Paikallisen ja kokonaislämpöviihtyvyyden arviointi rakennuksissa lämpönuken avulla

Ehab Foda

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Ihmiskehon lämpöviihtyvyyden arviointimenetelmät, jotka perustuvat koko kehon ja ympäristön väliseen lämpötaseeseen, eivät ehkä ole riittäviä epähomogeenisissa lämpöoloissa tapahtuvaan tutkimukseen. Näissä olosuhteissa ihmiskehon osat voivat altistua lukuisille huonetilan fysikaalisille parametreille ja paikallisen segmentteihin jaetun lämpöviihtyvyyden määritys tulee tarpeelliseksi. Tässä työssä subjektiiviset ihon pintalämpötilamittaukset toteutettiin tutkimalla ihmiskehon paikallisia reaktioita sen altistuessa ulkoisiin tekijöihin, joita olivat sisälämpötilan askelmuutos, kehon osien paikallislämpötilan muutokset erilaisissa sisälämpötilaoloissa sekä paikalliset fysiologiset jatkuvuustilan lämpötilat. Monisegmenttinen ihmiskehon lämpösäätelymalli kehitettiin näihin havaintoihin perustuen määrittämään ihmiskehon osien paikallista ihon lämpötilaa hyvällä tarkkuudella. Mallin ennustamien ihon lämpötilojen luotettavuutta tutkittiin sekä jatkuvuustilassa että muuttuvissa olosuhteissa käyttäen tasaisen neutraaleissa, kylmissä, lämpimässä sekä epäsymmetrisissä lämpöoloissa mitattua aineistoa. Mallin luotettavuus osoittautui erittäin hyväksi keskimääräisen absoluuttisen poikkeaman vaihdellessa välillä 0.3-0.8K. Malli otettiin käyttöön lämpönuken "THERMINATOR" säätöjärjestelmässä sisäilman olosuhteisiin perustuvan kehon osien pintalämpötilojen asetusarvojen valinnan tarkistamiseksi. Tämä uusi lämpönuken säätötapa validoitiin kokeellisesti paikallisen ja kokonaislämpöviihtyvyyden ennustamista varten käyttäen mittana ekvivalenttilämpötilaa. Uudella säätöjärjestelmällä varustettua THERMINATOR-nukkea käytettiin paikallisen lattialämmitysjärjestelmän eri vaihtoehtojen testaukseen energiatehokkuuden parantamiseksi. Lämpönuken avulla pyrittiin löytämään lämmitetyille lattiaelementeille optimaalinen geometria ja pinta-ala yhden istuvan henkilön lämmöntarpeen tuottamiseksi. Lisäksi psykologinen viihtyvyysmalli, joka perustuu paikalliseen ihon lämpötilaan, mukautettiin käytettäväksi ihmiskehon lämpösäätelymallin kanssa. Jälkimmäistä yhdistelmää käytettiin virtuaalisen CFD-lämpönukkemallin kanssa sisälämpöolojen määrittämiseksi ja malli validoitiin kokeellisesti ihmistestien avulla. Tulokset osoittivat, että nämä kaksi lähestymistapaa fyysisen ja virtuaalisen lämpönuken avulla käyttäen esitettyä säätötapaa, voivat tuottaa erittäin järkeviä ennusteita paikallisesta ja kokonaislämpöviihtyvyydestä istuvalle henkilölle. Subjektiivisen aineiston keskimääräinen absoluuttinen poikkeama lämpöviihtyvyysasteikolla vaihteli välillä 0.25-0.5 näiden kahden lähestymistavan kesken. Uudella säätötavalla varustettua lämpönukkea voidaan käyttää optimoimaan LVI-teknisten järjestelmien suunnittelua energiatehokkuuden ja lämpöviihtyvyyden yhdistämiseksi.
    Julkaisun otsikon käännösPaikallisen ja kokonaislämpöviihtyvyyden arviointi rakennuksissa lämpönuken avulla
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Sirén, Kai, Vastuuprofessori
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-4814-7
    Sähköinen ISBN978-952-60-4815-4
    TilaJulkaistu - 2012
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • lämpöviihtyvyys
    • lämmönsäätely
    • ihon lämpötila
    • lämpönukke
    • ekvivalenttilämpötila

    Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Paikallisen ja kokonaislämpöviihtyvyyden arviointi rakennuksissa lämpönuken avulla'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä