Komfor vozila za javni prevoz putnika

1. TERMIKI PRMETRI SREDINE

Termiki prmetri sredine kji utiu n uslve ugdnsti ljudi u ztvrenm prstru su:

1.1 Tempertur vzduh

Utie n dvnje suve tplte knvekcijm, prprcinln rzlici tempertur tel i vzduh:

(1.1)gde su:

tplt kju vek dje knvekcijm,

spljn pvrin telesng mt (prem Dubois-u),

stepen devensti kji predstvlj dns pvrine deveng tel prem pvrini ngg tel,

keficijent prelz tplte s pvrine dee n vzduh,

tempertur pvrine dee i

tempertur klng vzduh.

Z vek prsene visine (h = 1,73m) i teine (m = 70kg) vrednst spljne pvrine telesng mt iznsi = 1,8 m2. de utie n smnjenje dvnj tplte vek time t pvev tpr prvenju tplte d tel k klini. Tempertur pvrine dee je ni d temperture tel, li je pvrin rzmene tplte (knvekcijm i zrenjem) net ve. Kd je k prekriven dem, nd se jvlj sleni prens tplte s ke n spljnu pvrinu dee, kju buhvt unutrnje prcese zrenj i knvekcije u slju izmeu ke i dee, k i kndukciju krz slj dee. Zbg lkeg definisnj vg nin prens tplte uveden je bezdimenzin veliin , k dns ukupng tpr prlzu tplte s pvrine ke d spljne pvrine dee prem tpltnm tpru dee d 0,155m2K/W. Jedinic vg bezdimenzing tpr prlzu tplte dee je 1clo=0,155m2K/W (1 kl). U tblici 1.1 prikzne su neke vrednsti tpr prlzu tlte krz deu i stepen devensti z pjedine kmplete dee.

Tabela 1.1.Vrst dee (clo) (-)

Ng sb0,01,00

rts0,11,00

Vem lk de (rts, lk kulj krtk rukv, lke pmune rpe i sndle)0,3 0,41,05

Lk rdn de (lki pmuni dnji ve. tnke pntlne, pmun kulj, pmune ili vunene rpe i lke cipele)0,61,10

Tipin pslvn del (Pmuni dnji ve. kulj, pntlne, sk, krvt, rpe i cipele)1,01,15

Tipin pslvn del s lkim kputm1,51,15

Tek vunen de s jknm (plrn)3,0 4,01,30 1,50

N slici 1.2 prikzn je uticj devensti n dvnje tplte vek i pstiznje rvntee. it je d se pri dreenj fizikj ktivnsti vek, stnje termike rvntee uspstvlj pri niim temperturm kline uklik je vek vie deven.

Slik 1.1 dvnje tplte vek u zvisnsti d devensti i temperture vzduh

Jedn de tplte kji se dje disnjem, tke predstvlj suvu tpltu, kj se jvlj k psledic rzlike tempertur izmeu izdhnutg i udhnutg vzduh. v kliin tplte j zvisi d ventilcing mseng prtk vzduh tkm disnj, i uprv je prprcinln rzlici temperture i msenm prtku vzduh:

(1.2)

Ltentn dvnje tplte (vlge) vek dvij se putem disnj i znjenj. Disnjem, vden pr s sluzke disjnih rgn prensi se udhnut vzduh, kji se u pluim ddtn bguje vdenm prm. Izdisnjem, vzdun ms struji krz respirtrni trkt, gde se dreen kliin pre kndenzuje i vr telu. I pred tg, izdhnut vzduh je tpliji i vlniji d udhnutg. Prem tme, dt ltentn tplt disnjem prprcinln je rzlici sdrj vlge izdhnutg i udhnutg vzduh, k i msenm prtku vzduh prilikm disnj:

(1.3)

Prilikm znjenj se tke dje ltentn tplt. Jedn de te tplte se dje usled difuzije vdene pre krz ku i prprcinln je rzlici pritisk zsienj vdene pre n temperturi ke i prcijlng pritisk vdene pre u vzduhu:

(1.4)

