Toplotni komfor

Thermal Comfort

Trudimo se da svesno postižemo toplotni komfor svakog dana. Jedna od glavnih namena zgrada je da nas zaštite od ekstremnih spoljnih uslova. Većina ljudi toplotni komfor uzima zdravo za gotovo, ali energija se koristi da bi se on postigao, na primer zagrevanjem ili hlađenjem. Prilikom projektovanja zgrada važno je uzeti u obzir toplotni komfor; dizajniranje treba da obezbedi dobre termičke uslove zasnovane na energetski efikasnim tehnologijama poput prirodne ventilacije, zasenčenja sunca i inteligentnog dizajna zgrada.

We strive to consciously achieve thermal comfort every day. One of the main purposes of buildings is to protect us from extreme external conditions. Most people take thermal comfort for granted, but energy is used to achieve it, such as through heating or cooling. When designing buildings, it is important to consider thermal comfort; the design should provide good thermal conditions based on energy-efficient technologies like natural ventilation, sun shading, and intelligent building design.

Jedna od definicija termičkog komfora je „to je stanje uma koje izražava zadovoljstvo termalnom sredinom i procenjuje se subjektivnom procenom“. Iako se termička osetljivost razlikuje od osobe do osobe, u zavisnosti od starosti (vrlo mlada i vrlo stara su posebno osetljive), pola, odevanja, aktivnosti, kulturnih navika itd., osnovni principi termičkog komfora uglavnom su univerzalni. Termički komfor se doživljava kroz brojne svesne interakcije između tri lična faktora i okoline:

One definition of thermal comfort is "it is the state of mind that expresses satisfaction with the thermal environment and is assessed by subjective evaluation." Although thermal sensitivity varies from person to person, depending on age (very young and very old are particularly sensitive), gender, clothing, activity, cultural habits, etc., the basic principles of thermal comfort are mostly universal. Thermal comfort is experienced through numerous conscious interactions between three personal factors and the environment:

Fiziološki: način na koji naša tela rade i interakcija sa našim okruženjem;
Fizički: glavni parametri okoline (temperatura vazduha, vlažnost vazduha, kretanje vazduha, temperatura vazduha u sobi);
Socijalno psihološko: način na koji se osećamo u celini (na primer, ako smo umorni, pod stresom, srećni…) i vrstu socijalnog okruženja u kojem živimo.

Physiological: the way our bodies work and interact with our environment;
Physical: main environmental parameters (air temperature, humidity, air movement, room air temperature);
Social psychological: how we feel overall (e.g., if we are tired, stressed, happy...) and the type of social environment we live in.

Fiziološki aspekt

Physiological Aspect

Sistemi regulacije unutar naših tela neprekidno nastoje da uravnoteže našu razmenu toplote sa okolinom, ubrzavajući ili usporavajući rad srca tako da modifikuje naš protok krvi i reguliše raspodelu toplote; drhtanjem kada je previše hladno da bi se povećala proizvodnja toplote; znojenjem kada je previše vruće da bi se smanjila temperatura kože zahvaljujući isparavanju. Udobno zatvoreno okruženje ograničava napore koje naša tela trebaju da ulože u regulisanje telesne temperature, uspostavljajući dobar energetski balans.

Regulation systems within our bodies constantly strive to balance our heat exchange with the environment, accelerating or slowing down the heart rate to modify our blood flow and regulate heat distribution; shivering when it is too cold to increase heat production; sweating when it is too hot to reduce skin temperature through evaporation. A comfortable enclosed environment limits the efforts our bodies need to exert to regulate body temperature, establishing a good energy balance.

Fizički aspekt

Physical Aspect

U fizičkom okruženju se toplotna energija (toplota ili hladnoća) prenosi kondukcijom, zračenjem i konvekcijom. Kondukcija je prenos energije putem čvrste građe, poput poda ili zida. Konvekcija je prenos energije iz čvrste sredine u susedni gas ili tečnost (vazduh ili voda). A zračenje je energija koja se emituje sa površine, kao što je radijator.

In the physical environment, thermal energy (heat or cold) is transferred by conduction, radiation, and convection. Conduction is the transfer of energy through a solid medium, such as a floor or wall. Convection is the transfer of energy from a solid medium to an adjacent gas or liquid (air or water). And radiation is energy emitted from a surface, such as a radiator.

Sociološko-psihološki aspekt

Sociological-Psychological Aspect

Trenutno emocionalno stanje, raspoloženje, nivo umora pojedinca će uticati na njegovo iskustvo u okruženju. Očekivanja igraju važnu ulogu u načinu na koji pojedinac doživljava fizički svet: čovek bi očekivao da je plaža vruća, a planinski dom hladan, ali generalno, percepcije će verovatno zasnovati na sopstvenoj termalnoj istoriji. Na primer, drugi faktori životne sredine, buka ili odbljesak mogu uticati na termičku percepciju, što dovodi do pojačanog osećaja pregrevanja. Hladan dom je loš po vaše zdravlje i povećava rizik od kardiovaskularnih, respiratornih i reumatoidnih bolesti kao i pogoršanja mentalnog zdravlja. Hladne kuće značajno doprinose nivou prekomernih zimskih smrti svake godine.

