Issuu pub 74 2014

publicatie

74

k e nnisins t i t u u t v o o r d e ins t a l l a t i e s e c t o r

Eisen en achtergronden betreffende het thermisch binnenklimaat in kantoren en vergelijkbare utiliteitsbouw

Thermische behaaglijkheid

ISSO

Kennisinstituut voor de Installatiesector

Kruisplein 25 3014 DB Rotterdam Postbus 577 3000 AN Rotterdam Tel. 010-2065969 Fax 010-2130384 E-mail: isso@isso.nl

ISSO houdt zich bezig met het identificeren van kennisvragen binnen de installatiesector, het ontsluiten en toegankelijk maken van deze kennis in de vorm van praktische ISSO-publicaties en het bevorderen van het gebruiken van ISSO-publicaties als normstellende richtlijnen.

De in ISSO deelnemende organisaties zijn: NLingenieurs: Organisatie van advies- en ingenieursbureaus PIT: Stichting Promotie Installatietechniek TVVL: Nederlandse Technische Vereniging voor Installaties in Gebouwen UNETO-VNI: Ondernemersorganisatie voor de installatiebranche en de technische detailhandel De werkzaamheden worden begeleid door de Raad van Begeleiding, welke ten tijde van het tot stand komen van deze publicatie als volgt was samengesteld: De heer W.J.H. Scheffer De heer ir. R.D. van Bergen De heer ing. R. Steine De heer ing. H. Besselink De heer ir. P.A.L. Stoelinga Mevrouw prof.dr.ir. P.M. Bluyssen De heer ing. A.A.L. Traversari MBA De heer ing. W.F.G. Hooijkaas De heer ir. E.J. Wagenaar De heer H.M.A. Janssen Groesbeek Mevrouw ir A.C. Westerlaken De heer T. Klinkenberg De heer ir. T.M.E. Zaal De heer ir. W. Plokker De heer prof. ir. W. Zeiler De heer ir. W.G. Ram De realisatie van de ISSO-publicatie 74 werd verzorgd door de ISSO-kontaktgroep die als volgt was samengesteld: De heer ir. A.C. Boerstra (rapporteur) BBA Binnenmilieu B.V. De heer prof. dr.ir. J.L.M. Hensen TU Eindhoven De heer dr. ir. J. van Hoof Eur Ing (rapporteur) namens ISSO De heer ir. J.R. Koeslag Rijksvastgoedbedrijf Mevrouw ir. E. de Kruijff Rijksvastgoedbedrijf De heer drs. W. Ladiges OTIB De heer ir. A.C. van der Linden (voorzitter) TU Delft, faculteit Bouwkunde De heer dr. ir. M.G.L.C. Loomans TU Eindhoven De heer ir. W. Plokker VABI Software B.V. De heer ir. A.K. Raue Universiteit Utrecht De heer ir. C.P.G. Roelofsen Grontmij Nederland B.V. Mevrouw dr. ir. L. Schellen Universiteit Maastricht De heer F.A. Vos UNETO-VNI De heer ir. A.M. van Weele (coördinator) ISSO

De ontwikkeling van ISSO-publicatie 74 is mede tot stand gekomen door een financiële bijdrage van:

Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij zowel het verzamelen als bij het verwerken en opstellen van de in deze publicatie vervatte gegevens. Nochtans moet niet worden uitgesloten, dat deze publicatie onvolledig is of dat zij onjuistheden of onvolkomenheden bevat. Degene die van deze publicatie en de daarin vermelde gegevens gebruik maakt, aanvaardt dan ook daarvoor zelf het risico.

Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt sluiten iedere aansprakelijkheid uit voor zowel schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van de publicatie als schade die zou kunnen ontstaan als gevolg van eventuele (druk-)fouten, onvolledigheden en onvolkomenheden van deze publicatie.

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze publicatie mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van het bestuur van Stichting ISSO. Voorzover het maken van kopieën uit deze publicatie is toegestaan op grond van artikel 16h t/m 16m Auteurswet 1912 jo het Besluit van 27 november 2002, Stb 575, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp).

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the written permission of the foundation ISSO. Op alle publicaties van Stichting ISSO zijn de Algemene Leveringsvoorwaarden van toepassing. Deze kunt u lezen op www.isso.nl of opvragen bij Stichting ISSO.