Drugi de ltentne tplte kije se predje vzduhu s pvrine ke usled znjenj jeste tplt dt isprvnjem znj. v veliin zvisi d stepen fizike ktivnsti, dnsn unutrnje prdukcije tplte, temperture i vlnsti klng vzduh.K mer fizike ktivnsti vek uveden je jedinic meti n dgvr dvnju tplte vek d 58,2 W/m2pvrine tel. Prsen pvrin ke drslg vek je 1,8 m2. U tbeli 1.2 prikzne su prsene vrednsti dvnj tplte drslg vek pri rzliitim ktivnstim.Tabela 1.2.ktivnstdvnje tplte

metW

Spvnje0,775

Sedenje1,0105

Hdnje brzinm 3,2 km/h3,0210

Hdnje brzinm 6,4 km/h3,8400

Kncelrijski rd1,0 1,4 105 150

Spremnje kue2,0 3,4210 355

Plesnje2,4 4,4250 460

Krk5,0 7,6580 800

Mksimln (krtktrjn)11,51200

Tpltu stvrenu metblizmm vek dje klini kristei vie snvnih mehnizm prens tplte. Suv (setljiv) tplt predje se uglvnm prek ke i dee knvekcijm i zrenjem, mnjim delm kndukcijm i zgrevnjem vzduh u pluim. Ltentn (vln) tplt predje se u pluim i prek ke. Pri tme treb rzlikvti d li je k suv ili kven (znjn).

em dvjnj tplte vek rzliitim mehnizmim prens tplte prikzn je n slici 1.3. Nvedene prcentulne vrednsti ve sm z dreene uslve (fizik ktivnst, devenst, termiki prmetri kline). Z druge uslve, prcentulne vrednsti dvnj tplte pjedinim mehnizmim prens tplte mgu biti ssvim rzliite.

Slik 1.2 dvnje tplte vek

N slici 1.4 prikzn je dijgrm dvnj tplte ljidi u funkciji temperture vzduh z rzliite fizike ktivnsti.

Slik 1.3 dvnje tplte vek u zvisnsti d temperture vzduh

dvnje tplte vek (i ukupn, psebn suve tplte) pd s prstm temperture vzduh. U jednm intervlu tempertur kline, ukupn dvnje tplte vek se ne menj i t blst se nziv zn neutrlnsti. Unutr zne neutrlnsti,i t pmeren k blsti niih temepertur kline gde je dvnje suve tplte vee ltentne umeren, nlzi se zn ugdnsti. T je blst kju pkuvm d stvrim rdm klimtizcinih urej.

1.2 Tempertur klnih pvrin t0

Tempertur klnih pvrin (unutrnje pvrine zidv, przr, pd i tvnice) utie n rzmenu tplte zrenjem. Tplt rzmenjen zrenjem prprcinln je rzlici etvrtih stepen pslutne temperture tel i srednje vrednsti temperture klnih pvrin:

(1.5)gde su:

efektivn pvrin zrenj (m2), efektivni fktr zrenj pvrine kji predstvlj dns izmeu efektivne pvrine dee i ukupne spljne pvrine dee, zvisi d plj tel,

keficijent emisije zrenj spljne pvrine dee,

tefn-Blcmnv knstnt, ,

tempertur tel (K),

tempertur klnih pvrin (K).

S spekt uslv ugdnsti vek, njblje je kd je zrenje t rvnmernije u svim prvcim, tj. kd tempertur svih klnih pvrin ml dstup d srednje vrednsti. Meutim, u prksi je est sluj d su pjedine pvrine u prstriji rzliitih tempertur, p se me dgditi d vek jednim delm tel prim tpltu zrenjem, drugim dje (tzv. simetrin zrenje). Uklik se vek kree, simetrin zrenje je vrl neugdn. N primer, kd vek sedi jednm strnm krenut k pei n unutrnjem zidu, drugm strnm k termiki le izlvnm przru.

Md tempertur vzduh i tempertur klnih pvrin utiu n rzliite mehnizme dvnj tplte vek, s bzirm d se rdi istim fizikim veliinm, uveden je rezultuju tempertur kj bjedinjuje be ve krkteristine temperture.

(1.6)

Rzliiti utri nvde rzliite vrednsti knstnti i B. Njee se smtr d su sling uticj p se usvj =B=1/2. Generlni je stv d t ni srednj tempertur klnih pvrin, ptrebn je vi tempertur vzduh (i brnut) z isti sej ugdnsti. Njblje je kd su be krkteristine temperture priblin jednke.

