UPONOR

4 spôsoby, ako dosiahnuť tepelnú pohodu prostredníctvom správneho dizajnu, konštrukcie a údržby

Každému, kto niekedy skúšal pracovať v mimoriadnej horúčave či chlade, je určite známe, aká dôležitá je pre produktivitu a sústredenie práve tepelná pohoda.

Problémom však je, že definícia tepelnej pohody má subjektívnu povahu. Tepelná pohoda je totiž každou osobou vnímaná a posudzovaná individuálne, charakterizuje ju subjektívny pocit, ktorý vypovedá o spokojnosti s tepelným prostredím. V zásade je na každom človeku, aby zhodnotil svoj tepelný komfort, čo sťažuje reguláciu tepelného prostredia tak, aby uspokojilo potreby všetkých.

To je jeden z dôvodov, prečo stavebné predpisy pre parametre kvality vnútorného prostredia (IEQ), ako je kvalita vnútorného vzduchu (IAQ), majú za cieľ minimalizovať nepohodlie, nie ho eliminovať. Žiadna skladba parametrov nebude vyhovovať každému.
Tepelný komfort možno merať ako predpovedanú strednú voľbu (PMV), čo je stupnica od -3 (veľmi chladno) do +3 (horúco) (tabuľka 1). Hodnota je odvodená z komplexnej rovnice, ktorá zohľadňuje celý rad kritérií vrátane tepelného odporu oblečenia, hodnoty metabolickej aktivity, rýchlosti prúdenia vzduchu a strednej radiačnej teploty (MRT). Vo všeobecnosti smernice o tepelnom komforte odporúčajú regulovať vnútorné priestory tak, aby bola hodnota predpovedanej strednej voľby medzi -0,5 a +0,5.

Tabuľka 1: Stupnica predpovedanej strednej voľby (PMV) na meranie tepelného komfortu. Od normy ASHRAE 55.
Hodnota Pocit
+3 Horúco
+2 Teplo
+1 Mierne teplo
0 Neutrálne
-1 Mierne chladno
-2 Chladno
-3 Veľmi chladno

Predpovedanú strednú voľbu možno použiť na výpočet predpovedaného percenta nespokojných (PPD). Predpovedané percento nespokojných vyjadruje predpokladané percento ľudí nespokojných s tepelným prostredím stanoveným na základe predpovedanej strednej voľby. Keď sa PMV vzďaľuje od 0, PPD sa zvyšuje. 100 % PPD by znamenalo, že sa očakáva, že 100 % ľudí nebude spokojných s tepelným prostredím. Usmernenia preto naznačujú, že vnútorné priestory by sa mali zamerať na PPD pod 10 %.

Nižšie sú uvedené spôsoby, ako zabezpečiť, že prostredníctvom dobrého návrhu, konštrukcie a údržby môžete udržať predpovedanú strednú voľbu (PMV) v úzkom rozmedzí okolo nuly, a tým minimalizovať predpovedané percento nespokojných (PPD).

Komponenty tepelnej pohody

Na začiatok treba pomenovať 6 parametrov tepelnej pohody, ktoré treba vziať do úvahy.

  • Metabolická produkcia tepla – ľudia sú endotermní a produkujú svoje vlastné teplo prostredníctvom metabolizmu. V závislosti od úrovne aktivity a fyziologických rozdielov medzi jednotlivými ľuďmi sa produkcia metabolického tepla môže veľmi líšiť. Toto teplo sa stáva dôležitou súčasťou toho, ako ľudia vnímajú svoju tepelnú pohodu.
  • Oblečenie – aj druh pracovného odevu môže rovnako vplývať na tepelný komfort. Oblečenie ovplyvňuje prenos energie medzi pokožkou a prostredím.
  • Relatívna vlhkosť – účinnosť odvodu tepla z odparovania je silne ovplyvnená relatívnou vlhkosťou. Pri vysokej relatívnej vlhkosti môže byť pre organizmus náročné zbavovať sa nadmerného tepla. Preto aj pomerne nízke teploty vzduchu budú môžu byť pre vysokú relatívnu vlhkosť vnímané ako vyššie a rovnako môžu zapríčiňovať pocit nepohodlia.

Kým vyššie uvedené body zahŕňajú parametre ovplyvňujúce citlivosť vnímania tepelného prostredia, nasledujúce tri možno označiť ako určujúce pre tepelný komfort.

