lämpöviihtyvyys toimistohuoneessa

Transkriptio

1 Mitattu, mallinnettu ja koettu lämpöviihtyvyys toimistohuoneessa Miimu Airaksinen, Riikka Holopainen, Pekka Tuomaala, Jouko Piippo, Kalevi Piira, Mikko Saari, At Arto Antson, Risto Ruotsalainen, Anssi ijoutsiniemi, i i Mika Matlin, Annu Haapakangas, Virpi Ruohomäki, Marjaana Lahtinen

2 21/03/ Johdanto Miellyttävät sisäolosuhteet tärkeitä sekä viihtyvyyden että energiatehokkuuden kannalta Rakennusten tilojen ominaisuudet ja olosuhteet saamassa entistä suurempaa merkitystä Ymmärrys ihmisten kokemista sisäolosuhteista ollut toistaiseksi puutteellinen koska perinteiset termisen viihtyvyyden työkalut eivät huomioi muuttuvia olosuhteita ihmisen eri kehon osa-alueiden välisiä eroja

3 21/03/ Lämpöviihtyvyys yksittäisenä tekijänä merkittävin sekä viihtyvyyden että energiankulutuksen kannalta Tilojen käyttäjät pyrkivät säätämään epäviihtyisät lämpöolonsa viihtyisämmiksi Tämä saattaa johtaa turhaan energiankäyttöön, mikäli järjestelmää ei ole suunniteltu, toteutettu ja säädetty oikein.

4 21/03/ Lämpöviihtyvyys Ihmisen aistimien lämpöolosuhteiden reunaehdot: Ulkoiset parametrit Operatiivinen lämpötila Sisäilman liike Ilman suhteellinen kosteus Ilman lämpötila Pintojen lämpötilat Sisäiset parametrit Metabolia Vaatetus Anatomia (kudosjakauma) k Aktiivisuus

5 21/03/ Laskentatapa - VTT Human Thermal Model Rakennuksen energialaskentaohjelma Human Thermal Model Anatomia (Passive Model) Fysiologia (Control Model) Tilamalli Lämmönsiirron laskenta Virtauslaskenta Rakennuksen tietomalli Kudosten lämpötilat Zhang Hui (2003) Lämpöaistimus Lämpöviihtyvyys Tuottavuus

6 21/03/ VTT - Human Thermal Model Aika- ja paikkariippuva mallinnus Visualisointi Ihmismalli Tilamalli Viihtyvyysmalli

7 21/03/ Mitattu toimistotila Tyypillinen luvun toimistohuone, pinta-ala 11 m 2 Työpiste sijoitettu 1.6 m korkean nauhaikkunan eteen Sisäolosuhteita mitattiin jatkuvatoimisesti maaliskuun puolivälistä kesäkuun alkuun: poistoilmavirran, sisäilman ja pintojen lämpötilat Mittaustuloksia käytettiin lähtötietona termisen viihtyvyyden simuloinneissa Tutkimus kuului RYM Sisäympäristö-ohjelmaan

8 21/03/ Kyselytutkimus tilojen käyttäjille Käyttäjien kokemuksia sisäympäristöstä selvitettiin sähköisesti lähetetyllä Työympäristö- ja hyvinvointikyselylyllä Tuloksista tarkasteltiin yhden julkisivun samassa käyttötarkoituksessa olevia huoneita, käyttäjämäärä yhteensä 27 henkilöä Kysymyksillä kartoitettiin viimeaikaisia kokemuksia todennäköistä, että kyselyn tulokset kuvaavat paremmin lämmityskauden aikaista viihtyvyyttä kuin kesäaikaista viihtyvyyttä.

9 21/03/ Olosuhdemittaukset Toimistohuoneen 493 tuloilman lämpötila Toimistohuoneen 493 huoneilman lämpötila Ulkoilman lämpötila Toimistohuoneen 493 tuloilmakanavan paine, suutinkonvektori, Pa Läm mpötila, C : : : : : : : : :00 Aika, pv.kk.vuosi klo Kanavap paine, Pa

10 21/03/ Päätelmät mittaustuloksista Jatkuvatoimisten mittausten perusteella toimistohuoneessa varsin hyvät olosuhteet, vaikka sisäilman lämpötila korkeahko kesällä CO 2 -pitoisuus erittäin pieni, < 400 ppm suurimman osan mittausjaksosta Äänitaso vaihteli välillä db(a), kohtuullisen hyvä tämän ikäiselle toimistohuoneelle Vetomittauksissa ilmannopeudet varsin pieniä vaihdellen m/s mittauspaikasta riippuen. Jäähdytyspuhallinpatterin ollessa päällä vaihteluväli m/s.