1.3 Reltivn vlnst vzduh

Reltivn vlnst vzduh utie, pre sveg, n dvnje ltentne tplte. dvnje ltentne tplte vek prprcinln je rzlici prcijlng pritisk zsienj z temperturu pvrine tel i prcijlng pritisk vdene pre u klnm vzduhu. Nime, ubijen se smtr d je vzduh u nepsrednm ddiru s pvrinm ke, usled znjenj vek, primi mksimlnu mguu kliinu vdene pre, tj. d je zsien.

Uticj reltivne vlnsti n sej ugdnsti vek treb psmtrti u sdejstvu s temperturm vzduh. Pri viskim temperturm visk reltivn vlnst nije dbr jer nemguv dvnje ltnetne tplte (znjenjem) t je njvniji nin hlenj tel pri viskim temperturm kline (slik 1.5).

Visk reltivn vlnst vzduh nije dbr ni pri niskim temperturm, jer izziv vlenje dee ime se smnjuje tpr prvenju tplte i pvev dvnje tplte vek t nije ugdn pri niskim temperturm kline. Zbg tg se grniv mksimln dzvljen vrednst reltivne vlnsti u funkciji temperture klng vzduh (slik 1.5). S dijgrm se me uiti d mng znjniji uticj reltivne vlnsti pri viim temperturm kline, p su td dzvljene nie vrednsti.

Slik 1.4 Mksimln dzvljene vrednsti reltivne vlnsti vzduh

Ni prenisk vlnst vzduh nije ugdn z vek jer me izzvti pretern suenje (isuivnje) ke i nrit sluzke (iju i disjnih putev). Zt se prpisuje i minimln dzvljen vlnst vzduh (30%, u pslednje vreme, zbg tednje energije i 20%). Smtr se d je u psegu ubijenih tempertur vzduh, ptimln vlnst vzduh z vek 50%. Z zdvljvjue uslve ugdnsti, grnice reltivne vlnsti vzduh treb d budu:

(30) 35 65 (70) %

1.4 Brzin strujenj vzduh W

Brzin strujenj vzduh utie n prenst tplte knvekcijm i dvnje ltentne tplte. Pvenjem brzine kretnj vzduh rste keficijent prelz tplte, p se time pvev i kliin tplte predt knvekcijm. Tke, intenzivir se i dvnje ltentne tplte jer se pri vej brzini vzduh pspeuje isprvnje s ke time t se zsieni vzduh kji je u ddiru s pvrinm ke bre dvdi n njegv mest dlzi klni suvlji vzduh.

Vee brzine vzduh mgu izzvti neprijtn sej nrit kd se rdi struji hldng vzduh. Zbg tg se prpisuju mksimlne brzine strujenj vzduh u zni brvk ljudi (slik 1.6). N dijgrmu n slici 1.6 me se uiti d su dzvljnjne brzine vrl mle, li treb npmenuti d se rdi brzinm strujenj vzduh nepsredn pred ljudi (u zni njihvg brvk). Prepruuje se d u knfrnj klimtizciji t brzin ne prelzi 0,25 m/s, dk se u industrijskj klimtizciji i brzin vzduh d 0,35 m/ssmtr pruhvtljivm. Dlje d zne brvk ljudi (n primer n mestim ubcivnj vzduh u klimtizvni prstr) brzine strujenj vzduh mgu imti zntn vee vrednsti.

Slik 1.5 Mksimlne dzvljene brzine strujenj vzduh u zni brvk ljudi

Kd se gvri termikj ugdnsti ljudi ne pstji dekvtn nin d se n deterministiki dredi, ve se bin prcenjuje n snvu sej veeg brj ljudi. Istrivnj se dvijju tk t se grup ljudi izli dejstvu nekih termikih uslv, i psle dreeng perid klimtizcije belei se njihv rekcij i cen ugdnsti brvk u tim uslvim. Ksnije se vri sttistik brd tih pdtk i zkljuuje pri kjim uslvim sredine njvei brj ljudi se ugdn se. vj metd dje dbre rezultte kd se vrir jedn uticjni prmetr ( n primer prmen temperture: 18, 20, 22, 24 C). Meutim, prblem je mng sleniji, jer n sej ugdnsti deluje vie prmetr pti emu je njihv dejstv interktivn (meuzvisn).Bil je mng pkuj d se uvede jedn veliin k pkztelj termikih uslv sredine:

