Tepelná pohoda ve vytápěných prostorách
V moderní společnosti tráví člověk větší část svého života, často i 23 hodin denně, v interiéru budovy - doma, ve škole, na pracovišti. Pro příjemný pocit v tomto uzavřeném prostředí je třeba splnit několik požadavků. Nejdůležitější složkou je tepelně-vlhkostní mikroklima, charakterizované optimálním tepelným stavem interiéru - tepelnou pohodou. Její narušení ohrožuje vyrovnaný teplotní stav lidského organismu, který patří k základní podmínce existence lidstva.
Zóna tepelné pohody
Zónu tepelné pohody podmiňují subjektivní příjemné pocity člověka, které nezatěžují jeho termoregulační systém. Jde tedy o takový stav, ve kterém člověk nepociťuje ani chlad, ani nadměrné teplo. Při specifikaci jednotlivých veličin tepelného stavu prostředí se vychází z této definice tepelné pohody. Je proto zřejmé, že nezbytnou podmínkou takového stavu je tepelná rovnováha mezi uživatelem - člověkem a interiérem, ve kterém se nachází. To znamená, mezi teplem vyprodukovaným lidským tělem a jeho ztrátami do interiéru, bez zatížení termoregulačního systému.
Faktory tepelné pohody
Stav tepelné pohody je závislý na šesti veličinách, které považujeme za faktory tepelné pohody. Jde o celkovou hustotu tepelného toku z lidského tepla (W / m 2), tepelný odpor oblečení (m 2. K / W) a tzv.. faktory prostředí - teplota vnitřního vzduchu (° C), parciální tlak vodní páry vnitřního vzduchu (Pa), rychlost proudění vnitřního vzduchu (m / s) a účinná teplota okolních povrchů (° C). Při objektivním určování jednotlivých veličin se faktory prostředí obvykle měří a faktory související s uživatelem se předpokládají v závislosti na ročním období, druhu místnosti a budovy a na uvažované činnosti osoby.
Interiér budovy charakterizují
- Teplota vnitřního vzduchu (° C) nebo absolutní teplota (K).Definuje se jako teplota vzduchu v daném místě interiéru uvažována v okolí lidského těla,
- absolutní vlhkost vnitřního vzduchu se vyjadřuje pomocí parciálního tlaku vodní páry vnitřního vzduchu. Definuje se jako tlak vodních par obsažený v určitém objemu vzduchu, který by vyvolaly, jestliže by samotné při téže teplotě zaujaly tento objem. Parciální tlak vyjadřuje skutečné množství vlhkosti, která se nachází ve vzduchu (na rozdíl od relativní vlhkosti nebo stupně nasycení),
- rychlost proudění vnitřního vzduchu (m / s) se definuje jako velikost relativní rychlosti proudění vzduchu v uvažovaném měřícím bodě interiéru. Je určena svou velikostí a směrem,
- účinná (průměrná sálavá) teplota (° C) nebo absolutní teplota (K) je teplota fiktivního uniformního okolí s absolutně černými povrchy, s nimiž by si subjekt sáláním vyměňoval stejné množství energie jako se skutečným okolím.
Tepelné pocity
Při vyhodnocování tepelně-vlhkostní mikroklima je důležité, aby optimální tepelný stav prostředí, který je charakterizován měřitelnými fyzikálními veličinami, odpovídal i subjektivním tepelným pocitům uživatele. Při takovém hodnocení se používá stupnice, kde 0 je označení pohody, 1 mírné nepohody, 2 nepohody a 3 značné nepohody, nebo podobně upravená sedmistupňová stupnice (7 stupňů od -3, což představuje zimu přes 0, která vyjadřuje neutrální pocity, až po + 3, což je horko). Tepelný stav konkrétního prostředí se následně vyjadřuje indexem PMV (Predicted Mean Vote) - zohledňuje průměrnou hodnotu tepelných pocitů velké skupiny uživatelů, kteří se v něm nacházejí. Index PMV je sice průměrná hodnota tepelného pocitu velké skupiny uživatelů, ale individuální pocit každého jednotlivce ze skupiny se může pohybovat kolem této hodnoty. Z tohoto důvodu se zavedl index PPD (Predicated Percentage of Dissatisfied), který vyjadřuje předpokládané procento osob nespokojených z prostředím, tedy těch, kteří by v daném prostředí pociťovali nepohodu nebo značnou nepohodu. Za akceptovatelné se považuje prostředí, ve kterém je alespoň 80% uživatelů spokojeno s jeho stavem. Hodnoty nižší než 80% svědčí o prostředí, které je v rozporu s termoregulačními procesy uživatele takového prostředí.
Lokální tepelná nepohoda
V budovách během jejich životnosti má nezastupitelné místo technika prostředí, proto za hlavní cíl většiny vytápěcích, ventilačních, chladicích a klimatizačních systémů lze považovat zabezpečení tepelné pohody člověka při hospodárném vynakládání finančních prostředků. Při určování tepelné pohody člověka je třeba zároveň stanovit další požadavky na stav tepelné pohody, které by vyloučily možnost vzniku lokální tepelné nepohody na libovolné části lidského těla. Takovou nepohodu mohou zapříčinit:
- Asymetrické tepelné sálání, například chlad přes okna nebo neizolované stěny,
- vertikální teplotní gradient vzduchu (rozdíly teplot v interiéru v závislosti na výšce),
- teplá nebo chladná podlaha,
- proudění vzduchu (průvan).
Hodnocení tepelné pohody
Pro zjištění čtyř faktorů prostředí, které charakterizují jeho tepelný stav v podobě fyzikálních veličin, třeba různé přístroje na jejich měření. Při měření teploty vnitřního vzduchu třeba vybírat přístroj, který bude mít minimální rozsah 10 až 30 ° C, přesnost alespoň ± 0,5 ° C a co nejkratší dobu reakce přístroje. Při měření lze použít dilatační, odporové, elektrické a termoelektrické teploměry nebo termomanometry. Při měření parciálního tlaku vodní páry vnitřního vzduchu se požaduje rozsah 500 až 2 500 Pa, přesnost ± 150 Pa a co nejkratší dobu reakce přístroje. Vhodné jsou dilatační vlhkoměry, psychrometry, odporové vlhkoměry nebo vlhkoměry na principu zjišťování rosného bodu. Přístroje pro měření rychlosti proudění vnitřního vzduchu by měly mít rozsah 0,05 až 1 m / s, vysokou přesnost a čas reakce alespoň 1 s. Při měření se dají použít termoanemometry, iontové anemometry nebo katateploměry. Přístroj na měření účinné teploty by měl mít podobné parametry jako přístroj pro měření teploty vnitřního vzduchu (rozsah 10 až 40 ° C, přesnost alespoň ± 0,2 ° C a co nejkratší dobu reakce). K použití jsou vhodné teploměry pro měření povrchových teplot, kulový teploměr nebo katateploměr.
