Soojusmugavus

Soojusmugavus kirjeldab inimese rahulolevat tunnetust soojuskeskkonna suhtes. See hõlmab erinevaid tingimusi, mille puhul valdav osa inimesi end mugavalt tunneb.

Soojusmugavust on erinevate uuringute põhjal hinnatud üheks kõige olulisemaks teguriks isiku mugavuse ja rahulolu parandamiseks sisekeskkonnas1.

format_quote

Enamikus hoonetes on lagi kõige vähem häiritud pind. See ei sisalda esemeid ega katteid. Seevastu põrandaid katavad sageli paljud esemed (mööbel, vaibad, seadmed). Toimivuse osas on lagi eelistatum; sellest saab suur soojusülekande pind, omades seeläbi aktiivsemat rolli.

Kiel Moe, Thermally Active Surfaces in Architecture, Princeton Architectural Press, New York 2010

 

Mis mõjutab termilist sisekeskkonda?

Inimkeha ja selle väliskeskkonna vaheline soojusvahetus toimub peamiselt kolmel alljärgneval viisil:

  • kiirgus (ingl radiation)
  • konvektsioon (ingl convection)
  • aurustumine (ingl evaporation).

Termilist sisekeskkonda mõjutavad nii sisesed kui ka välised tegurid.

Peamised soojusallikad:

  • elektriseadmed (näiteks valgustus ja arvutid)
  • päikesekiirgus
  • inimkeha

Peamised külmaallikad:

  • aknapinnad
  • kehva soojustusega seinad
  • termilised sillad konstruktsioonides

Kõik eelpool mainitud allikad mõjutavad inimese tunnetust keskkonnast ja seeläbi ka meie üldist mugavusastet2.

Soojusmugavus viitab inimkeha tajutavale tunnetusele, mis kujuneb vastavas keskkonnas paiknevate soojus- ja külmaallikate olemasolu tõttu.

 

Tegurid, mis mõjutavad soojusmugavust

Soojusmugavus sõltub peamiselt kuuest muutuvast tegurist, mis on vajalikud tervisliku tasakaalu säilitamiseks, tagades seeläbi indiviidide rahulolu ümbritseva keskkonna suhtes.

Õhu temperatuur: soojusmugavuse peamine komponent; seda saab lihtsasti mõjutada passiivse ja mehaanilise soojendamise ja jahutamise läbi.

Keskmine kiirgustemperatuur: kõigi ruumi avatud pindade keskmine temperatuur. Koos õhutemperatuuriga võimaldab see määrata vastava töötemperatuuri, mis on soojusmugavuse kõige olulisem komponent.

Õhu liikumiskiirus: (või õhuvool) määrab ruumi õhu liikumiskiiruse ja suuna. Järsud õhu liikumiskiiruse kõikumised võivad põhjustada tuuletõmbe efekti.

Õhuniiskus: (või suhteline õhuniiskus) on õhu niiskusesisaldus. Liiga kõrge või madal õhuniiskuse tase võib tekitada ebamugavust.

Riietus: inimkehale lisatud soojustus. Suurem riietuse hulk vähendab naha kaudu kaduvat soojushulka, mistõttu alaneb ka mugavaks peetud keskkonna temperatuur.

Füüsilise aktiivsuse tase: (nimetatakse ka metaboolseks soojuseks) mõjutab inimkeha poolt toodetud soojushulka ning seeläbi ka tunnetust sooja või külma keskkonna suhtes.

Praktikas on kasutusel olevate lagede tüpoloogiast mõjutatud järgmised tegurid:

  • Õhutemperatuur, olles seotud sellega, mil määral TABS-i puhul lagi plaadiga kokkupuutel õhku võimaldab jahutada.

  • Keskmine kiirgustemperatuur, olles mõjutatud laes paiknevate kiirgavate paneelide katvusastmest.

  • Õhu liikumiskiirus, olles mõjutatud neeldurite paigutusest ja paneelidevaheliste õhuvahede suurusest, mille kaudu võib esineda konvektsioon.

Keskmine hinnang mugavusastmest

Thermal comfort affects the work

Kombineerides kõiki eespool nimetatud tegureid, on võimalik ennustada keskmist hinnangut mugavusastmest3. Samas ei ole alati võimalik luua soojuskeskkond, mis kõiki hoone elanikke ühtviisi rahuldaks, sest inimeste isiklikud eelistused on erinevad. 

Sellistel juhtudel on siiski võimalik määrata tingimused, mida tõenäoliselt peetakse enamikule vastuvõetavaks4. Ja kui seda kombineerida individuaalse kontrolli võimalustega (näiteks riiete vahetamine või akende avamine), suureneb üldine rahulolu keskkonnaga märgatavalt.

Soojusmugavus mõjutab töö tulemuslikkust

Soojustingimused võivad mõjutada hoones viibijate produktiivsust ja töö tulemuslikkust mitmel põhjusel. Vähene soojusmugavus võib

  • põhjustada tähelepanu hajumist
  • häirida üldist heaolu
  • vähendada keskendumisvõimet

Soojusmugavus ja akustika

Sisekeskkonna kvaliteet on tugevas seoses soojusmugavusega, mistõttu on oluline arvestada ka teisi siseruumi parameetreid, nagu näiteks:

  • akustika
  • valgustus
  • õhukvaliteet

Akustika olulisust isikute heaolu suhtes on läbi aegade tõestatud. Esinevad järgnevad kombineeritud efektid:

format_quote

Ebapiisav akustika koos halva soojusmugavusega võimendavad üksteise mõju ning põhjustavad kiirelt lõpp-kasutajatele negatiivseid tagajärgi.

