COMFORT & HUID
LES 1 BEHAAGLIJKHEID
1. COMFORT WAT?
Optimale behaaglijkheid = een toestand waarin niemand klaagt
Thermisch comfort
= een gemoedstoestand die tevredenheid met de thermische omgeving uitdrukt
= individuele gewaarwording
= toestand waarin de persoon zich totaal niet bewust is van zijn omgeving
≠ hetzelfde concept als het gevoel van temperatuur, het is wel een belangrijke factor
2. DE MENSELIJKE WARMTEREGULATIE
Basisbehoeften gemiddeld persoon
- Luchtsnelheid: 0,13 - 0,22 m/sec
- Temperatuur: 0,18 - 22 °C
- Licht: 100 - 3000 lux
- Luchtkwaliteit: 350 - 1500 ppm CO2
- Vochtigheid: 35 - 65 % RV
- Luchtdruk: 890 - 1030 hPa
- Geluid: 30 - 70 dB/A
Bij de warmteregulatie van het lichaam spelen volgende 10 factoren een rol : warmteafgifte:
a. Convectie
➔ Gevolg van het temperatuurverschil tussen gedragen kleding en omgevingslucht
(kan positief (Belgie) of negatief zijn)
b. Straling
➔ De mens staat in een constante stralingswarmte-uitwisseling met omgeven wanden,
meubels
c. Vochtdiffusie
➔ in de huid heerst een verzadigde dampdruk behorende bij de temperatuur vd huid =
vocht doorlatend. De omgevingslucht zal een lagere dampdruk hebben en
waterdamp heeft de neiging om van een gebied met hogere dampdruk (huid) naar
een gebied met lagere dampdruk ( de omgevingslucht) te gaan
d. Transpiratie
➔ Lichaam af te koelen door verdamping van het zweet (veel energie voor nodig)
e. Latente warmte in de ademlucht
➔ Door het ademen komt een hoeveelheid omgevingslucht in de longen.
Deze bevat een zekere hoeveelheid waterdamp. Het verschil in vochtgehalte tussen in- en
uitademen bepaalt dus de warmteafgifte als latente warmte
f. Voelbare warmte in de ademlucht
➔ de uitgeademde lucht bevat meer waterdamp dan de ingeademde lucht, maar tevens
is de uitgeademde lucht warmer dan de omgevingslucht. (Belgie) Bij elke ademtocht
wordt een zekere hoeveelheid voelbare warmte afgevoerd
g. Warmtetransport door kleding
➔ Kleding = extra soort isolatielaag = spouwmuur ( R in clo)
, > nu is de huid warmer dan het oppervlak van de kleding (naakt = 0)
h. Metabolisme
➔ Voor de verbranding van voedsel is er een bepaalde hoeveelheid zuurstof nodig die
door inademing wordt opgenomen. Er komt warmte vrij = metabolisme
( Eenheid: Watt of MET) 1 MET = 58,2 watt
➔ eten – energie – warmte – verbanden – zuurstof nodig – inademen
i. Verrichte arbeid
➔ bij toenemende arbeidsinspanning zal meer voedsel worden genuttigd.
Onder “normale” omstandigheden is het aandeel van de arbeid in het metabolisme
betrekkelijk klein.
j. Geleiding
➔ Meestal aandeel van de geleiding in het warmtetransport te verwaarlozen.
Bij aanraking van voorwerpen door het menselijk lichaam stelt zich een zogenoemde
contacttemperatuur in (afh vd stofeig, huid en het voorwerp)
Vb: aanraking van vloeren. Een vloer wordt “voetwarm” genoemd wanneer deze bij
aanraking geen onaangename indruk maakt.
