powietrza t, wilgotność powietrza ę, średnią temperaturę

2.1.
Komfort cieplny
267
powietrza t, wilgotność powietrza ę, średnią temperaturę promieniowania 0mr oraz prędko­
ści przepływu powietrza v - zapewniających komfort cieplny ludzi przebywających w danym
środowisku.
Przykładowo [9]:
• Temperaturę otoczenia^, wilgotność ę i prędkość powietrzav dla człowieka nagiego lub
ubranego w lekką odzież - przy małym wydatku energetycznym, przedstawia rysunek
2.1.-1.
• Temperaturę otoczenia tt i prędkość powietrza v dla człowieka nagiego lub ubranego w lekką
odzież - przy różnych wydatkach energetycznych, przedstawia rysunek 2.1.-2.
• Temperaturę otoczenia tt i temperaturę promieniowania 6mr dla człowieka nagiego lub ubra­
nego w lekką odzież - przy małym wydatku energetycznym, przedstawia rysunek 2.1.-3.
Z rysunku 2.1.-1 widać, że w warunkach komfortu cieplnego mały jest wpływ wilgotności
względnej powietrza ę, bowiem w szerokim zakresie wilgotności od 0% do 100% wystarczy przy
małym wydatku energetycznym i lekkiej odzieży zmienić temperaturę powietrza zaledwie o ok.
2 °C, by nadal utrzymać warunki komfortu cieplnego. W praktyce, mimo iż komfort cieplny wystę­
puje w całym zakresie wilgotności powietrza, to jednak ze względów zdrowotnych, są zalecane
mniejsze wilgotności niż 100% oraz wyższe niż 0%.
10
15
20
25
30 35 5
10
15
20
25 30
temperatura powietrza = średniej temperaturze promieniowania, °C
Rys. 2 . 1 . - 2 Krzywe komfortu cieplnego w zależności od temperatury otoczenia i prędkości powietrza dla człowieka
nagiego lub ubranego w lekką odzież przy różnych wydatkach energetycznych - przy wilgotności
powietrza cp=50%. (wg [9])
mały wydatek energetyczny
( 3 ^ = 58 W/m2
10 15 20 25 30 35 40 45
temperatura powietrza, °C
5 10 15 20 25 30 35 40 45
temperatura powietrza, °C
Rys. 2 . 1 . - 3 Krzywe komfortu cieplnego w zależności od temperatury otoczenia i temperatury promieniowania dla
człowieka nagiego lub ubranego w lekką odzież przy małym wydatku energetycznym - przy wilgotności
powietrza cp=50%. (wg [9])
268
CZĘŚĆ 2 podstawy f i z y k i b u d o w l i
Z rysunku 2.1.-2 widać, że wraz ze wzrostem wydatku energetycznego lub wzrostem oporu
cieplnego odzieży, maleje temperatura powietrza zapewniająca komfort cieplny. Przy prędkości
powietrza poniżej 0,1 m/s temperatura komfortu cieplnego nie zależy od prędkości powietrza,
natomiast po przekroczeniu tej prędkości, występuje punkt przegięcia i małym zmianom tem­
peratury powietrza odpowiadają znaczne zmiany prędkości powietrza. Zatem, wzrost prędkości
powietrza od 0,1 do 0,3 m/s wymaga kompensacji oddziaływania wzrostem temperatury powietrza
o 2-3 °C, by utrzymać komfort cieplny. Wynika z tego, że dla utrzymania warunków komfortu
cieplnego w całej kubaturze pomieszczenia, nie powinno się dopuścić do lokalnych wzrostów
prędkości powietrza, bo te wywołują wrażenie chłodnych przeciągów. Najlepszym wyjściem jest
zapewnienie prędkości powietrza nie większej niż 0,1 m/s, ponieważ wówczas współczynnik
przejmowania ciepła nie zależy od prędkości powietrza.
Na rysunku 2.1.-3 krzywe przecinają się w punkcie, gdy temperatura zewnętrznej powierzchni
odzieży równa jest temperaturze powietrza (brak wymiany ciepła z otoczeniem) - niezależnie
od prędkości powietrza. W warunkach leżących na lewo od punktu przecięcia, dla utrzymania
komfortu cieplnego wraz ze wzrostem prędkości powietrza, konieczne jest zwiększenie tempera­
tury powietrza (przy stałej temperaturze promieniowania) lub zwiększenie średniej temperatury
promieniowania (przy stałej temperaturze powietrza. W warunkach leżących na prawo od punktu
przecięcia krzywych - zachodzi relacja odwrotna: dla utrzymania komfortu cieplnego wraz ze
wzrostem prędkości powietrza, konieczne jest zmniejszenie temperatury powietrza lub średniej
temperatury promieniowania, gdyż ciepło jest przekazywane z otoczenia do organizmu.
Więcej wykresów komfortu cieplnego dla różnych wydatków energetycznych i różnych ubio­
rów człowieka, Czytelnik znajdzie w pracy [9].
2.1.12.
Ocena komfortu cieplnego w praktyce
Dla praktycznej oceny komfortu cieplnego Fanger wprowadził dwa nowatorskie wskaźniki:
Przewidywaną Średnią Ocenę PMV (Predicted Mean Vote) oraz Przewidywany Odsetek
Niezadowolonych PPD (Predicted Percentage of Dissatisfed). Jako miarę wrażeń cieplnych dla
PMV przyjął - stosowaną w USA wg ASHRAE - skalę ocen podaną w tablicy 2.1.-1.
Tablica 2.1.-1
Skala ocen komfortu cieplnego
-3
zimno
-2
chłodno
-1
lekko chłodno
0
obojętnie
+1
lekko ciepło
+2
ciepło
+3
gorąco
Przyjmując założenie, że przy danym wydatku energetycznym, wrażenia cieplne są funk­
cją obciążenia cieplnego (zdefniowanego jako różnica pomiędzy ilością ciepła metabolizmu QM
a stratami ciepła do otoczenia Q) oraz uwzględniając wyniki badań temperatury skóry 6S i ilości
wydzielanego potu, Fanger wyprowadził dość uwikłany wzór na obciążenie cieplne organizmu [9].
Wprowadzając zależności eksperymentalne między średnią oceną stanu komfortu cieplnego
a temperaturą otoczenia (dla różnych wydatków energetycznych), określił wzór na PA/F w funkcji
wydatku energetycznego, rodzaju odzieży, temperatury powietrza, średniej temperatury pro­
mieniowania, prędkości powietrza oraz ciśnienia cząstkowego pary wodnej w powietrzu, który
został powszechnie na świecie przyjęty do stosowania [77]. W praktyce, po określeniu wydatku
energetycznego oraz oporu cieplnego odzieży, wykonuje się pomiary temperatury powietrza,
średniej temperatury promieniowania, prędkości i wilgotności powietrza w kilku punktach strefy
przebywania ludzi. Następnie wg wspomnianego wzoru oblicza się wartość PMV w badanych
punktach strefy przebywania ludzi.