Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του...

44
ΑΠΘ/ ΕΜΘΠΜ Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005 Εισήγηση Αναπλ. Καθηγητής Αγις Παπαδόπουλος Θερµική Άνεση στα Κτίρια. Νέα Πρότυπα. Μέθοδοι Βελτίωσης της Θερµικής Άνεσης στα Κτίρια Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής

description

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005. Εισήγηση. Θερµική Άνεση στα Κτίρια. Νέα Πρότυπα. Μέθοδοι Βελτίωσης της Θερµικής Άνεσης στα Κτίρια. Αναπλ. Κ αθηγητής Αγις Παπαδόπουλος. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θ εσσαλονίκης - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του...

Page 1: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του

Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Εισήγηση

Αναπλ. Καθηγητής Αγις Παπαδόπουλος

Θερµική Άνεση στα Κτίρια. Νέα Πρότυπα. Μέθοδοι Βελτίωσης της Θερµικής Άνεσης στα Κτίρια

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής

Page 2: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Ο ολοκληρωμένος σχεδιασμός ενός κτιρίου θα πρέπει να έχει ως στόχο τη βελτιστοποίηση των περιβαλλοντικών παραμέτρων στο εσωτερικό του:

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Οι παράγοντες που εισάγονται με τη γενικότερη αυτή θεώρηση επηρεάζουν

Ποιότητα αέραΘερμική άνεση

Ακουστική άνεση Οπτική άνεση

Υγεία Άνεση Απόδοση

Page 3: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Ορισμός:

Η κατάσταση ενός ατόμου κατά την οποία αυτό δεν επιθυμεί καμία θερμική αλλαγή του εσωτερικού περιβάλλοντος και εκφράζει ικανοποίηση με τις επικρατούσες θερμικές συνθήκες

Από τον ορισμό προκύπτει:

• Υποκειμενικός χαρακτήρας της θερμικής άνεσης

Γιατί μας ενδιαφέρει;

• Ικανοποίηση της επιθυμίας να αισθανόμαστε θερμικά άνετα

• Επηρεάζει την απόδοση του ατόμου (διανοητική, σωματική και αντιληπτική)

Page 4: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗΚατάσταση θερμική ισορροπίας

Ο άνθρωπος θεωρεί το περιβάλλον του ως θερμικά άνετο όταν δεν υπάρχει κάποιο σήμα από τα αισθητήρια όργανα για πτώση/άνοδο της θερμοκρασίας του σώματος

Η θερμοκρασία του δέρματος είναι ο κατάλληλος δείκτης για τη θερμική αίσθηση του περιβάλλοντος

Συμπληρωματικά, έχει προταθεί η εισαγωγή και άλλων φυσικών παραμέτρων για την αξιολόγηση της θερμικής άνεσης όπως:

Μέση θερμοκρασία δέρματος.

Ρυθμός εφίδρωσης.

Ξηρότητα του δέρματος.

Page 5: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗΠαράμετροι που επηρεάζουν τη θερμική άνεση

1. Φυσικοί παράμετροι: Θερμοκρασία του αέρα Μέση θερμοκρασία ακτινοβολίας των εσωτερικών επιφανειών Υγρασία και σχετική υγρασία του αέρα Ταχύτητα του εσωτερικού αέρα Ατμοσφαιρική πίεση

2. Βιολογικοί παράμετροι: Το φύλλο Η ηλικία Οι συνήθειες των χρηστών των κτιρίων

3. Εξωτερικές παράμετροι:

Είδος δραστηριότητας Τύπος ένδυσης

Page 6: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

M – W = H + Ec + Cres + Eres

M: ρυθμός μετατροπής της χημικής ενέργειας σε θερμότητα και μηχανικό έργο, μέσω αερόβιων και αναερόβιων διεργασιών μέσα στο σώμα (μεταβολισμός)

W: ωφέλιμο μηχανικό έργο

Η : απώλειες ενέργειας υπό την μορφή θερμότητας από την επιφάνεια του σώματος μέσω αγωγής, συναγωγής και ακτινοβολίας

Ec: θερμότητα που απάγεται λόγω εξάτμισης σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας

Cres: θερμότητα που απάγεται με αγωγή κατά την αναπνοή

Eres: θερμότητα που απάγεται λόγω εξάτμισης κατά την αναπνοή

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗΜοντέλο υπολογισμού της θερμικής άνεσης

(θερμικό ισοζύγιο ανθρώπινου σώματος)

Page 7: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Πηγή: Peter Höppe, Ivo Martinac, 1997, Biometerology, Indoor climate and air quality, Review of current and future topics in the field of ISB study group 10

Πίνακας: Θερμοκρασία άνεσης αέρα σε σχέση με τη μεταβολική δραστηριότητα και τον τύπο του ρουχισμού

Εργασία

Μεταβολική δραστηριότητα

[W]

Ρουχισμός [clo]

Θερμοκρασία άνεσης Tα (comf)

[0C]

Ηρεμία 0 0,5 31

0 1,0 29

Καθιστική εργασία

43 0,5 27

43 1,0 23

Ελαφριά εργασία

100 0,5 22

100 1,0 16

Έντονη εργασία 200 0,5 12

Συνθήκες μετρήσεων: θερμοκρασία αέρα = μέση θερμοκρασία ακτινοβολίας, πίεση ατμών = 10hPa, ταχύτητα αέρα = 0,1 m/s

Μεταβολική δραστηριότητα και τύπος ρουχισμού

Page 8: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μεταβολική δραστηριότητα και τύπος ρουχισμού

Page 9: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Η... ανάλυση της ένδυσης

Page 10: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μεταβολική δραστηριότητα και τύπος ρουχισμού

Page 11: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗΠρόβλεψη θερμικής άνεσης

Η ικανοποίηση της εξίσωσης θερμικής άνεσης είναι μία συνθήκη για την επίτευξη θερμικής ευεξίας.

Όμως, δεν είναι κατάλληλη άμεσα για την εξακρίβωση της αίσθησης ενός τυχαίου θερμικού περιβάλλοντος από τους χρήστες των κτιρίων όπου οι παράμετροι δεν την ικανοποιούν.

Η ανάγκη χαρακτηρισμού των θερμικών συνθηκών ενός χώρου οδήγησε στον υπολογισμό (πειραματικά):

Δείκτης μέσης πρόβλεψης PMV (Predicted Mean Vote)

Δείκτης δυσαρέσκειας των ανθρώπων PPD (Predicted Percent of Dissatisfied people)

])[(*)028,0*303,0( 036,0resresC

M ECEHWMePMV

)2179,003353,0( 24

95100 PMVPMVePPD

Page 12: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Υπολογισμός του δείκτη PMV μέσω μαθηματικού μοντέλου

Θερμοκρασία αέραΜέση θερμοκρασία ακτινοβολίαςΥγρασία ή σχετική υγρασίαΤαχύτητα αέραΤύπος ρουχισμούΕίδος δραστηριότητας

1

10

100

210-1-2

Δείκτης PMV

PP

D (

% )

Page 13: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Θερμοκρασία του αέρα

Παράμετροι που επηρεάζουν τη θερμοκρασία του αέρα:

Το εξωτερικό περιβάλλον

Ο προσανατολισμός του κτιρίου

Τα υλικά κατασκευής και θερμομόνωσης του κτιρίου

Ο τρόπος αερισμού του κτιρίου (φυσικός/μηχανικός αερισμός)

Ο τρόπος σχεδιασμού, κατασκευής, λειτουργίας και συντήρησης ενός μηχανικά αεριζόμενου κτιρίου

Ο τρόπος σχεδιασμού ενός φυσικά αεριζόμενου κτιρίου

Ο τρόπος σχεδιασμού, κατασκευής, λειτουργίας και συντήρησης του συστήματος θέρμανσης και ψύξης ενός κτιρίου

Η παρουσία λανθανόντων εσωτερικών φορτίων στο κτίριο

Ο τρόπος λειτουργίας του κτιρίου και των συστημάτων του από τους χρήστες

Page 14: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Υγρασία είναι το ποσό των υδρατμών που υπάρχει στον αέρα.

