Behaaglijkheid van het binnenklimaat
Klimaatinstallaties worden in veel gebouwen toegepast. Zo zijn woningen voorzien van een verwarmingsinstallatie. Ook mechanische ventilatie-installaties worden, door het steeds energiezuiniger bouwen, meer en meer toegepast. Het doel van deze installaties is het scheppen van optimale omstandigheden in de omgeving van de mens.
Optimale omstandigheden worden aangeduid met het begrip behaaglijkheid of comfort.
Welke condities worden door de mens als behaaglijk ervaren? Dit is moeilijk vast te stellen. Arbeiders die zwaar werk verrichten zullen een temperatuur van 10 tot 15ºC als behaaglijk ervaren. Voor luchtig geklede passieve personen kan 24 ºC nog te koud zijn.
Niet alleen thermische invloeden, zoals temperatuur en luchtsnelheid, bepalen de behaaglijkheid maar ook factoren als licht- en geluidniveau. Daarnaast speelt ook de psychische gesteldheid van de mens een rol van betekenis bij het bepalen van de behaaglijkheid.
Diverse wetenschappers hebben de behaaglijkheid van personen onderzocht. De bekendste onderzoeker op dit terrein is P.O. Fanger. De theorie van Fanger wordt vaak toegepast bij het bepalen van het comfort van het binnenklimaat en het zoeken van verklaringen maar klachten.
DE THEORIE VAN FANGER
De theorie van Fanger gaat ervan uit dat in een constante thermische omgeving en bijeen constante metabolische waarde een warmte-evenwicht zal ontstaan. De warmteproductie zal in een dergelijke situatie gelijk zijn aan het warmteverlies. Uit onderzoek is gebleken dat de volgende factoren van invloed zijn op het behaaglijkheidgevoel van de mens:
de luchttemperatuur;
de gemiddelde stralingstemperatuur;
de luchtsnelheid;
de waterdampdruk;
de thermische weerstand van de kleding;
het activiteitenniveau;
de relatieve vochtigheid;
de samenstelling van het luchtgehalte aan toxische stoffen en geuren;
het stofgehalte van de lucht;
het geluidniveau;
het lichtniveau;
de psychische gesteldheid van de mens.
De eerste zeven factoren bepalen samen de thermische behaaglijkheid. Alle factoren, met uitzondering van de laatste, kunnen in getalvorm worden weergegeven. De invloed van de psychische gesteldheid van de mens is slechts indicatief aan te geven. Deze factor kan echter doorslaggevend zijn bij het waarderen van een bepaald klimaat. De psychische gesteldheid van de mens zorgt ervoor dat afzonderlijke individuen gelijke condities ongelijk ervaren.
Vaak wordt gesproken over behaaglijkheidtemperatuur, de luchttemperatuur waarbij een optimale behaaglijkheid bereikt wordt. Deze temperatuur is echter sterk afhankelijk van de overige factoren die de thermische behaaglijkheid bepalen. De invloed van de genoemde factoren op de behaaglijkheid varieert sterk, zoals bijvoorbeeld:
DE GEMIDDELDE STRALINGSTEMPERATUUR.
Onder de gemiddelde stralingstemperatuur wordt verstaan de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van plafond, vloer, wanden, ramen,verwarmingspanelen en inrichting.
In een ideale situatie is de gemiddelde stralingstemperatuur gelijk aan de luchttemperatuur. Een lagere stralingstemperatuur moet gecompenseerd worden met een hogere luchttemperatuur om de optimale behaaglijkheid te behouden.
Het verschil tussen de luchttemperatuur en de gemiddelde stralingstemperatuur mag niet te groot worden aangezien het anders onmogelijk is om een behaaglijk klimaat te realiseren. Vaak wordt een maximaal temperatuursverschil van 5 oC aangehouden.
Een ander aspect is de warmte-uitwisseling in de verschillende richtingen, we spreken van een asymmetrisch stralingsveld.
Een te lage gemiddelde stralingstemperatuur is vaak de oorzaak van klimaatklachten. In veel bedrijven wordt de verwarming in het weekeinde op de nachtverlaging geschakeld. Als maandagochtend de werkzaamheden weer worden hervat, is het de eerste uren niet behaaglijk te krijgen. Door de nachtverlaging koelt niet alleen de lucht af, maar ook de gebouwconstructie. Op maandagochtend is de luchttemperatuur snel op de gewenste waarde, het opwarmen van de gebouwconstructie duurt echter langer.
De luchttemperatuur is feitelijk te laag, omdat de gemiddelde stralingstemperatuur te laag is. Pas als het gebouw rond het middaguur op temperatuur is, wordt het klimaat als behaaglijk ervaren.
DE RELATIEVE LUCHTSNELHEID.
Net als de gemiddelde stralingstemperatuur heeft ook de relatieve luchtsnelheid een grote invloed op de thermische behaaglijkheid. Hoe hoger de luchtsnelheid, hoe hoger de gewenste temperatuur.
In de winter leiden iets hogere luchtsnelheden vaak tot tochtverschijnselen. In de zomer worden hogere luchtsnelheden moedwillig gecreëerd om de behaaglijkheidtemperatuur te verhogen. Hierdoor kan het uit energetisch oogpunt zeer ongunstige koelen van de lucht achterwege gelaten worden. Ook in de zomer kan de luchtsnelheid niet onbeperkt verhoogd worden, aangezien dan ook tochtverschijnselen zullen ontstaan.
De gewaarwording van tocht is een functie van de thermische toestand van het lichaam. Als een persoon het warm heeft, ervaart hij een plaatselijke en actieve koeling als aangenaam. Dezelfde prikkel kan onaangenaam aanvoelen als hij het koud heeft.
COMFORTDIAGRAMMEN.
De comfortvergelijking van Fanger is groot van omvang en de berekeningen zijn zeer gecompliceerd. Voor praktische doeleinden zijn de resultaten van de berekeningen ondergebracht in verschillende soorten comfortdiagrammen.
