Введение. При проектировании систем обеспечения микроклимата требуется выполнить расчет количества выделяемых в помещении вредных веществ, при этом их вид и количество зависят от его функционального назначения и категории тяжести выполняемых работ людьми. Для большинства общественных зданий основными вредными веществами являются тепло- и влаговыделения, а также газообразные вещества, выделяемые человеком [1]. В соответствии с СП 60.13330.2020 «…величина требуемого расхода приточного воздуха (воздухообмена) помещений определяется с учетом выделяемых в помещении вредностей отдельно для теплого и холодного периодов года». Также в нормативных требованиях к системам вентиляции приведены минимальные расходы наружного воздуха на одного человека: «в зависимости от назначения помещения и наличия постоянных рабочих мест; его величина для производственных, общественных и административно-бытовых помещений (без естественного проветривания) составляет 60 м3/ч». Однако, согласно [2-5] данная величина требует корректировки с учетом появления современных экспериментальных данных [6] и систем микроклимата (персональная и адаптивная вентиляция) [7, 8], предназначенных для создания комфортных параметров воздушной среды в помещениях и локальных объемах рабочих зон с учетом предпочтений и фактических потребностей, находящихся людей. Задачей данного исследования является уточнение величин тепловыделений от людей (с учетом их особенностей), занятых различными видами трудовой деятельности, с целью более точного определения поступающих тепловыделений, составления теплового баланса в помещении, а также расчета требуемого воздухообмена.Основная часть. Труд человека может быть умственным или физическим. При мышечной (физической) работе освобождается тепловая и механическая энергия, а коэффициент полезного действия колеблется от 16 до 25 % [9]. Поэтому в дальнейшем под энерготратами людей будем понимать их тепловыделения, что согласуется с данными справочно-методической литературы [10–15].В нормативных документах приведено соответствие энергетических трат «условного человека», под которым понимается «мужчина возрастом 20-30 лет, проживающий в умеренном климате, с массой тела 70 кг и ростом 170 см, площадь поверхности тела которого равна18000 см2» [16]. Представим в таблице 1 данные по удельным энергетическим тратам (q, Вт/м2) , отнесенные к площади его поверхности, согласно P2.2.2006-05 условного человека и определим их полные значения (Q, Вт). Также выполним сравнение полных энергетических трат «условного» человека для различных категорий тяжести выполняемых работ, представленных в СанПиН 1.2.3685-21 приведены полные энергозатраты для категорий работ различной тяжести. Данные представим в таблице 2. Таблица 1Удельные и полные энергетические траты «условного» человекаКатегория работ по уровню энерготратУдельный расход энергии, qСредний удельный расход энергии, qРасход энергии, QСреднийрасход энергии, QВт/м2ВтЛегкая, Iа586810512377139Легкая, Iб788814115997176Средней тяжести, IIа98113177204129233Средней тяжести, IIб130145235262160290Тяжелая, III161177291320193349 Таблица 2Сравнение полных энергетических трат «условного» человекаКатегория работ по уровню энерготратСанПиН 1.2.3685-21P2.2.2006-05Отклонение,%Расход энергии, Q ВтЛегкая, Iа10510501391390Легкая, Iб1401410,711741761,15Средней тяжести, IIа1751771,142322330,43Средней тяжести, IIб2332350,862902900Тяжелая, III29129103493490  Таким образом, расхождения между энергетическими тратами условного человека, выполняющего различные виды работ, согласно нормативным документам минимальны и составляют примерно 1 %.