  • Konvekcia – prenos energie prúdením vzduchu. Pre ľudí na pracovisku sa konvekčná zložka tepelnej pohody riadi predovšetkým teplotou vzduchu a rýchlosťou vetrania.
  • Vedenie – prenos energie priamym kontaktom s okolitými povrchmi. Na pracovisku to však vo všeobecnosti nie je veľmi dôležité, iba ak ide o zváženie voľby materiálu povrchov napr. pri stoličkách, s ktorými sú ľudia neustále v kontakte.
  • Sálavosť – prenos energie žiarením z okolitých povrchov. Ide o najväčšiu zložku tepelnej pohody, keďže ľudia vnímajú tepelné prostredie ako viac ako 50 % strednej radiačnej teploty (MRT).
Všetky tieto faktory sa pri regulácii tepelnej pohody vzájomne ovplyvňujú. Pri snahe dosiahnuť tepelnú pohodu na pracovisku je toho teda veľa, čo treba zvážiť. Práve preto je zmyslom tohto blogu pomôcť vám zorientovať sa v niektorých z uvedených faktorov tak, aby ste dosiahli tepelný komfort pre väčšinu užívateľov budovy.

4 spôsoby, ako dosiahnuť tepelnú pohodu prostredníctvom správneho dizajnu, konštrukcie a údržby

1. Použite systém HVAC, ktorý reguluje strednú radiačnú teplotu (MRT)

Ide o najefektívnejší spôsob, ako sa posunúť k dosiahnutiu tepelného komfortu pre veľkú väčšinu obyvateľov.

Ako sme vysvetlili vyššie, stredná radiačná teplota (MRT) je veľmi dôležitá pre tepelný komfort človeka. Výsledkom je, že použitie systému HVAC, ktorý skutočne meria a reguluje sálavú zložku prevádzkovej teploty, je veľmi účinné v dosahovaní tepelnej pohody. Najlepším spôsobom, ako takýto výsledok docieliť, je inštalácia sálavého chladiaceho/vykurovacieho systému s prostriedkami na meranie a monitorovanie strednej radiačnej teploty (MRT). Okrem najlepšej regulácie tepelného prostredia sú tieto systémy energeticky účinnejšie ako celovzduchové alternatívy, ale aj tichšie a priestorovo efektívnejšie.

Systémy sálavého chladenia/vykurovania priamo neovplyvňujú teplotu vzduchu a neriadia vetranie ani kvalitu vnútorného vzduchu (IAQ). Preto sa musia používať v kombinácii so systémom, ktorý spĺňa tieto účely, ako je napríklad vyhradený systém vonkajšieho vzduchu (DOAS).
 

2. Minimalizujte úniky

V závislosti od vonkajších podmienok môže váš HVAC systém ohrievať a zvlhčovať studený suchý vzduch alebo môže ochladzovať a odvlhčovať horúci vlhký vzduch. Ak dôjde k netesnostiam v obvodovom plášti budovy a vzduch sa do budovy a von z budovy dostane inak ako cez systém HVAC, kvalita vnútorného prostredia (IEQ) sa zníži.

V podstate môže prichádzať vzduch, ktorý je pod alebo nad požadovanou teplotou a relatívnou vlhkosťou. Tým sa výrazne zníži tepelný komfort. Okrem toho v mieste úniku môže tlakový alebo teplotný rozdiel medzi vnútornými a vonkajšími podmienkami vytvárať prievan, ktorý by tepelný komfort znižoval ešte viac.

Pre doplnenie je potrebné tiež uviesť, že únik výrazne znižuje energetickú účinnosť systému HVAC. Je to preto, že k prenosu vzduchu dovnútra a von z budovy dochádza bez prechodu cez vzduchotechnickú jednotku (AHU) a koleso na rekuperáciu energie (ak je nainštalované). Čo spôsobí, že systém HVAC bude musieť pracovať oveľa intenzívnejšie na regulácii vnútorných podmienok.
 

3. Navrhnite a vytvorte preiestor prispôsobiteľný užívateľovi budovy

design and build for some occupant control

Pre ľudí je často najpohodlnejšie, keď majú kontrolu nad niektorým aspektom kvality vnútorného prostredia (IEQ). Preto umožnenie prístupu k termostatu alebo ovládateľným oknám a žalúziám môže prispieť k pozitívnemu vnímaniu tepelného komfortu. Súčasťou toho je navrhnutie budovy tak, aby sa maximalizovalo potenciálne využitie prirodzeného vetrania a slnečného žiarenia. Tie nielen znížia energetickú záťaž systému HVAC, ale tiež aj užívateľom budovy umožnia ovládať svoje prostredie podľa vlastného želania.

