2 . 1 . Komfort cieplny 2 6 7

powietrza t, wilgotność powietrza ę, średnią temperaturę promieniowania 0mr oraz prędko­ści 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 ubra­nego 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 wystę­puje 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 5 10 15 20 25 30 35 40 45 temperatura powietrza, °C 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 zyk i budowli

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 tem­peratury 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 tempera­tury 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 ubio­rów 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 funk­cją 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 pro­mieniowania, 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.