Current emotional state, mood, and level of fatigue will influence an individual's experience of the environment. Expectations play an important role in how an individual perceives the physical world: one would expect a beach to be hot and a mountain lodge to be cold, but generally, perceptions are likely to be based on one's own thermal history. For example, other environmental factors, noise or glare, can influence thermal perception, leading to an increased sense of overheating. A cold home is bad for your health and increases the risk of cardiovascular, respiratory, and rheumatoid diseases, as well as deteriorating mental health. Cold homes significantly contribute to the level of excess winter deaths each year.

Koji faktori utiču na naš termički komfor?

What Factors Affect Our Thermal Comfort?

Uravnoteženo termalno okruženje od suštinskog je značaja za prijatnost.

Balanced thermal environment is essential for comfort.

Uticaj temperature na rad i zdravlje

Impact of Temperature on Work and Health

Na koncentraciju, ručnu spretnost i pojavu nezgoda utiču prekomerno visoke ili niske temperature. Radna temperatura i relativna vlaga u prostoru određuju uslove komfora u zavisnosti od toga šta nosimo i šta radimo. Naša tela su takođe osetljiva na male varijacije faktora kao što su gradijent brzine vazduha i temperature. Uticaj lokalnih neugodnih elemenata mora se svesti na minimum kako bismo u potpunosti uživali u prostoru i udobno funkcionisali, bez obzira na to što radimo.

Concentration, manual dexterity, and the occurrence of accidents are affected by excessively high or low temperatures. The working temperature and relative humidity in a space determine comfort conditions depending on what we wear and what we do. Our bodies are also sensitive to small variations in factors such as airspeed and temperature gradients. The impact of local unpleasant elements must be minimized to fully enjoy the space and function comfortably, regardless of what we are doing.

Ljudsko telo se može modelovati kao otvoreni sistem koji razmenjuje energiju kroz svoju kožu radi održavanja unutrašnje temperature od približno 37°C. Toplota koju proizvodi ljudsko telo nastaje zahvaljujući bazalnom metabolizmu, koji je osnova koja omogućava da se telo održi u životu, i metabolizmom mišića ili mehaničkim naprezanjem ljudskog tela. Energetska ravnoteža ljudskog tela sastoji se u otvorenom sistemu koji kroz svoju konturu (čovekovo telo, koža) razmenjuje energiju i materiju (hrana, disanje, evapotranspiracija) sa spoljašnjošću.

The human body can be modeled as an open system that exchanges energy through its skin to maintain an internal temperature of approximately 37°C. The heat produced by the human body is due to basal metabolism, which is the basis that allows the body to stay alive, and muscle metabolism or mechanical exertion of the human body. The energy balance of the human body consists of an open system that exchanges energy and matter (food, breathing, evapotranspiration) with the external environment through its contour (human body, skin).

Uzimajući primer sobe koja se nalazi u zgradi koja je loše i slabo izolovana, sa spoljnom temperaturom od -5 °C i unutrašnjom temperaturom od 20 °C, mogla bi da zabeleži temperaturu površine od 16 °C na prozorima, 11 °C na okviru prozora, 15,5 °C na unutrašnjem zidu, 8,7 °C u ćošku, 10,1 °C u liniji gde se spoljni zid susreće sa podom. Ove temperaturne razlike, pored nelagode, mogu da stvaraju buđ i kondenzaciju.

Taking the example of a room located in a poorly and weakly insulated building, with an outside temperature of -5 °C and an indoor temperature of 20 °C, it could record a surface temperature of 16 °C on the windows, 11 °C on the window frame, 15.5 °C on the interior wall, 8.7 °C in the corner, 10.1 °C at the line where the exterior wall meets the floor. These temperature differences, in addition to discomfort, can create mold and condensation.

Ljudsko telo je modelirano kao telo koje poseduje određenu temperaturu i koje toplotnim zračenjem razmenjuje toplotu sa okolinom. Odeća je glavni faktor klimatskog prilagođavanja čoveka na životnu sredinu, a zatim sledi upotreba sistema grejanja ili hlađenja za kontrolu mikroklimatskih uslova u zatvorenom okruženju.

The human body is modeled as a body that possesses a certain temperature and exchanges heat with the environment through thermal radiation. Clothing is the main factor of human climatic adaptation to the environment, followed by the use of heating or cooling systems to control microclimatic conditions in an indoor environment.

U razmeni energije između ljudskog tela i okoline, pored fizioloških parametara (balans toplote čoveka) i odeće, potrebno je opisati parametre koji deluju na ljudsko telo, odnosno parametre koji se odnose na mikroklimu u unutrašnjem i spoljašnjem prostoru.

