Termisk inneklima. STE 6228 Innemiljø. Termisk inneklima

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Termisk inneklima. STE 6228 Innemiljø. Termisk inneklima"

Inger Jakobsen
8 år siden
Visninger:

1 Termisk inneklima STE 6228 Innemiljø Termisk inneklima Teknisk forskrift til plan- og bygningsloven, 8-36 Termisk inneklima. Det termiske inneklimaet i rom for varig opphold skal gi tilfredsstillende helseforhold og komfortopplevelse ved forutsatt bruk. Lav lufttemperatur og trekk kan øke risikoen for reumatiske lidelser. Lav og for høy lufttemperatur reduserer muskelfunksjon og medfører redusert arbeidsprestasjon og økt ulykkesrisiko. Ubehag ved at luften føles tørr, henger ofte sammen med høy innetemperatur. Termisk komfort er en sinnstilstand der vi uttrykker full tilfredshet med de termiske omgivelser. 1

Lav lufttemperatur og trekk kan øke risikoen for reumatiske lidelser.

2 Termisk inneklima Temperatur Vertikal temperaturgradient Strålingstemperatur Strålingsasymmetri Operativ temperatur Lufthastighet, trekk Luftfuktighet Aktivitet Bekledning Termisk nøytralitet Termisk komfort Trivsel og komfort er avhengig av at disse størrelsene har riktig verdi i forhold til hverandre. Menneskets termoreguleringssystem Hjernen har en temp. på ca 37 0 C Effektivt termoreguleringssystem Termoreseptorer over hele kroppen Sanseorganer: Varme/kulde Sentrale deler av menneskelegemet (hjerne, hjerte, lever, nyrer, tarmsystem) må ha ca 37 0 C for å fungere tilfredsstillende. Legemets temperatursenter i bunn av mellomhjerne (hypotalamus). Informasjon fra termoreseptorer internt i hjerne / sentrale kroppsdeler, og fra menneskets overflate. Termoreseptorer er samtidig sanseorganer som utløser beviste følelser av varme / kulde. Termoreseptorer er følsomme for den absolutte temperatur og for markante temperaturendringer. Informasjon til hjerne er elektriske impulser i nervetråder. 2

på ca 37 0 C Effektivt termoreguleringssystem Termoreseptorer over hele kroppen Sanseorganer: Varme/kulde Sentrale deler av menneskelegemet (hjerne, hjerte, lever, nyrer, tarmsystem) må ha ca 37 0 C

3 Menneskets termoreguleringssystem Formål ved å føle varme/kulde Endre adferd Skift oppholdssted Bekledning Beskytte kroppen Kroppen må opprettholde konstant intern kroppstemperatur. For å oppnå stabil kroppstemperatur må overskuddsvarme fjernes gjennom huden og respirasjonssystemet. Temperatur stiger: - Blodstrøm til hud varmetap økes - Svette fordampning kjøling Temperatur synker: blodstrøm til huden reduseres overflatetemperatur og varmetap minker. Blodstrøm til armer / ben minker (føles kalde). Termiske inneklimaparametre Det termiske inneklimaet omfatter de parametre, som har innflytelse på menneskets varmebalanse. I de fleste situasjoner vil det normalt tilstrebes at mennesker har det behagelig, dvs. er i termisk komfort. Termisk komfort er en sinnstilstand der vi uttrykker full tilfredshet med de termiske omgivelser. Dette omfatter 4 miljøfaktorer og 2 personfaktorer: Miljø: lufttemperatur strålingstemperatur luftfuktighet Lufthastighet Person: aktivitetsnivå bekledning 3

Temperatur stiger: - Blodstrøm til hud varmetap økes - Svette fordampning kjøling Temperatur synker: blodstrøm til huden reduseres overflatetemperatur og varmetap minker.

4 Energibalansen Varmetap ved stråling og konveksjon (R+C) representerer ~70% ved lave clo-verdier og ~60% ved høye clo verdier. Varmetap ved fordampning (E) representerer ~25% ved moderat aktivitet Varmetap ved konduksjon (K) and respirasjon (RES) kan vanligvis neglisjeres. Mennesket er en elendig maskin med virkningsgrad langt under 20%. Arbeidet vi utfører (W) betraktes normalt som negliserbart. S = M W K C R Cres Eres Esw Edif= 0 Det termiske inneklimaet omfatter de parametre, som har innflytelse på menneskets varmebalanse. Dette omfatter 4 miljøfaktorer og 2 personfaktorer: Miljø: lufttemperatur strålingstemperatur luftfuktighet lufthastighet Person: aktivitetsnivå bekledning S = Varmelagring M = Metabolisme (stoffskifte) W = Ytre arbeid K = Varmetap ved ledning C = Varmetap ved konveksjon R = Varmetap ved stråling C res = Varmetap ved respirasjon (konvektivt) E res = Varmetap ved respirasjon (fordunstning) E sw = Varmetap ved fordunstning av svette E dif = Varmetap ved diffusjon gjennom huden 4

