный прибор
      Батарея (-и)
      Сумка / кобура
      Руководство по эксплуатации
      Контактный датчик температуры типа К
      Кейс для переноски
      Кабель USB
      Мини-штатив
      Возможные измеренные значения и функции
      Температура точки росы [° F]
      Температура воздуха [° C]
      Температура воздуха [° F]
      Температура материала [° C]
      Температура материала [° F]
      Относительная влажность [%]
      Температура точки росы [° C]
      Функция переключения ° C / ° F
      Автоматическое выключение
      Дисплей с подсветкой
      Двойной лазер с возможностью выбора
      Звуковой сигнал точки росы
      Визуальная сигнализация точки росы
      Гистограмма для быстрого определения риска конденсации
      Индикация состояния батареи
      Разрешение дисплея 0.1 ° С
      Функция непрерывного измерения
      Отображение максимального значения
      Отображение минимального значения
      Функция удержания измеренного значения
      Отображение дифференциального значения
      Аварийная функция с заданными пользователем предельными значениями
      Звуковая сигнализация
      Светодиод быстрого индикатора HACCP
      Степень излучения регулируется от 0.1 к 1.0
      Индикация максимального значения
      Прицелы открытого наведения
      Дополнительное измерение температуры с помощью внешнего датчика типа K
      Дополнительное измерение температуры материала с помощью встроенного датчика типа K
      Применимо для записи серий измерений с программной поддержкой
      Резьбовое соединение штатива
      Отвечает требованиям LFGB, §31 (Немецкий кодекс пищевых продуктов и кормов)
      Соответствует DIN 10955: 2004
      Выбираемая одиночная лазерная указка
      Индикация состояния батареи
      Функция таймера
      Температура материала [° C]
      Температура материала [° F]

      стандартное оборудование

      опционально

      нет в наличии

    Границы | Условия окружающей среды перед Олимпийскими и Паралимпийскими играми в Токио 2020: соображения по акклиматизации или стратегии акклиматизации

    Введение

    Ожидается, что Олимпийские игры в Токио-2020 будут самыми жаркими из когда-либо существовавших с дневной температурой воздуха выше 30 ° C и температурой по влажному термометру (WBGT) (> 28 в самое жаркое время дня), что превзойдет показатели предыдущих игр (Kakamu et al., 2017). В этих условиях спортсмены оказываются в чрезвычайно сложных условиях, в которых невозможно работать оптимально. Бесспорно, что акклиматизация к жаре или акклиматизация, далее вместе именуемые HA, вызывают физиологические адаптации у людей, чтобы уменьшить тепловую нагрузку в результате улучшенных терморегуляторных способностей. А поскольку в большинстве видов спорта возможности предварительного охлаждения ограничены (Bongers et al., 2017), спортсмены сильно зависят от ГА для подготовки к условиям окружающей среды.У спортсменов и их групп поддержки есть два варианта протоколов HA: акклиматизация или акклиматизация. Акклимация – это физиологические или поведенческие изменения, которые снижают напряжение или повышают его выносливость, вызванную искусственным воздействием климатических условий (IUPS Thermal Commission, 2001). Это требует использования климатических камер, которые дороги, требуют квалифицированных специалистов и не являются широко доступными; ставит под сомнение возможность применения этого протокола для всех спортсменов.В качестве альтернативы они могут принять протокол акклиматизации, согласно которому физиологические или поведенческие изменения, снижающие напряжение, возникают в результате воздействия естественного климата (IUPS Thermal Commission, 2001). А именно, спортсмены могут поехать в Японию перед Олимпийскими играми и естественным образом адаптироваться к местному климату, но условия окружающей среды перед Олимпийскими играми могут не отражать фактические условия, ожидаемые во время игр. У обоих методов есть свои преимущества и недостатки, поэтому спортсменам и их группам поддержки следует принимать во внимание протокол.

    Сообщаемые физиологические адаптации к протоколам HA включают более низкую внутреннюю температуру тела в состоянии покоя и тренировки (T c ), более низкую частоту сердечных сокращений, более высокую частоту потоотделения (SR) наряду с разбавленной концентрацией ионов потоотделения, увеличенным объемом плазмы и более низким T c для начала потоотделения и расширения сосудов (Sawka et al., 2001). Происходящие физиологические адаптации служат для ослабления теплового напряжения, а также могут улучшить спортивные результаты в жарких условиях (Lorenzo et al., 2010; Гарретт и др., 2012; Racinais et al., 2015). Périard et al. (2015) обобщили динамику различных физиологических адаптаций; Это позволяет предположить, что процесс адаптации начинается с первого контакта, а полная ГК наступает примерно через 14 дней. Полная адаптация к снижению ЧСС, внутренней температуры и температуры кожи занимает около 7 дней, а самое длительное требование для полной адаптации – около 2 недель для ответов SR. Эта информация обычно основана на исследованиях, в которых использовались протоколы акклиматизации, и лишь в нескольких исследованиях использовалась акклиматизация к жаре.Недавнее исследование показало, что спортсмены из стран с теплым климатом выступили лучше, чем спортсмены из стран с холодным климатом, во время Marathon des Sables (Ioannou et al., 2018). Насколько нам известно, ни одно исследование не сравнивало напрямую акклиматизацию к жаре с акклиматизацией. Хотя есть некоторые свидетельства того, что толерантность к более высокому T c выше у тех, кто акклиматизировался в течение нескольких недель, по сравнению с теми, кто акклиматизировался в течение 1-2 недель (Sawka et al., 2001). Однако провести прямые сравнения довольно сложно.Остается неясным, какой метод дает наилучшие преимущества для полной HA.

    Для спортсменов, путешествующих далеко, также необходимо учитывать смену часовых поясов, усталость во время путешествий и корректировку циркадных ритмов. В этом смысле может быть привлекательно поехать в Японию за несколько недель до игр, чтобы отрегулировать циркадные ритмы и адаптироваться к местному климату с помощью тепловой акклиматизации. Однако существует значительный риск того, что местный климат перед играми не будет достаточно напряженным, чтобы вызвать необходимые адаптации.Олимпийские игры в Токио-2020 запланированы с 24 июля по 9 августа, при этом август будет иметь самые высокие температурные условия. Паралимпийские игры пройдут с 25 августа по 6 сентября. В Японии разные сезоны, поэтому весьма вероятно, что температура окружающей среды в июне и июле ниже, чем ожидалось во время игр. Для оптимальной адаптации к жаре рекомендуется, чтобы условия окружающей среды (т.е. температура и влажность) были такими же или выше, чем ожидаемые во время соревнований (Taylor et al., 1997). Кроме того, есть некоторые свидетельства того, что физиологическая адаптация к ректальной температуре и частоте сердечных сокращений не очевидна, когда во время протокола HA невозможно достаточное восстановление (Daanen et al., 2011). Чтобы обеспечить оптимальную адаптацию к жаре, условия, ожидаемые во время Олимпийских игр 2020 года в Токио, в идеале должны использоваться во время протокола HA с относительно низкой тепловой нагрузкой после теплового воздействия, чтобы обеспечить достаточное восстановление. Целью данной статьи является описание условий окружающей среды до и во время Олимпийских и Паралимпийских игр на основе метеорологических данных за последние 28 лет, которые включают эффекты глобального потепления.Используя эту информацию, мы можем описать условия, ожидаемые во время игр, и оценить риск неполной адаптации из-за тепловой акклиматизации.