In the exchange of energy between the human body and the environment, in addition to physiological parameters (human heat balance) and clothing, it is necessary to describe the parameters that act on the human body, i.e., the parameters related to the microclimate in the indoor and outdoor spaces.

Parametri unutrašnjeg prostora

Indoor Space Parameters

Temperatura vazduha (t a mereno u °C), koja karakteriše razmenu toplotne energije između tela (temperatura kože ili temperature odeće) i okoline;
Relativna vlažnost (mera relativne vlažnosti u %), koja karakteriše toplotnu razmenu mase i energije usled gubitka toplote difuzijom kože (E d) i latentnim gubicima toplote (E re); u slučaju visokih vrednosti RH (npr. > 75%) u zatvorenom okruženju, količina energije i mase koje je moguće razmeniti manja je u poređenju sa nižim vrednostima RH;
Brzina vazduha (mereno u m/s), koja karakteriše toplotnu razmenu konvekcijom (gubitak toplote konvekcijom) između ljudskog tela ili površine odeće i okolnog vazduha;
Srednja temperatura zračenja (MRT izmerena u °C), koju karakteriše toplotna razmena zračenjem (gubitak toplote zračenjem) između ljudskog tela ili površine odeće i zidova pri konstantnoj temperaturi.

Air temperature (t a measured in °C), which characterizes the exchange of thermal energy between the body (skin temperature or clothing temperature) and the environment;
Relative humidity (measured in %), which characterizes the thermal exchange of mass and energy due to heat loss through skin diffusion (E d) and latent heat losses (E re); in the case of high RH values (e.g., > 75%) in an indoor environment, the amount of energy and mass that can be exchanged is lower compared to lower RH values;
Air velocity (measured in m/s), which characterizes the thermal exchange by convection (heat loss by convection) between the human body or clothing surface and the surrounding air;
Mean radiant temperature (MRT measured in °C), which characterizes the thermal exchange by radiation (heat loss by radiation) between the human body or clothing surface and the walls at a constant temperature.

Uticaj lokalne neprijatnosti

Impact of Local Discomfort

Lokalna neprijatnost negativno utiče na percepciju kvaliteta unutrašnjeg okruženja jer direktno utiče na pojedinačne osobe. U okruženjima za kolektivnu i kontinuiranu upotrebu, kao što su kancelarije, škole i slično, u kojima različiti ljudi zauzimaju, često ista mesta, to može stvoriti situacije hronične bolesti i, pored fizioloških neprijatnosti, takođe može izmeniti socijalne odnose koji se stvaraju između stanara.

Local discomfort negatively affects the perception of indoor environmental quality because it directly impacts individuals. In environments for collective and continuous use, such as offices, schools, and similar places where different people occupy often the same spots, it can create chronic illness situations and, besides physiological discomfort, can also alter the social relationships formed among occupants.

Nakon što se utvrdi koji parametri treba da se koriste za procenu toplotnog komfora u zatvorenim sredinama, korisno je navesti neke indikacije u vezi sa dizajnom. Na prvom mestu treba naglasiti da postoji direktna povezanost između toplotnog komfora i energetskih performansi, ali zgrade sa visokim energetskim performansama ne obezbeđuju uvek toplotni komfor: mogu postojati situacije opšte nelagodnosti ili lokalnih nelagodnosti, zbog specifičnih situacija ili izbora dizajna, na primer, veliki prozor, povoljan u pogledu toplotnih dobitaka zimi, može biti faktor nelagodnosti. Postoji linearna korelacija, ali, generalno, niskoenergetske zgrade usvajaju rešenja koja favorizuju osećaj pozitivnog toplotnog komfora, kao što su ujednačenost površinskih temperatura svih površina u okruženju, smanjujući prisustvo asimetrija zračenja i moguće konvektivne pojave generisanja neprijatnih strujanja vazduha. Upotreba podnog grejanja i/ili klimatizacionih sistema (kontrolisana mehanička ventilacija) može povećati prisustvo „toplih“ podova (nelagodnost) i/ili strujanja vazduha (još jedan faktor neprijatnosti).

After determining which parameters should be used to assess thermal comfort in enclosed environments, it is useful to provide some design indications. Firstly, it should be emphasized that there is a direct correlation between thermal comfort and energy performance, but high-energy performance buildings do not always provide thermal comfort: there can be situations of general discomfort or local discomfort due to specific situations or design choices, for example, a large window, favorable in terms of heat gains in winter, can be a factor of discomfort. There is a linear correlation, but generally, low-energy buildings adopt solutions that favor a sense of positive thermal comfort, such as uniform surface temperatures of all surfaces in the environment, reducing the presence of radiation asymmetries and possible convective phenomena generating uncomfortable airflows. The use of underfloor heating and/or air conditioning systems (controlled mechanical ventilation) can increase the presence of "warm" floors (discomfort) and/or airflows (another factor of discomfort).

