Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego:
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wskaźników PMV i PPD, na podstawie pomiarów parametrów komfortu cieplnego (temperatura powietrza, wilgotność powietrza w postaci prężności pary wodnej i prędkość ruchu powietrza).
Opis stanowiska badawczego:
Badanie przeprowadzamy za pomocą zintegrowanego miernika mikroklimatu w Sali laboratoryjnej.
Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego:
Badanie było przeprowadzone zintegrowanym miernikiem mikroklimatu(ZMM), który składa się z:
- sondy kierunkowej promieniowania temperaturowego
- termometru suchego i mokrego
- czujnika prędkości ruchu powietrza
- czarnej kuli z sondą do pomiaru temperatury
Wyniki odczytywaliśmy z wyświetlacza urządzenia.
Teoria:
Temperatura - jedna z podstawowych w termodynamice wielkości fizycznych (parametrów stanu), będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, z termodynamicznego bowiem punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.
Wilgotność powietrza - zawartość pary wodnej w powietrzu.
Wilgotność bezwzględna - zawartość pary wodnej w powietrzu, w jednostce objętości równej 1m³, wyrażona w gramach [g/m³].
Wilgotność bezwzględna pary wodnej nazywana jest także gęstością bezwzględną pary wodnej.
Wilgotność względna – stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w powietrzu do ciśnienia nasycenia, określającego maksymalne ciśnienie cząstkowe pary wodnej w danej temperaturze.
Komfort cieplny - stan, w którym człowiek czuje, że jego organizm znajduje się w stanie zrównoważonego bilansu cieplnego, tzn. nie odczuwa ani uczucia ciepła, ani zimna.
PMV (Predicted Mean Vote) - wskaźnik stosowany w opisie komfortu cieplnego w pomieszczeniach zamkniętych. Stosowany głównie w klimatyzacji. Opisuje wrażenia cieplne człowieka.
Zaleca się (dla warunków komfortu), aby wskaźnik PMV mieścił się w zakresie:
-0,5 < PMV < +0,5 co odpowiada PPD < 10%
tzn ze odsetek osób niezadowolonych z klimatu wewnętrznego (PPD) będzie wynosił maksymalnie 10%.
Wskaźnik PMV oparty jest na równowadze cieplnej ciała ludzkiego. Człowiek znajduje sie w równowadze cieplnej, gdy wewnętrzne wytwarzanie ciepła w jego ciele równe jest utracie ciepła do otoczenia.
PMV jest funkcją: PMV = f (M, W, λclo, fclo, t, tmr, v, pa, hc, tclo),
gdzie:
M - matabolizm [met] (1 met = 58W/m2),
W - praca zewnętrzna [W/m2],
λclo - oporność cieplna odzieży [clo] (1 clo = 0,155 m2•°C/W),
fclo - stosunek powierzchni ciała zakrytego do odkrytego [-],
t - temperatura powietrza [°C],
tmr - średnia temperatura promieniowania [°C],
v - względna prędkość powietrza [m/s],
pa - ciśnienie cząstkowe pary wodnej [Pa],
hc - współczynnik wymiany ciepła przez konwekcję [W/m2•°C],
tclo - temperatura powierzchni odzieży [°C].
Zaleca się stosowanie wskaźnika PMV tylko wtedy, gdy wartości sześciu głównych parametrów są zawarte w następujących przedziałach:
PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) - wskaźnik związany z komfortem cieplnym w pomieszczeniu. Stosowany w inżynierskiej ocenie komfortu cieplnego pomieszczeń (głównie w ogrzewnictwie, wentylacji i klimatyzacji). Jest to przewidywany odsetek niezadowolonych z warunków cieplnych panujących w pomieszczeniu.
Wyniki pomiarów
Wyniki przy zamkniętych drzwiach
Nr. Pomiaru |
TDRYB „C” |
RHUM [%] |
TGLOB „C” |
VAIR [m/s] |
---|---|---|---|---|
1. | 18,15 | 22,3 | 18,22 | 0,02 |
2. | 18,41 | 19,9 | 18,30 | 0,00 |
3. | 18,34 | 20,7 | 18,38 | 0,00 |
4. | 18,83 | 21,4 | 18,49 | 0,01 |
5. | 18,57 | 21,3 | 18,57 | 0,00 |
Wyniki przy otwartych drzwiach
Nr. Pomiaru |
TDRYB „C” |
RHUM [%] |
TGLOB „C” |
VAIR [m/s] |
---|---|---|---|---|
1. | 17,96 | 24,3 | 18,76 | 0,00 |
2. | 17,54 | 24,8 | 18,76 | 0,02 |
3. | 16,17 | 25,2 | 18,72 | 0,02 |
4. | 16,63 | 24,1 | 18,64 | 0,00 |
5. | 15,64 | 27,3 | 18,53 | 0,04 |
- tablice oporu odzieży i typowych zestawień ubraniowych
Odzież letnia: slipy, lekkie długie spodnie, koszulka z rozpiętymi kołnierzykami i i z krótkimi rękawkami, lekkie skarpety, półbuty
Odzież zimowa: bielizna, koszulka z długimi rękawami, spodnie, marynarka lub sweter z długim rękawem, skarpety grube, półbuty
10
174 40 0.045 18.15 18.22 0.02 466
70 15 0.045 18.41 18.30 0.00 412
70 15 0.045 18.34 18.38 0.00 435
70 15 0.045 18.83 18.49 0.01 464
70 15 0.045 18.57 18.57 0.00 456
70 15 0.160 17.96 18.76 0.00 498
70 15 0.160 17.54 18.76 0.02 496
70 15 0.160 16.17 18.72 0.02 463
70 15 0.160 16.63 18.64 0.00 455
70 15 0.160 15.64 18.53 0.04 484
Wnioski:
Wyniki z otrzymane za pomocą programu „MIKRO” nie spełniają komfortu.