Opleidings- en ontwikkelingsfonds

Aanvullingen en eventuele errata zijn te raadplegen via onze website: www.isso.nl

v o o r h e t Te c h n i s c h Installatiebedrijf

Eventuele opmerkingen en vragen kunnen doorgegeven worden aan ISSO Postbus 577 3000 AN Rotterdam e-mail: isso@isso.nl © Stichting ISSO – Rotterdam, 1 december 2014

ISSO-publicatie 74

Thermische behaaglijkheid Eisen en achtergronden betreffende het thermisch binnenklimaat in kantoren en vergelijkbare utiliteitsbouw

ISBN: 978-90-5044-264-0

INHOUDSOPGAVE

1

2

Samenvatting

5

Afkortingen

7

Symbolenlijst

9

Begrippenlijst

11

Inleiding

13

1.1

Introductie

13

1.2

Historische context

13

1.3

Wijzigingen ten opzichte van de eerste versie

14

1.4

Doelgroep

14

1.5

Leeswijzer

15

2.1

Inleiding

15

2.2

Thermoregulatie

15

2.3

Warmtebalans

16

2.4

Warmteproductie

16

2.5

Warmteafgifte

17

2.6

Thermofysiologisch model van Fanger

18

2.7

Kritische beschouwing van het PMV-model en andere thermofysiologische modellen

22

2.7.1

Toepassing van het PMV-model

23

2.7.2

Toepassing van het PMV-model in natuurlijk geventileerde gebouwen

2.8

2.9

3

ISSO-publicatie 74

Adaptief thermisch comfort en persoonlijke beïnvloeding

25 25

2.8.1

Adaptatie en thermisch comfort

25

2.8.2

Persoonlijke beïnvloeding

30

2.8.3

Thermische behaaglijkheid en productiviteit

33

2.8.4

Adaptieve thermische behaaglijkheid en energiegebruik

33

Plaatselijke thermische onbehaaglijkheid en variaties in tijd en ruimte

34

2.9.1

35

Tocht

2.9.2

Verticale temperatuurgradiënt

36

2.9.3

Vloertemperatuur

36

2.9.4

Stralingsasymmetrie

37

2.9.5

Temperatuurfluctuaties

39

2.9.6

Relatieve vochtigheid

39

Eisen

41

3.1

Inleiding

41

3.2

Achtergronden van de eisen

41

3.3

Algemene bepalingen

43

3.4

Standaardeisen voor algemene thermische behaaglijkheid

43

3.5

Eisen bij afwijkend metabolisme en/of afwijkende kledingisolatie

50

3.6

Eisen lokaal thermisch discomfort

50

3.7

4

14

Achtergronden

Aanvullende eisen, niet-stationaire thermische omgevingen

51

3.7.1

Temperatuurfluctuaties

51

3.7.2

Temperatuurverloop in de tijd

51

Verificatie

53

4.1

Inleiding

53

4.2

Verificatie tijdens ontwerpfase

53

4.3

Verificatie bij oplevering

54

4.4

Verificatie tijdens gebruiksfase

56

3

Thermische behaaglijkheid

Bijlage A

Temperatuuroverschrijdingen objectiveren: methoden uit het verleden

59

Bijlage B

Schalen voor het objectiveren van de thermische behaaglijkheid

62

Bijlage C

Voorbeeld klachtenregistratieformulier

63

Bijlage D

Apparatuur voor het meten van binnenklimaatgrootheden

64

Literatuurlijst

ISSO-publicatie 74

67

4

Thermische behaaglijkheid

SAMENVATTING Deze publicatie gaat over de thermische behaaglijkheid in gebouwen.

De publicatie bevat ook eisen betreffende tocht, stralingsasymmetrie en andere vormen van lokaal discomfort, en eisen betreffende toegestane variaties in termen van tijd en plaats.

Ook hierbij worden de eisen voor het A-, B-, C- en Dniveau gegeven.

De publicatie is een herziene versie van ISSOpublicatie 74 'Thermische behaaglijkheid - Eisen voor de binnentemperatuur in gebouwen' uit 2004. Deze tweede versie is breder van opzet en gaat ook in op tocht en ander lokaal discomfort. De huidige publicatie omvat verder elementen uit ISSO-publicatie 19 'Thermisch binnenklimaat, aanbevelingen' uit 1991 en ISSO-researchrapport 5 'Ontwerp binnencondities en thermische behaaglijkheid in gebouwen' uit 1990.

Deze twee publicaties zijn vervallen bij het verschijnen van deze ISSO-publicatie 74.

Zowel de algemene temperatuureisen (zie afbeelding) als de aanvullende eisen zijn op hoofdlijnen in overeenstemming met de eisen uit internationale normen als NEN-EN 15251 [10] en NEN-EN-ISO 7730 [6].