Для определения суточных энерготрат человека пользуются формулой: «сумма затрат энергии на конкретные виды деятельности, каждая из которых рассчитывается как произведение величины основного обмена (ВОО) на соответствующий коэффициент физической активности и времени, в течение которого эти виды деятельности выполняются» [17]. Однако, в [18] указано, что необходимы уточнения значений величин коэффициентов физической активности (КФА) [19] с учетом нормативных документов и возрастной периодизации мужчин [19, п.1.5] (женщин и детей в данной работе не рассматриваем). Следует отметить, что в данной статье субъектом исследования являются мужчины с нормальной массой тела (индекс массы тела (ИМТ) составляет 20 – 25 кг/м2), в таблице 3 представлены их антропометрические параметры с учетом возраста. Определим суточные и часовые ВОО для каждой возрастной группы мужчин, результаты сведем в таблицу 4. В таблице 5 показано соответствие между группой активности людей, выполняемым видом деятельности и коэффициентами физической активности (КФА) согласно [19].  Таблица 3Антропометрические параметры мужчины с нормальной массой телаВозрастная группаСреднее значениевозраста в группеАнтропометрические параметрыПлощадь поверхности по формуле Дюбуамасса тела, кгрост, смм2≥757566,7169,61,7765 - 7469,568,9172,11,8145 - 6454,570,9174,61,8630 - 443772,3176,71,8918 - 2923,572,1177,51,89Таблица 4Величины основного обмена (ВОО) мужского населенияСреднее значение возраста в группеВОО, ккал/сутВОО, ккал/чВОО, Вт751362576669,51427596954,515366474371650698023,517197283Таблица 5Уровни физической активности человекаНомер группыУровень активностиВид деятельностиКФАIочень низкая физическая активностьработники преимущественно умственного труда1,4IIнизкая физическая активностьработники, занятые легким трудом1,6IIIсредняя физическая активностьработники средней тяжести труда1,9IVвысокая физическая активностьработники тяжелого физического труда2,2  Согласно физиологическим данным [20]: «мужчины разделены на 5 групп в зависимости от особенности профессии с указанием соответствующих КФА от 1,4 (работники, занятые преимущественно умственным трудом) до 2,5 (работники, занятые особо тяжелым физическим трудом)».Решим обратную задачу. Определим значения величин КФА с учетом СанПиН 1.2.3685-21 и P2.2.2006-05, а также физиологических данных [19, 20].Сравним полученные КФА с данными [19] и представим в таблице 7.  Таблица 6Величины КФА в зависимости от категории работ по уровню энерготрат «условного» человекаКатегория работ по уровню энерготратРасход энергииВООКФАВтВтЛегкая, Iа105781,3139781,8Легкая, Iб141781,8176782,3Средней тяжести, IIа177782,3233783,0Средней тяжести, IIб235783,0290783,7Тяжелая, III291783,7349784,5  Отметим, что в справочно-методической литературе [10–15] представлены данные по тепловыделениям условного человека (мужчины) без разделения категорий тяжести работ на подкатегории (Iа, Iб, IIа, IIб): легкая, средней тяжести, тяжелая.Выполним расчет энергетических трат и построение графиков для различных категорий тяжести работ, выполняемых мужчинами разного возраста.На рисунках 1–3 представлены графики зависимости энергетических трат от полученных КФА и возраста. Таблица 7Величины КФА «условного» человекаКатегория работ по уровню энерготратПолученные значения[19]Легкая (Iа, Iб)1,3; 1,8; 2,31,6Средней тяжести (IIа, IIб)2,3; 3,0; 3,71,9Тяжелая (III)3,7; 4,52,2    а)                                                                             б)Рис. 1. Расход энергии мужчинами разного возраста для различных коэффициентов физической активности при выполнении легкой работ уровней Iа (а) и Iб (б) а)                                                                             б)Рис. 2. Расход энергии мужчинами разного возраста для различных коэффициентов физической активности при выполнении работ уровней IIа (а) и IIб (б)  Рис. 3. Расход энергии мужчинами разного возраста для различных коэффициентов физической активности при выполнении тяжелой работы  Из рисунков 1-3 следует, что энергетические траты (соответственно, теплопоступления) людей нужно систематизировать не только в зависимости от вида выполняемой работы (коэффициента физической активности), но и с учетом их возрастной периодизации [19].