1999 Acta Structilia Vol 6 No 1 & 2 Erica de Lange 1 & Dieter Holm2 Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep Opsomming Die invloed van die omgewingsklimaat se effek op die binneklimaat van geboue en dus hul termiese gemak is reeds lank intuitief en kwalitatief besef. Met die koms van verhittings- en verkoelingstegnologiee het dit belangrik geword om 'n mikpunt vir binneklimaat gemak te definieer waarvoor aanvanklik 'n droebal-lugtemperatuur geneem is. As gevolg van (botsende) klimaatkamer- en veldstudies moes dit verruim word tot 'n termiese gemaksone wat vir 'n statistiese bevolking geld. Die termiese gemaksone moes verder deur bykomstige dimensies beskryf word soos dit in bioklimatologiese kaarte vervat word. Dit is die huidige stand van die ISO­standaard. 'n Verbetering hierop is die adaptiewe model waar gemaks­voorkeur gesien word as die resultante van fisiologiese reaksies asook die verwagtings gebaseer op vorige ondervinding. 'n Verdere verbetering op laasgenoemde model neem in ag dot die mens 'n aktiewe rol speel in die skep van sy/haar termiese voorkeure. Ten slotte blyk dit dot die klimaat vir gemak nie dieselfde as die klimaat vir produktiwiteit is nie. Sleutelwoorde:Omgewingsklimaat, termiese gemak. THE HISTORY OF THE DEVELOPMENT OF THE THERMAL COMFORT ZONE CONCEPT The impact of the local climate on the indoor climate of buildings and in­door thermal comfort has long been understood, intuitively as well as qualitatively. With the advent of heating and cooling technologies, it became important to define a comfort target that was initially assumed to be a dry ball air temperature. As a result of (conflicting) climate chamber and field studies this point has to be broadened to a thermal comfort zone, valid for a statistical population. The thermal comfort zone had to be further described by dimensions as contained in the bioclimatic/psychrometric charts. This is reflected in the present ISO standard. An improvement on this is the adaptive model that defines thermal comfort as the resultant of physiological reactions as well as expectations built on previous experience. An improvement on the latter accepts the fact that a person plays an important role in creating thermal preferences. Finally it appears that a climate for thermal comfort is not the same as one for productivity. Keywords:Local climate, thermal comfort. Ms Erica de Lange, B Sc (Zoology), B Sc (Hons.) (Environmental Design and Management). Presently a MSc student and technical assistant at the Depart­ ment, Research and Post-Graduate Study, University of Pretoria. 2 Prof Dieter Holm, B Arch, M Arcch, D Arch (Pretoria) MISAA. Head: Department: Research and Post-Graduate Study, Division for Environmental Design & Man­ agement, University of Pretoria. 51 De Lange & Holm/Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep lnleiding Sedert dit moontlik geword het om klimaat kunsmatig te beheer het optimum klimaat vir gemak 'n kwessie geword. Verskillende mense voel by verskillende temperature gemaklik. In 1996 is die gemaksone deur Holm & Viljoen gedefinieer as die om­ gewingstoestand waarin die meeste mense nie warm of koud kry nie, 6f soos Holm (1996) dit beskryf, is dit 'n reeks van temperature waar die mens se liggaam gemaklik kan aanpas by die omgewing en steeds die meeste energie vir produktiwiteit behou. Die mens het 'n sekere liggaamstemperatuur waarby hitte nie toegevoeg of verloor word nie. 