Comfort en huid
H1: Behaaglijkheid
Comfort
Optimale behaaglijkheid: toestand waarin niemand iets te klagen heeft over zijn omgeving
→ Waarover zou iets te klagen kunnen zijn?
- Thermisch comfort = gemoedstoestand die de tevredenheid met de thermische omgeving
uitdrukt (individuele variatie op de thermische omgeving)
→ Ook kan een persoon totaal niet bewust zijn van zijn omgeving of niet geven of de ruimte te
warm/koud is
<-> Waarnemen van temperatuur (belangrijke factor)
- Ontevredenheid met thermische omgeving → lichaam is te koud/warm of door ongewenste
verwarming/verkoeling van een lichaamsdeel (local discomfort)
Menselijke warmteregulatie
Basisbehoefte gemiddeld persoon (idealen voor de mens):
Warmteregulatie → factoren bij warmteafgifte
- Convectie: gevolg van temperatuursverschil tussen oppervlakte
van gedragen kleding en de omgevingslucht (positief of negatief)
→ België = positief, tropische gebieden = negatief
- Straling: de mens staat in constante stralingswarmte-uitwisseling
met de omgevende wanden en voorwerpen
→ Complex proces (directe/indirecte straling, afstanden,
oppervlakteverhoudingen… belangrijk)
- Vochtdiffusie: de mens bestaat uit een groot deel uit vocht
→ De huid bevat een verzadigde dampdruk en de omgevingslucht heeft een lage dampdruk
= Huis is vocht doorlatend, waardoor door dampdrukverschil een vochttransport plaatsvind
<-> Transpiratie (treedt op bij toenemende behoefte aan warmteafgifte, inspanning)
- Transpiratie: manier waardoor het menselijk lichaam zijn overschot kan warmte kan afvoeren
→ Bij een overschot van warmte in het lichaam, helpt transpiratie die overschot weg te werken
<-> Verdampen van water vraagt energie = kleine hoeveelheden vragen al een grote hoeveelheid
energie van het lichaam
→ Verlies van water tijdens transpiratie moet worden gecompenseerd met vochtinname
- Latente warmte in waterdamp van uitgeademde lucht: door ademen, komt omgevingslucht
in de longen (bevat waterdamp)
→ uitgeademede lucht is verzadigd met waterdamp
= Verschil in vochtgehalte tussen in- en uitademen bepaalt de warmtehoeveelheid die zal
worden afgevoerd
- Voelbare warmte in uitgeademde lucht: uitgeademde lucht bevat meer waterdamp dan
ingeademde lucht + meer warmte dan omgevingslucht
→ bij elke ademtocht wordt een bepaalde hoeveelheid voelbare warmte afgevoerd
1
,- Kleding (warmtetransport): omwanding van naakte lichaam = extra isolatielaag van de huid
→ Huid is warmer dan het oppervlak van de kleding
= Transmissieberekening voor kleding: kledingoppervlak
omrekenen naar het menselijk oppervlak en dan een
warmteweerstand invoeren (= clo-waarde)
+ TABEL
- Metabolisme: de mens moet voedsel innemen om energie te
voorzien van zijn lichaam
→ bij verbranding van voedsel is een bepaalde hoeveelheid
zuurstof nodig, die door inademing wordt opgenomen
= Bij verbranding komt warmte vrij (metabolisme), die moet
afgevoerd worden
- 1 MET = 58,2 Watt (latente warmte + voelbare warmte)
- Verrichte arbeid: deel van vrijgekomen verbrandingswarmte van voedsel wordt benut voor het
verrichtten van uitwendige arbeid (afhankelijk van zwaarte arbeid)
→ Bij toenemende arbeidsinspanning zal meer voedsel genuttigd worden, onder normale
omstandigheden is het aandeel arbeid in het metabolisme klein
- Geleiding: geleiding in warmtetransport grotendeels te verwaarlozen, maar speelt wel een rol
→ Bij aanraking van voorwerpen door menselijk lichaam is er een contacttemperatuur
(afhankelijk van stofeigenschappen van huid en voorwerp)
- Aanraking van vloeren → voetwarm = bij aanraking een aangename indruk maakt
(contactcoëfficiënt ‘bvloer’ is bepalend)
= Voetwarm beton: Tmin = 22°C → bvloer = 1680 J/(m².k.s1/2)
