Lämpöviihtyvyys
Lämpöviihtyvyys kuvaa ihmisen tyytyväisyyttä ympäristön lämpötilaan. Siinä otetaan huomioon useat eri edellytykset, missä suurin osa ihmisistä viihtyy.
Lämpöviihtyvyys on arvioitu tärkeimmäksi edellytykseksi parantaa sisäilman mukavuutta ja tyytyväisyyttä useiden eri tutkimusten1 mukaan.
Usein alakatto on rakennuksen selkein pinta. Siihen ei ole kiinnitetty esineitä tai verhouksia. Vertailuna voidaan todeta, että lattiat on usein peitetty monilla esineillä (huonekalut, matot, irtaimisto). Suorituskyvyn kannalta alakatto on parempi; siitä tulee suuri lämpöä siirtävä pinta antaen sille aktiivisemman roolin.
Mikä vaikuttaa sisätilojen lämpöympäristöön?
Kehon ja sen ympäristön lämmönvaihto tapahtuu pääsääntöisesti kolmella tavalla:
- säteily
- johtuminen
- haihtuminen.
Sisätilojen lämpöympäristöön vaikuttavat sekä sisäiset että ulkoiset lähteet.
Yleisimmät lämpölähteet:
- sähkölaitteet (kuten valaistus ja tietokoneet)
- auringon säteily
- ihmisten läsnäolo
Yleisimmät lähteet kylmälle
- ikkunoiden pinta-ala
- huonosti eristetyt seinät
- rakenteiden kylmäsillat
Kaikki nämä lähteet vaikuttavat ihmisen ympäristön aistimiseen ja sen myötä mukavuuden tasoon.2
Lämpöviihtyvyys viittaa kylmä- ja lämpölähteiden ympäristössä aiheuttamaan aistimukseen ihmisen kehossa.
Tekijät, jotka vaikuttavat lämpöviihtyvyyteen
Lämpöviihtyvyyteen vaikuttaa pääasiassa kuusi eri tekijää, joita tarvitaan terveellisen tasapainon ylläpitämiseen ja tilankäyttäjien tyytyväisyyteen ympäristöönsä.
| Ilman lämpötila | on tärkeä tekijä lämpöviihtyvyydessä; siihen voidaan helposti vaikuttaa passiivisella ja mekaanisella lämmityksellä ja jäähdytyksellä. |
||
| Keskimääräinen säteilylämpötila | on painotettu keskiarvo kaikista huoneen pintojen lämpötiloista. Kun tähän yhdistetään ilman lämpötila, saadaan operatiivinen lämpötila, mikä on lämpöviihtyvyyden tärkein tekijä. | ||
| Ilman liike | (tai ilmavirta) määrittää ilmavirtojen nopeuden ja suunnan huoneessa. Nopeat ilmavirran muutokset voivat aiheuttaa vetoisuutta tilaan. |
||
| Kosteus | (tai suhteellinen kosteus) tarkoittaa ilmassa olevaa kosteutta. Liian korkea tai matala ilmankosteus voi aiheuttaa tyytymättömyyttä. | ||
| Vaatetuksen taso | kuvaa kehoa eristävän vaatetuksen määrää. Korkeampi vaatetuksen taso vähentää ihon kautta tapahtuvaa lämpöhäviötä ja alentaa miellyttäväksi koettavaa lämpötilaa. | ||
| Fyysisen toiminnan taso | (kutsutaan myös metaboliseksi lämmöksi) vaikuttaa ihmiskehosta vapautuvan lämmön määrään ja näin ollen kylmän ja kuuman aistimukseen. |
Käytännössä alakattotyyppien valintaan vaikuttavat tekijät ovat:
- Ilman lämpötila, sillä alakatto voi vaikuttaa siihen voidaanko ilmaa jäähdyttää välipohjarakenteesta TABS -ratkaisuissa.
-
Keskimääräinen säteilylämpötila, sillä se voi vaikuttaa alakatossa olevien säteilijöiden määrään.
- Ilmavirrat, sillä vaimennuslevyjen väärinasettelu ja levyjen väliin jäävät raot voivat aiheuttaa ilmavirtoja.
Keskimääräinen mukavuuden arviointi
Yllä olevat tekijät yhdistettäessa voidaan ennustaa keskimääräinen mukavuus3. Tietyissä tapauksissa voi kuitenkin olla mahdotonta saavuttaa kaikkia tilankäyttäjiä miellyttävää lämpöviihtyvyyttä yksilöllisten mieltymysten takia.
Kyseisissä tapauksissa on kuitenkin mahdollista määritellä olosuhteet, mitkä ovat useimmille tilankäyttäjille hyväksyttävät4. Yksilöllisillä valinnoilla (kuten esimerkiksi vaatetuksella ja ikkunoiden avaamisella) voidaan viihtyvyyttä parantaa entisestään.