'n Neutrale temperatuur- of termiese vlak van ewewig word dus bereik. Termiese ewewig beteken dat dit is net so warm buite as binne is. Orn gemaklik te wees moet dit in die winter warmer binne as buite wees en in die somer weer omgekeerd (Holm & Viljoen, 1996). Die neutrale liggaamstemperatuur word be"invloed deur omgewingsfaktore soos lugtemperatuur, humiditeit, windspoed en straling (Van Straaten, 1967) binne in die persoon se onmiddellike omgewing. 'n Persoon se liggaamstemperatuur kan ook be"invloed word deur ras, geslag, gedrag (gewoontes en liggaamsaktiwiteite), kleredrag, verwagtinge en ondervindinge in die verlede. Dit verklaar hoekom mense wat in verskillende wereld dele woon by verskillende temperature gemaklik sal voel. Hierdie stelling kan nog verder vereenvoudig word naamlik dit verklaar hoekom mense in verskillende klimaatstreke by verskillende temperature gemaklik voel. Verandering in bogenoemde faktore be"invloed die wins of verlies van liggaamshitte wat termiese ongemak kan veroorsaak. Daarom is 'n indeks nodig wat die gekombineerde effek van bogenoemde faktore kan bepaal (Van Straaten, 1967). Die indeks het soos volg ontstaan: Die verwantskap tussen klimaat en ontwerp in die klassieke tydperk tot en met die begin van die 19e eeu Werk op termiese behaaglikheid is een van die oudste studiegebiede van die bouwetenskap. Histories is daar van persoonlike ondervinding met plaaslike omgewings-toestande gebruik gemaak om huise te ontwerp. Die kombinasie van boumateriaal en -vorm was 'n soak van leer en probeer 52 1999 Acta Structilia Vol 6 No 1 & 2 (Burberry, 1992). So is door dus proefondervindelik gebou sodat gemak ervaar kan word. Door is reeds in die jare voor Christus besef dot klimaat 'n invloed het op gebou-ontwerp (Auliciems & Szokolay, 1997). Dit is veral temperatuur en humiditeit wat bydra tot die mens se ongemak. Vitruvius se werk is baie be"fnvloed deur sy bewustheid van die klimaat. In die Middeleeue (500-1450) is hierdie praktiese aspek van sy werk gebruik (Markus & Morris, 1980). In die 15e eeu het Alberti baie aandag gegee aan die kies van 'n gebied, die mikroklimaat, geskikte materiaal om 'n ruimte warm of koud te hou en vir beskerming teen die son en wind (Markus & Morris, 1980). Vroeg in die 19e eeu is die belangrikheid van beheer oor humiditeit besef (Markus & Morris, 1980). Te droe of te vogtige toestande was nie aan te beveel nie. Die effek van nat­ baltemperatuur is ook in hierdie tydperk vir die eerste keer in ag geneem (Burberry, 1992). Sir John Leslie het in 1804 'n ek­ speriment met 'n alkoholtermometer gedoen waar hy wind­ snelheid bepaal het deur die afkoeling van die verhitte termometer dop te hou (Markus & Morris, 1980). In 1826 het Heberden die beperkte vermoe van die termometer om koue aan te dui besef tydens 'n eksperiment met 'n termometer wat bokant die buitelug temperatuur verhit is waarvan hy die afkoelingstempo waargeneem het (Markus & Morris, 1980). Op die wyse is die verkoelingsvermoe van die omgewing bepaal. Tredgold het reeds in 1824 die effek van laer temperature op mense naby 'n stralingsbron beskryf (Markus & Morris, 1980). In 1857 het die Kommissarisse wat deur die Britse Algemene Gesondheidsraad aangestel is om die verhitting en ventilering van geboue te ondersoek, aanbeveel dot die muurtemperature dieselde moet wees as die kamertemperatuur (Markus & Morris, 1980). Lugtemperatuur moet ook hoer by die vloer wees as by 'n persoon se kop (Burberry, 1992). Die beginsel van die swartbaltermometer vir die meting van die gesamentlike effek van lugbeweging en straling is later, in 1887, deur Aitken vasgestel. Die behoefte vir die ontwikkeling van die termiese gemaksone Die eerste ernstige studie oor termiese gemak is deur Haldane in Engeland in 1905 gedoen (Auliciems & Szokolay, 1997). Dit