= Voetwarm hout: Tmin = 18°C → bvloer = 700 J/(m².k.s1/2)
= Voetwarm linoleum: Tmin = 15°C → bvloer = 525 J/(m².k.s1/2)
- Normale omstandigheden: verhouding aandelen in warmteafgifte
→ Afgifte door straling = +/- 50%
→ Afgifte door convectie = +/- 30%
→ Afgifte door verdamping = +/- 20%
→ Afgifte door geleiding is verwaarloosbaar
Operatieve temperatuur
Trs = (temperatuur lucht + gemiddelde temperatuur wanden) / 2
→ operatieve temperatuur = comforttemperatuur (op basis van CLO
en MET)
- CLO: m²/K.W-1 (kledingkeuze)
- MET: W.m² (hoeveel energie je verbruikt)
Meten van behaaglijkheid
Behaaglijkheidsgrootheden
→ Thermische behaaglijkheid bereiken: thermisch evenwicht tussen de warmte ontwikkelt door
de mens en de warmteafgifte van hetzelfde lichaam aan zijn omgeving
= Warmteafgifte → 4 grootheden: droge bol temperatuur (luchttemperatuur) TL, natte bol
temperatuur (relatieve vochtigheid) Tn, luchtsnelheid v en temperatuur van de omwanding T w
2
,Meten van temperatuur
- Methode van de krekels: (aantal tjirpen in 14 seconden + 8) . = temperatuur in °C
→ Nauwkeurigheid van +/- 2°C
- Katathermometer: thermometer met een relatief groot vloeistofreservoir + gevoelig
voor stralingsinvloeden
→ Poging om de reactie van het menselijk lichaam te kunnen imiteren
= Glasthermometer, gevuld met alcohol, waarmee de afkoelsnelheid wordt gemeten:
thermometer verwarmen tot bepaalde temperatuur + laten afkoelen en tijd meten
waarin de temperatuur x-°C daalt
→ Afkoelsnelheid (afhankelijk van windsnelheid, straling zon en relatieve vochtigheid van lucht)
- Zwarte bol thermometer: thermometer waarvan sonde met kwikreservoir ligt in het
centrum van een gesloten matzwarte koperen bol met geringe massa (d = 15cm)
→ Zwarteboltemperatuur: maat voor de door de mensen ervaren temperatuur ten
gevolge van warmtestraling (°C)
= Ervaringstemperatuur: bij gelijke luchttemperatuur ervaren mensen een hogere
temperatuur in de felle zon dan in de schaduw
- Temperatuur is ongeveer gelijk aan gemiddelde van lucht- en stralingstemperatuur
- Natte bol thermometer: temperatuur die wordt gebruikt om het effect van temperatuur,
vochtigheid, windsnelheid en zichtbare/infrarode straling (zonlicht) op mensen te meten
= Ervaringstemperatuur bij warmte: mens houdt lichaam koel bij zweten, waardoor bij warm
weer de huid vochtig zal zijn
→ Natteboltemperatuur = laagste temperatuur die een nat voorwerp krijgt, die zich in een
luchtstroom bevindt, ten gevolge van verdampen van aanklevend water
= Adiabatisch: zonder warmte-uitwisseling met de omgeving
- Temperatuur vergelijken met gewone temperatuur → luchtvochtigheid bepalen
2 thermometers in luchtstroom plaatsen (min. 2m/s) + bij 1 thermometer
wordt een katoenen kousje rond de sensor aangebracht en een katoenen
draad die is verbonden met een waterreservoir
→ Voor het verdampen van water uit het kousje is warmte nodig, die onttrokken wordt aan de
thermometer, waardoor deze afkoelt
= De thermometer met de natte bol zal een lagere temperatuur aangeven dan de thermometer
met de droge bol
→ Temperatuur daalt tot er geen water meer verdampt
= Verdampen stopt bij temperatuur met relatieve luchtvochtigheid van 100% (verdampen en
temperatuurdaling stopt)
- Evenwichtstemperatuur = natteboltemperatuur = ervaringstemperatuur
→ Verschil in temperatuur is ene maat voor de vochtigheid van de luchtstroom (hoe droger de
lucht, hoe meer water er verdampt en hoe lager de natteboltemperatuur)
- Invloed van luchtsnelheid: wanneer lucht ons lichaam passeert, neemt deze een dunne
isolatielaag stilstaande lucht rond ons lichaam mee (wenselijk bij warm weer, niet bij koud weer)
3
, - Invloed van luchtsnelheid: gecorrigeerde effectieve temperatuur
→ Verticale as = bij bepaalde luchttemperatuur
→ Schuin oplopende lijnen = bij bepaalde luchtsnelheid
→ De gevoelstemperatuur die overeenkomt met de luchttemperatuur en
luchtsnelheid
- 37°C: onafhankelijk van luchtsnelheid → wind neemt isolatielaag
stilstaande lucht rond ons lichaam weg, maar vervangt deze door lucht
op lichaamstemperatuur (geen energietransport door onze isolatielaag)
= Bij x °C en x m/s, is de gevoelstemperatuur x °C
Comfortvergelijking van Fanger
→ index vastleggen van hoe een groep waarnemers het
(binnen)klimaat waardeert
= Behaaglijkheidsvergelijking (individuele variatie van koud tot heet)
- Voorspelling van gemiddelde waardering van behaaglijkheid = PMV-index (PredictedMeanVote)
→ In relatie met het percentage te verwachten ontevreden
waarnemers = PPD-index (PredictedPercentageDissatified)
- PMV houdt rekening met de omgevingsparameters
(luchttemperatuur, stralingstemperatuur, luchtsnelheid en
relatieve vochtigheid samen met warmteproductie)
→ Meer mensen zijn niet tevreden, beginnend in het midden
Definitie van comfortklassen
- Klasse A = beter comfort, door meer maatregelen met installaties (meer kosten)
2. Ergonomie van de thermische omgeving: analytische bepaling en interpretatie van
thermische behaaglijkheid door berekening van de PMV- en PPD-waarden en door criteria voor
de plaatselijke thermische behaaglijkheid
- Temperatuur per klasse
3. Prestatiecriteria voor gebouwen voor comfort en gezondheid
→ Voor ontwerpen van verwarming en warmteberekeningen gebruikt men de minimumwaarde,
en voor koeling de maximumwaarde
4. Paramaters voor het binnenklimaat voor het ontwerpen en beoordelen van
energieprestaties van gebouwen (kwaliteit binnenlucht, thermische omgeving en akoestiek)
→ Aanbevelingen van binnentemperaturen bij het ontwerpen van gebouwen
4
H1: Behaaglijkheid
Comfort
Optimale behaaglijkheid: toestand waarin niemand iets te klagen heeft over zijn omgeving
→ Waarover zou iets te klagen kunnen zijn?
- Thermisch comfort = gemoedstoestand die de tevredenheid met de thermische omgeving
uitdrukt (individuele variatie op de thermische omgeving)
→ Ook kan een persoon totaal niet bewust zijn van zijn omgeving of niet geven of de ruimte te
warm/koud is
<-> Waarnemen van temperatuur (belangrijke factor)
- Ontevredenheid met thermische omgeving → lichaam is te koud/warm of door ongewenste
verwarming/verkoeling van een lichaamsdeel (local discomfort)
Menselijke warmteregulatie
Basisbehoefte gemiddeld persoon (idealen voor de mens):
Warmteregulatie → factoren bij warmteafgifte
- Convectie: gevolg van temperatuursverschil tussen oppervlakte
van gedragen kleding en de omgevingslucht (positief of negatief)
→ België = positief, tropische gebieden = negatief
- Straling: de mens staat in constante stralingswarmte-uitwisseling
met de omgevende wanden en voorwerpen
→ Complex proces (directe/indirecte straling, afstanden,
oppervlakteverhoudingen… belangrijk)
- Vochtdiffusie: de mens bestaat uit een groot deel uit vocht
→ De huid bevat een verzadigde dampdruk en de omgevingslucht heeft een lage dampdruk
= Huis is vocht doorlatend, waardoor door dampdrukverschil een vochttransport plaatsvind
<-> Transpiratie (treedt op bij toenemende behoefte aan warmteafgifte, inspanning)
- Transpiratie: manier waardoor het menselijk lichaam zijn overschot kan warmte kan afvoeren
→ Bij een overschot van warmte in het lichaam, helpt transpiratie die overschot weg te werken
<-> Verdampen van water vraagt energie = kleine hoeveelheden vragen al een grote hoeveelheid
energie van het lichaam
→ Verlies van water tijdens transpiratie moet worden gecompenseerd met vochtinname
- Latente warmte in waterdamp van uitgeademde lucht: door ademen, komt omgevingslucht
in de longen (bevat waterdamp)
→ uitgeademede lucht is verzadigd met waterdamp
= Verschil in vochtgehalte tussen in- en uitademen bepaalt de warmtehoeveelheid die zal
worden afgevoerd
- Voelbare warmte in uitgeademde lucht: uitgeademde lucht bevat meer waterdamp dan
ingeademde lucht + meer warmte dan omgevingslucht
→ bij elke ademtocht wordt een bepaalde hoeveelheid voelbare warmte afgevoerd
1
,- Kleding (warmtetransport): omwanding van naakte lichaam = extra isolatielaag van de huid
→ Huid is warmer dan het oppervlak van de kleding
= Transmissieberekening voor kleding: kledingoppervlak
omrekenen naar het menselijk oppervlak en dan een
warmteweerstand invoeren (= clo-waarde)
+ TABEL
- Metabolisme: de mens moet voedsel innemen om energie te
voorzien van zijn lichaam
→ bij verbranding van voedsel is een bepaalde hoeveelheid
zuurstof nodig, die door inademing wordt opgenomen
= Bij verbranding komt warmte vrij (metabolisme), die moet
afgevoerd worden
- 1 MET = 58,2 Watt (latente warmte + voelbare warmte)
- Verrichte arbeid: deel van vrijgekomen verbrandingswarmte van voedsel wordt benut voor het
verrichtten van uitwendige arbeid (afhankelijk van zwaarte arbeid)
→ Bij toenemende arbeidsinspanning zal meer voedsel genuttigd worden, onder normale
omstandigheden is het aandeel arbeid in het metabolisme klein
- Geleiding: geleiding in warmtetransport grotendeels te verwaarlozen, maar speelt wel een rol
→ Bij aanraking van voorwerpen door menselijk lichaam is er een contacttemperatuur
(afhankelijk van stofeigenschappen van huid en voorwerp)
- Aanraking van vloeren → voetwarm = bij aanraking een aangename indruk maakt
(contactcoëfficiënt ‘bvloer’ is bepalend)
= Voetwarm beton: Tmin = 22°C → bvloer = 1680 J/(m².k.s1/2)
= Voetwarm hout: Tmin = 18°C → bvloer = 700 J/(m².k.s1/2)
= Voetwarm linoleum: Tmin = 15°C → bvloer = 525 J/(m².k.s1/2)
- Normale omstandigheden: verhouding aandelen in warmteafgifte
→ Afgifte door straling = +/- 50%
→ Afgifte door convectie = +/- 30%
→ Afgifte door verdamping = +/- 20%
→ Afgifte door geleiding is verwaarloosbaar
Operatieve temperatuur
Trs = (temperatuur lucht + gemiddelde temperatuur wanden) / 2
→ operatieve temperatuur = comforttemperatuur (op basis van CLO
en MET)
- CLO: m²/K.W-1 (kledingkeuze)
- MET: W.m² (hoeveel energie je verbruikt)
Meten van behaaglijkheid
Behaaglijkheidsgrootheden
→ Thermische behaaglijkheid bereiken: thermisch evenwicht tussen de warmte ontwikkelt door
de mens en de warmteafgifte van hetzelfde lichaam aan zijn omgeving
= Warmteafgifte → 4 grootheden: droge bol temperatuur (luchttemperatuur) TL, natte bol
temperatuur (relatieve vochtigheid) Tn, luchtsnelheid v en temperatuur van de omwanding T w
2
,Meten van temperatuur
- Methode van de krekels: (aantal tjirpen in 14 seconden + 8) . = temperatuur in °C
→ Nauwkeurigheid van +/- 2°C
- Katathermometer: thermometer met een relatief groot vloeistofreservoir + gevoelig
voor stralingsinvloeden
→ Poging om de reactie van het menselijk lichaam te kunnen imiteren
= Glasthermometer, gevuld met alcohol, waarmee de afkoelsnelheid wordt gemeten:
thermometer verwarmen tot bepaalde temperatuur + laten afkoelen en tijd meten
waarin de temperatuur x-°C daalt
→ Afkoelsnelheid (afhankelijk van windsnelheid, straling zon en relatieve vochtigheid van lucht)
- Zwarte bol thermometer: thermometer waarvan sonde met kwikreservoir ligt in het
centrum van een gesloten matzwarte koperen bol met geringe massa (d = 15cm)
→ Zwarteboltemperatuur: maat voor de door de mensen ervaren temperatuur ten
gevolge van warmtestraling (°C)