De contactcoefficient “bvloer” van de vloer is hierbij bepalend voetwarm
Beton Tmin= 22°C bvloer = 1.680 J/(m2.k.s1/2)
Hout Tmin = 18°C bvloer = 700 J/(m2.k.s1/2)
linoleum Tmin = 15°C bvloer = 525 J/(m2.k.s1/2)
➔ Hout is interessanter bij vloerverwarming dan beton, warmt sneller op
Warmteafgifte in normale omstandigheden Operatieve temperatuur
(ons lichaam kan niet om met 2 ≠ temp) Trs = (T lucht + gem T
wanden) / 2
• Afgifte door straling : +/- 50% = ook wel
comforttemperatuur • Afgifte door convectie : +/- 30%
• Afgifte door
verdamping : +/- 20% (FYI = “verdunstung”)
hoe hoger de temp, hoe hoger de verdamping
(donkergrijs = latente warmte)
3. HET METEN VAN BEHAAGLIJKHEID
,Behaaglijkheidsgrootheden
Om thermische behaaglijkheid te bereiken moet aan de voorwaarde worden voldaan dat er
thermisch evenwicht is tussen de door het lichaam van de mens ontwikkelde warmte en de
warmteafgifte van datzelfde lichaam aan zijn omgeving.
In deze warmteafgifte spelen vier grootheden een belangrijke rol:
• De droge bol temperatuur (luchttemperatuur ) TL
• De natte bol temperatuur Tn (en daardoor de relatieve vochtigheid )
• De luchtsnelheid v
• De temperatuur van de omwanding Tw
Meten van de temperatuur
Methode van de krekels (nauwkeurigheid van +/-2°C)
Katathermometer is een glasthermometer gevuld met alcohol met een groot vloeistofreservoir,
die gevoelig is voor stralingsinvloeden. Het wordt gebruikt om de afkoelingssnelheid van het
menselijk lichaam te meten, door de tijd te registreren waarin de temperatuur van bijvoorbeeld
38°C naar 35°C daalt. Deze snelheid wordt beïnvloed door factoren zoals windsnelheid,
zonnestraling en luchtvochtigheid, en is gerelateerd aan de gevoelstemperatuur.
Zwarte Bol Thermometer waarvan het kwikreservoir is geplaatst in het centrum van een
matzwarte bol (globe) van 150 mm diameter en geringe massa. Deze globe temp toont het
gemiddelde van de lucht- en stralingstemp. De zwarteboltemperatuur is een maat voor de temp
die het menselijk lichaam ervaart door warmtestraling. Het is de temp die een imaginaire zwarte
bol, die het lichaam omsluit, zou moeten hebben om dezelfde stralingsuitwisseling te creeren als
in het echt. De zwarteboltemp wordt gebruikt om de "ervaringstemperatuur" te bepalen. Bij
gelijke luchttemp ervaren mensen een hogere temp in de felle zon dan in de schaduw.
Natte Bol Thermometer : De natteboltemperatuur is een type schijnbare temp die wordt
gebruikt om het effect van temperatuur, vochtigheid, windsnelheid (gevoelstemperatuur) en
zichtbare en infrarode straling (meestal zonlicht) op mensen te schatten. De natteboltemp wordt
veel gebruikt om een "ervaringstemperatuur" bij warmte te beschrijven. Een mens houdt het
lichaam koel door zweten en bij warm weer zal de huid dus vochtig zijn. De ervaren temperatuur
komt daardoor meer overeen met de natteboltemperatuur dan met de gemeten
luchttemperatuur (in deze context vaak "drogeboltemperatuur" genoemd).
De natteboltemp is de laagste temp die een nat voorwerp bereikt door verdamping van water in
een luchtstroom, zonder warmte-uitwisseling met de omgeving (= adiabatisch)
Door deze temperatuur te vergelijken met de gewone temperatuur kan de luchtvochtigheid
worden bepaald. 2 thermometers in een luchtstroom geplaatst (min. snelheid 2 m/s, waarvan
een een nat katoenen kousje heeft dat via een katoenen draad is verbonden met een
waterreservoir. Voor het verdampen van het water uit het kousje is warmte nodig. Deze warmte
wordt onttrokken aan de thermometer. De thermometer met de natte bol heeft een lagere temp
dan met de droge bol. Het stoppen van het verdampen van water in het kousje en het constant
blijven van de temp treedt op bij die temperatuur, waarbij de relatieve luchtvochtigheid 100% is.
Invloed van de luchtsnelheid : Wanneer lucht ons lichaam passeert, neemt deze altijd dat
dunne isolatielaagje stilstaande lucht rond ons lichaam mee waardoor het koeler wordt
, Invloed van de luchtsnelheid : Gecorrigeerde effectieve temperatuur
De grafiek hieronder geeft :
• bij een bepaalde luchttemperatuur: de verticale as
• bij een bepaalde luchtsnelheid: schuin oplopende lijnen
• aan met welke gevoelstemperatuur dit overeenstemt.