was nodig om ontwerptemperatuur vas te stel omdat tegnologie 53 De Lange & Holm/Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep veroorsaak het dot geboue oorverhit of oorverkoel word. Lavoisier en Pettenkofer het die effek van koolstofdioksied op oorverhitting in geboue beset. Tot op daardie tydstip is die vier elemente: buiteklimaat , interne omgewing, die mens se reaksie en die materiaal van die gebou, vaagweg gesien as dele van 'n groter geheel moor die idee dot hierdie vier elemente op 'n komplekse manier interreageer kon nie ingesien word voordat die huidige algemene sisteemteorie ontwikkel is nie. In 1914 het Leonard Hill termiese gemak met die Kata-termo­ meter probeer meet omdat dit 'n aanduiding van die verkoelingseffek van die omgewing gee (Burberry, 1992). Dit het nie gewerk nie omdat dit sensitiewer as die mens se liggaam vir lugbeweging is. Houghten, Yaglou en hulle kollegas (1923) het artikels die lig loot sien waarin hulle die gekombineerde effek van wind, humiditeit en lugtemperatuur beskryf en is die eerste Effektiewe Temperatuur-skaal (ET) daargestel (Markus & Morris, 1980). Die basiese skaal het mense sonder klere in ag geneem en 'n normale skaal, mense met klere (Burberry, 1992). Sekere kombinasies van die veranderlikes gee gelyke ET waardes en dus gelyke temperatuur-sensasies. Dit is later in die laboratorium as 'gemaklik' gedefinieer. ET was gebruik vir die ontwerp van beide lugverkoelde en natuurlik geventileerde geboue (Givoni, 1997). 'n Probleem met die ET-skaal is dot dit die effek van humiditeit by lae temperature oorskat en by hoe temperature onderskat (Van Straaten. 1967). Die effek van termiese straling word ook in die ET­ skaal foutiewelik weggelaat. In 1932 het Vernon en Warner die swartbal-temperatuur gekorrigeer vir natboltemperatuur om die ET te bepaal; genoem die Gekorrigeerde Effektiewe Temperatuur (CET) (Markus & Morris, 1980). Dit beteken om die effektiewe temperatuur, met inagneming van straling deur van 'n Baltermometer (globe) te gebruik, in plaas van 'n droebal (Burberry, 1992). Figuur 1 is 'n voorbeeld van hoe Gekorrigeerde Effektiewe Temperatuur bereken is vir persone wat lig geklee is en ligte werk doen. CET was in die jare tagtig nog algemeen as indeks van die gemaksone gebruik (Markus & Morris, 1980). 54 1999 Acta Structilia Vol 6 No 1 & 2 FIGUUR 1: Grafiek om gekorrigeerde effektiewe temperatuur te bereken vir persone met ligte klere wat ligte werk verrig (Van Straaten, 197 6:28 vanuit Bedford, 1946) 120, 110 100 90 GLOBE-TH�= &'0- TEMPEAATURE!rtij 30 30 120 110 100 -90 -so WET-But.B - TEl!�UJRE ., -70 60 -60 40 30 Dufton het in 1929 na 'n indeks gesoek wat warmte in die algemeen in die omgewing kon aandui, onafhanklik van kleredrag en aktiwiteite en daarom het hy die "eupatheoscope" ontwikkel. Dit het meer soos die menslike liggaam reageer ten opsigte van afkoeling in verhouding met die lugtemperatuur, lugbeweging en gemiddelde stralingstemperatuur (Burberry, 1992). Die hitteverlies was dieselfde gereken as die hitte inset en is op 'n termometerskaal gemeet as ekwivalente temperatuur (t eq l (Markus & Morris, 1980). In 1936 het Dufton die oppervlak­ temperatuur aangepas om meer ooreen te stem met 'n geklede persoon en alle lesings is verwys na stil lug-toestande (d.w.s 0, 1 m/s) (Markus & Morris, 1980). Tobe/ 1 toon die berekening van ekwivalente temperature (Burberry, 1992:85). In gebiede waar humiditeit weglaatbaar is, was dit 'n goeie konsep, maar dit is nie geskik vir temperature bo 24°C waar humiditeit 'n groter rol begin speel nie (Auliciems & Szokolay, 1997). 