De publicatie geeft ook aan hoe geverifieerd kan worden of aan de eisen voldaan wordt. Zowel tijdens het ontwerp als bij oplevering en gedurende de beheerfase. Hierbij wordt soms gebruik gemaakt van simulaties en berekeningen, maar soms ook van (duur)metingen en enquêtes.

Dit document beschrijft welke thermische binnenklimaateisen gehanteerd kunnen worden bij het ontwerp en het beheer van onder andere kantoorgebouwen. In onderstaande afbeelding staan de nieuwe eisen voor de operatieve temperatuur samengevat. Het betreft hier eisen op klasse A-, B-, Cen D-niveau.

Klasse A-eisen zijn niet apart weergegeven in deze afbeelding omdat deze gelijk zijn aan klasse B, met als aanvullende eis dat is voorzien in een mogelijkheid tot beïnvloeding van het thermisch binnenklimaat. De βbovengrenzen voor de zomerperiode (horizontale lijnen) mogen gedurende en vlak na hittegolven (meerdere dagen met een running mean outdoor temperature > 22 °C) tijdelijk overschreden worden gedurende een paar uren per dag.

θoi- operatieven temperatuur binnen[°C]

streep lijn = Klasse D temperatuurgrenzen streep-stip lijn = Klasse C temperatuurgrenzen

De eisen en verificatiemethoden staan niet op zichzelf; in het document wordt uitgebreid ingegaan op de theoretische achtergronden. Zo is uitgelegd hoe thermoregulatie van het menselijk lichaam werkt en wordt ingegaan op de meer traditionele modellen (gebaseerd op klimaatkameronderzoek) als het thermofysiologisch model van Fanger. Ook komen de zogenaamde adaptieve modellen (gebaseerd op veldonderzoek) aan bod (bijvoorbeeld van De Dear en Brager en van Humphreys en Nicol) die ook psychologische aspecten meenemen.

groene driehoeken / a-zônes = verhoogde temperatuurgrenzen die alleen zijn toegestaan in type a ruimten zonder (waarneembare) koeling, maar met effectief bruikbare te openen ramen, zie het stroomschema - afb. 3.5

getrokken lijn = Klasse B temperatuurgrenzen

basis-setpoint koeling tijdens koelseizoen (alleen relevant bij actieve koeling)

basis-setpoint verwarming tijdens stookseizoen

winter

zomer

warme zomerperiode

θrm - running mean outdoor temperature [°C]

Afb. Eisen (grenzen) voor de operatieve temperatuur binnen, in relatie tot de running mean outdoor temperature, met aanvullend een weersafhankelijke setpointindicatie

ISSO-publicatie 74

5

Thermische behaaglijkheid

AFKORTINGEN ACS

Adaptive Comfort Standard.

AMV

Actual Mean Vote.

ANSI

American National Standards Institute.

APD

Actual Percentage of Dissatisfied.

ASHRAE

American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.

ATG

Adaptieve Temperatuur Grenswaarden.

DBFMO

Design-Build-Finance-Maintain-Operate.

DR

Draught Rate.

EGG

Exponentieel Gewogen Gemiddelde.

GTO

Gewogen TemperatuurOverschrijding.

ISO

International Organization for Standardization.

PMV

Predicted Mean Vote.

PPD

Predicted Percentage of Dissatisfied.

RVB

Rijksvastgoedbedrijf.

RMOT

Running Mean Outdoor Temperature.

SCAT(s)

Smart Controls and Adaptive Thermal Comfort (database).

SWM

Specifiek Werkzame Massa.

TO

Temperatuuroverschrijding.

ISSO-publicatie 74

7

Thermische behaaglijkheid

SYMBOLENLIJST Adu

lichaamsoppervlak

[m2]

C

warmteoverdracht door convectie (stroming) vanaf het buitenoppervlak van het geklede lichaam

[W/m2]

Cres

de voelbare warmteafgifte via de ademhaling

[W/m2]

d

diameter van de globe (zwarte bol)

[m]

Edif

warmteafgifte door diffusie van waterdamp door de huid

[W/m2]

Eres

latente warmteafgifte via de ademhaling

[W/m2]

Esw

warmteafgifte door verdamping van transpiratie vanaf het huidoppervlak

[W/m2]

f

aantal temperatuurwisselingen per uur

[h-1]

fcl

verhouding tussen het buitenoppervlak van de geklede mens en het huidoppervlak

[-]

