Fűtött lakóhelyiségek hőérzeti méretezési eljárásai

2006/9. lapszám | Szigetvári Csilla |  4434 |

Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Fűtött lakóhelyiségek hőérzeti méretezési eljárásai cikkünkről bővebben olvashat, ha rákattint a címre.

Amennyiben lakóhelyiségek hőérzeti méretezését vizsgáljuk, rögtön leszögezhetjük, hogy viszonylag egyszerűbb a dolgunk, hiszen ebben az esetben helyiségenkénti szabályozásra van lehetőségünk, így közvetlenül beállítható a megfelelő hőmérséklet. Általában nem jelent nagy problémát a helyiségekben található belső hőfejlődést okozó technológia. Kivételt jelent természetesen a konyha, illetve a fürdőszoba. Ezekben a helyiségekben azonban mi magunk szoktunk egy szellőzőberendezést elhelyezni, így amennyiben mégis történik hőfejlődés, azt megpróbáljuk szinte rögtön elvezetni. A legfőbb hőérzeti problémát így inkább a kivitelezés során elkövetett hibák jelentik.

 

Amennyiben a mai energetikai követelményeknek megfelelően választjuk ki a téglafalat (k=0,45 W/m2K) és hozzá hasonló módon a nyílászárókat (k=1,6 W/m2K) is, ezeknek nemcsak a hőátbocsátási tényezője lesz kicsi, hanem nem lép fel a beépítés után a természetes légcsere, így ekkor jelentkezhetnek hőérzeti, illetve közérzeti problémák. Míg régebben pont, hogy nem jó minőségű alapanyagokat alkalmaztunk, ezzel elérve azt, hogy a helyiségben nagy volt a huzathatás, addig manapság az a probléma, hogy penészesednek a falak, mert nincs természetes szellőzése az épületnek.
Az ember hőérzete szubjektív dolog. Kialakulását alapvetően a következő paraméterek befolyásolják:
. a levegő hőmérséklete (változása, eloszlása),
. a levegő relatív nedvességtartalma,
. a légsebesség,
. a környező felületek közepes sugárzási hőmérséklete,
. a ruházkodás, annak hőszigetelő képessége,
. a saját hőtermelés, hőleadás.
A légsebesség értéke mérhető, azonban eléggé bonyolulttá válik abban az esetben, ha ez az érték alacsony. Ennek kiküszöbölésére fejlesztették ki az ún. KATA hőmérőt. Az eddigi gyakorlat szerint, amikor hőérzeti méretezésről beszéltünk, akkor a légsebesség tényét figyelmen kívül kellett hagyni. Hiszen a légsebesség a normál használati körülmények között két okból változhat meg: vagy mi magunk nyitjuk ki az ablakokat, szellőztetés céljából, ez természetesen csak időszakos jelenség, vagy maga a konstrukciós kialakítás okozza a légcserét. Általában a huzathatás nem állandó jelleggel lép fel, így ezzel méretezéskor nem tudunk számolni.
A relatív nedvességtartalom is hasonló tényező. Csak az éghajlati adottságokból meghatározott átlagértékekkel tudunk számolni, hiszen annak ingadozása főleg nyáron igen jelentős. Vegyük csak figyelembe, hogy nyáron egy kisebb zápornak köszönhetően menynyire meg tud változni ez a paraméter. Az emberi fejlődés során ezen ingadozáshoz viszonylag jól hozzászoktunk, így a szervezetünk önmagában a légnedvesség változására nem reagál olyan érzékenyen. Természetesen abban a pillanatban, hogy a légnedvesség növekedése mellett növekszik a léghőmérséklet is, már sokkal érzékenyebbek vagyunk.
Saját hőtermelésünk figyelembevétele viszonylag kis határokon belül mozog. Fanger dolgozta ki, milyen irányadó számokat kell figyelembe vennünk az emberi belső hőfejlődés szempontjából. Az általa összeállított táblázatból a tevékenységünk szerint választhatjuk ki azt az átlagértéket, amivel számolhatunk egy becsült értéket. Természetesen ez eltérő lehet személyenként, ezért intervallumokat határoztak meg.
Ruházkodásunkat változtathatjuk, így ezzel befolyásolni tudjuk a belső hőfejlődésünket, tehát egy önálló szabályozást végzünk. Vagyis ami igazán fontos paramétert jelent a méretezés során, az a léghőmérséklet és a felületek közepes sugárzási hőmérséklete. Ez csupán egy tényező miatt tér el a hagyományos méretezéstől, hiszen abban az esetben csak a levegő hőmérsékletét vesszük figyelembe. Ebben az esetben, mikor a felületek hőmérséklete is érdekel bennünket, rögtön egy diszkomfort (kellemetlen érzetet okozó) tényezőt, az aszimmetrikus sugárzást szeretnénk kizárni. A külső hideg falak felé van egy sugárzásos hőleadásunk, egy másik, melegebb felület felől pedig egy sugárzásos hőfelvételünk. Tehát a jelenség akkor jön létre, mikor a felületi hőmérsékletek a helyiségben jelentős mértékben eltérnek egymástól. Ez természetesen az emberre kellemetlen hatással van, de kiküszöbölhető például a felületfűtésekkel. (A tervezés során oda kell figyelni, hogy túl szélsőséges felületi hőmérsékleteket ne érjünk el.)

