Windsor-conferences on Thermal Comfort
C. Luchtstromen kunnen verkillen of koelen
‘Onaangename luchtstromen’ moeten buiten deze discussie gehouden worden. Tocht heeft een eeuw lang verwarring gebracht, en doet het
Figuur 6: De thermoneutrale zone (TNZ) geeft de range van omgevingstemperaturen weer waarbij de regeling van de lichaamstemperatuur alleen mogelijk wordt gemaakt door droge warmteafgifte. Het metabolisme is daarbij tamelijk constant, zonder relevante veranderingen in warmteproductie of warmteverlies door verdamping [33].
Figuur 7: De verdeling van het meest waarschijnlijke percentage open ramen in gebouwen bij verschillende binnentemperaturen in het Verenigd Koninkrijk. Een dergelijke verdelingscurve kan worden gebruikt om energiegebruik en comfort te schatten in een groep van gebouwen met te openen ramen. De luchtbeweging die wordt gemeten in elk gebouw neigt toe te nemen als de temperatuur toeneemt. Dit als gevolg van adaptief gedrag van gebruikers door ramen te openen of ventilatoren aan te zetten [37].
infiltratieproblemen in gebouwen aan te pakken, openingen te sluiten, schermen of barrières tegen luchtstromen te plaatsen, of geschikte kleding aan te trekken. Bij hogere temperaturen, rond en boven de TNZ, is luchtstroming over de huid de manier bij uitstek om warmte van het lichaam te door convectie af te voeren en door het mogelijk maken van verdamping van vocht/zweet uit de huid via een endothermisch (warmte-absorberend) proces. Hoe sneller de lucht over de huid stroom, hoe meer warmte van het lichaam wordt afgevoerd, in het begin door warmtetransport naar koelere lucht, en daarna in toenemende mate door verdamping van zweet.
Mensen rond de wereld, die dezelfde kledingcombinaties dragen, beginnen ramen te openen bij ruwweg dezelfde temperaturen omdat ze vergelijkbare metabolismen delen en warmte moeten verliezen bij vergelijkbare temperaturen om in homeostasis te blijven, een stabiel, veilig, thermisch evenwicht.
Wat zijn acceptabele temperaturen in natuurlijk geventileerde gebouwen?
De airconditioningindustrie definieert comfort in termen van wat zij kan leveren: een begrensd temperatuurtraject, gecontroleerde luchtsnelheid en wellicht regeling van vocht. De waarheid is dat verschillende mensen en groepen van mensen een breed temperatuurbereik acceptabel vinden. Recent onderzoek waarbij comfortwolken zijn betrokken, heeft laten zien dat
10 en 35oC.
De verzonnen mythe van de gestandaardiseerde ‘comfort-temperatuur’ heeft geleid tot het sluiten van ramen in gebouwen, afname van vakmanschap van ontwerpers en tot een generatie van armere, minder veerkrachtige gebouwen. De werkelijke veerkracht van een soort moet liggen in het vermogen om naar voren te springen om te overleven in een snel ontwikkelende wereld, niet om naar achter te springen naar een mislukte manier van leven in een rudimentair sociaaleconomisch landschap.
De tijd is zeker gekomen waarin we erop moeten staan dat alle gebouwen te openen ramen moeten hebben, hoewel de meeste duidelijk ook verwarming en koeling vereisen, op bepaalde momenten van de dag en het jaar. Mensen zouden het recht moeten hebben geen energie te gebruiken als het niet nodig is, en in die temperaturen te verblijven waar ze voor kiezen.
Het opsluiten van mensen in gebouwen waar ze 24/7/365 mechanische systemen nodig hebben, moet niet langer acceptabel zijn, zeker als deze gebouwen potentieel te duur zijn om in bedrijf te houden, als ze besmettelijk zijn en het bij extreme gebeurtenissen af laten weten. We hebben geen andere mensen nodig om ons te vertellen wat comfortabel is in ons leven en onze gebouwen. In plaats daarvan hebben we de adaptieve mogelijkheden nodig om onszelf comfortabel te maken in de gebouwen waarin we leven en werken. We hebben ontwerpers nodig om ons opnieuw te leren hoe succesvolle natuurlijk geventileerde gebouwen moeten worden gemaakt en hoe luchtstromen daarin gecontroleerd moeten worden om de daarbij
behorende voordelen te maximaliseren van plaatselijke buitenluchttoevoer om mensen in gebouwen van verse lucht te voorzien, te koelen en (indirect) te verwarmen. Het ontwerp van effectieve en intelligente natuurlijke ventilatiesystemen voor alle gebouwen, en de verschillende ruimten die zich daarin bevinden, moet een centraal onderzoeksthema zijn in de decennia die komen, met nieuwe energie, bevrijd van de zwak en kwetsbaar makende 20e eeuw, machine geconcentreerd, met verhalen rond datgene wat het fundament is van comfort.