Termički komfor može imati veliki uticaj na dizajn omotača zgrade i sistema koji se koriste za kontrolu unutrašnje sredine. Na upotrebu energije za postizanje ciljeva toplotnog komfora snažno utiče izbor i primena kriterijuma termičkog komfora. Zgrade NZEB moraju održavati idealnu temperaturu u zatvorenom prostoru tokom cele godine koristeći vrlo malo energije, imati zidove i podove koji su prijatni na dodir bez obzira na vremenske prilike i nemaju promaju i curenje vazduha.

Thermal comfort can have a significant impact on the design of the building envelope and the systems used to control the indoor environment. The use of energy to achieve thermal comfort goals is strongly influenced by the choice and application of thermal comfort criteria. NZEB buildings must maintain an ideal indoor temperature throughout the year using very little energy, have walls and floors that are pleasant to the touch regardless of weather conditions, and have no drafts or air leaks.

Ključna razmatranja za termički komfor

Key Considerations for Thermal Comfort

Ključna razmatranja za termički komfor uključuju:

Key considerations for thermal comfort include:

Nepropusnost i ventilacija. Nepropusni omotač, zajedno sa prirodnom ili mehaničkom ventilacijom, može da kontroliše unutrašnju termalnu sredinu upravljajući izmenom vazduha sa spoljašnjom sredinom.
Termička inercija. Materijali koji se koriste za izgradnju zgrade (na primer izbor cigle, kamena ili drveta) utiču na to koliko se brzo osete promene vremenskih uslova.
Solarni dobitak. Kroz svoj ukupni oblik, orijentaciju, broj i veličinu prozora i sposobnost površina da apsorbuju i propuštaju toplotu, omotač zgrade može da kontroliše koliko toplote od sunca (solarni dobitak) je dozvoljeno da uđe u zgradu.
Izolacija. Izolovanje omotača zgrade i korišćenje termički efikasnih prozora smanjuje gubitak toplote zimi i toplotne dobitke tokom leta.

Sealing and Ventilation. A sealed envelope, along with natural or mechanical ventilation, can control the internal thermal environment by managing air exchange with the external environment.
Thermal Inertia. The materials used for building construction (e.g., the choice of brick, stone, or wood) affect how quickly weather changes are felt.
Solar Gain. Through its overall shape, orientation, number and size of windows, and the ability of surfaces to absorb and transmit heat, the building envelope can control how much heat from the sun (solar gain) is allowed into the building.
Insulation. Insulating the building envelope and using thermally efficient windows reduces heat loss in winter and heat gains in summer.

Termički komfor u zgradama

Thermal Comfort in Buildings

Termički komfor je rezultat dobro izbalansirane kombinacije sistema u zgradi prilagođenih lokaciji zgrade, kao i vrsti aktivnosti koja se izvodi unutar zgrade. Jedan od prvih koraka koji treba razmotriti je dizajn efikasnog omotača zgrade. On deluje kao filter između spoljašnje i unutrašnje klime. Termički omotač zgrade može u velikoj meri uticati na unutrašnje termalno okruženje zgrade kroz upravljanje faktorima koje smo pomenuli.

Thermal comfort is the result of a well-balanced combination of building systems tailored to the building's location and the type of activities performed inside the building. One of the first steps to consider is designing an efficient building envelope. It acts as a filter between the external and internal climate. The thermal envelope of a building can greatly affect the building's internal thermal environment by managing the factors we mentioned.

Na toplotni komfor utiču brojne subjektivne percepcije. Definisan je u BS EN ISO 7730: 2005 (10) kao „stanje uma koje izražava zadovoljstvo termalnim okruženjem“. Kvalitet unutrašnjeg okruženja se, dakle, izražava kao stepen u kome su zadovoljeni ljudski zahtevi. Nezadovoljstvo može da prouzrokuje topla ili hladna nelagodnost tela u celini, izraženo indeksom toplotne udobnosti ili lokalnim neželjenim hlađenjem ili zagrevanjem jednog određenog dela tela, na primer kada se sedi pored hladnog ili suncem zagrejanog prozora.

Thermal comfort is influenced by numerous subjective perceptions. It is defined in BS EN ISO 7730: 2005 (10) as "the state of mind that expresses satisfaction with the thermal environment." The quality of the indoor environment is, therefore, expressed as the degree to which human requirements are met. Discomfort can cause warm or cold discomfort to the whole body, expressed by the thermal comfort index, or local unwanted cooling or heating of a particular body part, for example, when sitting next to a cold or sun-heated window.