Σχετική υγρασία, που χρησιμοποιείται συχνότατα στην αξιολόγηση της θερμικής άνεσης, εκφράζεται ως ποσοστό του κορεσμένου αέρα σε υδρατμούς

Υγρασία

Η υγρασία του αέρα επηρεάζει τους εξής τρεις μηχανισμούς του σώματός μας:

το μηχανισμό διάχυσης των υγρών υπό τη μορφή αερίων του σώματός μας μέσω του δέρματος,

το μηχανισμό εξάτμισης του ιδρώτα από την επιφάνεια του δέρματος

το μηχανισμό ύγρανσης του εισπνεόμενου αέρα.

Page 15: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Ποσοστό δυσαρεστημένων χρηστών σε σχέση με τη σχετική υγρασία του δέρματος

Πηγή: Jorn Toftum, Anette S. Jorgensen, P.O. Fanger, 1997, Upper limits for indoor air humidity to avoid uncomfortably humid skin

Υγρασία

Page 16: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Πηγή: Jorn Toftum, Anette S. Jorgensen, P.O. Fanger, 1997, Upper Limits for indoor air humidity to avoid warm respiratory discomfort

Σχέση θερμοκρασίας, σχετικής υγρασίας και ποσοστού των δυσαρεστημένων χρηστών που συνδέεται με την αίσθηση του αέρα στην αναπνευστική οδό

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗΥγρασία

Page 17: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Υγρασία

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12 14 16 18 20 22 24 26 28

Θερμοκρασία αέρα χώρου θL (oC)

Σχε

τική

υγρ

ασία

φ (

%)

Άνετα

Ικανοποιητικά

Δυσάρεστα - Ξηρά

Δυσάρεστα - Υγρά

Διάγραμμα θερμικής άνεσης θερμοκρασίας και σχετικής υγρασίας

Τα διαγράμματα θερμικής άνεσης όπως αυτά της σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας οριοθετούν το πεδίο θερμικής ευεξίας

Page 18: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΓΙΑ ΚΛΙΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟΥΣ ΧΩΡΟΥΣ ΤΟ ΧΕΙΜΩΝΑ (ΤΟΤΕΕ 2425/86)

ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΧΩΡΟΥ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΥΓΡΑΣΙΑ

Κατοικίες 22 30-50Κτίρια γραφείων 21-23 30-35

Βιβλιοθήκες - Μουσεία 20-22 40-50Νοσοκομεία 24 30

Εστιατόρια και Κέντρα διασκέδασης 21-23 30-40ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΓΙΑ ΚΛΙΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟΥΣ

ΧΩΡΟΥΣ ΤΟ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ (ΤΟΤΕΕ 2425/86)ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΧΩΡΟΥ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΥΓΡΑΣΙΑ

Κατοικίες 25-26 40-50Κτίρια γραφείων 25-26 40-50

Βιβλιοθήκες – Μουσεία 22 40-55Εστιατόρια και Κέντρα διασκέδασης 23-26 50-60

Εκπαιδευτικά κτίρια 26 45-50Αίθουσες 24 45-50

Χειρουργεία 20-24 50-60Αναρρωτήρια 24 50-60

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Page 19: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗΜέση θερμοκρασία ακτινοβολίας

Η θερμοκρασία μιας συμπαγούς μαύρης επιφάνειας για την οποία παρατηρείται η ίδια απώλεια θερμότητας μέσω ακτινοβολίας, σε σχέση με την εξεταζόμενη επιφάνεια.

Η εξίσωση υπολογισμού της μέσης θερμοκρασίας ακτινοβολίας είναι:

Fp-i: Ο συντελεστής γωνίας μεταξύ του ατόμου και της επιφάνειας i.

ti: Η θερμοκρασία επιφανείας της επιφάνειας i [0C].

Ο υπολογισμός της μέσης θερμοκρασίας ακτινοβολίας είναι ιδιαίτερα επίπονος

Η μέση θερμοκρασία ακτινοβολίας διαφοροποιείται από τη θερμοκρασία του αέρα, γιατί είναι πρωτίστως υπεύθυνη για τις χωροταξικές διαφορές της θερμοκρασίας σε ένα χώρο και τη δημιουργία τοπικής δυσφορίας.