    Материалы и методы

    Метеорологические данные были получены от Японского метеорологического агентства. Данные были собраны специально в районе Токио (т. Е. В городе) префектуры Токио; где будет проходить большинство мероприятий, включая расположение Олимпийской деревни и Олимпийского стадиона. Некоторые мероприятия запланированы в префектурах, соседних с Токио, таких как Канагава (парусный спорт), Сидзуока (велоспорт), Ибараки (футбол), Йокогама (футбол, бейсбол и софтбол) и Сайтама (футбол, баскетбол и гольф), которые имеют аналогичные условия окружающей среды. в Токио.Некоторые футбольные мероприятия также запланированы в префектурах к северу от Токио в префектурах Хоккайдо (Саппоро, 830 км), Мияги (Рифу, 310 км) и Фукусима (Фукусима, 240 км), причем в первой из них условия окружающей среды значительно прохладнее, чем в префектуре Токио. Для краткости представленные данные включают только метеорологические данные из района Токио (префектура Токио).

    Почасовые данные собирались с 1 июня по 6 сентября (последний день Паралимпийских игр) с 1990 по 2018 год. Метеорологические данные доступны с 1989 года, но из-за непоследовательных пробелов в выборке данных в течение 1989 года мы решили исключить их. год из нашего анализа.Собранные данные включали температуру (° C), температуру точки росы (° C), относительную влажность (%), солнечную радиацию (МДж / м 2 ) и скорость ветра (м / с).

    Чтобы определить окружающие условия в Токио накануне и во время Олимпийских и Паралимпийских игр, мы рассчитали количество дней до начала Игр в Токио-2020. Например, 1 июня обозначается как день -53; находящийся за 53 дня до начала Олимпиады. 24 июля является официальной датой начала и поэтому имеет код 0 и заканчивается 9 августа, кодируется как День 16.Паралимпийские игры запланированы на период с 25 августа по 6 сентября, которые обозначены как день 32 – день 44. Эти данные были нанесены на график вместе с отдельными метеорологическими данными (температура и относительная влажность) и биометеорологическими показателями [индекс тепла (HI), индекс влажности (Humidex) и WBGT].

    Метеорологические и биометеорологические показатели

    Протоколы акклиматизации

    проводятся в контролируемых климатических условиях на основе температуры и относительной влажности, поэтому они были включены в наш анализ.Биометеорологические индексы, как правило, лучше предсказывают тепловую нагрузку, чем отдельные метеорологические переменные, и поэтому мы использовали метеорологические данные для расчета следующих значений: Humidex, HI и WBGT [более подробное описание этих индексов см. В следующих статьях (Budd, 2008; Blazejczyk et al. ., 2012)]. Humidex использует температуру воздуха и давление паров воздуха для отражения воспринимаемой температуры (Ho et al., 2016) и рассчитывается по следующему уравнению:

    Humidex = T + 0.5555⋅ (вп-10)

    Где,

    vp = 6,11⋅e (5,417,753⋅ (1273,16) ⋅ (1273,16 + td))

    Где td – температура точки росы (в ° C), а e – число Эйлера.

    Значения Humidex делятся на следующие категории: 20–29 = без дискомфорта , 30–39 = некоторый дискомфорт , 40–45 = сильный дискомфорт ; избегать физических нагрузок , и ≥46 = Опасно ; возможный тепловой удар .

    Индекс тепла

    в чем-то похож на него, поскольку он объединяет температуру воздуха и относительную влажность для определения кажущейся температуры, которая показывает, насколько жарко он ощущается (Rothfusz, 1990).HI был рассчитан по следующей формуле:

    HI = −42,379 + 2,04

    3⋅T + 10,14333127⋅RH − 0,22475541⋅T⋅RH − 0,00683783⋅T⋅T − 0,05481717⋅RH⋅RH + 0,00122874⋅T⋅T⋅RH + 0,00085282⋅T⋅RH⋅RH − 0,00000199⋅T ⋅T⋅RH⋅RH

    Где RH – относительная влажность (%), а T – температура (° F). Данные о температуре от Японского метеорологического агентства были преобразованы из ° C в ° F для расчета HI .

    Выходное значение расчета HI классифицируется по следующим дескрипторам: 27–32 = Осторожно (усталость возможна при длительном воздействии и / или физической активности), 32–41 = Крайняя осторожность (солнечный удар, мышечные судороги, и / или тепловое истощение возможно при длительном воздействии и / или физической активности), 41–54 = Опасность (вероятен солнечный удар, мышечные судороги и / или тепловое истощение, возможен тепловой удар при длительном воздействии и / или физической активности), ≥ 54 Extreme Danger (вероятен тепловой или солнечный удар).

    Поскольку известно, что японское лето особенно жаркое и влажное, Humidex и HI были сочтены подходящими для включения и являются общими для Соединенных Штатов и Канады, соответственно. WBGT также был выбран, так как он более признан во всем мире и используется многими спортивными организациями, и поэтому он лучше знаком. WBGT был рассчитан с использованием следующего уравнения:

    WBGT (° C) = 0,7⋅ влажная луковица + 0,2⋅Tglobe + 0,1.Tdrybulb

    Где wetbulb – температура по влажному термометру, Tglobe – глобальная температура и Tdrybulb – температура по сухому термометру.

    WBGT был рассчитан на основе метеорологических данных с использованием метода Лильегрена (Liljegren et al., 2008) с использованием пакета теплового стресса в R, разработанного Meteo Suisse. Данные по солнечной радиации, собранные Японским метеорологическим агентством, были измерены в МДж / м 2 / час и преобразованы с коэффициентом 0,0036 в Вт / м 2 .

    Руководящие органы различных видов спорта определяют рекомендации по деятельности в различных диапазонах WBGT. В общем, следующие рекомендации представлены для непрерывной активности и конкуренции для WBGT <18.3 ° C - это «В целом безопасная / нормальная деятельность»; 18,4–22,2 ° C «риск теплового удара при физической нагрузке и тепловой болезни; следует следить за людьми с высоким риском или не участвовать в соревнованиях »; 22,3–25,6 ° C «возрастает риск для всех участников»; 25,7–27,8 ° C «риск для непригодных, неакклиматизированных особей высокий»; 27,9–30,0 ° C «уровень отмены риска теплового удара при физической нагрузке»; 30,1–32,2 ° C «отменить или прекратить тренировки и соревнования»; ≥32,3 ° C «Отменить упражнение» (на основе стойки ASCM, Armstrong et al., 2007). Диапазоны категорий и связанные с ними риски снижаются у тех, кто подходит, с низким уровнем риска и акклиматизированных лиц, занимающихся обучением или непостоянной деятельностью.

    График Олимпийских игр 2020 года в Токио не был объявлен на момент написания этой статьи, поэтому мы приняли временной интервал с 08:00 до 21:00 на основе трех предыдущих Олимпийских игр (Рио, Лондон и Пекин), таким образом без учета ночных температур. Данные были усреднены за этот период времени. Чтобы определить наихудший сценарий, мы также усреднили данные между 12:00 и 15:00 часами. Данные также отображаются для каждого часа дня, усредненные с 0 по 16 день и с 32 по 44 день для начала и окончания Олимпийских и Паралимпийских игр, соответственно.

    Средние значения за период 1990–2018 годов могут не отражать фактическую ситуацию во время Олимпийских игр в Токио 2020 года из-за множества факторов, таких как годовые колебания, эффект городского теплового острова и изменение климата. Используя базу данных Hothaps (Kjellstrom et al., 2009, 2014), мы экстраполировали годовые изменения значений WBGT, HI и Humidex на 2020 год, чтобы внести поправку на глобальное потепление. Hothaps отслеживает последствия изменения климата во всем мире и оценивает увеличение метеорологических и биометеорологических показателей за десятилетие.Полученные данные относятся к префектуре Токио. Температура, точка росы и WBGT ежегодно повышаются на 0,038, 0,009 и 0,025 ° C соответственно. Собранные данные основаны на 28-летнем периоде, при этом 2004 год был центральным годом. Затем, взяв 2004 г. за центральный год, мы применили поправку на 0,61 ° C для температуры, 0,14 ° C для температуры точки росы и 0,40 ° C для WBGT и применили это к собранным данным (среднее значение за период 1990–2018 гг.), Чтобы получить лучшая оценка для Олимпийских игр в Токио-2020.Повышение температуры в период 1990–2018 гг. Включает эффект городского острова тепла. Население префектуры Токио увеличилось примерно с 11,9 миллиона в 1990 году до 13,2 миллиона в 2010 году. При аналогичном экспоненциальном росте прогнозируется увеличение количества жителей до 15,2 миллиона в 2020 году. Если мы возьмем эффект городского острова тепла (2,01 log P – 4.06) (Oke, 1973), это приводит к увеличению температуры окружающей среды в центре города на 0,16 ° C по сравнению со средней температурой 1990–2018 годов до 2020 года. Таким образом, линейная экстраполяция 0.Температура 61 ° C может немного недооценивать реальное потепление из-за нелинейного роста населения Токио.

