U bent hier: Hoofdvakgebieden scheidingspijl Bouwfysica scheidingspijl Behaaglijkheid

Behaaglijkheid

Afdrukken
Inleiding

Het bepalen van de fysische behaaglijkheid van mensen in de gebouwde omgeving behoort tot het terrein van de bouwfysicus. Er zijn een groot aantal factoren die de behaaglijkheid van mensen in hun woon- of werkomgeving bepalen zoals de luchttemperatuur, de stralings-temperatuur, de relatieve vochtigheid, de luchtsnelheid, de luchtkwaliteit enz. Naast de genoemde fysische factoren spelen ook de activiteit (bij zware arbeid zal een luchttemperatuur van 15 graden Celcius eerder worden gewaardeerd dan bij rustende personen met lichte kleding), de kleding en de psychische gesteldheid een rol. Een van de bekendste onderzoekers op het gebied van behaaglijkheid was Povl Ole Fanger. Het Fanger-model wordt tegenwoordig nog steeds gebruikt om kwantitatieve uitspraken te kunnen doen over behaaglijkheid.

PMV en PPD

In behaaglijkheidsonderzoek zijn twee termen van belang, namelijk de PMV (Predicted Mean Value) en de PPD (Predicted Percentage of Dissasfied). De PMV is een getal tussen de -3 en de +3 (volgens Fanger / ASHRAE) en is een maat voor de behaaglijkheid:

Koud -3  
Koel -2 Verhoogde spierarbeid / rillen
Lichtelijk koel -1 Vasocontractie / vernauwing bloedvaten
Neutraal 0  
Lichtelijk warm +1 Vasodilatatie / verwijding bloedvaten
Warm +2 Transpiratie
Heet +3  

De PMV wordt bepaald door het oplossen van een ingewikkelde vergelijking (warmtebalans) waarin kledingvariabelen (variërend van naakt naar winterkleding), activiteitsvariabelen (van rust tot bergbeklimmen) en omgevingsvariabelen (temperatuur, relatieve vochtigheid, straling, luchtsnelheid) worden vastgesteld.

Nadat deze PMV is bepaald, kan met de volgende grafiek (bron: www.sobane.be) de PPD (dit is het percentage van mensen die naar verwachting ontevreden zullen zijn over de thermische omstandigheden) worden vastgesteld:
Behaaglijkheidskromme

Behaaglijkheidskromme


Voorbeeld (sterk vereenvoudigd): licht kantoorwerk in de zomer bij een temperatuur van 30 graden Celcius, geen straling, luchtsnelheid 0,2 m/s, relatieve vochtigheid 50 %, zomerkleding. Deze waarden worden in een softwarepakket ingevoerd. De berekende PMV bedraagt 1,8 (warm / transpiratie). Deze situatie wordt als onaangenaam ervaren. Volgens de grafiek bedraagt de PPD 66 %. Dit betekent dat 66 % van de werknemers deze situatie als onbehaaglijk ervaren. Als norm geldt een PPD van 10 % (zie paragraaf over normstelling). Om nu thermisch comfort te verzekeren dient in het voorbeeld de temperatuur te worden teruggebracht tot 24 graden Celcius (het verminderen van de arbeidslast of het verminderen van de kleding is niet altijd een optie).

Normstelling

Uit de grafiek blijkt dat het PPD nooit minder is dan 5 %. Dit betekent dan ook: hoe goed de bouwfysicus en de installatie-adviseur ook hun best doen, er zal altijd een percentage van minimaal 5 % zijn die ontevreden zijn. Meestal wordt als norm een PPD van 10 % aangehouden. Het percentage van mensen die een situatie als thermisch onbehaaglijk ervaren is dan geringer dan 10 %. Voor de PMV betekent dit dat deze mag variëren van -0,5 tot +0,5. Dit hoort bij een neutrale situatie, nog warm nog koud. Het lichaam reageert dan niet op het thermisch klimaat door verwijding of vernauwing van de bloedvaten.

Onderzoek Greten Raadgevende Ingenieurs in het ontwerpstadium en in bestaande situaties

Greten Raadgevende Ingenieurs beschikt over meetapparatuur en software om de behaaglijkheid (PMV en PPD) vast te stellen. Hiervoor is een draadloos meetsysteem (Eltek Data Logging Systems) voorhanden waarbij op de werkplek het verloop van een aantal bouwfysische grootheden, zoals de temperatuur, de relatieve vochtigheid, de stralingstemperatuur, de luchtsnelheid enz. kan worden bepaald. Met behulp van software kunnen vervolgens de PMV en de PPD worden bepaald en getoetst aan de normstelling. Door het beïnvloeden van behaaglijkheidsvariabelen, zoals de stralingstemperatuur of de luchtsnelheid, kan de PMV en de PPD tot de gewenste waarden worden gebracht. Ook in het ontwerpstadium kunnen uitspraken worden gedaan over de te verwachten behaaglijkheid binnen gebouwen in bijvoorbeeld zomer- en wintersituaties. Bouwkundige tekeningen, het materiaalgebruik, de toe te passen installaties en ontwerpcondities vormen dan mede de basis voor behaaglijkheidsberekeningen.

Actueel: behaaglijkheid en betonkernactivering

Betonkernactivering

Betonkernactivering (bron: Joost de Vree)


De bovenstaande afbeelding geeft het principe van betonkernactivering weer. In de betonvloer worden leidingen opgenomen waardoor warm (bij verwarming) en koud (bij koeling) water stroomt. Door het water wordt de betonmassa opgewarmd c.q. afgekoeld. Door de thermische eigenschappen van de betonmassa zal er vanwege de forse opslagcapaciteit sprake zijn van een gelijkmatige oppervlaktetemperatuur (bijvoorbeeld 18 graden Celcius bij koeling en 26 graden Celcius bij verwarming). Bij betonkernactivering snijdt het mes aan 2 kanten: niet alleen de luchttemperatuur maar ook de stralingstemperatuur wordt op een heel efficiënte wijze beïnvloed.

Dit komt omdat een plafond of een vloer een veel beter stralingsvlak is dan een radiator. Dit heeft te maken met de zogenaamde zichthoek. Vanuit een waarnemer gezien is de 3D zichthoek naar een vloer of plafond vele malen groter dan naar een radiator, die in sommige gevallen zelfs aan het zicht wordt onttrokken door dat deze achter een bank of achter gordijnen staat. Onder meer door deze efficiënte beïnvloeding van de behaaglijkheid is voor betonkernactivering minder energie nodig dan bij conventionele systemen. Greten Raadgevende Ingenieurs kan zowel in het ontwerpstadium (berekening stralingstemperatuur) en in de praktijk (meting stralingstemperatuur) uitspraken doen over de (te verwachten) behaaglijkheid bij toepassing van betonkernactivering.