Представим в таблице 8 сравнение величин энергетических трат мужчин в зависимости от категории тяжести выполняемой работы с учетом их возраста. Таблица 8 Сравнение энергетических трат условного человека и мужчин разного возрастас нормальной массой телаНормативные, справочно-методические данныеПолученные данныекатегория работ по уровнюэнерготратЭнерготраты, ВтЭнерготраты, ВтВозраст, летсредние по возрастусредние поработеСанПиН 1.2.3685-21P2.2.2006-05[10–15]18–2930–4445–6465–74 75диапазон значенийсреднее значениеЛегкая, Iа1051221501121081009389100117139149143132123118133Легкая, Iб140157151145134125119135151174187180167155149168Средней тяжести, IIа175204205189182168157150169196232249239221207198223Средней тяжести, IIб233262251241223208199225250290309297275256245276Тяжелая, III291320292311299276258247278306349373358331309296333  Использование полученных данных возможно при составлении теплового баланса здания, определения теплового комфорта человека [21–23], разработки моделей [24] и выполнения иных исследований [25]. Таким образом, при адаптивном расчете систем обеспечения микроклимата необходимо учитывать возраст человека (специфика определенных видов производств, работы предприятий и т.д.), то данные таблицы 8 будут полезны проектировщикам. Рассмотрим влияние уточненных данных при определении теплового комфорта человека. Подобная оценка базируется на исследованиях П.О. Фангера [26], на основе прогнозируемой средней оценки (PMV), используя который можно предугадать тепловое ощущение группы людей (табл. 9).  Таблица 9Соответствие ощущений человека и прогнозируемой средней оценки микроклимата [26]значение PMV+3+2+10-1-2-3тепловое ощущениеЖаркоТеплоНемного теплоНейтральноНемного прохладноПрохладноХолодно  Однако, чтобы получить более полное представление о восприятии микроклимата здания, необходимо учитывать уровень удовлетворенности находящихся в помещении людей. Для этого П.О. Фангер разработал дополнительное уравнение (1), которое отражает зависимость PMV с прогнозируемым процентом недовольных PPD [27]:                               (1) Для расчета необходимо учитывать следующие параметры: параметры окружающей среды;температура воздуха в помещении;средняя температура окружающих поверхностей;влажность воздуха;скорость воздуха;личные факторы:скорость метаболизма – может изменяться в зависимости от уровня активности человека. В качестве единицы измерения принимают 1 мет = 58 Вт/м2, что соответствует энергии, производимой на единицу площади поверхности среднестатистического здорового человека, находящегося в сидячем положении в состоянии покоя. В стандартах приводятся значения скорости метаболизма для различных видов деятельности;уровень теплоизоляции одеждычеловека – единицей измерения принимается 1 clo = 0,155 м2⋅К/Вт, что соответствует брюкам, рубашке с длинными рукавами и куртке. В стандартах указаны значения теплоизоляции как типичных комплектов одежды, так и отдельных её элементов.Для демонстрации необходимости уточнения тепловыделения человека при его нахождении в помещении проведем расчёт. В качестве исходных данных примем следующие значения окружающей среды:температура внутреннего воздуха tвозд = 20 °С; средняя температура окружающих поверхностей tпов = 20 °С; относительная влажность воздуха φ = 50 %; скорость воздуха Vвозд = 0,1 м/с;теплоизоляция комплекта одежды Icl = 0,5 кло, соответствующее комплекту одежды теплого сезона по ГОСТ Р ИСО 7730-2009: «комбинации одежды данной теплоизоляции: трусы, длинные легкие брюки, рубашка с открытой шеей и короткими рукавами, легкие носки и ботинки».Прогнозируемый процент недовольных (PPD), устанавливающий количественный прогноз процентной доли жителей, неудовлетворенных температурой в помещении, согласно ISO 7730 не должен превышать 20 %. Данный показатель соответствует доле людей, испытывающих локальный дискомфорт, рассчитанный по уравнению теплового баланса между телом человека и окружающей средой. В расчетах учитывается скорость метаболизма (обмена веществ) принимается в соответствии с видом деятельности человека. Результаты расчета показателей PMV и PPD с представлены в таблице 10.