kt brj,

efektivn tempertur ET,

stndrdn efektivn tempertur SET,

pertivn tempertur p vlnm termmetru toh,

indeks kvensti ke, itd.,

meutim bez mng uspeh, jer mkkv bil relcij izmeu pjedinih reltivnih prmetr (temperture vzduh, srednje temperture klnih pvrin, vlnsti i brzine strujenj vzduh, fizike ktivnsti i devensti): linern, ekspnencijln, stepen, lgritmsk,... uvek se kmbincijm ekstremnih vrednsti pjedinih prmetr me dbiti ideln (umeren) pti pkztelj uslv termike ugdnsti.

S bzirm d je tek drediti jedn pkztelj niv termike ugdnsti, u cilju bljeg sgledvnj kmbinvng uticj vie prmetr, sprveden su mngbrjn istrivnj kj pruvju uslve termikg kmfr pri prmeni (vrirnju) vie uticjnih prmetr. Iz tih istrivnj pristekli su mngbrjni nmgrmi, d kjih su dv prikzn n slikm 1.7 i 1.8.

Slik 1.6 Termiki uslvi ugdnsti u zvisnsti d brzine strujenj vzduh

Nmgrm n slici 1.6 prikzuje meuzvisnst temperture vzduh, srednje temperture klnih pvrin i brzine strujenj vzduh n uslve ugdnsti u klimtizvnm prstru. v istrivnje se dnsi n lk devene ljude (0,5 clo) u sedeem plju (ktivnst 1met) pri reltivnj vlnsti vzduh 50%.

1.7 Termiki uslvi ugdnsti u zvisnsti d fizike ktivnsti

N slici 1.6 prikzni su uslvi ugdnsti u zvisnsti d temperture i brzine strujenj vzduh z rzliite stepene fizike ktivnsti. Pri vim eksperimentim ljudi su bili lk deveni (devenst 0,5 clo), reltivn blnst vzduh je bil 50%, srednj tempertur klnih pvrin bil je jednk trenutnj temperturi vzduh.Generlni je stv d pri dreivnju prihvtljivih termikih uslv sredine treb teiti d svki prmetr bude u rzumnim grnicm z dtu nmenu bjekt (dreen ktivnst ljudi i ubijen devenst). Pri tme se treb pridrvti neklik snvnih princip:

t je vi tempertur vzduh, reltivn vlnst vzduh treb d je ni;

t je ni tempertur vzduh, brzin strujenj vzduh treb d je mnj;

t je srednj tempertur klnih pvrin vi u zimskm peridu, tempertur vzduh treb (me) d bude ni.

snvni zdtk pstrjenj z grejnje i klimtizciju je d, bez bzir n premeje (spljne i unutrnje), pstigne i drv u ztvrenm prstru zdte vrednsti termikih prmetr sredine. T se me pstiirzliitim sistemim, zdtk prjektnt je d dbere n tehnik reenje kje njblje dgvr zhtevim i mgunstim investitrim.I vek im spstveni mehnizm termregulcije kjim reguje n prmene termikih prmetr kline (irenje/skupljnje perifernih krvnh sudv, intenzivirnje metblizm, pjn znjenje, drhtnje i dr.), li su mgunsti smregulcije reltivn grniene. Td u pm stup tehnik (u vm sluju klimtizcij) kj u ptpunsti ili delimin neutrlie te premeje i smnjuje pseg vrirnj termikih prmetr sredine, tk d termregulcij vek me d ih svld u skldu s individulnim ptrebm.