H

interne warmteproductie van het lichaam

[W/m2]

hc

warmteoverdrachtscoëfficiënt voor convectie van de mens

[W/(m2·K)]

hcg

warmteoverdrachtscoëfficiënt voor gedwongen convectie

[W/(m2·K)]

hcn

warmteoverdrachtscoëfficiënt voor natuurlijke convectie

[W/(m2·K)]

hs

warmteoverdrachtscoëfficiënt voor straling van de mens

[W/(m2·K)]

Icl

warmteweerstand van de kleding

[m2·K/W]

Icl,a

additionele warmteweerstand van de kleding

[m2·K/W]

M

metabolisme

[W/m2]

pa

partiële waterdampdruk

[Pa]

P

aandeel gebouwgebruikers dat 'heet' of 'warm' als thermische sensatie weergeeft

[-]

PD

percentage ontevredenen over tocht

[%]

PPD

voorspelde percentage ontevredenen

[-]

PMV

gemiddelde waardering voor de thermische kwaliteit van het binnenklimaat

[-]

R

warmteoverdracht door straling vanaf het buitenoppervlak van het geklede lichaam

[W/m2]

Tu

relatieve turbulentie-intensiteit

[%]

va

luchtsnelheid

[m/s]

vag

luchtsnelheid langs zwarte bol

[m/s]

var

relatieve luchtsnelheid

[m/s]

wf

weegfactor

[-]

W

verrichte uitwendige arbeid

[W/m2]

Δθ

verschil tussen de maximum en minimum (lucht)temperatuur

[K]

Δθa,v

temperatuurverschil tussen hoofd en enkels

[K]

Δθdiff

verschil tussen lucht- en comforttemperatuur

[K]

Δθg

verschil tussen de luchttemperatuur en de zwarte boltemperatuur

[K]

Δθi

correctie op de temperatuur t.g.v. afwijkende kleding

[K]

Δθpr

stralingsasymmetrie

[K]

ε

emissiecoëfficiënt

[-]

θa

luchttemperatuur

[°C]

θcl

oppervlaktetemperatuur van de kleding

[°C]

θe

buitentemperatuur

[°C]

ISSO-publicatie 74

9

Thermische behaaglijkheid

θecl

gemiddelde dagtemperatuur (buitentemperatuur) (bij benadering het gemiddelde nemen van het dagmaximum en dagminimum van het dichtstbijzijnde weerstation)

[°C]

θecl-1

gemiddelde dagtemperatuur van gisteren

[°C]

θecl-2

gemiddelde dagtemperatuur van eergisteren

[°C]

θecl-3

gemiddelde dagtemperatuur van eereergisteren

[°C]

θg

zwarteboltemperatuur

[°C]

θmrt

gemiddelde stralingstemperatuur

[°C]

θo

operatieve temperatuur

[°C]

θpr

vlakstralingstemperatuur

[°C]

θrm

running mean outdoor temperature

[°C]

θs

gemiddelde huidtemperatuur

[°C]

θvl

oppervlaktetemperatuur van de vloer

[°C]

σ

standaarddeviatie van de fluctuaties van de luchtsnelheid

[-]

ISSO-publicatie 74

10

Thermische behaaglijkheid

BEGRIPPENLIJST Actieve koeling Binnen de context van deze publicatie wordt hiermee bedoeld: koeling door middel van gekoelde lucht, koelplafonds en dergelijke. Vergroten van het dempend effect van de gebouwmassa (thermische buffering) op de binnentemperatuur, bijvoorbeeld door betonkernactivering, wordt niet beschouwd als actieve koeling.

normaal voorkomende luchtsnelheden en luchtvochtigheden.

DR (tocht) Draught Rate; een waarde die aangeeft welk gemiddeld percentage aanwezigen discomfort t.g.v. tocht ervaart.

Effectieve temperatuur (ET*) De operatieve temperatuur (θo) van een omgeving bij 50% vochtigheid die dezelfde voelbare plus latente warmteuitwisseling met een persoon zou veroorzaken als in de werkelijke omgeving.

Actual Mean Vote (AMV) Actual Mean Vote is een thermische index afgeleid uit veldonderzoekuitkomsten. De AMV beschrijft de gemiddelde thermische sensatie van een groep gebouwgebruikers zoals die in de praktijk, op een bepaald moment, ervaren wordt. Zie verder bij Predicted Mean Vote.

Gebruikstijd De tijdsduur dat de desbetreffende ruimte c.q. het desbetreffende gebouw voor de reguliere functie gebruikt wordt.