Η μέση θερμοκρασία ακτινοβολίας παίζει κυρίαρχο ρόλο στην ανταλλαγή θερμότητας λόγω ακτινοβολίας μεταξύ του σώματος και του περιβάλλοντος.

27327344

niipr tFt

1ipF

Page 20: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Πηγή: Peter Höppe, Ivo Martinac, 1997, Biometerology, Indoor climate and air quality, Review of current and future topics in the field of ISB study group 10

Ροές θερμότητας από το ανθρώπινο σώμα προς το περιβάλλον

Page 21: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Η κίνηση του αέρα συνδέεται με δύο παραμέτρους:

1. Την ταχύτητα του αέρα.

2. Τη μορφή της ροής του αέρα, αν είναι στρωτή ή τυρβώδης

Ταχύτητα αέρα

Η ταχύτητα του αέρα μεταβάλλει τις απώλειες θερμότητας του σώματος

Οι μεταβολές στη θερμοκρασία του σώματος από την ταχύτητα του αέρα είναι μάλλον απότομες, καθώς ο συντελεστής μετάδοσης θερμότητας δεν είναι γραμμικός.

Στις μικρές ταχύτητες, μικρές μεταβολές της ταχύτητας προκαλούν μεγαλύτερες απώλειες θερμότητας σε σχέση με τις ίδιες μικρές μεταβολές ταχύτητας σε υψηλότερες ταχύτητες αέρα

Page 22: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Σχέση μεταξύ της ταχύτητας του αέρα v και της μέσης θερμοκρασίας του δέρματος tsk

Συνθήκες μετρήσεων: άνδρας 35 ετών, τύπος ρουχισμού=1 clo, καθιστική εργασία, μεταβολικός ρυθμός = 60W, μέση θερμοκρασία ακτινοβολίας trμ=200C = θερμοκρασία αέρα tα, σχετική υγρασία RH=50%

(Πηγή: Peter Höppe, Ivo Martinac, 1997, Biometeorology, Indoor climate and air quality)

Page 23: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

ΕΝΔΕΙΚΝΥΟΜΕΝΕΣ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΑΕΡΑ ΣΕ ΚΛΕΙΣΤΟΥΣ ΧΩΡΟΥΣ* (ΤΟΤΕΕ 2423/86)

ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΕΡΑ (m/s)

ΕΠΙΔΡΑΣΗΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ

ΧΡΗΣΗ

0÷0,08 Παράπονα για έλλειψη κίνησης του αέρα

0,125 Ιδανική κατάσταση

0,125÷0,25Πολύ ικανοποιητική κατάσταση αλλά η

ταχύτητα των 0.25 m/s πλησιάζει τη μέγιστη

0,325Όχι ικανοποιητική για χώρους γραφείων. 0 αέρας παρασύρει ελαφριά χαρτιά από τα

γραφεία

0,375Μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα για άτομα

που κινούνταιΕμπορικά

καταστήματα

0,375÷1,5Επιτρεπόμενη μόνο

για βιομηχανικές εφαρμογές

• Οι παραπάνω ταχύτητες αναφέρονται στη ζώνη διαμονής ατόμων κάθε χώρου (από το δάπεδο μέχρι 2 m ύψος περίπου)

Page 24: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ Η δεύτερη παράμετρος που επηρεάζει καθολικά τις απώλειες θερμότητας από το σώμα είναι ο τύπος της ροής του αέρα

Στα κεντρικά κλιματιζόμενα κτίρια η ροή του αέρα δεν είναι στρωτή καθώς η ταχύτητα του αέρα μεταβάλλεται με κάποια συχνότητα

Ο τύπος της ροής και συγκεκριμένα ο βαθμός της τύρβης επηρεάζει τη θερμοκρασία του δέρματος ακόμη και με τη μέση ταχύτητα του αέρα σταθερή

Η περιοδικά μεταβαλλόμενη ροή του αέρα προκαλεί συναισθήματα δυσφορίας, συγκρινόμενη με τη στρωτή ροή

Σχέση μεταξύ του βαθμού της τυρβώδους ροής Tu και της μέσης θερμοκρασίας του δέρματος tsk