1.5 Unutrnj prjektn tempertur

Unutrnj prjektn tempertur se dreuje prem nmeni prstrij. Nmen prstrije gvri tme kjm se ktivnstim bve ljudi u dreenj prstriji i kkv je njihv devenst. Pd unutrnjm prjektnm temperturm se bin pdrzumev tempertur meren u sredini prstrije n dreenj visini d pd, prktin u zni brvk ljudi (kd ns n plvini visine). Termmetr kjim se meri tempertur vzduh mr biti ztien d uticj zrenj. Meutim, dns pstje tendencije d se unutrnj prjektn tempertur run k rezultuju tempertur t vie dgvr uslvim ugdnsti. Unutrnj prjektn tempertur im rzliite vrednsti z zimski i letnji perid z istu prstriju u zgrdi. Tkm zimskg perid (trjnj grejne sezne) devenst ljudi je prilgen spljnim uslvim, tkm brvk u ztvrenm prstru uglvnm im vrednst kj dgvr priblin 1 clo. Z letnji perid, kd je ptrebn hlenje prstr, unutrnj prjektn tempertur im viu vrednst, u dnsu n perid grejnj, i tke je prilgen spljnim uslvim i mnjm devenu kj se kree k vrednsti 0,5 clo.Z stmbene i pslvne bjekte ubijen vrednst unutrnje prjektne temperture z perid grejnj i z ne klimtsk pdneblje, kree se d 18 d 22C. N primer:

sbe, predsblj, kuhinje, kncelrije ,

kuptil i WC-i ,

hdnici i stepenit, eknice ,

mgcini, rhive, stve .

U literturi i stndrdim pstje pdci i prepruke z izbr unutrnje prjektne temperture z prstrije rznih nmen (blnice, kle, vrtii, pzrit, biskpi, hteli...).

U psebn tplim letnjim dnim, kd spljn tempertur prelzi vrednsti d 30C i kd je vek lk buen, sbn tempertur u psegu 18 22 C e mu biti previe nisk. Z letnji perid vrednst unutrnje prjektne temperture kree se u psegu d 22-27 C, t je uslvljen nmenm prstrije, li i kretnjem spljne temperture vzduh. N slici 1.8 prikzne su vrednsti dputene unutrnje temperture u funkciji spljne temperture vzduh, n slici 1.9 je predstvljen zn ugdnsti u hxdijgrmu z vln vzduh (prem SHRE) kj vi z lki kncelrijski rd u sedeem plju i brzini strujenj vzduh mnjj d 0,2 m/s.

Slik 1.9 Grnice unutrnje temperture vzduh u prstriji

Slik 1.9 Zn ugdnsti z brvk ljudi i efektivn tempertur

1.6 Mdel tpltne rvntee

Prem stndrdu SRPSENISO 7730 uvde se indeksi kjim se cenjuje ugdnst brvk u prstriji. PMVindeks (engl. PredictedMenVote)predvi kk e grup ljudi ceniti ugdnst brvk u prstriji. Kd dreivnj PMVindeks fizilki dziv termregulcing sistem sbe pvezn je s sttikim vrednvnjem termike ugdnsti glsvim prikupljenim d njmnje 1300 ispitnik. NJegv predvinje je reltivn slen mtemtiki pstupk, kji se sprvdi prem jedninm dtim u pmenutm stndrdu. Jednstvniji nin dreivnj PMVindeks je itvnjem vrednsti iz tblic z reltivnu vlnst vzduh 50% i z rzliite temperture vzduh, brzine strujnj, niv fizike ktivnsti i devensti. Niv ugdnsti vrednuje se n skli d 7 tk. Grup ispitnik dreuje brjevim n skli prikznj n slici 1.11 svj subjektivni isej termike ugdnsti. sbe kje su se izjsnile brjevim 2 ili 3 spdju u grupu nezdvljnih stnjem u prstriji.Kd je pznt PMVindeks, mgue je idrediti PPD (engl. Predicted Percentgeof Disstified) indeks kji predvi prcent nezdvljnih sb u nekj prstriji. dreuje se pmu jednstvng mtemtikg izrz k funkcij d PMVindeks:

S bzirm d su PMV I PPD indeksi meusbn zvisni, mgue je nprviti dijgrm prikzn n slici 1.10b. Pmu tkvg dijgrm jednstvn se grfiki dredi PPD indeks k je ve pznt PMV indeks.

slik 1.10 (lev) skl ugdnsti prem PMV indeksu

slik 1.11b (desn) meusbn zvisnst PMV i PPD indeks

U tbeli 1.3 prikzne su rzliite ktegrije termikg kmfr prem kriterijumim PMVi PPDindeks, k i blst setne temperture tkm zimskg i letnjeg perid.

KtegrijKriterijum ugdnstiRspn setne temperture

PPD [%]PMV [-]Zim (1,0clo i 1,2met)

[C]Let (0,5clo i1,2 met)

[C]

< 6-0,2