    Вероятность того, что WBGT в дни перед Олимпийскими играми будет аналогична ожидаемым условиям во время Олимпийских игр для разных периодов времени (08: 00–11: 00, 12: 00–15: 00 и 16: 00–19). : 00 ч). Для построения кривых вероятности мы использовали 50-й и 95-й процентили WBGT за конкретный день перед Олимпиадой и сравнили их с фактическими процентилями в течение олимпийского периода.Таким образом мы избежали асимметрии (-1,05) данных WBGT во время олимпийского периода. Хотя в данных существует некоторая асимметрия (начиная с 10-го дня), изменение параметров (температура, относительная влажность, HI, Humidex и WBGT) выражается как стандартное отклонение.

    Результаты

    Суточные метеорологические и биометеорологические показатели во время Олимпийских игр

    Почасовая температура окружающей среды, относительная влажность, WBGT, HI и Humidex для олимпийского периода (с 24 июля по 9 августа) показаны на рисунках 1A – D.Солнечное излучение было немного искажено, поэтому описательные данные (минимум, медиана, максимум, первый и третий квартили) показаны в таблице 1. Самая низкая температура окружающей среды в ночное время составляет примерно 05:00 и начинает повышаться с 07:00. ч, достигая пика до 31,3 ± 3,1 ° C в 14:00 ч. Как и ожидалось, относительная влажность достигает пика, когда температура окружающей среды самая низкая около 05:00 часов и составляет 79 ± 8%, а при повышении температуры относительная влажность снижается до 58 ± 10% в самое жаркое время дня и затем повышается.

    Рисунок 1. Температура (черные квадраты) и относительная влажность (белые квадраты) (A) , WBGT (B) , HI (C) и Humidex (D) с почасовыми интервалами на основе метеорологические данные за последние 29 лет (1990–2018 гг.) в даты, соответствующие олимпийскому периоду (с 24 июля по 9 августа). Вертикальные полосы представляют собой одно стандартное отклонение.

    Таблица 1. Минимум, первый квартиль, медиана, третий квартиль и максимум солнечной радиации с часовыми интервалами на основе метеорологических данных за последние 29 лет (1990–2018 гг.) В даты, соответствующие олимпийскому периоду (с 24 июля по август. 9) и Паралимпийский период (с 25 августа по 6 сентября).

    WBGT является самым низким в ночное время примерно в 05:00 (23,9 ± 2,0) и начинает повышаться с 06:00 до пика до 28,6 ± 2,8 ° C в 13:00. Самый низкий уровень влажности в ночное время составляет приблизительно 05:00 (35,6 ± 3,8) и начинает повышаться с 06:00, достигая пика до 40,6 ± 4,5 в 13:00. HI также следует аналогичной схеме, с самым низким значением в ночное время примерно в 05:00 (31,0 ± 1,4) и начинает расти с 06:00, достигая пика до 36,4 ± 3,8 в 13:00. Пик солнечной радиации на безоблачном небе составляет 917 Вт / м 2 в самое жаркое время дня (12:00 ч).

    Суточные метеорологические и биометеорологические показатели во время Паралимпийских игр

    Почасовая температура окружающей среды, относительная влажность, WBGT, Humidex и HI в паралимпийский период (с 25 августа по 6 сентября) показаны на рисунках 2A – D, а солнечное излучение – в таблице 1. Температура окружающей среды самая низкая (25,0 ± 2,3 ° C). ) в ночное время примерно в 05:00 и начинает расти с 07:00, достигая пика до 29,7 ± 3,4 ° C в 13:00. Относительная влажность достигает пика, когда температура окружающей среды самая низкая около 05:00 и составляет 78 ± 9%, а по мере повышения температуры относительная влажность снижается до 59 ± 13% в самое жаркое время дня и затем повышается.

    Рис. 2. Температура (черные квадраты) и относительная влажность (белые квадраты) (A) , WBGT (B) , HI (C) и Humidex (D) с почасовыми интервалами на основе метеорологические данные за последние 29 лет (1990–2018 гг.) в даты, соответствующие Паралимпийскому периоду (с 25 августа по 6 сентября). Вертикальные полосы представляют собой одно стандартное отклонение.

    WBGT самый низкий в ночное время примерно в 05:00 (22.8 ± 2,2 ° C) и начинает расти с 06:00, достигая пика до 27,0 ± 2,9 в 13:00. Самый низкий уровень влажности в ночное время составляет примерно 05:00 (33,5 ± 4,1) и начинает повышаться с 06:00, достигая пика до 37,8 ± 4,6 в 13:00. HI также следует аналогичной схеме, с самым низким значением в ночное время примерно в 05:00 (30,6 ± 1,4) и начинает расти с 06:00, достигая пика до 33,4 ± 3,5 в 13:00. Пик солнечной радиации на безоблачном небе составляет 1000 Вт / м 2 в самую жаркую часть дня (12:00 ч).

    Метеорологические и биометеорологические показатели до и во время Олимпийских и Паралимпийских игр (08: 00–21: 00 ч)

    Исходя из данных предыдущих Олимпийских игр, типичный период соревнований длился с 08:00 до 21:00. Температура окружающей среды, относительная влажность, WBGT, Humidex и HI в дни, предшествующие Олимпийским играм, в этот период времени показаны на рисунках 3A – D. Эти данные основаны на ежечасных данных, усредненных между 08:00 и 21:00 часами, когда ожидается, что игры состоятся.За пятьдесят три дня до Олимпийских игр температура окружающей среды составляет 22,9 ± 3,1 ° C и продолжает повышаться до уровня плато в период Олимпийских игр, после чего температура начинает падать. Относительная влажность достигает пиков и плато намного быстрее (к -40 дню) и остается высокой на протяжении олимпийского и паралимпийского периодов. В олимпийский период средняя температура и относительная влажность 29,7 ± 3,1 ° C и 65 ± 11%. Паралимпийский период имеет среднюю температуру 28,2 ± 3,2 ° C и относительную влажность 65 ± 13%.

    Рис. 3. Температура (черные квадраты) и относительная влажность (белые квадраты) (A) , WBGT (B) , HI (C) , Humidex (D) в дни, предшествующие старт Олимпийских и Паралимпийских игр. Данные представляют собой среднее значение (± стандартное отклонение) за период времени 08: 00–21: 00 ч, полученное из почасовых метрологических данных за последние 29 лет (1990–2018 гг.). Период Олимпийских игр кодируется с 0 по 16 день, а Паралимпийские игры – с 32-го и 44-го дня; первая находится между сплошными линиями, а вторая – между пунктирными линиями.Вертикальные полосы представляют собой одно стандартное отклонение.

    WBGT в день -53 составляет 19,9 ± 2,8 ° C и постоянно повышается до дня -1, после чего следует плато до 17 дня. Среднее значение WBGT в олимпийский период составляет 27,0 ± 2,8 ° C. После этого периода WBGT медленно начинает снижаться. Среднее значение WBGT для Паралимпийских игр составляет 25,4 ± 3,0 ° C. Humidex на -53 день составляет 25,9 ± 3,9 и постоянно повышается до 2-го дня, затем следует короткое плато до 19-го дня и затем медленно снижается. Средний уровень влажности Humidex в олимпийский период составляет 39.3 ± 4,3 и 36,5 ± 4,5 во время Паралимпийских игр. HI на 53-й день составляет 28,8 ± 1,8 и стабильно повышается до 3-го дня, после чего следует короткое плато до 15-го дня, а затем снижается. Средний HI в олимпийский и паралимпийский периоды составляет 34,8 ± 3,4 и 33,0 ± 3,3 соответственно.