K.C. Parsons, Keskkonnaergonoomika: ülevaade printsiipidest, meetoditest ja mudelitest

  

Thermal comfort associated with soft materials

Arhitektuuriliselt on soojusmugavus seotud pehmete materjalidega ja siledate pindadega nagu näiteks tekstiil, poorsed pinnad või ka puit. Seevastu lamedaid ja kõvasid (metallist või kivist) pindu peetakse soojusmugavuse saavutamiseks küllaltki ebasoodsaks.


Teaduslikult ei ole veel kindlaks tehtud, millest antud nähtus tuleneb, kuid eeldatavasti on see seotud tajutava kiirgusvahetusega antud pinna suhtes. Seda kirjeldatakse kiirgusvõime kaudu. Kiirgusvõime jääb vahemikku 0 kuni 1, kus läikivad metallpinnad väljendavad kiirgust 0 ja mattpinnad 1 lähedal.


Täieliku katvusastmega helineelav lagi suurendab seega hoones paiknevate inimeste nii akustilist kui ka soojusmugavust. Sõltuvalt hoones kasutatavast temperatuuri juhtimissüsteemist, pakub Ecophon sobilikke tootelahendusi, et tagada hoone siseruumide võimalikult kõrge mugavusaste.

HVAC süsteemide integreerimine akustiliste lahendustega

Integrated HVAC systems and acoustic solutionsTavapärastes hoonetes on akustilised laed liides ehitusteenuste ja seadmete vahel (HVAC, valgustus jne). Need katavad tavaliselt seinast seinani 80–90% põrandapinnast.

E-töövahendid nagu näiteks Drawing Aid pakuvad välja laia valikut praktilisi viise HVAC -süsteemide ja akustiliste lahenduste integreerimiseks.

Viimase paari aasta jooksul on täheldatud kergetel kiirguspaneelidel põhinevate hüdrooniliste kütte- ja jahutussüsteemide arvu kasvu. Kui lagi on täielikult kaetud, vähendatakse helineeldurite katvuse osakaalu seinast-seina tavaliselt 40-70%-ni, kuna viimasel veel paiknevad ka kiirguspaneelid.

Seinaneeldurid on laepinnale suurepäraseks täienduseks, juhul kui helineeldurite jaoks pole tervet ruumi pinda saadaval.

Termiliselt aktiveeritavad hoonesüsteemid

Thermally Activated Building systemsBetooni südamiku jahutusega hoonetes, mida nimetatakse ka TABS-ks (Thermally-Activated Building Systems), ei saa lagi soojusülekande tõttu olla täielikult kaetud, sest energia peab saama vabalt ruumi ja betoonplaadi vahel liikuda. Siiski võib see kasulik olla ruumi akustilise optimeerimise tõttu.

Sõltuvalt ventilatsioonisüteemi tüübist võivad sellised hooned olla varustatud vabalt rippuvate akustiliste paneelidega või Baffle paneelidega, et kontrollida ruumi akustikat, kombineerituna seinaneelduritega. Uuringud näitavad, et tänu vabalt rippuvatele helineelduritele, on TABS-i hoonetes6 kõrge soojusmugavuse tase saavutatav kuni 60% ulatuses.

Selleks, et hinnata horisontaalsete neeldurite mõju ruumi temperatuurile, on Ecophon TRNSYS-i jaoks välja töötanud spetsiaalse tüübi, mis on üks enim kasutatud termilise simulatsiooni tarkvarasid. Palun küsige koopiat oma tehnilise disaini toelt.

Lisateabe saamiseks, laadige alla meie teadmiste juhend (pdf)

 


Viited:

  1. M. Frontczak, P. Wargocki, Literature survey on how different factors influence human comfort in indoor environments. Build. Environ. 46, pp. 922-937, 2011.
  2. S.P. Corgnati, M. Gameiro da Silva, R. Ansaldi, E. Asadi, J.J. Costa, M. Filippi, J. Kaczmarczyk, A.K. Melikov, B.W. Olesen, Z. Popiolek, P. Wargocki, Indoor climate quality assessment – evaluation of indoor thermal and indoor air quality. Rehva Guidebook 14. Rehva, Brussels, 2011.
  3. T. Witterseh, Environmental perception, SBS symptoms and the performance of office work under combined exposures to temperature, noise and air pollution, PhD Thesis, Technical University of Denmark, 2001
  4. EN 15251:2007-08,Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics. European Committee for Standardization, 2007.
  5. J. Varjo, V. Hongisto, A. Haapakangas, H. Maula, H. Koskela, J. Hyönä, Simultaneous effects of irrelevant speech, temperature and ventilation rate on performance and satisfaction in open-plan offices. Journal of Environmental Psychology 44, pp. 16–33, 2015.
  6. N. Rage, Experimental and theoretical study of the influence of acoustic panels on the heat exchange between Thermo-Active Building Systems (TABS), the occupants and the room. MSc thesis, Technical University of Denmark, 2015.