!! bij 37°C maakt het niet uit of er wind is of niet: de wind die aangewaaid komt,
neemt onze isolatielaag wel weg, maar vervangt deze opnieuw door lucht op
lichaamstemp: er is dus helemaal geen energietransport door onze isolatielaag
4. COMFORTVERGELIJKING VAN FANGER
Fanger heeft op grond van de door hem ontwikkelde behaaglijkheidsvergelijking een index
vastgesteld om te kunnen vastleggen hoe een groep waarnemers het (binnen)klimaat waardeert.
Deze voorspelde gemiddelde waardering (Predicted Mean Vote-index, PMV-index) staat in relatie
tot het percentage te verwachten ontevreden waarnemers (Predicted Percentage Dissatified, PPD)
7-punten schaal thermische behaaglijkheid :
+3 : heet
+2 : warm
+1 : lichtjes warm
0 : neutraal
-1 : lichtjes koel
-2 : koel
-3 : koud Meest ideale sturing is steeds 5% PPD
PMV houdt rekening met de omgevingsparameters (luchttemperatuur, stralingstemperatuur,
luchtsnelheid en relatieve vochtigheid samen met warmteproductie welke ontstaat door een
activiteitsgraad en de thermische weerstand van kledij)
5. DEFINITIE VAN COMFORTKLASSEN
CR 1752 (2004) Prestatiecriteria van gebouwen voor gezondheid en comfort
ISO 7730 (2005) Ergonomie van de thermische omgeving- Analytische bepaling en interpretatie
van thermische behaaglijkheid door berekening van de PMV-en PPD-waarden (Fanger) en
door criteria voor de plaatselijke thermische behaaglijkheid
NBN EN 15251 (2007) Inputparameters voor het binnenmilieu voor het ontwerp en de
beoordeling van de energieprestatie van gebouwen die zich richten op de binnenluchtkwaliteit,
de thermische omgeving, de verlichting en de akoestiek
(Klasse A heeft veel meer maatregelen en investeringen dus klasse B of C nemen)
LES 1 BEHAAGLIJKHEID
1. COMFORT WAT?
Optimale behaaglijkheid = een toestand waarin niemand klaagt
Thermisch comfort
= een gemoedstoestand die tevredenheid met de thermische omgeving uitdrukt
= individuele gewaarwording
= toestand waarin de persoon zich totaal niet bewust is van zijn omgeving
≠ hetzelfde concept als het gevoel van temperatuur, het is wel een belangrijke factor
2. DE MENSELIJKE WARMTEREGULATIE
Basisbehoeften gemiddeld persoon
- Luchtsnelheid: 0,13 - 0,22 m/sec
- Temperatuur: 0,18 - 22 °C
- Licht: 100 - 3000 lux
- Luchtkwaliteit: 350 - 1500 ppm CO2
- Vochtigheid: 35 - 65 % RV
- Luchtdruk: 890 - 1030 hPa
- Geluid: 30 - 70 dB/A
Bij de warmteregulatie van het lichaam spelen volgende 10 factoren een rol : warmteafgifte:
a. Convectie
➔ Gevolg van het temperatuurverschil tussen gedragen kleding en omgevingslucht
(kan positief (Belgie) of negatief zijn)
b. Straling
➔ De mens staat in een constante stralingswarmte-uitwisseling met omgeven wanden,
meubels
c. Vochtdiffusie
➔ in de huid heerst een verzadigde dampdruk behorende bij de temperatuur vd huid =
vocht doorlatend. De omgevingslucht zal een lagere dampdruk hebben en
waterdamp heeft de neiging om van een gebied met hogere dampdruk (huid) naar
een gebied met lagere dampdruk ( de omgevingslucht) te gaan
d. Transpiratie
➔ Lichaam af te koelen door verdamping van het zweet (veel energie voor nodig)
e. Latente warmte in de ademlucht
➔ Door het ademen komt een hoeveelheid omgevingslucht in de longen.
