1 ZH kérdések és válaszok 1.
A hőérzetet befolyásoló tényezők Hőérzetet befolyásoló tényezők: - a levegő hőmérséklete, annak térbeli, időbeli eloszlása, változása - a környező felületek közepes sugárzási hőmérséklete - a levegő relatív nedvességtartalma, ill. a levegőben lévő vízgőz parciális nyomása - a levegő sebessége - az emberi test hőtermelése, hőleadása, hőszabályozása - a ruházat hőszigetelő képessége, párolgást befolyásoló hatása
2.
A metabolikus hő, mechanikai munka és hatásfoka, a Du Bios felület fogalma és összefüggései Fanger elmélete szerint a testben végbemenő oxidációs folyamat során keletkező metabolikus hő (M) két részből tevődik össze: külső mechanikai munka (W) + belső hőszükséglet (H) Metabolikus hő: M = H + W W Mechanikai munka: η = M Du Bois felület: ( FDU ) figyelembe veszi az egyéni legfontosabb metrikus adottságokat FDU = 0,203G 0, 425 L0,725 , ahol G az egyén tömege, L az egyén magassága A mechanikai munka pozitív, ha a szükséges energiát az M értékből kell fedezni. Különböző munkavégzés számszerű hőegyenértékének meghatározására a „met” egységet használják, 1met = 58 W/m2
3.
Mikroklímás mutatók (operatív hőmérséklet, eredő hőmérséklet, Kata érték, stb.) Operatív hőmérséklet: az a hőmérsékletérték, amely a levegő és a környezet közepes sugárzási hőmérsékletének értékét egyaránt figyelembe veszi α t + α c tl , ahol αs a sugárzásos hőátadási tényező, αc a konvekciós hőátadási to = s ks αs + αc tényező, tl a levegő hőmérséklete Eredő hőmérséklet: t R = (1 − R ) ⋅ t l + R ⋅ t ks , R ≅ 0,5 Közepes sugárzási hőmérséklet: t ks =
∑F ⋅t ∑F i
i
, de ez még nem veszi figyelembe a sugárzásos
i
hőcserében részt vevő testek közötti besugárzási tényezőt. t ks = 4
∑ϕ T
i i
4
− 273 , ahol ϕi a test súlypontjába helyezett függőleges felületelem és az
egyes határoló felületek közötti besugárzási tényező, Ti a környező határoló felületek hőmérséklete [K] KATA érték: a Kata-termométer különleges kivitelű bothőmérő. Tartályát higannyal vagy borszesszel töltik meg. 50-70°C-os vízbe tesszük, amíg a meniszkusz eléri a hőmérő felső, kiöblösödő részét. Ekkor kiemeljük a vízből. Letöröljük, és megmérjük azt az időt (z), amely alatt a meniszkusz a skála 2 jelétől az 1 jelig süllyed. A lehűlési idő alatt mindig ugyanazt a hőmennyiséget adja le. Az egységre vonatkoztatott (F) érték állandó. A leadott F hő és a mérési idő hányadosa a Kata-érték. Ez jellemző a környezetre: A = z Három fajta Kata hőmérő van: száraz, nedves, ezüstözött. 4. Az emberi test hőegyensúlyának számítási lehetőségei
2 Az emberi testben kémiai folyamatok játszódnak le, amely során hő fejlődik. Az az ideális eset, mikor a hőcserefolyamat egyensúlyban van. A hőegyensúlyi egyenlet: H + E d + E sw + E re − l = K = S + C H az emberi test belső hőtermelése Ed a bőrön keresztül páradiffúzióval való hőveszteség Esw a bőr felszínéről az izzadás következtében elpárolgó hőveszteség Ere a kilégzés rejtett hője okozta hőveszteség L a kilégzés száraz hővesztesége K hőátadás a bőr felületéről a felöltözött emberi test külső felületére S sugárzásos hőveszteség a ruházattal borított test külső felületéről C konvekciós hőveszteség a ruházattal borított test külső felületéről 5.
A PMV és PPD értelmezése, meghatározási lehetőségei Fanger kidolgozott egy olyan számítási módszert, amely alapján a zárt tér egy adott pontjára a különböző paraméterek ismeretében meg lehet határozni a várható hőérzetet, azaz a PMV értéket, amely nagyrész a komfortegyenletekből származik. H Y = f , L , ahol Y a várható hőérzet FDU L a szervezetre ható hőterhelés H 1 m2-re vonatkozó hőterhelés FDU A PMV értékei (szubjektív hőérzeti skála: +3 nagyon meleg +2 meleg +1 kellemesen meleg 0 semleges -1 kellemesen hűvös -2 hűvös -3 hideg A PMV érték alapján határozható meg a PPD értéke, ami a hőérzettel elégedetlenek várható százalékos valószínűsége. Fanger a szubjektív hőérzet alapján feltételezte, hogy PMV=0 akkor legyen, ha a hőegyensúlyi egyenlet = 0, vagyis a termelt és leadott hő megegyezik. Egyensúly esetén nincs diszkomfort hatás. Azt hogy milyen PPD értéket tekintünk megengedhetőnek, az objektum rendeltetése, az ott végzett tevékenység és a gazdaságosság dönti el. A gyakorlatban 5%-os elégedetlenségnél jobbat nem lehet megvalósítani az emberi szervezet különbözősége miatt.
6.