= Ervaringstemperatuur: bij gelijke luchttemperatuur ervaren mensen een hogere
temperatuur in de felle zon dan in de schaduw
- Temperatuur is ongeveer gelijk aan gemiddelde van lucht- en stralingstemperatuur
- Natte bol thermometer: temperatuur die wordt gebruikt om het effect van temperatuur,
vochtigheid, windsnelheid en zichtbare/infrarode straling (zonlicht) op mensen te meten
= Ervaringstemperatuur bij warmte: mens houdt lichaam koel bij zweten, waardoor bij warm
weer de huid vochtig zal zijn
→ Natteboltemperatuur = laagste temperatuur die een nat voorwerp krijgt, die zich in een
luchtstroom bevindt, ten gevolge van verdampen van aanklevend water
= Adiabatisch: zonder warmte-uitwisseling met de omgeving
- Temperatuur vergelijken met gewone temperatuur → luchtvochtigheid bepalen
2 thermometers in luchtstroom plaatsen (min. 2m/s) + bij 1 thermometer
wordt een katoenen kousje rond de sensor aangebracht en een katoenen
draad die is verbonden met een waterreservoir
→ Voor het verdampen van water uit het kousje is warmte nodig, die onttrokken wordt aan de
thermometer, waardoor deze afkoelt
= De thermometer met de natte bol zal een lagere temperatuur aangeven dan de thermometer
met de droge bol
→ Temperatuur daalt tot er geen water meer verdampt
= Verdampen stopt bij temperatuur met relatieve luchtvochtigheid van 100% (verdampen en
temperatuurdaling stopt)
- Evenwichtstemperatuur = natteboltemperatuur = ervaringstemperatuur
→ Verschil in temperatuur is ene maat voor de vochtigheid van de luchtstroom (hoe droger de
lucht, hoe meer water er verdampt en hoe lager de natteboltemperatuur)
- Invloed van luchtsnelheid: wanneer lucht ons lichaam passeert, neemt deze een dunne
isolatielaag stilstaande lucht rond ons lichaam mee (wenselijk bij warm weer, niet bij koud weer)
3
, - Invloed van luchtsnelheid: gecorrigeerde effectieve temperatuur
→ Verticale as = bij bepaalde luchttemperatuur
→ Schuin oplopende lijnen = bij bepaalde luchtsnelheid
→ De gevoelstemperatuur die overeenkomt met de luchttemperatuur en
luchtsnelheid
- 37°C: onafhankelijk van luchtsnelheid → wind neemt isolatielaag
stilstaande lucht rond ons lichaam weg, maar vervangt deze door lucht
op lichaamstemperatuur (geen energietransport door onze isolatielaag)
= Bij x °C en x m/s, is de gevoelstemperatuur x °C
Comfortvergelijking van Fanger
→ index vastleggen van hoe een groep waarnemers het
(binnen)klimaat waardeert
= Behaaglijkheidsvergelijking (individuele variatie van koud tot heet)
- Voorspelling van gemiddelde waardering van behaaglijkheid = PMV-index (PredictedMeanVote)
→ In relatie met het percentage te verwachten ontevreden
waarnemers = PPD-index (PredictedPercentageDissatified)
- PMV houdt rekening met de omgevingsparameters
(luchttemperatuur, stralingstemperatuur, luchtsnelheid en
relatieve vochtigheid samen met warmteproductie)
→ Meer mensen zijn niet tevreden, beginnend in het midden
Definitie van comfortklassen
- Klasse A = beter comfort, door meer maatregelen met installaties (meer kosten)
2. Ergonomie van de thermische omgeving: analytische bepaling en interpretatie van
thermische behaaglijkheid door berekening van de PMV- en PPD-waarden en door criteria voor
de plaatselijke thermische behaaglijkheid
- Temperatuur per klasse
3. Prestatiecriteria voor gebouwen voor comfort en gezondheid
→ Voor ontwerpen van verwarming en warmteberekeningen gebruikt men de minimumwaarde,
en voor koeling de maximumwaarde
4. Paramaters voor het binnenklimaat voor het ontwerpen en beoordelen van
energieprestaties van gebouwen (kwaliteit binnenlucht, thermische omgeving en akoestiek)
→ Aanbevelingen van binnentemperaturen bij het ontwerpen van gebouwen
4