Deze bevat een zekere hoeveelheid waterdamp. Het verschil in vochtgehalte tussen in- en
uitademen bepaalt dus de warmteafgifte als latente warmte
f. Voelbare warmte in de ademlucht
➔ de uitgeademde lucht bevat meer waterdamp dan de ingeademde lucht, maar tevens
is de uitgeademde lucht warmer dan de omgevingslucht. (Belgie) Bij elke ademtocht
wordt een zekere hoeveelheid voelbare warmte afgevoerd
g. Warmtetransport door kleding
➔ Kleding = extra soort isolatielaag = spouwmuur ( R in clo)
, > nu is de huid warmer dan het oppervlak van de kleding (naakt = 0)
h. Metabolisme
➔ Voor de verbranding van voedsel is er een bepaalde hoeveelheid zuurstof nodig die
door inademing wordt opgenomen. Er komt warmte vrij = metabolisme
( Eenheid: Watt of MET) 1 MET = 58,2 watt
➔ eten – energie – warmte – verbanden – zuurstof nodig – inademen
i. Verrichte arbeid
➔ bij toenemende arbeidsinspanning zal meer voedsel worden genuttigd.
Onder “normale” omstandigheden is het aandeel van de arbeid in het metabolisme
betrekkelijk klein.
j. Geleiding
➔ Meestal aandeel van de geleiding in het warmtetransport te verwaarlozen.
Bij aanraking van voorwerpen door het menselijk lichaam stelt zich een zogenoemde
contacttemperatuur in (afh vd stofeig, huid en het voorwerp)
Vb: aanraking van vloeren. Een vloer wordt “voetwarm” genoemd wanneer deze bij
aanraking geen onaangename indruk maakt.
De contactcoefficient “bvloer” van de vloer is hierbij bepalend voetwarm
Beton Tmin= 22°C bvloer = 1.680 J/(m2.k.s1/2)
Hout Tmin = 18°C bvloer = 700 J/(m2.k.s1/2)
linoleum Tmin = 15°C bvloer = 525 J/(m2.k.s1/2)
➔ Hout is interessanter bij vloerverwarming dan beton, warmt sneller op
Warmteafgifte in normale omstandigheden Operatieve temperatuur
(ons lichaam kan niet om met 2 ≠ temp) Trs = (T lucht + gem T
wanden) / 2
• Afgifte door straling : +/- 50% = ook wel
comforttemperatuur • Afgifte door convectie : +/- 30%
• Afgifte door
verdamping : +/- 20% (FYI = “verdunstung”)
hoe hoger de temp, hoe hoger de verdamping
(donkergrijs = latente warmte)
3. HET METEN VAN BEHAAGLIJKHEID
,Behaaglijkheidsgrootheden
Om thermische behaaglijkheid te bereiken moet aan de voorwaarde worden voldaan dat er
thermisch evenwicht is tussen de door het lichaam van de mens ontwikkelde warmte en de
warmteafgifte van datzelfde lichaam aan zijn omgeving.
In deze warmteafgifte spelen vier grootheden een belangrijke rol:
• De droge bol temperatuur (luchttemperatuur ) TL
• De natte bol temperatuur Tn (en daardoor de relatieve vochtigheid )
• De luchtsnelheid v
• De temperatuur van de omwanding Tw
Meten van de temperatuur
Methode van de krekels (nauwkeurigheid van +/-2°C)
Katathermometer is een glasthermometer gevuld met alcohol met een groot vloeistofreservoir,
die gevoelig is voor stralingsinvloeden. Het wordt gebruikt om de afkoelingssnelheid van het
menselijk lichaam te meten, door de tijd te registreren waarin de temperatuur van bijvoorbeeld
38°C naar 35°C daalt. Deze snelheid wordt beïnvloed door factoren zoals windsnelheid,
zonnestraling en luchtvochtigheid, en is gerelateerd aan de gevoelstemperatuur.
Zwarte Bol Thermometer waarvan het kwikreservoir is geplaatst in het centrum van een
matzwarte bol (globe) van 150 mm diameter en geringe massa. Deze globe temp toont het
gemiddelde van de lucht- en stralingstemp. De zwarteboltemperatuur is een maat voor de temp
die het menselijk lichaam ervaart door warmtestraling. Het is de temp die een imaginaire zwarte
bol, die het lichaam omsluit, zou moeten hebben om dezelfde stralingsuitwisseling te creeren als
in het echt. De zwarteboltemp wordt gebruikt om de "ervaringstemperatuur" te bepalen. Bij
gelijke luchttemp ervaren mensen een hogere temp in de felle zon dan in de schaduw.