55 De Lange & Holm/Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep TABEL 1: Bepaling van ekwivalente temperatuur deur gebruik te maak van lugtemperatuur en gemiddelde stralingstemperatuur (Burberry, 1992:85) Gemiddelde Slrolingstemperatuur l 0C) om die volgende le gee Luglemperotuur <>C Ekwivolente temperotuur 18,5<>C ElCl o Sonder klere 28,5 0,5 Ligte langbroek en I-hemp 25 1.0 'n Pak klere of 'n langbroek en oartrui 22 1.5 'n Dik pak klere, onderbaadjie en wolkouse 18 2,0 'n Dik oak klere, ias, wolkouse en hoed 14,5 Fonger het in die jare sewentig die Gemakvergelyking ontwikkel. Hy het die temperatuur waarby gemak ervaar kan word afgelei vanaf die menslike hittevergelyking. Die voorwaarde wat die vergelyking gestel het vir termiese gemak by 'n sekere aktiwiteitsvlak was dot die veltemperatuur en sweet afskeiding binne 'n sekere limiet moet wees (Olgyay, 1992). Hierdie statistiese formules is don binne die algemene hittebalans in vergelyking geplaas. So is die klimaattoestande vir 'n gegewe metaboliese tempo en termiese weer-standbiedendheid van klere (clo-waarde} analities afgelei (Olgyay, 1992; Steenkamp, 1987). Fonger lei die "Predicted Mean Vote" (PMV} vanaf die Gemakvergelyking op die 7-punt gemakskaal of (Tobe/ 3). 57 De Lange & Holm/Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep TABEL 3: Fonger se termiese skaal (Markus & Morris, 1980:53) Koud -3 Koel -2 Ellens koel -1 Neutraol 0 Effenswarm +l Warm +2 Boie warm +3 PMV meet die gemiddelde reaksie van 'n bevolking en dui die termiese onbehaaglikheid in 'n gegewe omgewing aan (Steenkamp, 1987). Almal tussen -1 en + l sol as gemaklik beskou word en al die ander stemgetalle onder of bo die beperking is ongemaklik (Markus & Morris, 1980). Hy vergelyk die gerekenariseerde PMV met klimaatkamerstemme en lei die - "Predicted Percentage Dissatisfied Persons" (PPD) daarvan of (Olgyay, 1992). Die PMV hou direk verband met die persentasie mense wat verwag word wat ongemaklik is {Figuur 2). FIGUUR 2: Die voorspelde persentasie ongemaklike mense (PPD) as 'n funksie van PMV (Markus & Morris, 1980: 55) wat daarop dui dot ten minste vyf persone van enige bevolking ontevrede sol wees IO iO .. Pl'NictN ,.......,. ., 20 4isulisfie4 II a & a ' --..... I'\. I\ \ -:Z.O -1.5 -LO -0.5 ./ J I/ 0.5 LO Pndictad ••an vcdl ,/ /" / LS :z.o In 1988 het Tanabe (volgens Olgyay, 1992) ses windsnelhede by Fonger se PMV gevoeg en bepaal dot die PMV's wat deur Fonger as te warm-beskryf is, wel aanvaarbaar is. Fonger se PMV 58 1999 Acta Structilia Vol 6 No 1 & 2 het dus nie die verkoelingseffek van wind by medium-hoe temperature voldoende verreken nie. Wentzel ( 1981, verwys na Steenkamp, 1987) beweer dot Fonger se indeks te beperkend is, want optimale gemak word beskou as wanneer mense termies neutraal voel. Die Agrementraad beveel 27,5°C CET aan as die boonste limiet vir gemak en 6,5°C DBT as die onderste limiet (Steenkamp, 1987). Met die ontwikkeling van inligtingstegnologie wat kan bydra tot die Siek Gebou Sindroom (SBS), het dit nodig geword dot geboue korrek ontwerp moet word om produktiwiteit te maksimaliseer. Ontwerp van geboue handel nie meer net oor die estetiese of behoud van termiese gemak nie. Meese et al ( 1982) het bewys dot veral koue bydra tot verlaagde produktiwiteit in die meeste take van fabriekswerkers hetsy manlik of vroulik, blank of swart. Hierdeur het hy ook bewys dot daar verskille is tussen die termiese gemaksones tussen geslagte en verskillende rasse. As gevolg van elektroniese apparaat en vervaardigingsprosesse moet omgewingstoestande meer beheer word as wat nodig is vir die mens se gemak (Steenkamp, 1987). Die ontstaan van