Actual Percentage of Dissatisfied (APD) Actual Percentage of Dissatisfied is een index afgeleid uit veldonderzoekuitkomsten. De APD-index beschrijft het percentage gebouwgebruikers dat ontevreden is het met thermisch binnenklimaat c.q. dat -3, -2, +2, +3 scoort op de thermische sensatieschaal. Zie verder bij: Predicted Percentage of Dissatisfied.

Gemiddelde luchtsnelheid Rekenkundig gemiddelde van momentane luchtsnelheidsmeting in de leefzone, geïntegreerd over minimaal drie minuten bij een meetfrequentie van één meting per seconde.

Adaptatie Aanpassing van gebouwgebruikers aan (veranderingen in) de thermische omgeving gericht op het vermijden van thermisch discomfort.

Gemiddelde etmaaltemperatuur in relatie tot θrm Gemiddelde van het dagmaximum en het dagminimum (zoals gemeten op het dichtstbijzijnde officiële weerstation) van de luchttemperatuur buiten [°C].

We onderscheiden hierbij:  Fysiologische adaptatie (zoals kleine veranderingen in de kerntemperatuur van de mens als reactie op een wijziging van de thermische belasting die dagen of weken aan houdt);  Psychologische adaptatie (bijvoorbeeld wijziging van het verwachtingspatroon ten aanzien van de binnentemperatuur bij langdurig warm, zonnig weer);  Gedragsmatige adaptatie zoals het aan- of uittrekken van kleding, het openen van ramen of het aanpassen van werktijden.

Kledingisolatie Thermische weerstand van kleding die warmteuitwisseling tussen het lichaam en de omgeving beperkt. De kledingisolatie wordt uitgedrukt in [clo].

Zie ook 'clo'.

Leefzone Gedeelte van een verblijfsgebied waarbij de ruimte gelegen binnen 0,6 m van een uitwendige scheidingsconstructie, binnen 0,2 m van een inwendige scheidingsconstructie en hoger gelegen dan 1,8 m boven de vloer buiten beschouwing blijft.

Luchtsnelheid Momentane snelheid van de lucht ten opzichte van een persoon [m/s].

Adaptief model voor de thermische omgeving Een lineair regressiemodel dat ontwerpbinnentemperaturen of acceptabele binnentemperatuurgrenzen relateert aan meteorologische of buitenklimaatparameters.

Metabolisme Warmteproductie van het menselijke lichaam uitgedrukt in [met] of in [W/m2] lichaamsoppervlak.

clo Een eenheid die wordt gebruikt om de thermische isolatie van kledingstukken en -pakketten uit te drukken, 1 clo = 0,155 m2·K/W.

Natuurlijk geventileerde gebouwen Deze worden gedefinieerd als gebouwen met 'operable windows and ceiling fans within small single- or dual occupant offices that afford high degrees of adaptive opportunity'.

Comforttemperatuur De operatieve binnentemperatuur waarbij de gemiddelde thermische sensatie van gebouwgebruikers (gekleed naar hun eigen voorkeuren, met een gemiddeld activiteitenniveau, gegeven de gebouwfunctie) neutraal is, rekening houdend met de

ISSO-publicatie 74

11

Thermische behaaglijkheid

Operatieve temperatuur De uniforme temperatuur van een denkbeeldige zwarte omgeving waarin een persoon dezelfde hoeveelheid warmte zou uitwisselen door straling en convectie als in de werkelijke niet-uniforme omgeving.

De operatieve temperatuur is numeriek het gemiddelde van de lucht- en de stralingstemperatuur, gewogen met de respectievelijke warmteoverdrachtscoëfficiënten.

Thermisch comfort of thermische behaaglijkheid De gemoedstoestand die tevredenheid met de thermische omgeving uitdrukt; dit vereist een subjectieve evaluatie (ASHRAE Standard 55 [1]). De optimale thermische behaaglijkheid moet overeenkomen met de keus 'ik wil geen verandering' op de thermische voorkeursschaal [18].

De afwezigheid van thermische sensatie of thermisch discomfort (Clark en Edholm, 1985).

Predicted Mean Vote (PMV) Predicted Mean Vote is een thermische index afgeleid van het warmtebalansmodel voor thermische behaaglijkheid ontwikkeld door Fanger [17]. De PMV voorspelt, op basis van klimaatkameronderzoek, wat de gemiddelde thermische sensatie van een grote (gemiddelde) groep gebouwgebruikers die een thermische omgeving ervaart die gespecificeerd wordt door de gemiddelde lucht- en stralingstemperatuur, de gemiddelde luchtsnelheid, de relatieve vochtigheid, de thermische isolatie van kleding en het metabolisme.

