Thermisch comfort
Thermisch comfort beschrijft de menselijke beleving van de thermische omgeving. Het verwijst naar een aantal condities waarbij de meerderheid van de mensen zich comfortabel voelen.
Thermisch comfort wordt gerekend tot de belangrijkste voorwaarden voor het verbeteren van comfort en tevredenheid met het binnenklimaat. Het is gebaseerd op verschillende onderzoeken1.
In de meeste gebouwen is het plafond het meest vrije oppervlak zonder bedekkende objecten. Vloeren daarentegen worden doorgaans bedekt met allerlei zaken (meubels, vloerbedekking, apparatuur). Als het om thermische prestaties gaat, heeft het plafond de voorkeur. Het speelt een belangrijke rol in het doorgeven van thermische energie.
Wat beïnvloedt het thermisch binnenklimaat?
De warmteuitwisseling tussen het menselijk lichaam en zijn omgeving vindt op drie manieren plaats, namelijk door:
- straling
- convectie
- verdamping
De thermische omgeving wordt door zowel interne als externe bronnen beïnvloed.
Algemene warmtebronnen:
- elektronische apparatuur (zoals verlichting en computers)
- zonnestraling
- menselijke aanwezigheid
Algemene koudebronnen:
- raamoppervlakken
- slecht geïsoleerde wanden
- thermische bruggen in de constructies
Al deze bronnen beïnvloeden de menselijke perceptie van de omgeving en daarmee het niveau van thermisch comfort.2
Thermisch comfort verwijst naar het waargenomen gevoel van het menselijk lichaam als gevolg van het effect van warmte en koudebronnen in de omgeving.
Factoren die het thermisch comfort beïnvloeden
Thermisch comfort wordt hoofdzakelijk beïnvloed door zes variabele factoren die zorgen voor een gezonde balans die de basis vormt voor tevredenheid van de gebruiker met zijn omgeving.
| Luchttemperatuur | een algemeen onderdeel van thermisch comfort; het kan gemakkelijk worden beïnvloed door passieve en mechanische verwarming en koeling. |
||
| Gemiddelde stralingstemperatuur |
de gewogen gemiddelde temperatuur van alle blootgestelde oppervlakken in een ruimte. Samen met de luchttemperatuur bepaalt dit de operatieve temperatuur die de belangrijkste component is van thermisch comfort. |
||
| Luchtstroom | bepaalt de snelheid en richting van de luchtstromen in de ruimte. Snelle schommelingen in de luchtsnelheid kunnen klachten over droogte geven. | ||
| Vochtigheid | (of relatieve vochtigheid) is het vochtgehalte in de lucht. Te hoge of te lage niveaus worden als onaangenaam ervaren. | ||
| Voldoende kleding |
De hoeveelheid isolatie die aan het menselijk lichaam is toegevoegd. Meer kleding zorgt voor minder verlies van warmte via de huid. De temperatuur die als aangenaam wordt ervaren wordt hiermee verlaagd. |
||
| Fysieke activiteit |
(ook wel metabolische warmte genoemd) heeft invloed op de hoeveelheid warmte die het lichaam produceert en daardoor ook op de waarneming van een warme of koude omgeving. |
Onderstaande factoren worden beïnvloedt door de eigenschappen van het plafond:
- Luchttemperatuur, omdat die kan worden beïnvloed door hoe het plafond de lucht n koelt in contact met het beton in geval van betonkernactivering (TABS).
- Gemiddelde stralingstemperatuur, omdat die wordt beïnvloed door de mate van bedekking van luchtdoorlatende panelen in het plafond.
- Luchtstromen, omdat die worden beïnvloed door de plaatsing van de absorbers en de grootte van de ruimte tussen panelen, waarlangs de convectie plaatsvindt.
Gemiddelde waardering van comfort
Door het combineren van de bovengenoemde factoren kan een gemiddelde comfort waardering worden voorspeld3. In sommige gevallen is het onmogelijk zijn om een thermische omgeving te creëren die alle gebruikers van een gebouw tevreden stelt vanwege hun individuele voorkeuren.
In zulke gevallen is het nog steeds mogelijk om condities te specificeren die waarschijnlijk door de meesten als acceptabel worden ervaren4. Als de gebruiker ook de mogelijkheid heeft voor individuele aanpassingen (zoals aangepaste kleding, of het openen van een raam) zal de algemene tevredenheid met de omgeving aanzienlijk toenemen.