ASHRAE- en ISO-standaarde Winslow, Herrington en Gagge het begin om eksperimente te doen en inligting te versamel oor al ses veranderlikes (humiditeit, kleredrag, lugtemperatuur, straling, lugtemperatuur, aktiwiteit en windsnelheid) (Markus & Morris, 1980). Hierdie data het don die basis geword vir die kriteria vir gemak van die "American Society of Heating, Refrigeration and Airconditioning Engineers" (ASHRAE). Een van die eerste indekse wat ontwikkel is, was die operatiewe temperatuur (t 0 ) wat soortgelyk is aan die ekwivalente temperatuur, maar wat verwys na 'n eenvormige omgewing wat gelyk is aan die werklike kombinasie van lugtemperatuur en straling en by dieselfde windspoed as die werklikheid (Markus & Morris, 1980). 'n Ander metode wat ASHRAE gebruik, is om termiese gemak te bepaal deur die mense direk uit te vra oor hoe hulle voel oor die omgewing deur gebruik van 'n sewe punt skaal (Tobe/ 4). 59 De Lange & Holm/Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep TABEL 4: ASHRAE-skaal (Markus & Morris, 1980:53) Koud Koel Effens koel Neutrool Effensworm Worm Boie worm 1 2 3 4 5 6 7 ASHRAE het in die jare tagtig 'n nuwe indeks ontwikkel, die nuwe effektiewe temperatuur (ET*)-skaal wat al ses die hoofveranderlikes (humiditeit, kleredrag, lugtemperatuur, straling, lugtemperatuur, aktiwiteit en windsnelheid) in ag neem (Markus & Morris, 1980), moor gebaseer is op hitte-oordrag en fisiologiese beginsels, d.w.s. dit is die temperatuur (DBT) van 'n eenvormige omhulsel by 50% RH, wat dieselfde netto uitruiling van hitte deur straling, konveksie en verdamping sol he as die gegewe omgewing (Auliciems & Szokolay, 1997). Hierdie indeks is later uitgebrei no die Standaard Effektiewe Temperatuur (SET). Dit is die temperatuur van 'n eenvormige omhulsel by 50% RH, waar die gemiddelde liggaams­ temperatuur van 'n sittende persoon ( l, l met) wat 0,6 clo dra in min lugbeweging (< 0, 15 m/s) by seevlak dieselfde is as die werklike omgewing (Auliciems & Szokolay, 1997). Tobe/ 5 toon die verwantskap tussen termiese sensasie, ongemak en SET. TABEL 5: Die mens se termiese reaksie op standaard effektiewe temperatuur (SET) (Gewysig vanuit Markus & Morris, 1980:56) SET (°CI T emoero tuursensosie Onoemok Beperkte t oleronsie 40 Ontsettend worm Boie ongemoklik Baiewam, Ongemoklik 35 War m Effens ongemol PMV < 0,5 en PPD < l 0%. Burberry, ( 1992:83) beweer dot gemaksindekse nie menslike gemak kan definieer nie "since they mask in one unified value 60 1999 Acta Structulia Vol 6 No 1 & 2 directional variations of radiation, temperature gradients in the air or other factors which could cause unsatisfactory conditions which must be designed separately." Dit wil se 'n vaste temperatuur kan nie gegee word as riglyn vir termiese gemak nie. 'n Persoon pas sy omgewing en klere aan by die heersende omgewingstoestande en is (binne perke) gemaklik solank as wat termiese toestande redelik konstant is ongeag van die fisiese waardes (Burberry, 1992). Die gebruik van psigrometriese kaarte vir die bepaling van die termiese gemaksone Szokolay (1986) gebruik psigrometriese kaarte vir die bepaling van gemaksones in warmer klimate. Die temperatuur waaroor beheer uitgeoefen word, is die verskil tussen die klimaattoe­ stande en die begeerde binnenshuise toestande. Die psigro­ metriese kaart toon die droe lug temperatuur (0C) op die X-as aan en die AH (g/kg) of dampdruk (kPa) op die Y-as aan. Hierdie metode het ook 'n aanduiding van 'n groot verskeidenheid ander veranderlikes soos not lugtemperatuur, RH, entalpie en digtheid gegee (Szokolay, 1986). ASHRAE het ook 'n gemaksone op die konvensionele psigro­ metriese kaart getrek. Dit spesifiseer die grense vir lugtempera­ tuur en humiditeit, vir sittende mense binne geboue waar mega­ niese meganismes die binnenshuise klimaat moet beheer (Givoni, 1992). Dit word hoofsaaklik gebruik vir kantoorgeboue met lugreeling, moor dit word ook gebruik om die binnenshuise klimaat van huise te bepaal. Volgens Givoni ( 1992) kan hierdie psigrometriese grafiek nie so effektief gebruik word om toestande binne geboue sonder lugreeling te bepaal nie, omdat die grense van die gemaksone verskil. Die ASH RAE humiditeit- en lugspoedbeperkinge neem nie akklimatisering en verwagtinge van gemak van mense in warm vogtige klimaat in ag nie soos aangedui deur Figuur 3. Selfs die minimum temperature word as ongemaklik beskou en in werklikheid word dit as gemaklik of selfs koel deur die inwoners ervaar. 61 De Lange & Holm/Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep FIGUUR 3: Die ASHRAE-gemaksone van 'n gebied met 'n warm vogtige klimaat .10 -5 ASHAAE COMfORT -- Summer - - - --- \II inter IIET BULi TEMPERATURE 'C 20 RELATIVE HUMIDITY % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 25 20 15 10 �!.'.'i!���� - · 10 IS 20 25 30 35 40 45 55 DRY BULB TEMPERATURE ° C (Givoni, 1992: 12) MOISTURE CONTENT g/ kg (DIY AIR) Olgyay (Givoni, 1992) het in hierdie stadium die gemaksone met behulp van sy 'bioklimatiese benadering' bepaal. Die effek van alle eksterne klimaat-elemente is op een kaart saamgevoeg en was soortgelyk aan Szokolay se psigrometriese kaart. Givoni ( 1992) ontwikkel die "building bioclimatic chart" (BBCC) om die probleme wat met Olgyay se kaart ondervind is te probeer oplos. Die BBCC-kaart was op binnehuise temperature gebaseer in plaas van buitemuurse klimaat. Dit was spesifiek gerig op natuurlik geventileerde geboue en het voorsiening daarvoor gemaak dot mense in hierdie geboue gewoond sou rook aan hoer temperature of humiditeite (Brager & De Dear, 1998). Givoni se bioklimatiese kaart maak voorsiening vir gematigde en warm klimaat en dit kan gebruik word vir bepaling van die gemaksone onder windstil toestande, in geventileerde geboue, geboue met konveksie verkoeling, direkte en indirekte verdampingsverkoeling en passiewe sonverhitting (Givoni, 1992). Figuur 4 is Givoni se bioklimatiese kaart wat die grense van die gemaksone by windstilte toon. 62 1999 Acta Structilia Val 6 No 1 & 2 FIGUUR 4: Grense van die gemaksone onder windstil-toestande vir somer en winter, vir gematigde en baie warm klimaatstreke (Givoni, 1992:15) -- FOR DEVELOPED COUNJRIES - - - - - FOR HOT DEVELOPING COUNJIJES -10 WET BULB 1EMP'ERAJUIE •c REIATM HUMIDITY% ID% 8D% lll'li 60% 50% 40% 3D% 30 25 20 15 10 -10 -5 0 10 15 20 25 30 35 iO 15 50 55 DIY IULB lEMFEBATORE ° C MOISTUIE CONTENT gjkg (l)IYAII) Die hede Gebruik van klimaatindekse Die huidige standaarde vir termiese gemak is steeds op die hittebalans-model van die menslike liggaam gebaseer en is afkomstig van veelvuldige klimaatkamerstudies (Brager & De Dear, 1998). Hierdie standaarde was oorspronklik ontwikkel vir ontwerp van lugverkoelde geboue en dieselfde standaarde word oak aanvaar vir natuurlik geventileerde geboue. In die praktyk bied hierdie standaarde nie riglyne vir die ontwerp van natuurlik geventileerde geboue nie en dit gee nie die inwoners 'n manier om beheer uit te oefen oar hulle termiese omgewing nie (Brager & De Dear, 1998). Auliciems & Szokolay het in 1997 beset dot fisiologiese neutraliteit: (termiese ekwilibrium waar S = OJ beteken nie noodwendig gemak nie. 