Fűtött lakóhelyiségek hőérzeti méretezési eljárásai II.
2007/3. lapszám | Szigetvári Csilla | 4178 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Fűtött lakóhelyiségek hőérzeti méretezési eljárásai II. cikkünkről bővebben olvashat, ha rákattint a címre.
Fűtött lakóhelyiségek hőérzeti méretezési eljárásai II.
A sugárzó fűtéssel ellátott helyiségek hőérzeti méretezésével Chrenko foglalkozott nagyon sokat. Kidolgozott egy módszert, mely a felület és a felületelem közti besugárzás klasszikus törvényeit vette figyelembe. Azonban az ő módszere főképp a mennyezetfűtések esetén alkalmazható. Ettől eltekintve széles körben alkalmazták a módszerét, tekintet nélkül a helyiség funkciójától, illetve a bent tartózkodó személyek adottságaitól. Később rájöttek, hogy azért ilyen nagy mértékű általánosítás nem megengedett, így továbbfejlesztették Chrenko kutatásait. Megállapították, hogy a hőveszteséget mindig a keletkezés helyén kell pótolni, vagyis amennyiben a falakon keresztül távozik a hő, akkor azt ott kell pótolni, amennyiben a mennyezeten keresztül távozik, ott.
Chrenko kísérleteit egy speciális mérőszobában végezte el, melynek a menynyezete változtatható magasságú volt. Alapvetően három közérzeti problémát szeretett volna tisztázni. Elsősorban egy értékpár-sort akart felállítani, hogy a különböző mennyezeti hőmérsékletek milyen léghőmérsékletek esetén nyújtanak megfelelő hőérzetet. Másodszor, hogy ezen értékek huzamosabb tartózkodás esetén hogyan alakulnak, harmadszor pedig milyen hatása van egy hideg oldalfalnak egy meleg mennyezet esetén. Eredményül azt kapta, hogy a kellemes hőérzet függ a fejtetőt ért sugárzás mennyiségétől, hogy attól függetlenül, hogy a fej nem érzékelt kellemetlenséget, de a láb igen, szintén kellemetlen hőérzet alakult ki, és hogy nem függ az oldalfalaktól a kellemes hőérzet, amennyiben sugárzó mennyezetfűtést alkalmazunk. A kutatási eredményeket Kollmar és Liese nomogrammokban ábrázolták (1. ábra).
Alapvetően két esetre dolgozták ki a görbéket. "A" esetben egy ülő emberrel számoltak, itt a besugárzási tényező minimuma 0,15, míg "B" esetben egy álló embert vettek figyelembe, és a besugárzási tényező minimuma 0,22. A méretezések többségében a "B" esetet használták, azonban a későbbiekben felmerült az igény, hogy ezen minimális besugárzási tényezőérték alatti érték esetén is milyen hőmérsékletekkel kell számolni.
Macskásy Árpád próbálta megoldani először ezt a problémát, alapul véve Chrenko eredményeit. Ezek alapján meghatározta a görbe egyenletét, majd kiszámította a Chrenko által vett minimális besugárzási tényező értékénél kisebb értékekre is. Macskásy számítása során meghatározta a sugárzási hőmérséklet meghatározására használatos egyenletet, illetve egy hozzá tartozó görbét is. Azonban ez csak sugárzó ernyő esetében alkalmazható. Az egyenlet számításba veszi a koponya hőmérsékletét, a nem sugárzó felület hőmérsékletét, a koponya hőleadását, a koponya sugárzó felületére vonatkozó besugárzási tényezőt, a koponya nem fűtött felületére vonatkozó besugárzási tényezőt, a koponya levegő felé való hőleadásának hőátadási tényezőjét, valamint a kölcsönös sugárzási együtthatót.
Az előzőekben tárgyalt méretezési eljárás további problémákat is felvetett, így a kutatók tovább keresték a megfelelő méretezési eljárásokat. Számos hőérzeti vizsgáló laboratóriumot állítottak fel, található ilyen van pl. Koppenhágában vagy Kansas-ben.
Koppenhágában Fanger foglalkozott ezzel a témakörrel, és sikerült is kidolgoznia a zárt terek hőérzeti méretezési eljárását. Lényegét 28 komfortdiagram adja, amik feloszthatók három csoportra. A diagrammok alapjául szolgált az általa kidolgozott emberi hőegyensúlyi egyenlet, illetve a PMV-PPD értékek - várható szubjektív hőérzet értékei - is (2. ábra). (Konkrétan 5% elégedetlenséget vett figyelembe.) Az egyenletben szerepel az emberi test belő hőtermelése, a Du Bois testfelület, a metabolikus hő, a mechanikai munka hatásfoka, a parciális vízgőznyomás, a ruházattal borított felület aránya, a levegőhőmérséklet, a ruházat közepes felületi hőmérséklete, közepes sugárzási hőmérséklet és a konvekciós hőátadási tényező.
Az első csoportba 12 diagram tartozik. Itt az azonos levegő-, illetve közepes sugárzási hőmérséklet függvényében ábrázolta a nedves gömbhőmérsékletet. Paraméterként jelentek meg a relatív nedvességtartalom és a légsebesség. A 12 diagram 4×3 csoportot jelent. Négyféle ruházat és mindegyik ruházat esetén háromféle nehézségű tevékenység esetén vizsgál. Ezeket a diagrammokat ritkán használjuk, mivel a nedves hőmérséklet a gyakorlatban nem használatos fogalom. Használatának kizárását okozza még az a tény is, hogy ritkán adódik olyan helyzet, ahol a léghőmérséklet megegyezik a közepes sugárzási hőmérséklettel.
A második csoportba négy diagram tartozik. Itt az azonos léghőmérséklet és közepes sugárzási hőmérséklet függvényében a légsebességet ábrázolta, paraméterként a különböző aktivitások jelennek meg, négyféle ruházat esetén vizsgált. Alkalmazása szintén ritka a már fent említett hőmérsékletazonosság miatt.
A harmadik csoportba szintén 4×3 diagram tartozik. Négyféle ruházat, háromféle tevékenységi aktivitás jelenik meg. Ebben az esetben a levegőhőmérséklet függvényében a közepes sugárzási hőmérsékletet ábrázolta, a paramétert a légsebesség adja. Mindegyik diagram esetében 50% relatív nedvességtartalmat vett figyelembe. Zárt terek méretezésekor főleg ezeket a diagrammokat alkalmazzuk. (Meghatározhatók ezek segítségével az öszszetartozó hőmérsékletpárok kellemes hőérzet esetén.)
A komfortdiagramokhoz tartozik még további 5×3 segéddiagram is. Ezek segítségével figyelembe vehetjük a különböző paraméterek kisebb mértékű változásait is.
A méretezés alapját tehát ezen diagramok adják, ezzel egy viszonylag korszerű hőérzeti méretezést végezhetünk el, de amint már említettem, ennek ellenére is felléphetnek a helyi diszkomfort tényezők. Az egyik a már ezelőtt megemlített aszimmetrikus sugárzás, a másik pedig a már szintén említett huzathatás. Az utóbbi vizsgálatakor két emberi testrészt kell figyelembe venni. Az egyik a boka tájéka, a másik pedig a tarkó. Hogy huzat szempontjából megfelelő-e a helyiség, szintén diagrammok segítségével állapíthatjuk meg. Létezik diagram, amelyben a léghőmérséklet függvényében a légsebességet ábrázolták, létezik olyan, ahol a hőmérsékletkülönbség függvényében szintén a légsebesség van ábrázolva egyrészt a nyak-tájékra, másrészt a bokatájékra vonatkozóan.
Szigetvári Csilla