Mennesket er en elendig maskin med virkningsgrad langt under 20%. Arbeidet vi utfører (W) betraktes normalt som negliserbart.

5 Metabolisme Aktivitetsnivå Energiomsetning avhenger av den fysiske aktivitet og angis i enheten W/m 2 kroppsoverflate eller relative enhet met. 1 met = 58 W/m 2 Tilsvarer aktivitet for stillesittende, avslappet person Stoffskifte Aktivitet [met] Sittende, avslappet 1,0 Stillesittende aktivitet (kontor, hjem, skole, laboratorium) Stående aktivitet (forretning, laboratorium, let industri) Middelstor fysisk aktivitet (tungt arbeid med maskiner, verkstedarbeid) 1,1-1,2 1,6 2,8 1 met = 58 W/m 2 Figur 1.1 i Danvak Kroppsoverflate Overflatearealet kan tilnærmet beregnes til: A s 0,2 m 0,425 h 0,725 (m 2 ) hvor m er kroppsvekten i kg h er høyden i meter Varmeproduksjon fra en person med m=80 kg og h= 1.80 m: 1.97 m 2 Kroppsoverflate gjennomsnittsperson: 1.8 m 2 5

Stående aktivitet (forretning, laboratorium, let industri) Middelstor fysisk aktivitet (tungt arbeid med maskiner, verkstedarbeid) 1,1-1,2 1,6 2,8 1 met = 58 W/m 2 Figur 1.

6 Bekledning Bekledningens isolering er den termiske motstanden mellom hudoverflaten og bekledningens utvendige overflate. Isolering angis i (m 2 K)/W med den relative enheten clo: 1 clo = 0,155 (m 2 K)/W Bekledning stående person Shorts, underbukser, T-skjorte, lette sokker, sandaler Lett kjole med ermer, underkjole, strømpebukser, bukser Lette bukser, skjorte med korte ermer, underbukse, lette sokker, sko Skjørt, sweater med rund hals, skjorte, bukser, tykke knestokker, sko Jakke, bukser, skjorte, underbukser, sokker, sko 1 clo = 0,155 (m 2 K/W) Sittende person + 0,15 clo Figur 1.2 i Danvak, se også figur A side 477 [clo] 0,30 0,45 0,50 0,90 1,00 Bekledning Bekledningsgjenstand Bukser, kraftige Bukser, sommer Frakk Hansker Jakke, dun Jakke, normal Jakke, sommer, lett Kjeledress Lege frakk Kjole m. korte ermer, lett Kjole m. lange ermer, kraftig Skjørt, kraftig Skjørt, lett Overall, vattert Shorts clo 0,28 0,20 0,60 0,05 0,55 0,35 0,25 0,55 0,30 0,20 0,40 0,25 0,15 0,55 0,06 Bekledningsgjenstand Skjorte m. korte ermer Skjorte m. lange ermer, kraftig Skjorte m. lange ermer, lett Sko Sokker, lange, kraftige Sokker, korte, lette Støvler Sweater, kraftig Sweater, lett Truser Underbukse, lange ben Undertrøye m. lange ermer Undertrøye u. ermer Undertrøye, ¼ ermer clo 0,15 0,30 0,20 0,03 0,10 0,02 0,10 0,35 0,20 0,03 0,10 0,12 0,04 0,09 Fig A Adder clo-verdiene for aktuell bekledning. 6

strømpebukser, bukser Lette bukser, skjorte med korte ermer, underbukse, lette sokker, sko Skjørt, sweater med rund hals, skjorte, bukser, tykke knestokker, sko Jakke, bukser, skjorte, underbukser,