    Метеорологические и биометеорологические показатели до и во время Олимпийских и Паралимпийских игр (12: 00–15: 00 ч)

    Самый жаркий период дня – с 12:00 до 15:00 часов и может представлять наихудший сценарий во время Олимпийских и Паралимпийских игр.Температура окружающей среды, относительная влажность, WBGT, Humidex и HI в дни, предшествующие Олимпиаде в этот период времени, показаны на рисунках 4A – D.

    Рис. 4. Температура (черные квадраты) и относительная влажность (белые квадраты) (A) , WBGT (B) , HI (C) , Humidex (D) в дни, предшествующие старт Олимпийских и Паралимпийских игр. Данные представляют собой среднее значение (± стандартное отклонение) за период времени 12: 00–15: 00 ч, полученное из почасовых метрологических данных за последние 29 лет (1990–2018 гг.).Период Олимпийских игр кодируется с 0 по 16 день, а Паралимпийские игры – с 32-го и 44-го дня; первая находится между сплошными линиями, а вторая – между пунктирными линиями. Вертикальные полосы представляют собой одно стандартное отклонение.

    Температура окружающей среды повышается с 24,3 ± 3,2 ° C в день -53 до приблизительно -3 дня, когда температура достигает пиков и плато, медленно снижаясь с 17 дня и далее. Относительная влажность повышается с 50 ± 14% в день -53 и поднимается до длительного плато в день -38 с небольшими колебаниями в течение олимпийского и паралимпийского периодов.Температура и относительная влажность в олимпийский период с 12:00 до 15:00 часов составляют 31,3 ± 3,1 ° C и 59 ± 10%. Температура и относительная влажность в Паралимпийский период составляют 29,5 ± 3,4 ° C и 60 ± 13%.

    WBGT на день -53 составляет 21,5 ± 2,7 ° C и постоянно повышается до 7 дня, после чего следует плато до дня 17, после чего снижается. Среднее значение WBGT во время Олимпийских и Паралимпийских игр составляет 28,4 ± 2,8 ° C (5-й и 95-й процентили: 23,1 и 31,7, асимметрия -1,05) и 26,8 ± 3,0 ° C (5-й и 95-й процентили; 21.6 и 30,6, асимметрия -0,4). Humidex на -53 день составляет 27,2 ± 4,0 и постоянно повышается до дня -1, за которым следует короткое плато до дня 15, после чего снижается. Средний уровень влажности во время Олимпийских и Паралимпийских игр составляет 40,7 ± 4,4 и 37,8 ± 4,5 соответственно. HI на -53 день составляет 27,8 ± 1,8 и постоянно растет, достигая пика на 11 день, после чего снижается. Средний показатель HI во время Олимпийских и Паралимпийских игр составляет 36,1 ± 3,7 и 33,8 ± 3,6 соответственно.

    Вероятность успешной акклиматизации

    Вероятность того, что WBGT в дни перед Олимпийскими играми будет аналогична ожидаемым условиям во время Олимпийских игр, была рассчитана и нанесена на график на Рисунке 5.Используя 50-й процентиль для 08: 00–11: 00, 12: 00–15: 00 и 16: 00–19: 00 ч, были получены следующие соответствующие логистические уравнения:

    Рис. 5. Вероятность того, что WBGT (50-й и 95-й процентиль) будет аналогична Олимпийским играм в Токио-2020 в дни, предшествующие играм, в следующие периоды времени: 08: 00–11: 00, 12: 00–15: 00 , и 16: 00–19: 00 ч.

    вероятность (%) = 11 + e − 0,08 (0−8,1) вероятность (%) = 11 + e − 0,08 (0−1,1) вероятность (%) = 11 + e − 0,08 (0−13,3)

    Где e – число Эйлера.

    Используя эти уравнения, можно вычислить, что за 14 дней до Олимпийских игр в 08: 00–11: 00 ч. Вероятность WBGT равна 38%, что и ожидается во время Олимпийских игр. Между 12: 00–15: 00 и 16: 00–19: 00 ч вероятность аналогичных условий во время Олимпийских игр составляет 23 и 49% соответственно.

    Чтобы учесть максимальные температуры (т. Е. 95-й процентиль), кривая сдвигается вверх и влево. Таким образом, за 14 дней до Олимпиады вероятность того, что ожидаемый WBGT состоится в 08: 00–11: 00 часов, составляет 87%, а в 12: 00–15: 00 часов – 78%.Вероятность того, что условия будут аналогичны условиям во время игр с 16:00 до 19:00, составляет 92%. Кривые вероятности для 95-го процентиля для 08: 00–11: 00, 12: 00–15: 00 и 16: 00–19: 00 ч сгенерировали следующие соответствующие логистические уравнения:

    вероятность (%) = 11 + e − 0,08 (0−37,4) вероятность (%) = 11 + e − 0,08 (0−29,8) вероятность (%) = 11 + e − 0,08 (0−45,1)

    Обсуждение

    Первой целью этого исследования было описание условий окружающей среды во время Олимпийских и Паралимпийских игр в Токио 2020 года на основе метеорологических данных за последние 28 лет в городе Токио с поправкой на глобальное потепление.Почасовые данные для температуры окружающей среды и относительной влажности, а также трех индексов тепловой нагрузки (WBGT, Humidex и HI) были рассчитаны как для олимпийского, так и для паралимпийского периодов. Используя эти данные, мы можем описать ожидаемые условия для предстоящих игр и выделить средние и пиковые условия. Кроме того, второй целью этого исследования было описание условий окружающей среды в дни перед началом Олимпийских игр и оценка риска неполной адаптации из-за тепловой акклиматизации.Спортсмены, тренерский штаб и спортивные руководящие органы сочтут представленные описательные данные полезными для понимания ожидаемых условий окружающей среды и для разработки оптимальных стратегий подготовки.

    Почасовые метеорологические и биометеорологические показатели во время Игр

    Средние расчетные значения WBGT во время Олимпийских игр в Токио-2020 составляют 27,0 ± 2,8 ° C в среднем за день и 28,4 ± 2,8 ° C за самый жаркий период дня (рисунки 3, 4, соответственно). Последние значения находятся в 27.9–30 ° C «уровень отмены риска теплового удара при физической нагрузке» для непрерывной активности / соревнований, что может быть актуально для соревнований на выносливость, таких как марафон (Armstrong et al., 2007). В соответствии с рекомендациями ACSM (Армстронг и др., 2007) для непостоянной активности, которая может быть более актуальной для командных периодических соревнований, риск для спортсмена ниже при акклиматизации к жаре и отмене соревнований, когда WBGT превышает 32,3 ° C. . Какаму и др. (2017) подсчитали, что в среднем 49 дней в Японии превышают 27.Порог 9 ° C. Однако это может быть переоценкой, поскольку оценка WBGT Kakamu et al. (2017) был основан на модели Австралийского бюро метеорологии (ABM) и может показывать значительные отклонения от реального WBGT, особенно в облачных условиях (Grundstein and Cooper, 2018). Мы использовали метод, который показал более точную оценку WBGT по метеорологическим данным (Liljegren et al., 2008). Учитывая, что разброс данных велик, вероятность того, что WBGT превысит порог 27,9, высока (85%), в то время как шансы превышения порога для 32.3 ° C – это всего лишь 15% для самого жаркого времени дня (WBGT 28,4 ± 2,7 ° C).