Page 25: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Σε υψηλά ποσοστά τύρβης το ποσοστό των δυσαρεστημένων ατόμων είναι μεγάλο

Ποσοστό των δυσαρεστημένων χρηστών, ως αποτέλεσμα της αίσθησης ρεύματος αέρα στη περιοχή του κεφαλιού, σε σχέση με τη ταχύτητα του αέρα και τρεις περιοχές τύρβης

Πηγή: P.O. Fanger, A.K. Melikov, H. Hanzawa, J. Ring, 1988, Air Turbulence and Sensation of Draught

Page 26: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗΑποτέλεσμα:

Δημιουργία συστημάτων μηχανισμού αερισμού που να παρέχουν τη ροή του αέρα στη ζώνη χρήσης των χώρων με χαμηλές τιμές τύρβης.

Αλλά:

Αυτή η απαίτηση έρχεται σε σύγκρουση με την απαίτηση επαρκούς ανάμιξης του εξωτερικού αέρα με τον εσωτερικό ώστε να επιτευχθεί αραίωση των ρύπων και ομοιογενή εσωτερική ατμόσφαιρα διότι η στρωτή ροή δεν έχει τα επιθυμητά χαρακτηριστικά ανάμιξης, σε αντίθεση με την τυρβώδη ροή.

Τελικά:

Συμβιβασμός & Μελέτη των παραμέτρων και συνδυασμού τους :

η ταχύτητα εξόδου του αέρα από την παροχή του μηχανικού συστήματος

το μέγεθος των παροχών του αέρα του μηχανικού συστήματος και

η απόσταση των παροχών του αέρα από τη ζώνη χρήσης των χώρων

Ωστόσο, ο αερισμός εκτόπισης (displacement ventilation) φαίνεται να ικανοποιεί τις δύο παραπάνω συνθήκες.

Page 27: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Δυναμική θεωρία της θερμικής άνεσης

Βασίζονται σε ένα μοντέλο ανταλλαγής θερμότητας

του σώματος με το περιβάλλον και δεν

εισάγουν καμία ανάδραση στο σύστημα

Η στατική τους μορφή Η καθολική τους ισχύ

Εφαρμογή των προτύπων του ASHRAE 55 – 92 και του ISO 7730, ανεξαρτήτως του κλίματος, του γεωγραφικού πληθυσμού και του τύπου του κτιρίου

Χαρακτηριστικά των υφιστάμενων προτύπων θερμικής άνεσης

Page 28: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ

Τεχνολογικές και προσωπικές ρυθμίσεις

Τεχνολογικές και προσωπικές ρυθμίσεις

Περιβαλλοντικές ρυθμίσεις

Περιβαλλοντικές ρυθμίσεις

Θερμική προσδοκίαΘερμική

προσδοκία

Κλιματικοί και δημογραφικοί παράγοντες

Κλιματικοί και δημογραφικοί παράγοντες

Προηγούμενα θερμικά

περιβάλλοντα

Προηγούμενα θερμικά

περιβάλλοντα

ΙκανοποίησηΙκανοποίηση

ΠροτιμήσειςΠροτιμήσεις

Θερμική επίδρασηΘερμική δυσαρέσκεια

Θερμική αίσθηση

Θερμική επίδρασηΘερμική δυσαρέσκεια

Θερμική αίσθηση

Φυσιολογική θερμορύθμισηΦυσιολογική

θερμορύθμιση

Παρόντα θερμικά – ψυκτικά φορτία του σώματος

Παρόντα θερμικά – ψυκτικά φορτία του σώματος

Το γενικό θερμικό μοντέλο προσαρμογής ως δυναμικό σύστημα.