Szagérzékelés mechanizmusa, Weber-Fechner törvény A szag érzékelése a szaglóhámon a felső orrkagylóban történik. A szaglóhám 2 sejttípusból áll: támasztó sejtek és szagló sejtek (10-20 millió). A szagérzékelés nem spontán. Csak intenzív levegővételnél jut a levegő a felső orrüregbe, a szaglóhámhoz. Egyes szagokkal szemben a szagérzékelés ingerküszöbe nagyon alacsony. A szaglószerv jellemzője a gyors adaptáció. A szagló érzékelő receptorok az állandó szagintenzitáshoz alkalmazkodnak. Adaptáció: egy állandó ingererősség mellett, meghatározott idő után beáll egy állandó érzetintenzitás. Gáz érzékelési küszöbe: az a koncentráció, mely mellett a jelenlévők 50%-a érzékeli a szagot. Felismerési küszöb: az érzékelési küszöbnél magasabb. Hosszú idő után az érzékelési küszöb nő, az érzeterősség pedig csökken.
3 Adaptáció miatt jelentősen csökken az érzetintenzitás. Az egészségügyi határérték egészséges felnőtt embernél 8 órán át megengedhető. Az egészség védelme szempontjából előnyösebb, ha az egészségügyi határérték és az érzékelési küszöb hányadosa 1-nél kisebb. A szagérzékelő receptorok alakítják át a szagingert idegrendszeri érzetté. ∆R Weber: C = , ahol ∆R az ingernövekedés, R a bekövetkező ingererősség, 0,07
Levegőminőség, frisslevegő igény méretezése
& ENV szerint: V = 10 ⋅
G . A szellőztetés hatásosságát (ε) figyelembe véve: cb − ck
G , ahol G a forráserősség, c a belső ill. a külső koncentráció. (cb − ck )ε DIN szerint: meg lehet határozni fejadagra, vagy alapterületre vonatkoztatva. A két érték közül a nagyobbat kell figyelembe venni. A minőség lehet: magas, közepes, alacsony. K& CO2 MSZ szerint: V& = , ahol KCO2 az ember által kibocsátott CO2, k meg − k t kmeg CO2-koncentráció megengedett értéke a komforttérben kk a CO2- koncentráció a külső levegőben MSZ szerint 20-30 m3/h.fő V& = 10 ⋅
8.
Kontaminációs fok, szellőztetés hatásossága Kontaminációs fok: azt fejezi ki, hogy a helyiség adott pontjában milyen mértékben szennyeződött a levegő a szellőző és a távozó levegő szennyezettségét figyelembe véve. A c − c sz k b − k sz kontaminációs fok számítása: µ = b = ct − c sz k t − k sz A kontaminációs fok reciproka a szellőztetés hatásossága (ε). Ideális higításos szellőzés esetén ε=1, minden más esetben ε>1. Levegőminőségi szempontból az a célszerű, ha a kontaminációs fok minél kisebb, ill. a szellőztetés hatásossága minél nagyobb.
9.
Johannesburgi diagram Johannesburgi eloszlásfüggvény: 1959-ben elfogadták a tüdőben maradó por százalékos meghatározását az aerodinamikai egyenértékű átmérő fgv.-ében. A tüdőbe bejutó legnagyobb átmérőjű szemcse 7,1 µm, esési sebessége 0,15 m/s A tüdő légző-hólyagocskáiban maradó porszemcse frakciók százalékos aránya: d 2 ⋅ 100% Pd = 1 − d max
4
17.2.1. ábra
10. Szűréselmélet alapfogalmai (elemi szál leválasztási foka, Knudsen-szám, Peclet-szám, Stokes-szám) λ Knudsen szám: Kn = Dsz kontinuum tartomány 4 tartományt különbözetünk meg: 0
υ
Elemi szál leválasztási foka: a szűrt áramlási keresztmetszet és az elemi szál vetületének 2y y hányadosa. ε szél = = Dsz Rsz
5
18.2.1 ábra
11. Leválasztási hatások szálas szűrőkben, tehetetlenségi hatás, MPP A levegő szűrését befolyásoló elsődleges leválasztási hatások: tehetetlenségi hatás befogás diffúziós hatás Tehetetlenségi erő okozta leválasztás (εT) 18.4.1. ábra
Akkor jelentős, ha a részecske tömege v. a levegő áramlási sebessége nagy ( általában v ⋅d2 ⋅ ρ d>1µm). A Stokes szám növekedésével a leválasztási hatás nő. St = 0 18 ⋅ η ⋅ Dsz
1 1 A tehetetlenségi hatás arányos: ε T = f v0 , d 2 , ρ , , η Dsz Eredő leválasztási fok, MPP A szálas szűrőben a parciális leválasztási hatások összegződnek, és meghatározzák a szálas szűrő eredő leválasztási fokát. Az eredő leválasztási fok a részecske átmérő fgv.-ében változik. A legkisebb leválasztási fokhoz tartozó részecskét „leginkább áthatoló részecskének” is nevezik. 12. Klímatechnikai szűrők alkalmazása, egy- és többfokozatú szűrés A belső levegő minőség biztosítása megfelelő mennyiséfű és tisztaságú friss levegő bejuttatását igényli a komforttérbe. A megfelelő tisztaság biztosítása a levegő szűrését igényli. Kétfokozatú szűrés: 1. fokozat: durva porszűrő, 2. fokozat: finom porszűrő. Az első fokozatot a klímaközpont levegőkezelő eleme előtt, míg a második fokozatot a levegőkezelő elemek és a ventilátor után célszerű beépíteni. Az első szűrőfokozat feladata a durva porok leválasztása és a klímaközpont elemeinek védelme. A második szűrőfokozat a finom porszemcséket szűri ki és a megfelelő belső levegő minőség biztosításához a komfortterek esetében beépítése szükséges. Továbbá feladata a légcsatorna hálózat és az anemosztátok védelme a porszennyeződéstől.