Bővebben kicsit a helyi diszkomfort tényezőkről. Alapvetően négy ilyen tényezőt különböztetünk meg egymástól:
. huzathatás,
. vertikális hőmérsékletkülönbség,
. a padló felületi hőmérséklete,
. sugárzási hőmérséklet-aszimmetria.
A négy közül a legfontosabb a hőmérséklet-aszimmetria, ugyanis ez mindegyik másik tényezőre kihatással van. Értékét befolyásolja, hogy a helyiség milyen határoló szerkezetekkel rendelkezik, hogy azok milyen nagyságúak, milyen azok felületi hőmérséklete, elhelyezkedése.

A kellemes hőérzeti állapot feltétele, hogy az emberi test biológiai hőtermelése az egészségre nem káros test-, bőrfelületi hőmérséklet mellett jusson a környezetbe. Ez négyféleképpen mehet végbe:
. száraz hőleadás,
. sugárzásos hőleadás,
. légzés útján történő hőleadás,
. elpárologtatás útján történő hőleadás.
A biológiai hőtermelést ún. met-ben szokás megadni, a mértékegységség a metabolikus hőfejlődésre utal. A mértéke függ a végzett tevékenységtől. A hőérzeti viszonyokat, mint azt már említettem, nagyban befolyásolja a ruházat szigetelési mértéke, hővezetési ellenállása. Ezt az értéket clo mértékegységben szokás megadni, az értékeket kísérleti úton határozták meg. A hőtermelésünknek mintegy 80%-a száraz hőleadás, hőátadás és hősugárzás útján távozik. Átlagos körülmények között az e két módon távozott hő aránya nagyjából azonos. Amennyiben a környezeti feltételek megváltoznak, a szervezet ahhoz igazodni próbál. Ha például a levegő hőmérséklete nő, a szervezet a bőrfelület hőmérsékletének növelésével reagál, megpróbálva a hőmérsékletkülönbséget egy állandó értéken tartani. Amennyiben a környezeti hőmérséklet lecsökken, a bőrfelületünk hőmérséklete is csökkeni fog. A bőrfelületi hőmérséklet a test maghőmérsékletéig tud változni. Ezen hőmérséklet eléréséig a száraz hőleadás aránya csökken, amennyiben túllépi ezt a határt, megszűnik a száraz hőleadás, és pusztán párolgás útján adjuk le a hőt.
Olyan helyiségekben, ahol a sugárzással leadott hőáram nagy, vagyis a környező felületek hőmérséklete alacsony, ott a jelenség a levegő hőmérsékletének olymértékű növelésével kompenzálható, hogy az összes száraz hőleadás változatlan maradjon. Ezért nyújt nagyszerű megoldást a lehűlő falak "megszüntetése". Vagyis amennyiben ezek a falak felületi fűtéssel vannak ellátva, nincs szükség a megfelelő hőérzet eléréséhez a belső hőmérséklet nagymértékű növelésére, vagy akár egyáltalán annak változtatására.

Szigetvári Csilla

---