Indeks toplotnog komfora obično se dobija iz kombinacije uticajnih faktora:

The thermal comfort index is usually obtained from a combination of influencing factors:

parametri korisnika objekta: nivoi fizičke aktivnosti i odeća
parametri okoline: temperatura vazduha (ili temperatura suvog termometra), srednja temperatura zračenja, brzina vazduha i relativna vlažnost vazduha

user parameters: levels of physical activity and clothing
environmental parameters: air temperature (or dry bulb temperature), mean radiant temperature, air velocity, and relative humidity

Parametri životne sredine, kao što je temperatura vazduha, mogu postati osnovni aspekti za dimenzionisanje postrojenja, ali dizajniranje omotača zgrade i sistema koji minimizuju rizik od toplotne nelagode iziskuju dodatna razmatranja. Na primer, efekti usled asimetrije temperature zračenja, promaje i kretanja hladnog vazduha usled zastakljenja, visokog nivoa toplotne stratifikacije (tj. Promene temperature vazduha vertikalno unutar prostora) i mehaničkog hlađenja ili zagrevanja podova (ili plafona) mogu opravdati dodatna razmatranja (BS EN ISO 7730: 2005).

Environmental parameters, such as air temperature, can become fundamental aspects for sizing installations, but designing the building envelope and systems that minimize the risk of thermal discomfort require additional considerations. For example, effects due to radiant temperature asymmetry, drafts, and cold air movement due to glazing, high levels of thermal stratification (i.e., changes in air temperature vertically within the space), and mechanical cooling or heating of floors (or ceilings) may justify additional considerations (BS EN ISO 7730: 2005).

U NZEB se toplotni komfor postiže pre svega primenom pasivnih mera koje se mogu primeniti ne samo na stambeni sektor, već i na komercijalne, industrijske i javne zgrade. Zgrade NZEB nude pristupačnu udobnost za relativno niske operativne troškove. Dobro dizajnirane zgrade NZEB pružaju tople i suve prostore zimi bez kondenzacije na površini elemenata termičkog omotača, a opskrbljuju se stalnim dovodom svežeg vazduha bez preteranog strujanja vazduha ili prolaznih padova temperature. Pregrevanje je glavna briga u pogledu toplotnog komfora u zgradi NZEB. Visoki nivoi toplotne inercije i oslanjanje na korisne solarne dobitke zimi mogu dovesti do rizika od pregrevanja tokom leta. Brojne strategije se mogu i trebaju primeniti u cilju ublažavanja ove situacije (npr. Letnji “bypass” na uređaju za mehaničku ventilaciju, zasenčenje na prozorima, pažljiva konfiguracija, orijentacija i dimenzionisanje prozora, itd.). Međutim, postoje dokazi koji ukazuju na to da tehnike i softver koji se koriste za procenu performansi NZEB ne predviđaju uvek tačno rizik od pregrevanja. Za to je potreban sofisticirani dinamički toplotni model da bi se bolje pokazao unutrašnji termalni ambijent i trebalo bi ga uzeti u obzir prilikom procene letnje situacije i rizika izazvanih klimatskim promenama.

In NZEB, thermal comfort is primarily achieved by applying passive measures that can be applied not only to the residential sector but also to commercial, industrial, and public buildings. NZEB buildings offer affordable comfort for relatively low operating costs. Well-designed NZEB buildings provide warm and dry spaces in winter without condensation on the surface of thermal envelope elements and supply a constant flow of fresh air without excessive air currents or transient temperature drops. Overheating is the main concern regarding thermal comfort in NZEB buildings. High levels of thermal inertia and reliance on beneficial solar gains in winter can lead to the risk of overheating during the summer. Numerous strategies can and should be applied to mitigate this situation (e.g., summer "bypass" on the mechanical ventilation device, shading on windows, careful configuration, orientation, and sizing of windows, etc.). However, there is evidence that the techniques and software used to assess NZEB performance do not always accurately predict the risk of overheating. This requires a sophisticated dynamic thermal model to better show the internal thermal environment and should be considered when assessing the summer situation and risks caused by climate change.

Osnovni koncepti i terminologija

Basic Concepts and Terminology

Termički komfor, nelagodnost i stres

Thermal Comfort, Discomfort, and Stress

Termički komfor se obično definiše kao situacija u kojoj postoji široko zadovoljstvo termalnim okruženjem - drugim rečima, gde većinI ljudi nije ni previše toplo ni previše hladno. Termička nelagodnost je situacija u kojoj se ljudi počinju osećati neprijatno (tj. Osećaju da im je previše vruće ili previše hladno), ali se ne osećaju loše i ne trpe medicinske simptome zbog nelagodnosti, osim razdražljivosti i umora ili hladnoće i drhtanja. Termički stres (toplotni stres ili hladni stres) definiše se kao situacija u kojoj će termalno okruženje uzrokovati jasno definisana potencijalno štetna zdravstvena stanja, poput dehidracije ili iscrpljivanja toplotom u vrućim okruženjima ili smrzavanja u hladnim. Mogu se javiti respiratorni problemi, a može postojati i rizik od hipotermije ili hipertermije, gde dolazi do pada ili porasta telesne temperature, što može biti štetno i potencijalno fatalno.