    Во время Олимпийских игр среднесуточные значения Humidex и HI составляют 39,3 ± 4,3 и 34,8 ± 3,4 соответственно. Если спортсмены соревнуются в самый жаркий период дня (12: 00–15: 00 ч), можно ожидать значений Humidex и HI 40,7 ± 4,4 и 36,1 ± 3,7. Согласно руководящим принципам для Humidex, это может вызвать у людей «некоторый дискомфорт» в течение большей части дня, но «сильный дискомфорт» в самые жаркие периоды, с рекомендацией «избегать физических нагрузок».Для HI это подвергнет спортсменов условиям, классифицируемым как «крайняя осторожность», с солнечным ударом, мышечными спазмами и / или тепловым истощением, возможными при длительном воздействии и / или физической активности. Индексы тепловой деформации Humidex и HI определяют уровни «опасности» при значениях ≥46 и 41–54 соответственно. На рисунках 1C, D показано, что, хотя эти уровни не могут быть достигнуты в самое жаркое время дня (Humidex; 40,7 ± 4,4 и HI; 36,1 ± 3,7), стандартные отклонения значительны, поэтому существует вероятность того, что эти условия могут быть превышены. во время Олимпийских и Паралимпийских игр.Kosaka et al. (2018) измерили окружающие условия на протяжении марафонского маршрута в июле и августе с началом в 06:30 или 07:30. Наилучший и наихудший сценарий для температуры и относительной влажности составлял 26,3 ± 0,85 ° C и 51,8 ± 3,4%, 34,3 ± 1,8 ° C и 47,4 ± 5,6% соответственно. Кроме того, отсутствие облачности наряду с высокой температурой окружающей среды и относительной влажностью в самый жаркий период дня (см. Таблицу 1) может добавить значительные тепловые проблемы и снизить производительность (Otani et al., 2019). Наихудшим сценарием во время Олимпийских игр может быть солнечная радиация 855–917 Вт / м 2 между 12:00 и 15:00. На сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что спортсмены и тренеры могут подумать о подготовке к наихудшему сценарию; Следует рассмотреть стратегии тепловой адаптации, предварительное и постоянное охлаждение, одежду, сокращение времени на открытом воздухе и стратегии, способствующие поведенческой терморегуляции.

    Паралимпийские игры пройдут с 25 августа по 6 сентября; Через 16 дней после Олимпиады, когда температура окружающей среды начала снижаться.Тем не менее, среднесуточная температура и относительная влажность во время Паралимпийских игр составляют 28,2 ± 3,2 ° C и 65,0 ± 12,7%, и можно ожидать, что они достигнут 29,5 ± 3,4 ° C и 59,6 ± 13,0% в самые жаркие периоды дня. Солнечная радиация может достигать 914–1000 Вт / м 2 в самый жаркий период дня, когда облачность минимальна. Эти условия по-прежнему создают значительную тепловую нагрузку, тем более что у некоторых спортсменов-паралимпийцев нарушены терморегуляторные функции (Price, 2006; Griggs et al., 2015). Имеется меньше данных о применении индексов теплового напряжения в особых группах населения и на спортивных мероприятиях для спортсменов с ограниченными возможностями (Girard, 2015). Некоторые спортивные руководящие органы предлагают руководящие принципы для пара-спортсменов, использующих аналогичные или более низкие пороговые значения для приостановки игры по сравнению со здоровыми спортсменами. Международная федерация тенниса, например, приостанавливает игру, когда WBGT ≥28 ° C. В паралимпийский период расчетная суточная WBGT составляет 25,4 ± 3,0 и 26,8 ± 3,0 ° C в самые жаркие периоды дня.Учитывая разброс данных, вполне вероятно, что условия превышают этот порог. Среднесуточные значения HI и Humidex составляют 33,0 ± 3,3 и 36,5 ± 4,5 соответственно. Если спортсмены соревнуются в самый жаркий период дня (12: 00–15: 00 ч), можно ожидать значений Humidex и HI 37,8 ± 4,5 и 33,8 ± 3,6. Для Humidex можно ожидать «некоторого дискомфорта», а HI будет варьироваться от «осторожности» до «крайней осторожности». Однако мы не смогли найти никакой информации о том, подходят ли эти категории для особых групп населения.Учитывая разнообразное состояние здоровья спортсменов-паралимпийцев и повышенный риск заболеваний, связанных с жарой, у лиц с нарушенными терморегуляторными функциями (например, у людей с травмой спинного мозга) тепловая проблема все еще существует, и к ней следует быть готовым.

    Акклиматизация к жаре или акклиматизация к жаре?

    Исходя из ожидаемых условий окружающей среды, описанных ранее, очевидно, что эти условия будут создавать тепловые проблемы, и всем спортсменам рекомендуется принимать дополнительные меры предосторожности для обеспечения безопасных и оптимальных результатов.Высокоэффективный метод подготовки к условиям окружающей среды может быть достигнут с помощью протоколов тепловой или тепловой акклиматизации. Первый предполагает создание искусственной среды, обычно в климатической камере, и воздействие на себя аналогичных условий, ожидаемых во время игр в течение определенного периода времени. Обычно этого можно достичь в течение 5–14 дней при приблизительной дневной экспозиции 2 часа в день. Чтобы увеличить термическое напряжение, Тейлор и др. (1997) рекомендовали использовать температуру по сухому термометру, по крайней мере, эквивалентную максимальной ожидаемой, и по возможности повышать ее еще на 5–10 ° C; с 40 ° C в качестве верхнего предела для влажных условий (> 60% относительной влажности).Основываясь на этих рекомендациях и представленных метеорологических данных, условия окружающей среды, используемые в протоколе акклиматизации, должны быть> 31 и ≤40 ° C с относительной влажностью> 60%. Рекомендуемые значения WBGT для использования для оптимальной HA широко не публикуются, но, исходя из ожидаемых значений WBGT во время Олимпийских игр, следует учитывать WBGT ≥28,4 ° C. В последнее время меньше внимания уделяется условиям окружающей среды, в которых завершаются эти сеансы акклиматизации, вместо этого используются условия окружающей среды, достаточные для повышения внутренней температуры> 38.5 ° C и поддерживая ее на повышенном уровне в течение 60 минут (Garrett et al., 2012; Gibson et al., 2015; Neal et al., 2016). Хотя этот метод контролируемой гипертермии фокусируется на реакциях внутренней температуры, а не на окружающих условиях, условия, ограничивающие тепловые потери (например, жаркие и влажные), приведут к более быстрому повышению внутренней температуры и потребуют более низкого метаболического производства тепла для поддержания повышенного уровня. внутренняя температура> 38,5 ° C. Сообщается, что физиологические адаптации, сопровождающие контролируемую гипертермию, происходят быстрее и полнее, чем стандартные протоколы HA (Taylor et al., 1997; Периар и др., 2015; Даанен и др., 2018). Однако в литературе отдается предпочтение термической акклиматизации, поскольку она вызывает физиологическую и психологическую адаптацию, специфичную для условий, в которых будет происходить событие (Hellon et al., 1956; Edholm, 1966; Périard et al., 2015; Racinais et al., 2015). Предыдущие исследования показали улучшенную термическую толерантность у акклиматизированных людей по сравнению с акклиматизированными людьми, хотя прямое сравнение затруднено, поскольку условия в группах не были одинаковыми (Edholm, 1966; Sawka et al., 2001; Иоанну и др., 2018). Кроме того, влияние солнечной радиации и воздушного потока часто не учитывается в протоколах акклиматизации, поскольку их трудно воспроизвести в климатических камерах, но они оказывают большое влияние на общий тепловой стресс в полевых условиях (Saunders et al., 2005). Если для ГК используется протокол контролируемой гипертермии, необходимо понимать, что для достижения заданной внутренней температуры требуется значительная интенсивность упражнений, если спортсмен решит акклиматизироваться в климатических условиях Токио примерно за 2–3 недели до Олимпиады.WBGT за 2 недели до игр в самый жаркий момент дня (13:00) составляет всего 26,4 ± 2,9 ° C по сравнению с 28,6 ± 2,8 ° C во время игр. Высокая интенсивность упражнений может мешать протоколу постепенного снижения нагрузки, который обычно используется для восстановления после интенсивных упражнений в период до Олимпийских игр (Mujika and Padilla, 2003).

