Temperatura i wilgotność powietrza przy ogrzewaniu, komfort cieplny, jakość powietrza

Wprowadzenie – temperatura i wilgotność powietrza, komfort cieplny, jakość powietrza

W sezonie grzewczym pomieszczenia powinno ogrzewać się do temperatury powietrza oczekiwanej, a nie wyższej. Przy większej temperaturze są bowiem większe straty ciepła do otoczenia (na zewnątrz) przez przegrody budowlane (ściany, okna, dachy, posadzki). Straty ciepła są tym większe im większa różnica temperatury pomiędzy powietrzem w pomieszczeniu ogrzewanym a powietrzem na zewnątrz. Przy temperaturze 22 st. C w pomieszczeniu i przykładowo 2 st.C na zewnątrz różnica ta wynosi 20 st.C. Przegrzanie pomieszczenia do temperatury 24 st.C odpowiada różnicy temperatury 22 st.C, co stanowi 10% większą wartość. Stąd również wyższe o 10% są straty ciepła i rachunki za ogrzewanie.

Jaka powinna być temperatura zadana w pomieszczeniu

Urządzenia regulacyjne (grzejnikowe głowice termostatyczne czy sterowniki ogrzewania) pozwalają na ustawienie (zadanie) temperatury powietrza w pomieszczeniu. Najprostszym urządzeniem termostatycznym jest głowica grzejnikowa z nastawą oznaczoną 0-1-2-3-4-5. Każdej z tych nastaw odpowiada zadana temperatura, np.:

• 0: grzejnik wyłączony lub funkcja przeciwzamarzaniowa (głowica otwiera przepływ blisko 7 st.C)
• 1: 12 st.C
• 2: 16 st.C
• 3: 20 st.C
• 4: 24 st.C
• 5: 28 st.C lub przepływ ciągły (bez regulacji)

Wartości powyższe mogą różnić się zależnie od modelu. Dokładność regulacji wynosi zwykle +/- 1 st.C lub 2 st.C. Im mniejsza dokładność, tym częściej zdarza się, że pomieszczenie jest przegrzewane, powodując większe straty ciepła.

Przyjmuje się, że dla pomieszczeń mieszkalnych, biur, sal konferencyjnych itp. w okresie grzewczym temperatura powietrza (i w przybliżeniu temperatura ścian, sprzętów itp.) wynosi 22 st.C. Zakłada się przy tym przebywanie ludzi, niską aktywność fizyczną, mały ruch powietrza (niskie prędkości), odzież lekka. W przypadku gdy w pomieszczeniu zakłada się większą aktywność fizyczną (np. siłownia, warsztat) optymalna temperatura jest odpowiednio niższa.

Więcej o regulacji temperatury, w tym harmonogramy nastaw temperatury, znajdą Państwo pod linkiem: Zawory termostatyczne i sterowniki.

Wilgotność powietrza a komfort cieplny

Drugim po temperaturze powietrza parametrem komfortu cieplnego jest jego wilgotność (stosuje się pojęcie wilgotności względnej wyrażonej w [%], gdzie 100% oznacza całkowite nawilżenie a powyżej 100% mgłę wodną). Wilgotność względna powietrza w pomieszczeniu jest parametrem komfortu cieplnego, ponieważ w zależności od niej człowiek ochładza się bardziej lub mniej poprzez parowanie wilgoci na skórze. Dla temperatury powietrza 20 st.C parowanie ma mniejsze znaczenie, lecz już przy 30 st.C jest ono bardziej intensywne. Stąd im wyższa temperatura, tym wilgotność powietrza ma większe znaczenie, np. przy wysokiej temperaturze i wysokiej wilgotności powietrza (tzw. zaduch) parowanie wilgoci i ochładzanie ciała jest utrudnione.

Wilgotność powietrza a zdrowie

Zaznaczyć należy, że wilgotność powietrza jest ważnym parametrem ze względu na zdrowie.

Przy zbyt niskiej wilgotności powietrza (poniżej orientacyjnie 30%) występują następujące zjawiska:

• wysuszanie ust, oczu, gardła, śluzówek,
• nadmierne powstawanie pyłów z dywanów, odzieży, mebli, tekstylii, które działają drażniąco, ale także osadzając się na grzejnikach stanowią źródło amoniaku i innych gazów drażniących narządy oddechowe,
• elektryzowanie się materiałów zawierających tworzywa sztuczne.