Thermische neutraliteit De waarde van de thermische binnenklimaatindex (meestal de operatieve temperatuur) die overeenkomt met een maximum aantal gebouwgebruikers dat 'neutraal' stemt op de thermische sensatieschaal.

Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD) Predicted Percentage of Dissatisfied is een index die gerelateerd is aan de PMV-index. De PPD-index geeft een voorspelling, op basis van klimaatkameronderzoek, van het percentage gebouwgebruikers dat ontevreden is het met thermisch binnenklimaat.

Hierbij is de basisaanname gedaan dat een score op de thermische sensatie schaal van -3, -2, +2 of +3 overeenkomt met iemand die ontevreden is en dat een score van -1, 0 of +1 wil zeggen komt dat iemand tevreden is [17].

Tocht Ongewenste plaatselijke afkoeling door luchtbeweging.

Thermische sensatie (schaal) Een bewust gevoel uitgedrukt in de categorieën: -3 koud, -2 koel, -1 beetje koel, 0 neutraal, +1 beetje warm, +2 warm, +3 heet. Iemands optimale thermisch comfort hoeft niet noodzakelijkerwijs overeen te komen met 0 neutraal.

Transient Temperature Plotselinge verandering van de thermische omstandigheden door een verandering in temperatuur, luchtvochtigheid, activiteitenniveau of kledingweerstand.

Turbulentie-intensiteit De mate waarin de momentane luchtsnelheid fluctueert ten opzichte van de gemiddelde luchtsnelheid [%].

Ramp Temperature Niet-cyclische verandering in temperatuur van een ruimte, bijvoorbeeld het trapsgewijs stijgen van een temperatuur met de tijd.

α-type gebouw/ruimte Een in deze publicatie gebruikte aanduiding voor een gebouw of ruimte waar adaptatie een rol speelt bij de beleving van het binnenklimaat. Globaal gesproken gaat het hier om gebouwen met te openen ramen en veel mogelijkheden voor de gebruiker om het binnenklimaat zelf te beïnvloeden en de kleding aan te passen aan de thermische sensatie.

RMOT, Running Mean Outdoor Temperature (θrm) De running mean outdoor temperature is een gewogen gemiddelde buitentemperatuur waarbij de buitentemperatuur gedurende meerdere voorgaande dagen worden meegenomen met een weegfactor (zie verder de formule in kader 3.2 van paragraaf 3.3).

β-type gebouw/ruimte Een in dit rapport gebruikte aanduiding voor een gebouw of ruimte waar adaptatie een minder grote rol speelt bij de beleving van het binnenklimaat. Globaal gesproken gaat het hier om gebouwen met een gesloten gevel en beperkte mogelijkheden voor de gebruiker om het binnenklimaat zelf te beïnvloeden of waar formele kledingvoorschriften worden nageleefd.

Stralingstemperatuur Uniforme oppervlaktetemperatuur van de omgeving [K].

Stralingsasymmetrie Het verschil in stralingstemperatuur aan één zijde van het lichaam en de tegenoverliggende zijde van het lichaam (verschil voor-achter of boven-onder).

Temperatuurgradiënt Het verschil in luchttemperatuur in een vertrek vlak boven de grond (bij de enkels) en bij het hoofd gedeeld door 1,1 meter voor zittende personen [K/m].

ISSO-publicatie 74

12

Thermische behaaglijkheid

1

INLEIDING

1.1 INTRODUCTIE We spreken van een thermisch behaaglijk binnenklimaat als de personen die aan dat binnenklimaat blootgesteld worden geen behoefte hebben aan een hogere of lagere temperatuur. De formele definitie van thermische behaaglijkheid is: die geestestoestand die tevredenheid met de thermische omgeving uitdrukt [1].

Thermische behaaglijkheid wordt daarom uitgedrukt in de mate waarin men tevreden is over het thermisch binnenklimaat of het percentage ontevredenen.

Hierbij wordt een onderscheid gemaakt in algemene thermische behaaglijkheid en lokale thermische (on)behaaglijkheid.

1.2 HISTORISCHE CONTEXT In Nederland wordt sinds eind jaren '70 van de vorige eeuw gebruik gemaakt van richtlijnen voor het thermische binnenklimaat in gebouwen gebaseerd op Fangers PMV/PPD-model [17].