    Поездка в Японию за несколько дней или недель до Олимпийских игр для естественной акклиматизации к условиям окружающей среды – привлекательная, выполнимая и альтернативная стратегиям акклиматизации.Это может быть особенно выгодно, когда доступ к климатическим камерам невозможен, а также дает возможность регулировать циркадные ритмы при поездке далеко в Японию. Индексы тепловой деформации (температура, WBGT, Humidex и HI) значительно ниже перед Олимпийскими играми. Индексы растут накануне Олимпиады; пики и спады во время Олимпийских игр. В этих условиях тепловая нагрузка перед Олимпиадой может быть слишком низкой для достижения оптимальной адаптации (Taylor et al., 1997) или приводят к тому, что интенсивность упражнений мешает постепенному снижению нагрузки. Совет по использованию стратегии акклиматизации может быть применим только в том случае, если вы уверены в стабильных и аналогичных условиях до самого события. Предполагая, что условия окружающей среды, необходимые для успешной акклиматизации, равны или превышают условия, ожидаемые во время соревнований (Taylor et al., 1997). Рисунок 5 дает некоторое представление о возможности полной акклиматизации. 14-дневная стратегия HA часто предлагается для полной адаптации в аналогичных условиях окружающей среды (Taylor et al., 1997; Périard et al., 2015). Если запланированные соревнования спортсменов проходят с 12:00 до 15:00 и они используют 14-дневную стратегию акклиматизации в Токио в одно и то же время суток, то в начале тепловой акклиматизации существует вероятность 23% (50-й процентиль). условий между аналогичными Олимпийскими играми. Это означает, что существует высокий риск (вероятность 77%) того, что WBGT будет меньше, чем ожидалось во время Олимпийских игр. В течение 14-дневного протокола акклиматизации этот шанс снижается до 53% от WBGT, что меньше, чем ожидалось во время Олимпийских игр.Если мы рассматриваем 95-й процентиль, то есть как индикатор максимальной тепловой нагрузки в течение этого дня, то шансы во время 14-дневного протокола акклиматизации, что WBGT будет меньше, чем Олимпийские игры, колеблются от 8 до 22%. Schasfoort (2014) сравнил метеорологические условия за 2–3 недели до и во время Олимпийских игр 1996, 2000, 2004 и 2008 годов и 12 других крупных спортивных мероприятий. Температурный стресс был ниже во время Олимпийских игр 2000 и 2004 годов перед играми, но не в 1996 и 2008 годах. В частности, на чемпионате Европы по футболу 2012 года в Украине (максимальная температура ранее: 21.4 ° C, во время: 26,3 ° C) и Трофей чемпионов по хоккею среди мужчин 2011 в Индии (ранее: 25,1 ° C; во время 29,6 ° C) показали значительно меньшую тепловую нагрузку до игр, чем во время игр. Данные показывают, что существует некоторый риск неполной адаптации, если используется протокол акклиматизации в Токио.

    На рисунке 5 представлена ​​полезная информация для оргкомитета Олимпийских игр. Вероятность того, что условия достигнут 50-го процентиля для WBGT к дню 0, составляет только 48% для событий, запланированных между 12: 00–15: 00 и 66 и 75% для событий, запланированных между 8: 00–11: 00 и 16: 00–19. : 00 ч.Такая информация может быть уместной для организационного комитета Олимпийских игр при планировании мероприятий с высоким риском теплового стресса, таких как марафон, ближе к концу Олимпийских игр, чтобы дать спортсменам больше возможностей для естественной акклиматизации. Когда будет объявлено расписание соревнований, на рисунках 1–5 будут представлены полезные советы относительно идеального времени для акклиматизации к жаре. Ожидается, что продолжительные и устойчивые высокоинтенсивные работы будут проводиться рано утром (<09:00 ч), когда WBGT составляет <26 ° C (Рисунок 1B).На рисунке 4В показано, что за 2 недели до Олимпийских игр средний WBGT составляет> 26 ° C за 2 недели до Олимпийских игр. Основываясь на наших расчетах, если спортсмены решат поехать в Японию и акклиматизироваться естественным путем в течение 2 недель, предшествующих играм, то вероятность того, что WBGT будет> 26 ° C, в среднем составляет 67% с 12:00 до 15:00. В качестве альтернативы, если соревнования запланированы на самые жаркие периоды (12: 00–15: 00) во время Олимпийских игр, тогда следует ожидать неоптимальных условий акклиматизации из-за недостаточного теплового стресса за несколько недель до соревнований.В такой ситуации спортсмены / тренерский штаб могут рассмотреть поддерживающие стратегии, способствующие тепловой акклиматизации. Погружение в горячую воду после упражнений недавно показало некоторые положительные результаты в плане облегчения физиологической адаптации к теплу (Zurawlew et al., 2016). До тех пор, пока контролируется внутренняя температура тела, чтобы гарантировать, что спортсмены работают в безопасных пределах, во время тренировок также может применяться чрезмерная одежда (Ely et al., 2018; Willmott et al., 2018).

    Исследования показывают физиологические преимущества и преимущества тренировок в жаре для соревнований в умеренных условиях (Shvartz et al., 1979; Лоренцо и др., 2010; Corbett et al., 2014). Насколько известно авторам, не проводилось исследований по акклиматизации, в которых использовались бы условия окружающей среды более низкие, чем те, которые использовались во время теста на тепловую нагрузку. Действительно, обзор, основанный примерно на 21 исследовании акклиматизации к жаре, показал, что условия, использованные для акклиматизации, были такими же или более высокими, чем условия, установленные во время теста на тепловой стресс (Daanen et al., 2018). Карлсен и др. (2015), однако, использовали естественную акклиматизацию (34 ± 3 ° C, 18 ± 5%) и проверили характеристики в условиях, которые были, возможно, случайно, а не проектными, ниже, чем условия, используемые во время испытаний на тепловую нагрузку в климатических условиях. камера (44 ± 3 ° С, 44 ± 5%).Показатели во время велогонки на время по сравнению с показателями в неакклиматизированном состоянии улучшились на 11 ± 8 и 5 ± 4% через 6 и 13 дней (соответственно) естественной акклиматизации. Без сравнения трудно определить, обеспечивает ли HA в условиях окружающей среды ниже ожидаемых условий конкуренции достаточный стимул, чтобы свести на нет снижение производительности в жару; что еще более важно, оптимальны ли адаптации. Эта неопределенность повышает риск неполной адаптации при использовании стратегии акклиматизации в Японии.С другой стороны, спортсмены-паралимпийцы извлекают выгоду из более высоких условий окружающей среды перед Паралимпийскими играми. Для самых жарких периодов дня WBGT составляет 26,8 ± 3,0 и 28,4 ± 2,8 ° C во время Паралимпийских и Олимпийских игр, соответственно. Может быть целесообразно акклиматизироваться в Японии перед Паралимпийскими играми, но спортсмены и тренеры должны полностью учитывать последствия тренировок в жару для безопасности, особенно для людей с нарушениями терморегуляционных способностей в результате их нарушения и / или приема лекарств.