Referenties
1. Energy Consumption Guide 19 (http//www.cibse.org/getmedia/7fb5616f-1ed7-4854-bf72-2dae-1d8bde62/ECG19-Energy-Use-in-Offices-(formerly-ECON19).pdf.aspx
2. Roaf, S. (Ed) (2012). Innovative Approaches to the Natural Ventilation of Buildings, Architectural Science Review, ASR 55(1), pp. 1-3, http://dx.doi.org/10.1080/00038628.2012.642190.
3. Roaf, S. and F. Nicol (Eds) (2018). Running Buildings on Natural Energy: Design Thinking for a Diffe-rent Future, Routledge, London. HB ISBN: 9780815396031.
4. Alders, N. (2018). Adaptive heat, ventilation and solar shading for dwellings, Ch. 2 in Running Buil-dings on Natural Energy, Routledge, London, pp. 6-22.
5. Cass, N., and E. Shove (2018). Standards, whose Standards?, Architectural Science Review, vol. 61.issue 5, pp. 272-279, Published online: 27 Jul 2018, https://doi.org/10.1080/00038628.2018.1502158.
6. IEA (2019). Global Energy & CO2 Status Report: The latest trends in energy and emissions in 2018, Accessed on the 27th March 2019 at: https://www.iea.org/geco/emissions/
7. http://scocal.stanford.edu/opinion/beacon-residential-etc-assn-v-skidmore-owings-merrill-34333 8. Stott, P.A., D. A. Stone and M. R. Allen (2004). Human contribution to the European heatwave of
2003, Nature, vol.432, pp.610–614.
9. Elizabeth Shove (2018) What is wrong with energy efficiency?, Building Research & Information, 46:7, 779-789, DOI: 10.1080/09613218.2017.1361746
10. European Council for an Energy Efficient Economy (2019). Energy sufficiency in buildings: Concept paper. Accessed 4/6/19 from: www.energysufficiency.org
11. Roaf, S., D. Crichton and F. Nicol (2009). Adapting Buildings and Cities for Climate Change, Architec-tural Press. 2nd Edition.
12. http://urbangreencouncil.org/sites/default/files/brtf_26-_ensure_operable_windows.pdf 13. Roaf, S., D. Crichton and F. Nicol (2009). Adapting Buildings and Cities for Climate Change,
Architec-tural Press, pp. 249-250.
14. Hobday R. A. and S.J. Dancer (2013). Roles of sunlight and natural ventilation for controlling infec-tion: historical and current perspectives, Journal of Hospital Infection, Vol. 84, Issue 4. DOI: https://
doi.org/10.1016/j.hhin.2013.04.001
15. Beggs, C.B, C. Noakes, P.Sleigh, L.Fletcher, K.Siddigi (2003b). The transmission of tuberculosis in confined spaces: A analytical review of alternative epidemiological models, International Journal of Tubercular lung disease, vol 7, no. 11, pps. 1015-1023.
16. Qian, H., Y. Li, W.H. Seto, P. Ching, W.H.Ching and Q. Sun (2010). Natural ventilation for reducing airborne infection in hospitals, Building and Environment, Vol.45, Issue 3, pp. 559-565. https://doi.
org/10.1016/j.buildenv.2009.07.011
17. Escombe AR, Oeser CC, Gilman RH, Navincopa M, Ticona E, et al. (2007) Natural Ventilation for the Pre-vention of Airborne Contagion. PLOS Medicine 4(2): e68. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0040068 18. WHO (2009). Natural ventilation for infection control in health-care settings, ISBN 978 92 4 154785
7. https://www.who.int/water_sanitation_health/publications/natural_ventilation/en/
19. Cooper, Gail (1998). Air-conditioning America, John Hopkins Press, Baltimore.
20. Ackermann, M. (2002). Cool Comfort: America’s romance with air-conditioning, Smithsonian Institu-te Press, Washington, p.184.
