Bivalno ugodje

Toplotno ugodje je definirano kot stanje, pri katerem človek ne želi spremembe - da okolica ne bi bila ne hladnejša ne toplejša. Topotno ugodje predstavlja del celotnega bivalnega ugodja in je občuteno tako s kožo, kot tudi z očmi (zaznavajo tudi temperaturne spremembe), ušesi (zaznavajo atmosferski pritisk) in nosom (zaznava temperaturo in relativno vlažnost zraka). Toplotno ugodje dosežemo z ravnovesjem med toplotnimi dobitki in toplotno oddajo s tem, da vplivamo na stanje okolice (z ogrevanjem, prezračevanjem). Na spremembe okolice se ustrezno odziva telo s termoregulacijskim sistemom tako, da zagotavlja potrebno homeostatično stanje. Vendar se človek samo pri določenem stanju okolice počuti ugodno, pri čemer je tudi doseženo optimalno delovanje.

Toplotno ugodje v bivalnih in delovnih prostorih je doseženo s pomočjo ogrevalnega in prezračevalnega sistema. Odvisno je od toplotno-tehničnih lastnosti stavbe in od zahtev ljudi. Za zagotovitev toplotnega ugodja je tako potrebno poznavanje parametrov (kvalitativno in kvantitativno), ki vplivajo na toplotno ravnotežje.

Najpomembnejši parametri, ki vplivajo na toplotno ugodje, so:

  •  
aktivnost
  •  
oblečenost
  •  
temperatura zraka v prostoru
  •  
srednja sevalna temperatura obodnih površin prostora
  •  
hitrost zraka
  •  
vlažnost zraka v prostoru

 

Aktivnost  in oblečenost človeka

Količina proizvedene toplote je odvisna od aktivnosti mišic. Aktivnost 1 Met ustreza toplotnemu toku 58 W/m2.  Obleka zmanjšuje oddajo toplote na okoliški zrak. Oblečenost 1 clo ustreza toplotnemu uporu 0,155 m2K/W.

   

  

Temperatura zraka

Temperaturo merimo na različnih referenčnih višinah. S tem upoštevamo vpliv temperature zraka na različnih delih telesa: v višini gležnja, višini glave (različno pri sedenju ali pri stoječem položaju) ter na sredini. Temperatura na sredini višine je merodajna za izračun toplotnega ugodja. Poleg tega za oceno lokalnega toplotnega neugodja določimo tudi temperaturni gradient (sprememba temperature zraka v odvisnosti od višine).
Merilniki ugodja so običajno opremljeni z merilnikom občutene ali ekvivalentne temperature. To je zaznavalo ovalne oblike, dolžine 160 mm in širine 54 mm, svetlo sive barve.

   

Srednja sevalna temperatura 

Srednja sevalna temperatura je določena s površinsko temperaturo obodnih sten in kotnim faktorjem med osebo in določeno površino. Za poenostavitev meritve in izračuna lahko uporabimo povprečno sevalno temperaturo, ki jo izmerimo s pomočjo globus termometra. Merilni instrument je sestavljen iz črno obarvane votle sfere (premer 152 mm), v kateri je v središču nameščen termoelement (termometer). Temperatura globus termometra pri stacionarnem stanju predstavlja ravnotežno temperaturo kot rezultat toplotnih dobitkov in toplotnih izgub (povzročene s sevanjem in konvekcijo). Za določitev srednje sevalne temperature moramo upoštevati vpliv konvekcije z uporabo ustreznega nomograma.

      

 

Hitrost zraka

Hitrost zraka v bivalni coni je običajno majhna, med 0 in 0,5 m/s. Večje vrednosti dobimo predvsem pri prisilni ventilaciji. Zaradi časovne fluktuacije hitrosti zraka moramo paziti, da meritev izvajamo v dovolj dolgem časovnem intervalu, npr. 3 do 5 minut. Za to meritev je najpogosteje uporabljan termoanemometer ali posebno zaznavalo, ki meri tudi turbulenco zračnega toka.

 

Vlažnost zraka

Vlažnost zraka merimo s higrometri ali psihrometri. S stališča ugodja je pomemben delni tlak vodne pare v zraku, ki pogojuje dinamiko izhlapevanja vodne pare.

 

Toplotno ugodje

Toplotno ravnovesje je doseženo pri različnih kombinacijah parametrov, vendar je toplotno ugodje določeno pri določeni kombinaciji parametrov, ki zagotavlja najmanjšo obremenitev termoregulacijskega sistema. Pomembno je tudi, da sta zgradba in ogrevalni (prezračevalni) sistem tako zasnovana, da omogočata zagotovitev toplotnega ugodja z minimalno rabo energije.

Za oceno vpliva parametrov na toplotno ugodje je najpogosteje upoštevana Fangerjeva korelacija, ki določa vpliv osnovnih fizikalnih parametrov okolja, oblečenosti in aktivnosti na oceno toplotnega okolja. Ocena toplotnega okolja je izražena kot pričakovana presoja (PMV - Predicted Mean Vote) s pomočjo sedemstopenjske skale (od -3 do +3). PMV je kompleksna matematična funkcija in temelji delno na analitično določeni toplotni izmenjavi med človekom in okolico, delno na empirični določitvi vpliva okolja na občutenje. Možna je tudi določitev pričakovanega odstotka nezadovoljnih (PPD - Predicted Percentage Dissatisfied) kot posledica neustreznega toplotnega okolja. Pri tem izračunu je upoštevana eksperimentalno določena relacija med PMV in PPD. Za toplotno ugodje je določeno stanje, pri katerem je:

- 0,5 < PMV < 0,5
in
PPD < 10%

 

pmv_diagram.jpg (9735 bytes)

 

Merilniki toplotnega ugodja so opremljeni z vsemi potrebnimi zaznavali za izračun toplotnega ugodja, sodobnejši pa tudi z zaznavali za oceno lokalnega toplotnega neugodja. Primer takega merilnika je Thermal Comfort Data Logger 1221 podjetja Innova AirTech Instruments A/S. Merilnik je lahko opremljen z zaznavali za ekvivalentno ali občuteno temperaturo, zaznavalom temperature zraka, zaznavalom hitrosti vetra in turbulence vetra, zaznavalom absolutne vlažnosti, zaznavalom površinske temperature, zaznavalom asimetričnosti sevalne temperature ter kompleta globus termometra in temperature suhega in vlažnega termometra. Merilnik lahko sprotno preračunava PMV in PPD vrednost, prepih in nesimetričnost sevalne temperature ter izračuna optimalno temperaturo prostora za dosego toplotnega ugodja. Za izračun je potrebno podati tudi pričakovano aktivnost in oblečenost človeka na merjenem mestu.

    

Lokalno toplotno neugodje

Čeprav ima človek občutek toplotne nevtralnosti se lahko počuti neugodno, če je del telesa  izpostavljen lokalnemu toplotnemu neugodju. Med dejavnike lokalnega toplotnega neugodja sodijo: prepih, nesimetričnost sevalne temperature, temperaturni gradient po višini ter neugodna temperatura tal.

 

  

 

 

 

Naloga

Na podlagi meritev osnovnih fizikalnih veličin ugodja ugotovite in ocenite mikroklimatske razmere v merjenem prostoru. Vpliv merjenih parametrov na pričakovano stopnjo ugodja (PMV) določite na osnovi meritev z merilnikom ugodja Comfy-Test EQ-21. Določite tudi pričakovan odstotek nezadovoljnih. Z meritvami ocenite tudi ostale lokalne dejavnike toplotnega ugodja.