Het Rijksvastgoedbedrijf (RVB, voorheen Rijksgebouwendienst) speelde hierbij een belangrijke rol, zeker als het ging om richtlijnen voor kantoorgebouwen, met name ten aanzien van oververhitting (thermisch binnenklimaat in de zomersituatie). Het basiscriterium van het Rijksvastgoedbedrijf hierbij was altijd dat het thermisch binnenklimaat minimaal 90 % van de (gebruiks)tijd dusdanig moet zijn dat minimaal 90% van de mensen tevreden is.

Oorspronkelijk werkte het Rijksvastgoedbedrijf met het zogenaamde TO-criterium (TO = temperatuuroverschrijding). Hierbij werd gewerkt met het aantal uren dat een binnentemperatuur van 25 °C werd overschreden. De waarde van 25 °C werd representatief geacht voor een gemiddelde thermische sensatie PMV = 0,5 (tussen 'neutraal' en 'enigszins koel' in, zie verder paragraaf 2.6) bij gemiddelde kantoorwerkzaamheden. De richtwaarde voor het maximaal toe te laten aantal overschrijdingsuren was 100. De werktijd werd op 2.000 uur per jaar gesteld. De helft van de 10% afwijking van de gewenste omstandigheden werd gereserveerd voor overschrijdingen (hoge temperaturen in de zomer en gedurende de tussenseizoenen), de andere helft voor onderschrijdingen (lage temperaturen in de winter en gedurende de tussenseizoenen).

Eind jaren '80 introduceerde het Rijksvastgoedbedrijf de GTO-methode, waarbij GTO staat voor: gewogen temperatuuroverschrijdingsuren. Hierbij werd een weegfactor toegepast die groter werd naarmate de binnentemperatuur de grens die hoort bij PMV = 0,5 verder overschrijdt. Een uur waarbij de binnentemperatuur 29 °C was, weegt zwaarder dan een uur waarbij de binnentemperatuur 27 °C was.

Met de algemene thermische behaaglijkheid wordt aangegeven in welke mate men het binnenklimaat als koud of warm ervaart. In het dagelijks leven praten we dan over de temperatuur in een ruimte. Toch bepaalt niet alleen de (lucht)temperatuur of we het warm of koud hebben: ook factoren als luchtsnelheid, stralingstemperatuur, luchtvochtigheid, het activiteitenniveau en de kledingisolatie spelen een rol (zie verder hoofdstuk 2). Ook psychologische factoren (zoals verwachtingspatronen) en fysiologische factoren (zoals medicijngebruik) kunnen een rol spelen.

We spreken van plaatselijke of lokale thermische onbehaaglijkheid als de temperatuur in een ruimte op zich goed is, maar een deel van het lichaam te sterk afkoelt of opwarmt.

Lokale thermische behaaglijkheid kunnen we indelen in de volgende vier categorieën:  Tocht;  Stralingsasymmetrie;  Verticaal temperatuurverschil (temperatuurgradiënt);  Vloertemperatuur. (zie verder hoofdstuk 2.9)

In bijlage A worden de TO- en GTO-methoden verder toegelicht.

's Zomers is vaak de algemene thermische behaaglijkheid kritisch. Onder andere door toepassing van een goede luchtdichtheid, een hoge isolatiegraad, grote glasvlakken zonder goede zonwering en het toenemende gebruik van elektronische apparatuur dreigt het in veel gebouwen te warm te worden op zomerse dagen (oververhitting).

Voor bouwfysica- en installatieadviseurs waren beide methoden in de ontwerpfase goed hanteerbaar. In de bouwpraktijk bleek de communiceerbaarheid van met name de GTO-urenmethode echter niet optimaal.

Opdrachtgevers en andere partijen bleken de GTOmethode vaak te ingewikkeld te vinden. Ook bleek het niet mogelijk om de GTO-methode toe te passen bij het objectiveren van het thermisch binnenklimaat in bestaande gebouwen.

Omdat de meeste gebouwen zijn voorzien van voldoende verwarmingscapaciteit is de algemene thermische behaaglijkheid 's winters meestal minder een probleem. Dan komen juist problemen voor rond de lokale thermische behaaglijkheid: bij koud winterweer krijgt men dan last van tocht onder luchtinblaasroosters, koude voeten ter plaatse van onvoldoende geïsoleerde beganegrondvloeren, hinderlijke koudestraling bij gevels, etc.