21. Cheung, T., S. Schiavon, T. Parkinson, Li Peixian and Gail Brager (2019). Analysis of the accuracy on PMV – PPD model, Building and Environment, Vol. 153, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.01.055
22. Parkinson, T. R.de Dear, G. Brager (2019). Nudging the adaptive thermal comfort model, Energy and Buildings, Volume 206, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109559
23. Nicol, F., M. Humphreys and S. Roaf (2012). Adaptive Thermal Comfort: Principles and Practice, Earthscan, London, March.
24. Roaf, S. (2020). The Windsor Conferences in context, Proceedings of the 11th Winsor Conference:
Resilient Comfort, available from; www.windsorconference.com
25. A.C. Boerstra, J. van Hoof & A.M. van Weele (2015) A new hybrid thermal comfort guideline for the Netherlands: background and development, Architectural Science Review, 58:1, 24-34, DOI: 10.1080/00038628.2014.971702
26. Humphreys, MA (1978) Outdoor temperatures and comfort indoors, Building Research and Practice, 6 92-105
27. ASHRAE (2004), Thermal environmental conditions for human occupancy (Standard 55-04), Atlanta, USA: American Society of Heating Refrigeration and Air-conditioning Engineers.
28. BSI. (2007). BS EN 15251:2007 Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics. London: British Standards Institution
29. Nicol, J F (2017) Temperature and adaptive comfort in heated, cooled and free-running dwellings, Building Research and Information vol. 45(7); DOI:10.1080/ 09613218.2017.1283922 30. Alshaikh, A. and Roaf, S. (2016) Designing Comfortable, Low Carbon, Homes in Dammam, Saudi
Arabia: The Roles of Buildings and Behaviours. Proceedings of 9th Windsor Conference: Making Comfort Relevant, Cumberland Lodge, Windsor, UK, 7-9 April 2016, Network for Comfort and Energy in Buildings, http:/nceub.org.uk
31. Nicol, F. (2019). Limits to acceptable indoor temperatures, Proceedings of the Comfort at the Extremes Conference, Dubai, 10-11 April, pp. 22-30. Accessed 13/05/2019 from www.comfortattheextremes.com 32. Rijal, H. (2019) Thermal adaptation of people and buildings in very cold climate of Nepal,
Pro-ceedings of the 1st International Conference on Comfort at the Extremes: Energy, Economy and Climate10th – 11th April 2019, Heriot Watt University, Dubai
33. Kingma, M. Schweiker, A. Wagner & W. D. van Marken Lichtenbelt (2017) Exploring internal body heat balance to understand thermal sensation, Building Research & Information, 45:7, 808-818, DOI: 10.1080/09613218.2017.1299996
34. Nicol, J.F. and M.A. Humphreys (1973). Thermal Comfort as part of a self-regulatory systems, Buil-ding Research and Practice (J.CIB) vol.6, No.3, pp. 191-197.
35. Baker, NV and Standeven MA (1995) A behavioural approach to thermal comfort assessment in naturally ventilated buildings Proceedings CIBSE National Conference, Eastbourne 76-84 36. S. Roaf (2018). Thermal Landscaping of Buildings: Climate-Proofing Design, in Activism in
Architec-ture: the bright dreams of passive energy design, Margot McDonald and Carolina Dayer (Eds.), Taylor and Francis Ltd., London, pp.145-174.
37. Rijal H.B., Tuohy P., Humphreys M.A., Nicol J.F., Samuel A., Clarke J., (2007). Using results from field surveys to predict the effect of open windows on thermal comfort and energy use in buildings. July 2007. Energy and Buildings 39: 823-836
38. S.Roaf (2018). Building Resilience in the Built Environment, in Architecture for Resilience: A series of interdisciplinary dialogues, K. Trogal, R. Lawrence, I. Bauman and D. Petrescu (Eds). Routledge, London.
Figuur 8: Een vrolijke zonnige dag in Antarctica op Februari 2019. Alle de deuren van onze leef-unit zijn open bij een buiten-luchttemperatuur van gemiddeld 2oC. We waren op een comfortabele manier aan het werken en, binnen en buiten, aan het rusten (Bron: Roaf).