Πηγή: Richard De Dear, Gail Brager, Donna Cooper, March 1997, Developing an adaptive model of thermal comfort and preference

Page 29: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Για να πληρούνται συνθήκες θερμικής άνεσης, το κτίριο πρέπει να σχεδιαστεί ώστε:

Παρέχει αποδεκτά επίπεδα θερμοκρασίας και υγρασίας

Δημιουργία περιβάλλοντος κατάλληλων συνθηκών μέσω της κίνησης του αέρα, του αερισμού και μικρών διακυμάνσεων θερμοκρασίας

Δυνατότητα ελέγχου από τους χρήστες

Οι έλεγχοι

Η καρδιά για την επίτευξη θερμικής άνεσης είναι:

Το μηχανικό σύστημα & σύστημα διανομής

Το κτιριακό κέλυφος

Page 30: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Μεγιστοποίηση απωλειών θερμότητας

Εμπόδιση των θερμικών κερδών

Εκμετάλλευση των θερμικών κερδών από τον ήλιο και τις εσωτερικές πηγές

Ελαχιστοποίηση των απωλειών θερμότητας

Βασικοί στόχοι των μέτρων βελτίωσης

Κατά την περίοδο δροσισμού όταν στο εσωτερικό περιβάλλον επικρατούν συνθήκες ζέστης

Κατά την περίοδο θέρμανσης όταν στο εσωτερικό περιβάλλον επικρατούν συνθήκες κρύου

Αφύγρανση

Page 31: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Περίοδος θέρμανσης

Ελαχιστοποίηση των απωλειών θερμότητας

Αποτελεσματική θερμομόνωση / θερμοκρασία περιβαλλουσών επιφανειών

Το πρόβλημα Η λύση

Page 32: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Περίοδος θέρμανσης

Ελαχιστοποίηση των απωλειών θερμότητας

Ελαχιστοποίηση του ακούσιου αερισμού

Το πρόβλημα Η λύση

Page 33: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Περίοδος θέρμανσηςΕκμετάλλευση των θερμικών κερδών από τον ήλιο και τις εσωτερικές πηγές

Το πρόβλημα & Η λύση

Page 34: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Περίοδος δροσισμού

Εμπόδιση των θερμικών κερδών

Το πρόβλημα & Η λύση

Ηλιοπροστασία (σκίαση) του κτιρίου με φυσική βλάστηση

Ηλιοπροστασία (σκίαση) του κτιρίου με τα γεωμετρικά στοιχεία (προεξοχές) του κτιρίου

Page 35: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Περίοδος δροσισμού

Εμπόδιση των θερμικών κερδών

Ηλιοπροστασία παραθύρων

Page 36: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Περίοδος δροσισμού

Μεγιστοποίηση απωλειών θερμότητας

Φυσικός αερισμός

ur

Προφίλ τηςροής αέρα

Τυρβώδηςροή

H

H

H

Απομάκρυνση αποθηκευμένης

θερμότητας

Μη διαμπερής αερισμός

Διαμπερής αερισμός

Νυχτερινός αερισμός

Page 37: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Περίοδος δροσισμού

Μηχανικός αερισμός

Συστήματα Έλεγχος

Page 38: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής άνεσης

Περίοδος δροσισμού

Κλιματισμός - Αφύγρανση

Τροχός αφύγρανσης

Page 39: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

«Λεπτομέρειες» που επηρεάζουν

Οι επιφανειακές θερμοκρασίες

Προσεκτική θερμομόνωση

Page 40: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

«Λεπτομέρειες» που επηρεάζουν

Η ταχύτητα κίνησης του αέρα σε διάφορα ύψη

Προσοχή στον αερισμό, είτε τεχνητό είτε φυσικό

Page 41: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

«Λεπτομέρειες» που επηρεάζουν

Ο συνδυασμός δραστηριότητας..

.. Και θέσης στο χώρο

Page 42: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

«Λεπτομέρειες» που επηρεάζουν

Ο συνδυασμός δραστηριότητας..

.. Και θέσης στο χώρο

Page 43: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Κατά συνέπεια

Πολυσύνθετο και πολυκριτηριακό πρόβλημα

Page 44: Χειμερινό  Σχολείο:  Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού Χώρου Δελφοί , 26-27 Νοεµβρίου 2005

ΑΠΘ/ΕΜΘΠΜ

Χειμερινό Σχολείο: Περιβαλλοντική Ποιότητα του Εσωτερικού ΧώρουΔελφοί, 26-27 Νοεµβρίου 2005

Κατά συνέπειαΗ μελέτη, τόσο σε επίπεδο σχεδιασμού

όσο και σε επίπεδο αξιολόγησης απαιτεί προσοχή