Natte Bol Thermometer : De natteboltemperatuur is een type schijnbare temp die wordt
gebruikt om het effect van temperatuur, vochtigheid, windsnelheid (gevoelstemperatuur) en
zichtbare en infrarode straling (meestal zonlicht) op mensen te schatten. De natteboltemp wordt
veel gebruikt om een "ervaringstemperatuur" bij warmte te beschrijven. Een mens houdt het
lichaam koel door zweten en bij warm weer zal de huid dus vochtig zijn. De ervaren temperatuur
komt daardoor meer overeen met de natteboltemperatuur dan met de gemeten
luchttemperatuur (in deze context vaak "drogeboltemperatuur" genoemd).
De natteboltemp is de laagste temp die een nat voorwerp bereikt door verdamping van water in
een luchtstroom, zonder warmte-uitwisseling met de omgeving (= adiabatisch)
Door deze temperatuur te vergelijken met de gewone temperatuur kan de luchtvochtigheid
worden bepaald. 2 thermometers in een luchtstroom geplaatst (min. snelheid 2 m/s, waarvan
een een nat katoenen kousje heeft dat via een katoenen draad is verbonden met een
waterreservoir. Voor het verdampen van het water uit het kousje is warmte nodig. Deze warmte
wordt onttrokken aan de thermometer. De thermometer met de natte bol heeft een lagere temp
dan met de droge bol. Het stoppen van het verdampen van water in het kousje en het constant
blijven van de temp treedt op bij die temperatuur, waarbij de relatieve luchtvochtigheid 100% is.
Invloed van de luchtsnelheid : Wanneer lucht ons lichaam passeert, neemt deze altijd dat
dunne isolatielaagje stilstaande lucht rond ons lichaam mee waardoor het koeler wordt
, Invloed van de luchtsnelheid : Gecorrigeerde effectieve temperatuur
De grafiek hieronder geeft :
• bij een bepaalde luchttemperatuur: de verticale as
• bij een bepaalde luchtsnelheid: schuin oplopende lijnen
• aan met welke gevoelstemperatuur dit overeenstemt.
!! bij 37°C maakt het niet uit of er wind is of niet: de wind die aangewaaid komt,
neemt onze isolatielaag wel weg, maar vervangt deze opnieuw door lucht op
lichaamstemp: er is dus helemaal geen energietransport door onze isolatielaag
4. COMFORTVERGELIJKING VAN FANGER
Fanger heeft op grond van de door hem ontwikkelde behaaglijkheidsvergelijking een index
vastgesteld om te kunnen vastleggen hoe een groep waarnemers het (binnen)klimaat waardeert.
Deze voorspelde gemiddelde waardering (Predicted Mean Vote-index, PMV-index) staat in relatie
tot het percentage te verwachten ontevreden waarnemers (Predicted Percentage Dissatified, PPD)
7-punten schaal thermische behaaglijkheid :
+3 : heet
+2 : warm
+1 : lichtjes warm
0 : neutraal
-1 : lichtjes koel
-2 : koel
-3 : koud Meest ideale sturing is steeds 5% PPD
PMV houdt rekening met de omgevingsparameters (luchttemperatuur, stralingstemperatuur,
luchtsnelheid en relatieve vochtigheid samen met warmteproductie welke ontstaat door een
activiteitsgraad en de thermische weerstand van kledij)
5. DEFINITIE VAN COMFORTKLASSEN
CR 1752 (2004) Prestatiecriteria van gebouwen voor gezondheid en comfort
ISO 7730 (2005) Ergonomie van de thermische omgeving- Analytische bepaling en interpretatie
van thermische behaaglijkheid door berekening van de PMV-en PPD-waarden (Fanger) en
door criteria voor de plaatselijke thermische behaaglijkheid
NBN EN 15251 (2007) Inputparameters voor het binnenmilieu voor het ontwerp en de
beoordeling van de energieprestatie van gebouwen die zich richten op de binnenluchtkwaliteit,
de thermische omgeving, de verlichting en de akoestiek
(Klasse A heeft veel meer maatregelen en investeringen dus klasse B of C nemen)