    Важной задачей является включение высоких физических требований протокола HA в плотный график тренировок спортсменов. Эффекты ГК начинают очень быстро ослабевать, при этом большинство физиологических адаптаций обычно исчезают через 28 дней (Williams et al., 1967; Armstrong and Maresh, 1991; Daanen et al., 2018). Поэтому рекомендуется проводить HA как можно ближе к соревнованиям или поддерживать статус акклиматизации, используя несколько коротких периодов тепловой акклиматизации (Casadio et al., 2017; Даанен и др., 2018). Некоторые исследования показывают, что после распада период времени для восстановления ранее достигнутой физиологической адаптации сокращается (Givoni and Goldman, 1973; Pandolf et al., 1977; Weller et al., 2007; Ashley et al., 2015). ), а в одном исследовании даже было обнаружено, что в физиологической адаптации существует суперкомпенсация (Saat et al., 2005). Таким образом, можно пройти полный протокол HA за 1 месяц до соревнования, а затем завершить более короткий протокол повторного HA непосредственно перед соревнованием.В контексте Олимпийских игр в Токио-2020 поездка в Японию на несколько дней в неделю для естественной акклиматизации к окружающей среде сопряжена с риском неполной адаптации, поскольку представленные данные четко указывают на более низкие условия окружающей среды перед Олимпийскими играми. Если у спортсменов есть доступ к климатической камере и они могут пройти стратегию контролируемой гипертермической акклиматизации, это может позволить спортсменам полностью акклиматизироваться перед играми. После этого спортсмены могут включать свои фазы сужения в период спада.Они могут поехать в Японию, имея достаточно времени для корректировки циркадных ритмов и повторной акклиматизации в Японии, где шансы на то, что условия будут похожи на условия соревнований, выше.

    Ограничения

    Мы стремились оценить окружающие условия в городе Токио (префектура Токио) во время Олимпийских игр 2020 года на основе метрологических данных за последние 28 лет. Прогнозирование климата затруднено, и наши анализы являются оценочными. Разница в данных может быть больше, чем мы представляем, особенно потому, что изменение климата привело к увеличению числа экстремальных погодных явлений и затрудняет прогнозирование будущего.Мы стремимся предоставить оценку, которая учитывает эффект городского теплового острова, рост населения Токио и изменение климата, но есть множество факторов, которые в рамках нашей оценки не контролируются.

    Подводя итог, мы представили обзор прогнозируемых условий окружающей среды до и во время Олимпийских и Паралимпийских игр в Токио 2020 года. Очевидно, что существует значительная тепловая нагрузка, и спортсменам и тренерскому составу рекомендуется подготовиться к этим условиям. Хотя акклиматизация является осуществимой стратегией, данные представлены для оценки вероятности того, что условия перед Олимпиадой будут ниже, чем во время Олимпийских игр.Эта информация может быть чрезвычайно полезной при планировании и разработке стратегий, позволяющих спортсменам наилучшим образом подготовиться к условиям окружающей среды Олимпийских и Паралимпийских игр в Токио 2020 года.

    Авторские взносы

    NG, RS, BK и HD были вовлечены в концептуальные идеи, сбор данных, анализ, интерпретацию и представление рукописи.

    Финансирование

    Это исследование было поддержано ZonMw (проект: Thermo Tokyo: Beat the heat), Нидерландской организацией научных исследований (NWO) (проект: Citius, Altius, Sanius) и Heatshield в рамках грантового соглашения EU Horizon 2020 № 668786.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Авторы благодарят д-ра Тацуро Амано (Университет Ниигата, Япония) за его помощь в переводе веб-сайта Японского метеорологического агентства.

    Сноски

    1. https://rdrr.io/github/anacv/HeatStress/
    2. https: // www.e-stat.go.jp/en

    Список литературы

    Армстронг, Л. Е., Каса, Д. Дж., Миллард-Стаффорд, М., Моран, Д. С., Пайн, С. В., и Робертс, В. О. (2007). Тепловая болезнь при физической нагрузке во время тренировок и соревнований. Med. Sci. Спортивные упражнения. 39, 556–572. DOI: 10.1249 / MSS.0b013e31802fa199

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эшли К. Д., Феррон Дж. И Бернард Т. Э. (2015). Потеря акклиматизации к жаре и время для восстановления акклиматизации. J. Occup. Environ. Hyg. 12, 302–308. DOI: 10.1080 / 15459624.2014.987387

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Blazejczyk, K., Epstein, Y., Jendritzky, G., Staiger, H., and Tinz, B. (2012). Сравнение UTCI с выбранными тепловыми индексами. Внутр. J. Biometeorol. 56, 515–535. DOI: 10.1007 / s00484-011-0453-2

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Бонгерс, К. К., Хопман, М. Т., и Эйсфогельс, Т.М. (2017). Охлаждающие мероприятия для спортсменов: обзор эффективности, физиологических механизмов и практических соображений. Температура 4, 60–78. DOI: 10.1080 / 23328940.2016.1277003

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Бадд, Г. М. (2008). Глобальная температура по влажному термометру (WBGT) – его история и ее ограничения WBGT – ее история и ограничения. J. Sci. Med. Спорт 11, 20–32. DOI: 10.1016 / j.jsams.2007.07.003

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Casadio, J.Р., Килдинг, А. Э., Коттер, Дж. Д., и Лаурсен, П. Б. (2017). Из лаборатории в реальный мир: рекомендации по акклиматизации для высококлассных спортсменов. Sports Med. 47, 1467–1476. DOI: 10.1007 / s40279-016-0668-9

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Корбетт Дж., Нил Р. А., Лант Х. К. и Типтон М. Дж. (2014). Адаптация к жаре и выполнение упражнений в более прохладных условиях: новая горячая тема. Sports Med. 44, 1323–1331. DOI: 10.1007 / s40279-014-0212-8

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Даанен, Х.А., Йонкман, А. Г., Лейден, Дж. Д., Линнейн, Д. М., и Веллер, А. С. (2011). Оптимизация приобретения и сохранения тепла при акклиматизации. Внутр. J. Sports Med. 32, 822–828. DOI: 10.1055 / с-0031-1279767

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Даанен, Х.А.М., Расине, С., и Периар, Дж. Д. (2018). Затухание акклиматизации тепла и реиндукция: систематический обзор и метаанализ. Sports Med. 48, 409–430. DOI: 10.1007 / s40279-017-0808-x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эдхольм, О.Г. (1966). Физиология адаптации. Евгений. Ред. 58, 136–142.

    Google Scholar

    Эли, Б. Р., Бланшар, Л. А., Стил, Дж. Р., Франциско, М. А., Шевронт, С. Н., и Минсон, К. Т. (2018). Физиологические реакции на переодевание и тепловую нагрузку у тренированных бегунов. Med. Sci. Спорт. Упражнение. 50, 1285–1296. DOI: 10.1249 / MSS.0000000000001550

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гаррет, А. Т., Кризи Р., Ререр Марк Н. Дж., Паттерсон Дж. И Коттер Дж. Д. (2012). Эффективность кратковременной тепловой акклиматизации для высококвалифицированных спортсменов. евро. J. Appl. Physiol. 112, 1827–1837. DOI: 10.1007 / s00421-011-2153-3

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гибсон, О. Р., Ми, Дж. А., Тейлор, Л., Таттл, Дж. А., Ватт, П. У. и Максвелл, Н. С. (2015). Методы изотермической акклиматизации и акклиматизации с фиксированной интенсивностью вызывают одинаковое увеличение MRNA Hsp72. Сканд. J. Med. Sci. Спорт 25, 259–268. DOI: 10.1111 / смс.12430

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Givoni, B., and Goldman, R.F. (1973). Прогнозирование влияния тепловой акклиматизации на частоту сердечных сокращений и ректальную температуру. J. Appl. Physiol. 35, 875–879. DOI: 10.1152 / jappl.1973.35.6.875

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Григгс, К. Э., Лейхт, К. А., Прайс, М. Дж., И Гуси-Толфри, В.Л. (2015). Терморегуляция при прерывистых упражнениях у спортсменов с травмой спинного мозга. Внутр. J. Sports Physiol. Выполнять. 10, 469–475. DOI: 10.1123 / ijspp.2014-0361

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Grundstein, A., and Cooper, E. (2018). Оценка модели температуры земного шара по влажному термометру австралийского бюро метеорологии с использованием данных метеостанции. Внутр. J. Biometeorol. 62, 2205–2213. DOI: 10.1007 / s00484-018-1624-1