7 Oppgave Finn din varmeproduksjon og bekledningsisolans Beregn din varmeproduksjon (W) og bekledningsisolans (clo) akkurat nå. TERMISKE INNEKLIMAPARAMETRE (4 miljøfaktorer) Lufttemperatur Middelstrålingstemperatur Figur A Relativ lufthastighet Luftfuktighet tr = φp 1 t1+ φp 2 t ( ) V = V + 0, 005 M 58 V ar ar a = V ( M 1) a ϕ = 1.0 Eksempel: I et rom sitter en person som påvirkes av 4 overflatetemperaturer: t1 = 22 C, t2 = 18 C, t3 = 20 C og t4 = 25 C Vinkelforholdet mellom personen og flatene er følgende: φ p-1 = 0,37, φ p-2 = 0,29, φ p-3 = 0,17 og φ p-4 = 0,17 Finn middelstrålingstemperaturen: tr = 0,37 22 C + 0,29 18 C + 0,17 20 C + 0,17 25 C tr = 21,0 C 7

.. ( ) V = V + 0, 005 M 58 V ar ar a = V + 0.3 ( M 1) a ϕ = 1.

8 Vinkelforhold mellom personer og flater Oppgave: Finn vinkelforholdet til flaten ovenfor når a = 1,0 m; b = 1,2 m; c= 1,0 m 0 a 1 Operativ temperatur ( ) t = A t + A t r V ar < 0,2 0,2-0,6 0,6-1 A 0,5 0,6 0,7 Ekvivalent temperatur Den ekvivalente temperaturen t eq er lik den operative temperatur i stille luft, som ville medføre samme varmeavgivelse fra mennesket som de faktiske omgivelsene (med høyere lufthastighet). 8

Ekvivalent temperatur Den ekvivalente temperaturen t eq er lik den operative temperatur i stille luft,

9 Strålingstemperatursymmetri t pr er forskjellen mellom plan strålingstemperatur på de motstående sider av en liten plan flate. Tallmessig uttrykk for asymmetri av den strålingen mennesket utsettes for. Termisk komfort Termisk komfort er en sinnstilstand der vi uttrykker full tilfredshet med de termiske omgivelser. PMV - INDEKS PMV = 0 Psykofysisk skala Predicted Mean Vote (forventet middelvotering) Standard for bedømmelse av moderate termiske omgivelser ISO 7730 => Komfortligningen + 3 Hett + 2 Varm + 1 Lett varm 0 Nøytral - 1 Lett kjølig - 2 Kjølig -3 Kald PMV funksjon av: Aktivitet Bekledning Lufttemperatur Middelstrålingstemp. Lufthastighet Luftfuktighet M I cl t a V ar P da t r 9

Termisk komfort Termisk komfort er en sinnstilstand der vi uttrykker full tilfredshet med de termiske omgivelser.

10 Termisk komfort PPD Indeks PPD-indekset gir en kvantitativ prediksjon av antallet av personer som vil være misfornøyde med de termiske omgivelser. Komfortdiagrammer Eks : Bekledning: 0,5 clo Relativ fuktighet: Ф = 0,8 Lufthastighet: < 0,1 m/s Aktivitet: 1 met Fig 1.6 s.40 i Danvak 10

11 Lokal diskomfort t a stor hode/føtter Stor strålingsasymmetri Høy lufthastighet - trekk Temperaturkrav Vertikal temperaturgradient (målt mellom 0.1 og 1.1 m over golv): 3 C Vertikal temperaturasymmetri: 5 C Horisontal temperaturasymmetri: 10 C Golvtemperatur: C Komforttemperatur, golv, nakne føtter: Golvbelegg: Komfortområde ( C): Sten, marmor, betong Linoleum, PVC Tre, kork Golvteppe: %-misfornøyde ved ulik Golvtemperatur (med sko) Operativ temperatur, sommer: Operativ temperatur, vinter: C C 11

1 m over golv): 3 C Vertikal temperaturasymmetri: 5 C Horisontal temperaturasymmetri: 10 C Golvtemperatur: 19-26 C Komforttemperatur,

12 Andre krav Lufthastighet: Vinter 0.15 m/s (NS-ISO 7730) Sommer 0.25 m/s Luftfuktighet: 30-70% relativ fuktighet Wyon s spindeldiagram Konsentrasjonsevne, produktivitet 12

Like dokumenter

Oppgave 1 (Vekt 50%)

HØGSKOLEN I NARVIK, IBDK, INTEGRERT BYGNINGSTEKNOLOGI Løsningsforslag til EKSAMEN I INNEMILJØ: STE - 6228 DATO : TIRSDAG 18. Desember 2007 Oppgave 1 (Vekt 50%) a) Forskjellen(e) på begrepene innemiljø