Однако подобный метод расчета не позволяет оценить тепловой комфорт человека в зависимости от его возраста и вида деятельности по степени тяжести. Применим данные, полученные в таблице 8, для расчета показателей. Полученные данные индекса теплового комфорта (PMV) представлены в таблице 11. Полученные данные показателя прогнозируемого процента недовольных (PPD) представлены в таблице 12.Сравнив полученные данные, можно отметить, что оценка комфортности человека с использованием полученных данных энергетических трат позволяет более гибко рассматривать тепловые состояния отдельных возрастных групп работников различного типа производств или жильцов многоквартирных домов, что даёт возможность более качественного регулирования внутреннего микроклимата конкретного помещения с учетом рассмотренных факторов.  Таблица 10Данные расчета показателей PMV и PPD с использованием состояний человека согласно ГОСТ Р ИСО 7730 «Эргономика термальной среды»СостояниеСкорость обменавеществ, Вт/м2PMVОщущениеPPD, %Полулежа46-4,13Очень холодно100Сидя, расслабленно58-2,3Прохладно88,4Сидячая работа (в офисе, дома, школе)70-1,42Немного прохладно46,67Легкая двигательная активность, работа в позе стоя (покупка товаров, легкая промышленность)93-0,46Нейтрально9,43Средняя двигательная активность, работа в позе стоя (продавец, работа по дому, механическая обработка)1160,11Нейтрально5,24Ходьба по горизонтальной поверхности:    2 км/ч110-0,02Нейтрально5,013 км/ч1400,57Немного тепло11,884 км/ч1651,02Немного тепло27,155 км/ч2001,65Тепло58,8   Таблица 11Данные расчета индекса теплового комфорта (PMV)Нормативные, справочно-методические данныеПолученные данныекатегория работ по уровню энерготратСанПиН 1.2.3685-21P2.2.2006-05[10–15]Возраст, лет18–2930–4445–6465–74≥75Легкая, Iа-2,27-1,56-0,79-2,19-2,40-2,83-3,32-3,38-1,05-0,98-1,11-1,36-1,55-1,63Легкая, Iб-1,02-0,65-0,93-1,06-1,30-1,49-1,59-0,35-0,29-0,39-0,55-0,71-0,76Среднейтяжести, IIа-0,340,050,06-0,27-0,36-0,54-0,67-0,740,360,420,320,170,070,02Среднейтяжести, IIб0,380,670,440,340,190,080,030,961,000,890,720,590,54Тяжелая, III0,971,250,981,010,910,730,610,561,541,601,461,261,121,06 Таблица 12Данные расчета показателя прогнозируемого процента недовольных (PPD)Нормативные, справочно-методические данныеПолученные данныекатегория работ по уровню энерготратСанПиН 1.2.3685-21P2.2.2006-05средние СанПиН 1.2.3685-21P2.2.2006-05[10–15]Возраст, лет18–2930–4445–6465–74≥75Легкая, Iа87,3253,9918,1484,5991,0298,0799,7399,9028,1225,1231,1843,1453,8957,89Легкая, Iб27,0113,823,2728,9040,0450,1855,907,626,808,1811,4115,6117,07Среднейтяжести, IIа7,45,055,086,477,7111,0214,4616,407,778,647,155,615,095,01Среднейтяжести, IIб7,9314,578,997,435,785,135,0224,2825,9521,6716,0212,3911,19Тяжелая, III24,6837,7425,0826,7422,4016,3212,9111,6852,8756,1348,8438,3231,3728,87  Выводы. Полученные величины коэффициентов физической активности (КФА) для мужчин с нормальной массой тела могут быть уточнены для других антропометрических параметров.Полученные расчетные данные по энерготратам мужчин (средние величины по возрасту и работе) близки к нормативным и справочно-методическим величинам. Однако при адаптивном расчете систем обеспечения микроклимата необходимо учитывать возраст человека (специфика определенных видов производств, работы предприятий и т.д.), то данные таблицы 8 будут полезны проектировщикам. Использование полученных данных возможно при составлении теплового баланса здания, определения теплового комфорта человека, разработки моделей и выполнения иных исследований.Следует отметить, что полученные данные, указанные в таблице 8, требуются при создании систем комфортного микроклимата, в том числе организации систем персональной (индивидуальной) и адаптивной вентиляции.