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хеллон, Р.Ф., Джонс, Р. М., Макферсон, Р. К., и Вайнер, Дж. С. (1956). Естественная и искусственная акклиматизация к жарким условиям. J. Physiol. 132, 559–576. DOI: 10.1113 / jphysiol.1956.sp005549

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хо, Х. К., Кнудби, А., Сюй, Ю., Ходул, М., Аминипури, М. (2016). Сравнение городских тепловых островов, нанесенных на карту с использованием температуры кожи, температуры воздуха и кажущейся температуры (humidex), для большого района Ванкувера. Sci. Total Environ. 544, 929–938. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2015.12.021

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Иоанну, Л. Г., Цоцуби, Л., Нибо, Л., Цианос, Г. И., и Флорис, А. Д. (2018). Привычное тепловое воздействие и акклиматизация, связанные со спортивными результатами в многоступенчатом марафоне Des Sables. J. Hum. Perf. Extrem. Environ. 14: 9. DOI: 10.7771 / 2327-2937.1107

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тепловая комиссия IUPS (2001 г.).Словарь терминов по термической физиологии. Jpn. J. Physiol. 51, 1–36.

    Google Scholar

    Какаму Т., Вада К., Смит Д. Р., Эндо С. и Фукусима Т. (2017). Предотвращение теплового заболевания в ожидаемом жарком климате летних Олимпийских игр 2020 года в токио. Environ. Здоровье Пред. Med. 22:68. DOI: 10.1186 / s12199-017-0675-y

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Карлсен, А., Нюбо, Л., Норгаард, С. Дж., Йенсен, М.В., Бонн, Т., и Расина, С. (2015). График естественной акклиматизации к естественной жаре у хорошо подготовленных велосипедистов во время двухнедельного тренировочного сбора в жару. Сканд. J. Med. Sci. Спорт 25, 240–249. DOI: 10.1111 / смс.12449

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кьельстрем, Т., Габриш, С., Лемке, Б., и Дир, К. (2009). Программа «Hothaps» для оценки воздействия изменения климата на здоровье и производительность труда: приглашение к проведению полевых исследований. Glob. Health Action 2: 2082. DOI: 10.3402 / gha.v2i0.2082

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кьельстрем, Т., Лукас, Р. А. И., Лемке, Б., Отто, М., и Венугопал, В. (2014). Измерение и оценка воздействия тепла на рабочем месте и его последствий в связи с изменением климата: инструменты «Hothaps» для оценки воздействия и подходов к предотвращению. Клим. Чанг. Glob. Здоровье 1, 45–53. DOI: 10.1079 / 9781780642659.0045

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Косака, Э., Iida, A., Vanos, J., Middel, A., Yokohari, M., Brown, R., et al. (2018). Изменения микроклимата и оценка теплового стресса бегунов на Олимпийском марафоне в Токио 2020 года. Атмосфера 9: 192. DOI: 10.3390 / atmos92

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лильегрен, Дж. К., Кархарт, Р. А., Лоудей, П., Чопп, С., и Шарп, Р. (2008). Моделирование температуры земного шара по влажному термометру с использованием стандартных метеорологических измерений. J. Occup. Environ. Hyg. 5, 645–655.DOI: 10.1080 / 15459620802310770

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лоренцо С., Халливилл Дж. Р., Савка М. Н. и Минсон К. Т. (2010). Акклимация к жаре улучшает работоспособность. J. Appl. Physiol. 109, 1140–1147. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00495.2010

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Нил, Р. А., Мэсси, Х. К., Типтон, М. Дж., Янг, Дж. С., и Корбетт, Дж. (2016). Влияние допустимого обезвоживания на индукцию и ослабление акклиматизации к жаре и выполнение упражнений в умеренном климате. Фронт. Physiol. 7: 564. DOI: 10.3389 / fphys.2016.00564

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Отани, Х., Кая, М., Тамаки, А., Гото, Х., и Моган, Р. Дж. (2019). Воздействие сильного солнечного излучения снижает саморегулируемую интенсивность упражнений в жару на открытом воздухе. Physiol. Behav. 199, 191–199. DOI: 10.1016 / J.PHYSBEH.2018.11.029

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Пандольф, К. Б., Бурс, Р.Л. и Гольдман Р. Ф. (1977). Роль физической подготовки в акклиматизации к жаре. Распад и реиндукция. Эргономика 20, 399–408. DOI: 10.1080 / 00140137708931642

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Периар, Ж. Д., Расина, С., Савка, М. Н. (2015). Адаптации и механизмы акклиматизации человека к теплу: приложения для конкурентоспособных спортсменов и видов спорта. Сканд. J. Med. Sci. Спорт 25, 20–38. DOI: 10.1111 / смс.12408

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Racinais, S., Периад, Дж. Д., Карлсен, А., Ларс, Н. (2015). Влияние жары и акклиматизации на время велотренажера и темп. Med. Sci. Спортивные упражнения. 47, 601–606. DOI: 10.1249 / MSS.0000000000000428

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Саат М., Сирисингхе Р. Г., Сингх Р. и Точихара Ю. (2005). Снижение акклиматизации к жаре при физических нагрузках на холоде и в холодной среде. евро. J. Appl. Physiol. 95, 313–320.DOI: 10.1007 / s00421-005-0012-9

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сондерс, А.Г., Дугас, Дж. П., Такер, Р., Ламберт, М. И., и Ноукс, Т. Д. (2005). Влияние различной скорости воздуха на аккумулирование тепла и температуру тела у людей, ездящих на велосипеде в жаркой и влажной среде. Acta Physiol. Сканд. 183, 241–255. DOI: 10.1111 / j.1365-201X.2004.01400.x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Савка, м.N., Latzka, W.A., Montain, S.J., Cadarette, B.S., Kolka, M.A., Kraning, K.K.II, et al. (2001). Физиологическая толерантность к невыносимому теплу: периодические упражнения, поле или лаборатория. Доступно по адресу: http://www.acsm-msse.org (по состоянию на 11 января 2018 г.).

    Google Scholar

    Шасфорт, Д. (2014). Акклиматизация в сравнении с акклиматизацией – Как подготовить спортсмена к выступлениям в гористой местности. Гронинген: Гронингенский университет.

    Google Scholar

    Шварц, Э., Bhattacharya, A., Sperinde, S.J., Brock, P.J., Sciaraffa, D., and Van Beaumont, W. (1979). Реакция потоотделения во время акклиматизации к жаре и умеренного кондиционирования. J. Appl. Physiol. 46, 675–680. DOI: 10.1152 / jappl.1979.46.4.675

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тейлор, Н.А.С., Паттерсон, М.Дж., Риган, Дж. М., и Амос, Д. (1997). Процедуры акклиматизации: подготовка к воздействию влажного тепла. Мельбурн, Виктория: Лаборатория авиационных и морских исследований.

    Google Scholar

    Веллер А. С., Линнейн Д. М., Йонкман А. Г. и Даанен Х. А. М. (2007). Количественная оценка спада и повторной индукции акклиматизации в сухом тепле через 12 и 26 дней без воздействия теплового стресса. евро. J. Appl. Physiol. 102, 57–66. DOI: 10.1007 / s00421-007-0563-z

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Уильямс, К. Г., Виндхэм, К. Х., Моррисон, Дж. Ф. и Виндхэм, К. Х. (1967). Скорость потери акклиматизации летом и зимой. J. Appl. Physiol. 22, 21–26. DOI: 10.1152 / jappl.1967.22.1.21

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Уиллмотт, А.Г. Б., Гибсон, О. Р., Джеймс, К. А., Хейс, М., и Максвелл, Н. С. (2018). Психологические и перцептивные реакции на упражнения в одежде с ограничением теплоотдачи с использованием костюма для верхней части тела сауны в умеренных и жарких условиях.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.