Thermal comfort is usually defined as a situation where there is broad satisfaction with the thermal environment - in other words, where most people are neither too hot nor too cold. Thermal discomfort is a situation where people start to feel uncomfortable (i.e., they feel too hot or too cold), but they do not feel bad and do not suffer medical symptoms from discomfort, except for irritability and fatigue or coldness and shivering. Thermal stress (heat stress or cold stress) is defined as a situation where the thermal environment will cause clearly defined potentially harmful health conditions, such as dehydration or heat exhaustion in hot environments or frostbite in cold ones. Respiratory problems may occur, and there may be a risk of hypothermia or hyperthermia, where body temperature drops or rises, which can be harmful and potentially fatal.

Površinska temperatura

Surface Temperature

Unutrašnja površinska temperatura često se primećuje kada je građevinska površina u direktnom dodiru sa odećom ili kožom. Unutrašnje površinske temperature su glavni pokretač razmene toplote sa ljudskim telom putem zračenja. Površinske temperature mogu se meriti kontaktnim termometrom ili korišćenjem infracrvenih mernih uređaja.

Indoor surface temperature is often noticed when the building surface is in direct contact with clothing or skin. Indoor surface temperatures are the main driver of heat exchange with the human body through radiation. Surface temperatures can be measured with a contact thermometer or using infrared measuring devices.

Temperatura vazduha (temperatura suvog termometra)

Air Temperature (Dry Bulb Temperature)

Temperatura vazduha je temperatura koju registruje suvi termometar, zaštićen od zračenja. Tipični termometar sa živom u staklu nije uvek tačna mera jer sunčevo svetlo može pasti na njega ili na očitavanje može uticati obližnji izvor zračenja toplote ili hlađenja.

Air temperature is the temperature registered by a dry bulb thermometer, shielded from radiation. A typical mercury-in-glass thermometer is not always an accurate measure as sunlight can fall on it or the reading can be affected by a nearby source of heat or cooling radiation.

Srednja temperatura zračenja i asimetrija temperature zračenja

Mean Radiant Temperature and Radiant Temperature Asymmetry

Srednja temperatura zračenja je definisano kao uniformna površinska temperatura zračećeg crnog kućišta, u kojem bi korisnik razmenjivao istu količinu toplotne energije kao u stvarnom (neujednačenom) prostoru. To je funkcija odgovarajućih područja, oblika i temperatura graničnih površina posmatrano iz jedne tačke u prostoriji; što znači da može da varira u različitim tačkama. Ponekad se, pod određenim uslovima, aproksimira proseku površinskih temperatura u centru prostorije, ali u stvarnosti će na to uticati i površinska svojstva (npr. Emisivnost) i bilo koji solarni dobici koji se direktno prenose na tačku interesa. U proračun toplotnog komfora (na primer pregrevanje) potrebno je u proračun srednje temperature zračenja uključiti bilo koje zračenje kratkog talasa koje padne na korisnika objekta.

Mean radiant temperature is defined as the uniform surface temperature of a radiating black enclosure in which a user would exchange the same amount of thermal energy as in the actual (non-uniform) space. It is a function of the respective areas, shapes, and temperatures of the boundary surfaces as seen from one point in the room; meaning it can vary at different points. Sometimes, under certain conditions, it is approximated to the average surface temperatures in the center of the room, but in reality, it will also be affected by surface properties (e.g., emissivity) and any solar gains directly transmitted to the point of interest. In thermal comfort calculations (e.g., overheating), it is necessary to include any short-wave radiation that falls on the building user in the calculation of the mean radiant temperature.

Na udobnost ljudi značajno utiču razlike između površinskih temperatura. Često citiran primer je kada osoba sedi blizu hladnog prozora u zagrejanoj sobi. Asimetrija temperature zračenja je razlika između temperatura zračenja površina dveju naspramnih strana u odnosu na malu ravnu površinu. Temperatura površine zračenja je ona uniformna temperatura omotača prostorije pri kojoj je ozračenost na jednoj strani male površine ista kao u postojećoj neuniformnoj sredini.

Differences between surface temperatures significantly affect people's comfort. A frequently cited example is when a person sits near a cold window in a heated room. Radiant temperature asymmetry is the difference between the radiant temperatures of the surfaces on two opposite sides relative to a small flat surface. The radiant surface temperature is the uniform temperature of the room envelope at which the irradiance on one side of the small surface is the same as in the existing non-uniform environment.