Przy zbyt wysokiej wilgotności powietrza (powyżej orientacyjnie 80%) niepożądane są następujące zjawiska:

• wykraplanie się wilgoci na powierzchniach o najniżej temperaturze – zwykle na oknach, a w dłuższym okresie czasu – powstawanie grzybów i pleśni,
• wykraplanie się wilgoci na ścianach oraz innych materiałach porowatych – powstawanie grzybów i pleśni,
• mniejsza procentowa zawartość tlenu w powietrzu, co może mieć znaczenie dla ludzi z problemami z krążeniem lub oddychaniem.

Przyczyny zbyt wysokiej lub zbyt niskiej wilgotności powietrza

Są szczególne warunki, w których występuje zbyt niska lub wysoka wilgotność powietrza.

Zbyt niska wilgotność powietrza występuje szczególnie zimą przy dużych mrozach. Powietrze zimne, jakie napłynęło z zewnątrz na skutek wietrzenia, po ogrzaniu ma bardzo niską wilgotność względną. Wówczas niezbędne jest nawilżenie powietrza (np. przez wykorzystanie naczyń z wodą na grzejnikach, nawilżacza elektrycznego lub tp.).

Zbyt wysoka wilgotność powietrza w sezonie grzewczym występuje w szczególności podczas suszenia prania, przy gotowaniu lub przy wykorzystaniu prysznica z gorącą wodą. Zdarza się także, że wilgotność mocno wzrasta przez długotrwałe wydychanie wilgotnego powietrza przy braku wietrzenia.

Inne parametry komfortu cieplnego

Temperatura i wilgotność powietrza są podstawowymi parametrami komfortu. Jednak istnieją dodatkowe czynniki wpływające na odczucie komfortu cieplnego. Są to:

• ruch powietrza (prędkości powyżej ok. 0,15 m/s, przeciągi; przy czym powyżej 25 st.C dopuszczalne są wyższe prędkości),
• różnice temperatury poszczególnych otaczających powierzchni (tzw. asymetria temperatury), np. niska temperatura podłogi czy okien,
• lokalne (miejscowe) promieniowanie cieplne,
• różnica temperatury powietrza w pionie (na poziomie głowy i kostek u nóg),
• jakość powietrza.

Jakość powietrza

Poza podstawowymi parametrami komfortu cieplnego istotna jest jakość powietrza. Pod tym pojęciem rozumie się skład chemiczny powietrza, czyli:

• zawartość dwutlenku węgla CO2 wynikająca z jego wydychania, spalania gazu ziemnego w kuchni i “oddychania” roślin,
• zapylenie powietrza (w szczególności kurz),
• zanieczyszczenia chemiczne, pochodzące głównie od elementów tworzyw sztucznych (mebli, dywanów, tapet, farb), dym tytoniowy,
• zapachy.

W technice wentylacji pomieszczeń mieszkalnych i biurowych przyjmuje się, że wartość stężenia CO2 w powietrzu jest wystarczającym parametrem określającym jakość powietrza, ponieważ pozostałe czynniki jakości powietrza pogorszają się w podobnym tempie, co zawartość CO2. Z tego względu w zaawansowanych systemach wentylacji mechanicznej sterowanie prędkością wentylatorów odbywa się na podstawie czujników jakości powietrza mierzących zawartość CO2. W zwykłych budynkach mieszkalnych należy kierować się własnymi odczuciami, jednak niezależnie od nich powinno się zapewnić wietrzenie co najmniej kilka razy dziennie.

Dla pasjonatów i hobbystów tematu jakości powietrza polecamy: Nowości w ogrzewaniu w 1837 r.

Temperatura i wilgotność powietrza, komfort cieplny, jakość powietrza – wnioski

1. Należy stosować urządzenia regulacyjne temperatury zadanej powietrza w pomieszczeniu (np. termostatyczne głowice grzejnikowe).
2. Nastawy powinny być na poziomie nieprzekraczającym potrzebnej wartości temperatury powietrza (np. wystarczy 22 st.C, nie ustawiajmy 24 st.C, czy pozycji pokrętła głowicy grzejnikowej na “5”).
3. W sezonie grzewczym kontrolujmy wilgotność powietrza, co najmniej przez obserwację wykraplającej się wody na szybach, czy suchości oczu lub suchości w gardle.
4. Dbajmy o jakość powietrza, co wymaga wymiany powietrza (wietrzenia) co najmniej kilka razy dziennie w sezonie grzewczym.