Parametry mikroklimatu i komfort cieplny

Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych
Zakład Materiałów Budowlanych i Fizyki Budowli
LABORATORIUM
PARAMETRY MIKROKLIMATU A KOMFORT CIEPLNY POMIESZCZEŃ
Komfortem cieplnym określa się warunki dobrego
samopoczucia tj. taki stan, w którym zachowana jest
równowaga cieplna organizmu ludzkiego –
równowaga między ilością ciepła wytwarzaną w
organizmie w wyniku przemian metabolicznych a
ilością ciepła odebraną przez środowisko.
Termiczne elementy mikroklimatu*:
• temperatura powietrza,
• temperatura promieniowania,
• prędkość przepływu powietrza,
• ciśnienie cząstkowe pary wodnej.
Poza termicznymi elementami mikroklimatu na
odczucia cieplne człowieka mają również wpływ:
• wydatek energetyczny człowieka,
• opór przewodzenia odzieży,
• aklimatyzacja,
• cechy indywidualne.
Skale komfortu cieplnego:
1
2
3
4
5
6
7
Wg Bedforda
Za zimno
Za chłodno
Przyjemnie
chłodno
Przyjemnie
Przyjemnie
ciepło
Zbyt ciepło
Za gorąco
ASHRAE
Zimno
Chłodno
Lekko
chłodno
Ani za ciepło,
ani za zimno
Lekko ciepło
Ciepło
Gorąco
PMV
Zimno
Chłodno
Nieznacznie
chłodno
Neutralnie
Nieznacznie
ciepło
Ciepło
Gorąco
-3
-2
-1
(przewidywany odsetek niezadowolonych
warunków cieplnych) na poziomie 10%.
* Pozatermiczne elementy mikroklimatu:
−
Oświetlenie i barwa
−
Poziom hałasu
−
Wibracje
−
Zanieczyszczenie powietrza
−
Pole elektrostatyczne i elektromagnetyczne
−
Promieniowanie radioaktywne
−
Mikroflora i mikrofauna
Ćwiczenie
1. Temperaturę
powietrza
wewnętrznego,
prędkość przepływu powietrza oraz wilgotność
względną należy wyznaczyć za pomocą
urządzenia wielofunkcyjnego Testo.
2. Temperaturę promieniowania przegród należy
wyznaczyć za pomocą pirometru.
3. Na postawie warunków panujących w
pomieszczeniu
(temperatura,
wilgotność
względna powietrza) należy sprawdzić warunek
parności na podstawie załączonego wykresu.
4. Porównać wyznaczone wartości poszczególnych
parametrów z zalecanymi wartościami.
0
+1
+2
+3
Wskaźnik PMV, łączący się z równaniem komfortu
zaproponowanym przez Ole Fangera, jest to
przewidywana średnia ocena komfortu cieplnego
dużej grupy osób. Wskaźnik ten jest funkcją
metabolizmu człowieka, izolacyjności cieplnej
ubrań,
temperatury
powietrza,
średniej
temperatury promieniowania, prędkości ruchu
powietrza oraz wilgotności względnej powietrza.
Przyjmuje się, że warunki komfortu są zachowane,
gdy wskaźnik PMV mieści się w przedziale
<-0,5;+0,5>, co odpowiada wskaźnikowi PPD
W trakcie prowadzenia pomiarów dotyczących
parametrów mikroklimatu należy przeprowadzić
ankietę dotyczącą odczuć termicznych wśród osób
znajdujących się w laboratorium (skala komfortu
PMV).
Obliczyć za pomocą programu komputerowego
wskaźniki PMV oraz PPD na podstawie zmierzonej
temperatury powietrza, średniej temperatury
promieniowania, prędkości ruchu i wilgotności
względnej powietrza, oraz przyjętych wartości
metabolizmu i izolacyjności cieplnej odzieży osób
przebywających w pomieszczeniu (tabele 1 i 2).
Otrzymane wyniki ankiety porównać z obliczonym
wskaźnikiem PMV (przewidywana średnia ocena
komfortu cieplnego).
http://www.healthyheating.com/solutions.htm
Ankieta
Ocena warunków termicznych
Gorąco
Ciepło
Nieznacznie ciepło
Neutralnie
Nieznacznie chłodno
Chłodno
Zimno
Liczba osób
+3
+2
+1
0
-1
-2
-3
z
Średnia ocena warunków termicznych
obliczona na podstawie ankiety:
Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych
Zakład Materiałów Budowlanych i Fizyki Budowli
LABORATORIUM
PARAMETRY MIKROKLIMATU A KOMFORT CIEPLNY POMIESZCZEŃ
Tabela danych pomiarowych
Tp [oC]
TmR1[oC]
RH [%]
V [m/s]
Aktywność
[met]
Izolacyjność
odzieży [clo]
PMV
PPD
Temperatura powietrza Tp [oC]
Temperatura powierzchni przegród i średnia temperatura promieniowania
przegród:
T mR 1 =
T1 A1 + T 2 A 2 + ... + T 6 A6
.
A1 + A 2 + ... + A6
Temperatura [oC]
Nr
przegrody
1
2
3
Średnia
temperatura
Ti [oC]
1
2
3
4
5
6
Suma
Średnia temperatura promieniowania TmR1
Temperatura odczuwalna To [oC]
To =
TmR1 +Tp
2
Wilgotność względna powietrza [%]
Prędkość ruchu powietrza v [m/s]
Parność (tak/nie)
Powierzchnia
przegrody
Ai [m2]
TiAi
Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych
Zakład Materiałów Budowlanych i Fizyki Budowli
LABORATORIUM
PARAMETRY MIKROKLIMATU A KOMFORT CIEPLNY POMIESZCZEŃ
Warunek 1.
Temperatura powierzchni przegrody – nie
niższa
od
temperatury
powietrza
wewnętrznego niż 3 K.
Tabela 1. Metabolizm odpowiadający
typowym czynnościom [1]
Aktywność
met
Odpoczynek
Bezczynne siedzenie
Praca w pozycji siedzącej
Bezczynne stanie
Mała aktywność
Średnia aktywność
Duża aktywność
0,8
1
1,2
1,2
1,6
2
3
Całkowity opór cieplny odzieży:
Męskiej
I = 0,727ΣI + 0,113
d
s
Damskiej I = 0,770ΣI + 0,050
d
s
2
W/m
46,6
58,2
69,8
68,8
93,1
114,4
174,6
Tabela 2. Izolacyjność cieplna odzieży [1]
Izolacyjność cieplna Is,
Nazwa
clo
Podkoszulek
0,07
Bluza
0,20
Ciepła koszula
0,23
Cienki sweter
0,25
Gruby sweter
0,37
Pulower
0,17
Marynarka
0,30
Spodnie lekkie
0,26
Spodnie grube
0,32
Sukienka letnia
0,17
Sukienka gruba
0,63
Rajstopy
0,10
Półbuty
0,04
Skarpety
0,03
Majtki
0,05
Pas do pończoch
0,04
Spodenki
0,05
Kalesony
0,20
Tabela 3. Optymalne wartości liczbowe parametrów mikroklimatu