Brzina vazduha

Air Velocity

Brzina vazduha se definiše brzinom i pravcem i nije konstanta; već fluktuira oko proseka tokom vremena. Brzina vazduha (neusmerena) opisuje brzinu protoka vazduha u tački merenja i može se izvesti iz prosečne ili standardne devijacije brzine u određenom vremenskom intervalu (EN ISO 7726: 2001). Efekat hlađenja usled protoka vazduha je dobro poznat. Ako ovo hlađenje nije poželjno, može izazvati pritužbe na promaju. Temperatura vazduha u pokretu nije nužno ista kao temperatura vazduha u sobi niti kao temperatura vazduha iz ventilacionog sistema, ali će uglavnom biti između tih vrednosti. Takođe treba napomenuti da su ljudi tolerantniji prema strujanju vazduha ako se smer kretanja vazduha menja. Za brzine vazduha veće od 0,15 m/s, radnu temperaturu treba povećati u odnosu na vrednost „mirnog vazduha“ kako bi se kompenzovao efekat hlađenja vazduhom, koji bi se mogao shvatiti kao promaja.

Air velocity is defined by speed and direction and is not constant; it fluctuates around the average over time. Air velocity (non-directional) describes the air flow rate at the measurement point and can be derived from the average or standard deviation of the speed over a certain time interval (EN ISO 7726: 2001). The cooling effect due to airflow is well known. If this cooling is undesirable, it can cause complaints about drafts. The moving air temperature is not necessarily the same as the room air temperature or the air temperature from the ventilation system, but it will generally be between those values. It should also be noted that people are more tolerant of airflow if the direction of air movement changes. For air velocities greater than 0.15 m/s, the operating temperature should be increased relative to the "still air" value to compensate for the cooling effect of the air, which could be perceived as a draft.

Operativna (radna) temperatura

Operative Temperature

Radna temperatura (koja se ponekad naziva suva rezultirajuća temperatura) kombinuje temperaturu suvog termometra i srednju temperaturu zračenja u jednu vrednost da bi izrazio njihov zajednički efekat. To je ponderisani prosek ove dve, težišni koeficijent zavisi od koeficijenta prenosa toplote konvekcijom i zračenjem na odeđenoj površini korisnika. Brzina vazduha odnosi se na ovaj ponder i uobičajeni način izražavanja radne temperature je:

Operative temperature (sometimes referred to as dry resultant temperature) combines the dry bulb temperature and the mean radiant temperature into one value to express their combined effect. It is the weighted average of these two, the weighting coefficient depending on the heat transfer coefficient by convection and radiation on a given surface of the user. Air velocity relates to this weight, and the usual way of expressing the operative temperature is:

0_c radna temperatura (°C),
0_ai temperatura vazduha (°C),
0_r srednja temperatura zračenja (°C),
V brzina vazduha (m/s).

0_c operative temperature (°C),
0_ai air temperature (°C),
0_r mean radiant temperature (°C),
V air velocity (m/s).

Pri unutrašnjim brzinama vazduha manjim od 0,1 m/s (obično se postiže u dobro projektovanim i dobro izgrađenim zgradama kao što su NZEB), ova jednačina se aproksimira sa:

At indoor air velocities below 0.1 m/s (usually achieved in well-designed and well-built buildings such as NZEB), this equation is approximated with:

Temperatura vlažnog termometra i relativna vlažnost

Wet Bulb Temperature and Relative Humidity

Vlažnost se može izraziti kao relativna ili apsolutna vlažnost. Apsolutna vlažnost utiče na gubitak toplote od isparavanja iz tela, a samim tim i na toplotni komfor (toplotni balans). U umerenim uslovima u zatvorenoj sredini i sa umerenim nivoima aktivnosti, uticaj vlage na toplotni komfor je sporedan, pa je stoga širok raspon vlažnosti prihvatljiv za čovekovu percepciju udobnosti. Preporučuje se maksimalna vlažnost vazduha u zatvorenom prostoru od 12 g/kg kao prag za utvrđivanje potrebe za odvlaživanjem. To odgovara relativnoj vlažnosti vazduha od približno 60% na 25 °C ili 80% na 20 °C. Ovo je tačka iznad koje rast buđi počinje da se javlja na površinama. Izvori vlažnosti u stambenoj zgradi obično doprinose sa 2 g vodene pare po m² na sat. Vlažni vazduh sastoji se od niza gasova, uključujući azot, ugljen dioksid i kiseonik, kao i vodenu paru od koje može da zadrži samo određenu količinu pri datom pritisku i temperaturi vazduha. Potrebna su merenja temperature vazduha i „vlažne“ temperature za određivanje svojstava vlažnog vazduha. Taj odnos je prikazan u psihrometrijskoj karti koja se takođe odnosi na apsolutnu vlažnost (sadržaj vlage) i relativnu vlažnost.

Humidity can be expressed as relative or absolute humidity. Absolute humidity affects heat loss from evaporation from the body, and therefore thermal comfort (thermal balance). In moderate indoor conditions and with moderate activity levels, the impact of humidity on thermal comfort is secondary, so a wide range of humidity is acceptable for human comfort perception. A maximum indoor air humidity of 12 g/kg is recommended as a threshold for determining the need for dehumidification. This corresponds to a relative humidity of approximately 60% at 25 °C or 80% at 20 °C. This is the point above which mold growth begins to occur on surfaces. Moisture sources in a residential building typically contribute 2 g of water vapor per m² per hour. Humid air consists of a range of gases, including nitrogen, carbon dioxide, and oxygen, as well as water vapor, which can only hold a certain amount at a given air pressure and temperature. Measurements of air temperature and "wet" temperature are required to determine the properties of humid air. This relationship is shown on a psychrometric chart, which also relates to absolute humidity (moisture content) and relative humidity.