Problém môžu predstavovať priestory užívané viacerými ľuďmi, v ktorých môže umožnenie individuálnej kontroly kvalitu vnútorného prostredia v konečnom dôsledku aj znížiť. Štúdie napríklad ukázali, že muži a ženy majú mierne odlišné požiadavky na svoje tepelné prostredie a cítia sa pohodlne v mierne odlišných podmienkach. Nehovoriac o vplyve individuálnych zdravotných a metabolických rozdielov na vnímanie tepelného komfortu. Okrem toho, ako sa uvádza aj vyššie, minimalizácia prietoku vzduchu, ktorý nie je špecificky regulovaný systémom HVAC (únik), môže byť prínosom z hľadiska regulácie kvality vnútorného prostredia a spotreby energie.

Preto, zatiaľ čo projektovanie pre potenciálne začlenenie užívateľského ovládania a využívania prirodzeného slnečného žiarenia a vetrania môže byť možnosťou pre niektoré stavebné schémy, rozhodne to neplatí pre všetky. Čo je často prínosnejšie pre tepelný komfort, je jednoducho umožniť ľuďom nosiť oblečenie, ktoré je tepelne pohodlné. Z hľadiska jemného prispôsobenia osobného tepelného prostredia môže ísť o rozumnejšie riešenie, ako by bola zmena celkového vykurovania a vetrania priestoru.

4. Udržujte tepelné prostredie a vykonajte potrebné zmeny

Dobrá údržba je kľúčom k správnemu fungovaniu zariadenia HVAC. V tomto ohľade je inštalácia sálavého chladiaceho/vykurovacieho systému opäť užitočná, pretože náklady na údržbu a námaha sú oveľa nižšie ako pri celovzduchových systémoch.

Údržba môže tiež vyžadovať uvedomenie si sezónnych zmien a reakciu na ne. Pre regióny, ktoré zažívajú horúce letá a studené zimy (ako je typické pre mierne pásma), je sezónne prispôsobenie regulácie teploty systému HVAC životne dôležité pre udržanie tepelnej pohody. V skutočnosti sa rozdiely v regulácii relatívnej vlhkosti a teploty vzduchu medzi ročnými obdobiami objavujú vo väčšine medzinárodných stavebných predpisov.

Napríklad norma ASHRAE 55 navrhuje mierne odlišné teploty vnútorného vzduchu medzi letom a zimou (tabuľka 2). Táto zmena prispeje nielen k udržaniu tepelnej pohody, ale prinesie aj výrazné úspory energie. Systém HVAC nebude musieť každú sezónu pracovať tak intenzívne, aby udržal požadovanú teplotu, ak je rozdiel medzi vonkajšou a vnútornou teplotou menší.

Tabuľka 2: Odporúčané teploty vzduchu v interiéri na leto a zimu v závislosti od relatívnej vlhkosti. Prispôsobené štandardu ASHRAE 55.
Relatívna vlhkosť Teplota v zime Teplota v lete
30 % 20,3 °C – 24 °C 23,3 °C – 26,7 °C
40 % 20 °C – 23,9 °C 23,1 °C – 26,7 °C
50 % 20 °C – 23,6 °C 22,8 °C – 26,1 °C
60 % 19,7 °C – 23,3 °C 22,8 °C – 25,8 °C

Záver

Tepelný komfort je prvoradý pre dobrú kvalitu vnútorného prostredia (IEQ) a je jedným z dvoch hlavných faktorov, ktoré majú najväčší podiel na celkovom vnímanom komforte užívateľov na pracovisku [druhým je kvalita vnútorného vzduchu (IAQ)]. Preto sú navrhovanie, regulácia a udržiavanie dobrého tepelného komfortu nevyhnutné na to, aby sa pracovníci vo všeobecnosti cítili pohodlne.

Ako sme uviedli, dobrý komfort vedie k optimálnemu výkonu a ziskovosti, mal by byť teda hoden vašej pozornosti.
Dosiahnutie tepelnej pohody je komplexnou záležitosťou. Avšak vďaka vhodnému dizajnu, konštrukcii a údržbe je možné maximalizovať počet užívateľov, ktorí sa vo výsledku budú cítiť pohodlne. Vždy majte na pamäti, že vedecké štúdie opakovane preukázali, že vyhovieť požiadavkám na tepelnú pohodu u každého je prakticky nemožné. Uponor produktové portfólio vám ale pomôže prijať opatrenia, aby ste sa uistili, že veľká väčšina osôb bude predsa spokojná.

Ďalšie články o udržateľnom sálavom vykurovaní a chladení