Thermisch comfort beïnvloedt de prestaties
Thermische condities kunnen van invloed zijn op de productiviteit van de gebruikers van het gebouw om verschillende redenen. Thermisch discomfort kan:
- leiden tot vermindering van aandacht
- welzijn verstoren
- het vermogen om goed te concentreren verminderen5
Thermisch comfort en akoestiek
Als een goed binnenklimaat sterk afhangt van het thermisch comfort, is het cruciaal om er aan te denken in combinatie met andere factoren voor het binnenklimaat zoals:
- akoestiek
- verlichting
- luchtkwaliteit
Het belang van akoestiek op het welzijn van de gebruiker is al bewezen. Er zijn in feite gecombineerde effecten:
Onvoldoende akoestiek in combinatie met slechte thermische omstandigheden zullen elkaar versterken en snel leiden tot negatieve consequenties voor de eindgebruikers.
Vanuit architectonisch oogpunt, wordt thermisch comfort geassocieerd met zachte materialen en oppervlakken zoals textiel, poreuze oppervlakken of zelfs hout. Vlakke en harde oppervlakken zoals metaal of steen worden gezien als minder geschikt voor thermisch comfort.
Het is nog niet wetenschappelijk beschreven wat de basis is voor deze perceptie, maar men kan aannemen dat het te maken heeft met de waarneembare warmteuitwisseling met een bepaald oppervlak. Dit wordt beschreven door straling. De stralingswaarde varieert van 0 tot 1, waarbij glanzende metalen oppervlakken een emissie hebben rond 0 en matte oppervlakken rond 1.
Een volledig bedekkend geluidsabsorberend plafond zal daarom bijdragen aan zowel het thermisch als akoestisch comfort van de gebruikers van het gebouw. Afhankelijk van het aanwezige klimaatregelsysteem in een gebouw, levert Ecophon verschillende productoplossingen die in alle gevallen zijn toe te passen om een comfortabel binnenklimaat te garanderen.
De integratie van HVAC systemen in akoestische systemen
In conventionele gebouwen zijn akoestische plafonds de interface tussen de werkvloer en apparatuur zoals airco, verwarming, verlichting enz. Het plafond bedekt 80 tot 90% van het vloeroppervlak van wand tot wand.
E-tools zoals Drawing Aid helpen om klimaatsystemen en verlichting te integreren in akoestische plafondsystemen.
De laatste jaren is een stijging waarneembaar van hydronische warmte- en koelsystemen op basis van lichtgewicht warmteafgevende panelen. Bij volledige bedekking wordt in dit geval de dekkingsgraad van geluidsabsorbers toch gereduceerd tot 40 tot 70% van het plafondoppervlak, omdat het plafond ook de warmtepanelen moet accommoderen.
Akoestische wandpanelen zijn een goede aanvulling voor het plafond in gevallen waar niet het hele plafondoppervlak gebruikt kan worden voor bedekking met hoogwaardige geluidsabsorbers.
Thermisch Actieve Bouw Systemen
In gebouwen met betonkernactiering, ook wel TABS genoemd, kan het plafond niet volledig worden bedekt omdat energietransfer mogelijk moet zijn tussen de betonplaat en de ruimte. Toch kan optimalisatie van de ruimteakoestiek hier voordelen opleveren.
Afhankelijk van het type ventilatiesysteem kunnen dergelijke gebouwen worden voorzien van vrij hangende akoestische panelen of baffles om de akoestiek in de ruimte te beheersen, in combinatie met geluidsabsorberende wandpanelen. Studies laten zien dat een hoog niveau van thermisch comfort mogelijk is in TABS gebouwen6 door tot 60% van het plafondoppervlak te bedekken met vrij hangende akoestische panelen
Om het effect van de horizontale absorbers te meten op de operatieve ruimtetemperatuur heeft Ecophon een bepaald Type ontwikkeld voor TRNSYS, een van de meest gebruikte software voor thermische simulatie. Vraag een kopie aan bij onze medewerkers van Technical Design support.
Voor meer informatie download onze kennisgids (pdf)
Referenties
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.