PMV (Predicted Mean Vote)

PMV je indeks koji predviđa srednju vrednost ocene komfora velike grupe osoba na skali od 7 tačaka toplotnog osećanja, zasnovanu na toplotnoj ravnoteži ljudskog tela. Termička ravnoteža, opisana u skali kao "neutralna", dobija se kada je unutrašnja proizvodnja toplote u telu jednaka gubitku toplote ka okolini. U umerenom okruženju, ljudski termoregulacioni sistem će automatski pokušati da reguliše temperaturu tela izlučivanjem znoja kako bi održao ravnotežu toplote (BS EN ISO 7730: 2005). PMV proračuni uzimaju u obzir efektivnu mehaničku snagu, temperaturu vazduha, srednju temperaturu zračenja, relativnu brzinu vazduha, parcijalni pritisak vodene pare, konvektivni prenos toplote, relativnu vlažnost vazduha i pojedinačne parametre, kao što su brzina metabolizma, izolacija od strane odeće, površina odeće i temperatura površine odeće.

PMV is an index that predicts the mean value of the comfort rating of a large group of people on a 7-point thermal sensation scale, based on the thermal balance of the human body. Thermal balance, described on the scale as "neutral," is achieved when the internal heat production in the body equals the heat loss to the environment. In a moderate environment, the human thermoregulatory system will automatically try to regulate body temperature by secreting sweat to maintain thermal balance (BS EN ISO 7730: 2005). PMV calculations take into account effective mechanical power, air temperature, mean radiant temperature, relative air velocity, water vapor partial pressure, convective heat transfer, relative humidity, and individual parameters, such as metabolic rate, clothing insulation, clothing surface area, and clothing surface temperature.

PPD (Predicted Percentage Dissatisfied)

PMV proračun utvrđuje srednju vrednost ocene toplotnog komfora od strane velike grupe ljudi izloženih istom okruženju. Ali pojedinačni glasovi se obično rasipaju oko ove srednje vrednosti i korisno je predvideti broj ljudi koji će verovatno osećati da im je neprijatno toplo ili hladno. Predviđeni procenat nezadovoljnih (PPD) je drugi indeks koji uspostavlja kvantitativno predviđanje procenta toplotno nezadovoljnih ljudi (tj. Onih koji osećaju da im je previše hladno ili previše toplo).

PMV calculation determines the mean value of thermal comfort rating by a large group of people exposed to the same environment. But individual votes usually disperse around this mean value, and it is useful to predict the number of people likely to feel uncomfortably warm or cold. Predicted Percentage Dissatisfied (PPD) is another index that provides a quantitative prediction of the percentage of thermally dissatisfied people (i.e., those who feel too cold or too hot).

Za potrebe ovog međunarodnog standarda, toplotno nezadovoljni ljudi su oni koji će glasati na skali od 7 tačaka termičkog osećanja. Donja slika prikazuje predviđeni procenat nezadovoljnih (PPD) kao funkciju predviđenog srednjeg glasanja (PMV). Zanimljivo je napomenuti da čak i tamo gde celokupna grupa registruje svoj nivo nelagodnosti kao '0', još uvek će biti 5 procenata nezadovoljnih (slika).

For the purposes of this international standard, thermally dissatisfied people are those who will vote on a 7-point thermal sensation scale. The figure below shows the Predicted Percentage Dissatisfied (PPD) as a function of Predicted Mean Vote (PMV). It is interesting to note that even where the entire group records their discomfort level as '0', there will still be 5 percent dissatisfied (figure).

PROIZVODI I REŠENJA ZA OBEZBEĐENJE TERMIČKOG KOMFORA

PRODUCTS AND SOLUTIONS FOR ENSURING THERMAL COMFORT

Na tržištu postoji nekoliko kategorija proizvoda koji direktno utiču na toplotni komfor.

There are several categories of products on the market that directly impact thermal comfort.

Ventilacione fasade
Ostakljenje (propušta sunce ili ga blokira u zavisnosti od klime)
Izolacija (smanjuje gubitke toplote ili letnje dobitke toplote)
Malteri i gipsane ploče za poboljšanje termičkog komfora
Pametne membrane za poboljšanje nepropusnosti i upravljanje vlagom
Kanali koji izoluju i pružaju zaštitu od vremenskih prilika

Ventilated facades
Glazing (allows sunlight or blocks it depending on the climate)
Insulation (reduces heat loss or summer heat gains)
Plasters and gypsum boards to improve thermal comfort
Smart membranes to improve airtightness and manage moisture
Ducts that insulate and provide weather protection