11 Lämpöviihtyvyyslaskennan tulokset 21/03/

12 21/03/ Päätelmät lämpöviihtyvyyslaskennasta Koko mittausjakson keskimääräinen tyytymättömien osuus, eli PPD-indeksi (Predicted Percentage of Dissatisfied) HTM-mallilla laskettuna 7 % ja Fangerin menetelmällä laskettuna 21 % Kevään lämmityskautena keskimääräinen PPD-indeksi keskimäärin 6 % VTT:n HTM-mallilla laskettuna ja 10 % Fangerin mallilla laskettuna. Pienempi ero mallien välillä johtuu pienemmistä sisäolosuhteiden vaihteluista. Sisäolosuhteiden id vaihtelussa pääsyynä ä auringonsäteilyn il aiheuttama ikkunan pintalämpötilan muutos. Ikkunan sisäpinnan maksimilämpötila mittausajanjaksolla 38 C. Mittausjaksolla ikkunan sisäpinnan lämpötila-anturi ei toiminut noin 2 viikon ajanjaksolla.

13 21/03/ Kyselytutkimukset Työtyytyväisyy s Tyytyväisyys työympäristö ön Veto Liian matala lämpötila Liian korkea lämpötila Huono ilman-laatu Lämpötilan säädettävyys Ilmanvaihdon säädettävyys k.a 3,5 4,8 2,3 2,2 2,7 2,3 2,4 2,5 Med. 4,0 5,0 2,0 2,0 3,0 2,0 2,0 2,0 Min Max Asteik 1=erittäin 1=erittäin 1=ei haittaa 1=ei haittaa 1=ei haittaa 1=ei haittaa 1=erittäin 1=erittäin ko tyytymätön y tyytymätön y lainkaan lainkaan lainkaan lainkaan tyytyväinen y tyytyväinen y 5=erittäin 7=erittäin 5=haittaa 5=haittaa 5=haittaa 5=haittaa 5=erit. 5=erittäin tyytyväinen tyytyväinen erit. paljon erit. paljon erit. paljon erit. paljon tyytyväinen tyytymätön Kyselyn perusteella lämpöoloihin l oltiin selvästi tyytymättömämpiä t ä kuin yleisesti työympäristöön. Osa vastaajista arvioi erityisesti liian korkean lämpötilan haittaavan työsuoritusta. Osa vastaajista oli tyytymättömiä mahdollisuuksiinsa säätää lämpötilaa ja ilmanvaihtoa. Otos liian pieni jotta olisi tilastollisesti merkittävä

14 21/03/ Yhteenveto Kyselytutkimuksen perusteella tilan käyttäjät kohtuullisen tyytyväisiä työympäristöönsä ja lämpöolosuhteisiin. Vaihtelu vastaajien välillä kaikissa kysymyksissä suurta (kummatkin ääriarvot edustettuina). Kyselytutkimuksen ja laskennallisen tarkastelun välille ei pysty kertaluontoisella yleistasoisella kyselyllä vetämään johtopäätöksiä olosuhteista: Kyselyn tulisi i vastata t samaa ajanhetkeä jolla simuloitu it tulos arvioidaan Kyselyyn osallistuneiden henkilöiden väliset erot suuria ja y yy j tutkimuksessa tarkasteltu vastaajajoukko pieni

15 21/03/ Yhteenveto Fangerin malli ei pysty ottamaan huomioon ihmisen omaa lämmönsäätelyjärjestelmää, joten Fangerin mallilla lasketut viihtyvyydet antavat liian suuria tai pieniä arvoja. Tässä tutkimuksessa Fangerin malli antoi aina selvästi suurempia arvoja tyytymättömyydelle kuin VTT:llä kehitetty HTM-malli malli. Samansuuntaisia tuloksia on myös saatu myös muissa tutkimuksissa. Eit Erityisesti i tikesäaikana Fangerin mallilla lasketut t tyytymättömyyden t arvot selvästi suurempia kuin HTM-mallilla lasketut Fangerin mallin käyttö voi johtaa jäähdytyksen y ylimitoittamiseen tai liian aikaiseen käyttämiseen ja lisätä turhaan energiankulutusta parantamatta kuitenkaan lämpöviihtyvyyttä

16 21/03/ VTT creates business from technology