Ecuatia confortului termic

Ecuatia confortului termic

Reluand ecuatia e echilibru termic, putem scrie sub forma fluxurilor unitare:

Q_cd = Q_ev + Q_rad + Q_cd + Q_l = const.

Q_ced = a_cv q_om - t_i) + a_r q_om q_mr) +  (q_om q_pd a_d (p_sm - p_ai) + G * r = const.

a_d (p_sm - p_ai) =caldura latenta transmisa prin transpiratie,

G * r = caldura latenta transmisa prin respiratie,

in care:_, a_{cv, r, d} - au semnificatia de coeficienti de transfer superficiali de caldura sau masa (d)

q_om - temperatura medie superficiala a corpului uman

q_mr - temperatura medie de radiatie; q_mr Sq_iF_v/SF_v

q_pd - temperatura medie a pardoselii

G - debit de aer expirat

r - caldura la tenta de vaporizare a apei

Spunem ca q_ced = const., deoarece o crestere sau scadere a acestui flux, conduce la aparitia senzatiei de inconfort. Analizand componentele de transfer putem spune:

q_ced 0, deoarece suprafata de contact este foarte mica, iar pe de alta parte datorita rezistentelor termice mari ale materialelor, fluxul termic conductiv abia ajunge sa reprezinte cateva procente din total, putand fi neglijabile;

q_l = q_trans + q_resp 0, el reprezinta in conditii normale de lucru sau sedere, nu mai mult de 5..7%

Deci in expresia de mai sus se pot face urmatoarele modificari:

q_ced - q_l = a_cv q_om - t_i) + a_r q_om q_mr) = const.

 q_om - t_i + ( - q_mr) = const.

t_i + q_mr = q_mr q_om - const.

 + q_om - a

a_r a_cv pentru v_ai 0,1 m/s

t_i - q_mr = a a = 2tR expresie ce reprezinta ecuatia confortului termic

Sunt stabilite valori pentru "a" astfel incat, noi putem aprecia corect, mediul ambiant satisface cerintele umane de confort.

Reflectand asupra ecuatiei de echilibru termic uman, observam ca parametrii determinati ai transferului de caldura sunt:

t_i - temperatura medie a aerului din spatiul de sedere;

q_i - temperatura medie de radiatie a suprafetelor inconjuratoare ce pot participa la schimbul de caldura prin radiatie cu suprafata corpului uman;

j_i - umiditatea relativa a aerului din mediul de sedere care datorita "p_ai" presiunii partiale a vaporilor de apa din aer primite un transfer de masa (de caldura latenta) mai mare sau mai mic;

v_ai - viteza aerului din spatiul de sedere, care contribuie la transferul de caldura convectiv.

Aceste patru marimi constituie cei patru parametri de confort, pentru care exista urmatoarele corelatii:

Exista 8 expExista si expresii complexe cum ar fi ecuatia de confort Van Zuillen

B = C₁ + C₂ (+ C₃n + C₄v_i + C₅; cu B = 1 3 - prea cald

0 1 - confort

0 - 3 - prea rece

sau C₁ = -9,2 iarna; -10,6 vara

B = C₁ - 0,25(t_i + q_mi) + 0,1x - 0,1(37,8 - H)

Cu aceste relatii si diagrame noi putem face aprecieri asupra confortului existent intr-o anumita zona de sedere.

Pe de alta parte este cunoscut faptul ca ,dupa Fanger , prin confortul termic se intelege starea in care o persoana se declara satisfacuta de ambianta termica, ea nestiind daca dorea o ambianta mai calda sau mai rece.

Parametrii de confort sunt completati cu: nivelul de activitate care influenteaza productia interna de caldura si conductivitatea termica a imbracamintii.

Rezistenta la conductivitate termica a imbracamintii este masurata in unitatea clo i are valori cuprinse intre 0,1 si 3,4.( 1 clo = 0,155 m² sC / W )

Evaluarea starii de confort se face prin predictii facute cu un model matematic ce include toti parametrii de confort si care conduce la la valori procentuale referitoare la persoanele nesatisfacute PPD,limita de confort fiind stabilita la 10%.

Oamenii sunt diferti si este de asteptat sa fie necesare mai multe variante de evaluare a confortului termic. Pe baza probelor efectuate asupra a 1300 persoane s-a constatat o coerenta intre numarul nemultumitilor termic si preferinta medie prevazuta PMV.