ISSO-publicatie 74

Vandaar dat er in 2003/2004 een eenvoudiger methode is ontwikkeld door ISSO. Dit betreft de adaptieve temperatuurgrenswaarde- of ATG-methode zoals die omschreven was in de eerste druk van ISSOpublicatie 74 uit 2004. Hierbij werd niet gewerkt met overschrijdingsuren maar met een percentage van de gebruikstijd dat men buiten het comfortgebied mag

13

Thermische behaaglijkheid

komen (op klasse A-, B- en C-niveau). Ook werd gewerkt met afzonderlijke eisen voor gebouwen met actieve koeling en gesloten gevels (β-gebouwen) en zogenaamde adaptieve, met de buitentemperatuur meeglijdende, eisen voor gebouwen met te openen ramen en zonder actieve koeling (α-gebouwen). De nieuwe, adaptieve eisen waren daarbij gebaseerd op de heranalyse van wereldwijd veldonderzoek zoals beschreven in De Dear en Brager [19].

1.4 DOELGROEP Deze publicatie is primair gericht op adviseurs en installateurs die betrokken zijn bij het ontwerp en/of beheer van klimaatinstallaties en gevelconcepten voor kantoorgebouwen, scholen (zie ook kader 3.4) en vergelijkbare utiliteitsbouw. De in dit document gepresenteerde informatie is expliciet niet bedoeld voor het objectiveren van de thermische behaaglijkheid in woningen, zorggebouwen en vergelijkbare situaties.

De publicatie die nu voor u ligt is een vervolg op de eerste druk van ISSO-publicatie 74 en daarmee een (historisch) logisch vervolg op de TO- en GTOmethode van het Rijksvastgoedbedrijf en de ATGmethode zoals beschreven in ISSO-publicatie 74 uit 2004.

De informatie uit deze publicatie kan verder van nut zijn voor opdrachtgevers, arbodeskundigen, gebouwbeheerders en anderen die betrokken zijn bij het objectiveren van de thermisch binnenklimaat prestatie van utiliteitsgebouwen.

1.3

WIJZIGINGEN TEN OPZICHTE VAN DE EERSTE VERSIE Deze tweede versie van ISSO-publicatie 74 is op een aantal punten fundamenteel anders dan de eerste druk.

1.5 LEESWIJZER De publicatie is als volgt ingedeeld:  In de samenvatting (zie hiervoor) zijn de belangrijkste thermisch binnenklimaateisen samengevat;  In hoofdstuk 2 wordt ingegaan op de theoretische achtergronden; hierbij komt onder andere aan bod: het fenomeen thermoregulatie, het PMV-model van Fanger, de adaptieve modellen van onder andere Brager en De Dear [18] en Humphreys en Nicol [20];  In hoofdstuk 3 worden de belangrijkste eisen gepresenteerd en uitgelegd;  In hoofdstuk 4 wordt verklaard hoe men in de praktijk (tijdens het ontwerpproces, bij oplevering en gedurende de gebruiksfase) kan toetsen of daadwerkelijk aan de eisen voldaan wordt.

Dit zijn de belangrijkste verschillen:  De nieuwe publicatie sluit beter aan op internationale normen als NEN-EN 15251 [10] en NEN-EN-ISO 7730 [6]; zo sluit de definitie van de x-as parameter van de afbeeldingen met de temperatuureisen (afbeelding 3.1 tot en met 3.4) (voorheen θe,ref, nu θrm) nu beter aan op de formule voor de exponentieel gewogen buitentemperatuur uit EN 15251 (die weer is gebaseerd op de SCATs-database);  Er is sprake van een betere integratie van de eisen voor α- en β-gebouwen (ruimten);  Voor zowel α- als β-gebouwen (ruimten) geldt dat 's winters met constante in plaats van met (enigszins) met de buitentemperatuur meeglijdende temperatuurgrenzen gewerkt wordt;  Voor β-gebouwen (ruimten) geldt dat bij hogere buitentemperaturen 's zomers niet langer met (enigszins) meeglijdende bovengrenzen gewerkt wordt maar met constante bovengrenzen;  De tweede versie bevat meer informatie over tocht en ander lokaal discomfort en de daarbij behorende eisen;  Verder is er nu ook aandacht voor temperatuurfluctuaties (ramps en transients);  De nieuwe publicatie bevat meer concreet toepasbare informatie (zoals een voorbeeldtekst ten behoeve van programma's van eisen, zie kader 3.1);  Ook is een nieuw verificatiehoofdstuk toegevoegd waarin uitgelegd wordt hoe men tijdens het ontwerpproces, bij oplevering en gedurende de gebruiksfase kan controleren of (nog) aan de gestelde thermisch binnenklimaateisen voldaan wordt.

ISSO-publicatie 74

14

Thermische behaaglijkheid