Lämpöviihtyvyys vaikuttaa työtehokkuuteen
Lämpöviihtyvyys voi vaikuttaa tilankäyttäjien tuottavuuteen ja työtehoon monella eri tasolla. Tyytymättömyys vallitsevaan lämpöympäristöön voi:
- aiheuttaa keskittymishäiriöitä
- häiritä hyvinvointia
- alentaa keskittymiskykyä5
Lämpöviihtyvyys ja akustiikka
Mikäli laadukkaaseen sisäilmaan vaikuttaa oleellisesti lämpöviihtyvyys, on hyvin tärkeää miettiä sen yhteisvaikutusta muiden sisäilmaparametrien kanssa, kuten esimerkiksi:
- akustiikka
- valaistus
- ilman laatu
Akustiikan tärkeyttä tilankäyttäjien hyvinvoinnissa ei tänä päivänä enää kyseenalaisteta. Itseasiassa siihen liittyy yhdistelmävaikutuksia:
Riittämätön akustiikka yhdistettynä heikkoon lämpöviihtyvyyteen korostavat toinen toisiaan johtaen nopeasti tilankäyttäjien tyytymättömyyteen.
Arkkitehtuurisesta näkökulmasta,lämpöviihtyvyys yhdistetään usein pehmeisiin materiaaleihin ja sileisiin pintoihin, kuten esimerkiksi tekstiileihin, huokoisiin pintoihin tai jopa puuhun. Tasaiset ja kovat pinnat (metalliset tai kiviset) koetaan vastaavasti vähemmän lämpöviihtyisinä.
Vielä ei ole tieteellisesti todistettu mikä tämän aistimuksen saa aikaan, mutta voidaan olettaa, että siihen vaikuttaa kyseisen pinnan säteilyn määrä. Tämä kuvataan emissiivisyytenä. Emissiivisyys vaihtelee 0 ja 1 välillä, missä heijastava metallinen pinta on lähellä 0:aa ja matta pinta on lähellä 1:tä.
Täysin peittävä absorboiva alakatto vaikuttaa näin ollen tilankäyttäjien lämpöviihtyvyyteen ja akustiseen mukavuuteen. Ecophonin tuotevalikoimasta löytyy tilaan sopivat ratkaisut rakennuksen lämmitysjärjestelmästä riippuen, joilla varmistetaan tilojen sisäilmaviihtyvyys.
LVI-laitteiden integrointi akustiikkaratkaisuihin
Perinteisissä rakennuksissa akustinen alakatto toimii talotekniikan ja laitteiden (LVI, valaistus jne.) rajapintana. Seinästä-seinään alakatto peittää usein 80-90% tilan lattiapinta-alasta.
E-toolsista löytyvä Drawing Aid tarjoaa useita eri vaihtoehtoja LVI-laitteiden integrointiin akustiikkaratkaisuissa.
Viime vuosien aikana nestepohjaiset lämmitys/jäähdytyspaneelit ovat yleistyneet. Alakaton peittäessä koko kattopinnan, absorboivan materiaalin osuus alakatossa vähenee näin ollen 40-70%:iin.
Seinävaimentimet toimivat hyvin lisävaimentimina mikäli alakaton pinta-alaa ei täysin pystytä toteuttamaan absorboivana materiaalina.
Rakennusrungon terminen aktivointijärjestelmä (TABS)
Rakennuksissa, joissa käytetään rakennusrungon termistä aktivointijärjestelmää, TABS (Thermally-Activated Building Systems), alakattoa ei voida peittää kokonaan vaimennusmateriaalilla, sillä se estää energian siirtymisen betonirakenteesta huoneeseen.
Rakennuksen ilmanvaihdosta riippuen, kyseisiin tiloihin voidaan asentaa leijuvia akustiikkakenttiä tai riippupaneeleja ja yhdessä seinävaimentimien kanssa parantamaan tilan akustiikkaa. Tutkimukset osoittavat, että TABS-rakennuksissa hyvä lämpöviihtyvyys on saavutettavissa, kun tilaan asennetaan leijuvia akustiikkakenttiä 60 % alakaton pinta-alasta6.
Ecophon on luonut erityisen mallin TRNSYS:lle, joka on termisten energiajärjestelmien simulointiin tarkoitettu ohjelma. Sen avulla voidaan määritellä vaakasuuntaisten vaimentimien vaikutus huoneen operatiiviiseen lämpötilaan. Lisätietoja tarvittaessa antaa Ecophonin tekninen tuki.
Lisätietoa löydät, Suunnitteluoppaasta (pdf)
Lähteet:
1. M. Frontczak, P. Wargocki, Literature survey on how different factors influence human comfort in indoor environments. Build. Environ. 46, pp. 922-937, 2011.
2. S.P. Corgnati, M. Gameiro da Silva, R. Ansaldi, E. Asadi, J.J. Costa, M. Filippi, J. Kaczmarczyk, A.K. Melikov, B.W. Olesen, Z. Popiolek, P. Wargocki, Indoor climate quality assessment – evaluation of indoor thermal and indoor air quality. Rehva Guidebook 14. Rehva, Brussels, 2011.
3. T. Witterseh, Environmental perception, SBS symptoms and the performance of office work under combined exposures to temperature, noise and air pollution, PhD Thesis, Technical University of Denmark, 2001
4. EN 15251:2007-08,Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics. European Committee for Standardization, 2007.
5. J. Varjo, V. Hongisto, A. Haapakangas, H. Maula, H. Koskela, J. Hyönä, Simultaneous effects of irrelevant speech, temperature and ventilation rate on performance and satisfaction in open-plan offices. Journal of Environmental Psychology 44, pp. 16–33, 2015.
6. N. Rage, Experimental and theoretical study of the influence of acoustic panels on the heat exchange between Thermo-Active Building Systems (TABS), the occupants and the room. MSc thesis, Technical University of Denmark, 2015.