'n Paar ander faktore soos ondervindinge in die ver­lede, sosio-kulturele faktore, gewoontes en verwagtinge spe�I oak 'n rol. Fisiologiese neutraliteit mag wel 'n voorvereiste wees vir gemak (dit wil se door moet eers fisiologiese neutral�J.t ,6,e- i staan voor gemak bereik kan word) (Auliciems & Szokola·y, 1997). 63 De Lange & Holm/Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep Akklimatisering word deur die meeste indekse nie in ag geneem nie. Boie mense gebruik DBT as 'n indeks vir termiese gemak of neutraliteit. DBT is die mees bruikbare meting van die spesifikasie vir gemak, maar vir die meting van die mate van ongemak of stres moet ander maniere gevind word wat ook ander om­ gewinsfaktore in ag neem: humiditeit, straling en lugbeweging. lnternasionaal bestaan daar tans spesifieke wetgewing wat gebruik word om gemak binne geboue te bereik ten opsigte van lugkwaliteit (Truter & Annegarn, 1991), moor daar bestaan geen spesifieke wetgewing in SA nie. Dele van bestaande wette soos die Wet op Masjinerie en Beroepsveiligheid no. 6 1983 word in SA gebruik as regulasies vir bepaling van termiese gemak binne die werksopset in kommersiele geboue (Truter & Annegarn, 1991). Die nodigheid en die toepassing van beheer in die industriele werksopset word algemeen aanvaar. maar die toepassing van die regulasie word nie afgedwing nie weens sekere objeksies tot die benadering. Adaptiewe model Bogenoemde was slegs statistiese modelle en dit is duidelik dot veldstudies van termofisiologiese voorspellings verskil. Die mens se termiese voorkeure word ook be·invloed deur 'n geografiese komponent. Volgens verbale kommunikasie is termiese neutraliteit (waar min stress ervaar word) Tn afhanklik van die gemiddelde DBT of bal-temperatuur (Ti). Dit is belangrik om weereens daarvan kennis te neem dot daar nie 'n konstante of statiese optimum vir gemak bestaan nie. Mense se temperatuurvoorkeure word be"invloed deur beide buitemuurse en binnemuurse faktore. Auliciems ( 1981) het 'n adaptiewe model vir termoregulering geformuleer waar termiese voorkeur gesien word as die som van die fisiologiese reaksie op die onmiddelike binnenshuise parameters (soos die klimaatstreek. sosiale omstandighede, ekonomiese oorwegings en ander kontekstuele faktore, gemeet deur die indekse) en verwagtinge, gebaseer op vorige ondervindinge. 'n Verbetering op die adaptiewe model neem in ag dot die mens 'n belangrike rol speel in die skep van hulle eie termiese voorkeure deur die manier hoe hulle in die omgewing omgaan, hulle eie gedrag verander (persoonlik, omgewing, tegnologies of kultureel), geleidelik hulle verwagtinge verander 64 1999 Acta Structilia Vol 6 No 1 & 2 (deur sielkundige aanpassings) en fisiologiese veranderinge (genetiese aanpassing, akklimatisering) ondergaan om by die omgewing aan te pas (Brager & De Dear, 1998). Die hittebalans en adaptiewe benaderinge tot bepaling van termiese gemak komplimenteer mekaar. Wanneer die hittebalansmodel gebruik word om termiese gemak in bestaande geboue te bepaal moet veldstudies die termiese toestande direk by die inwoner in terme van tyd en ruimte meet en 'n versigtige opname maak van die aktiwiteite, klere en die effek van die stoel of bank. Die adaptiewe model kan terselfdetyd 'n bydrae maak, deur die terugvoer tussen ongemak en gedrag om aan te pas by die temperatuur, in berekening te bring (Brager & De Dear, 1998). Samevatting Door is sterk druk om 'behaaglikheid' te definieer. Die druk het sosiale en ekonomiese dimensies, moor ook omgewings­ oorwegings. Die geskiedkundige verloop van die ondersoeke no 'behaaglikheid' het oorspronklik uitgegaan van die veronderstel­ ling dot door 'n enkele indeks vindbaar sol wees wat as alge­ meen geldige maatstaf wereldwyd en vir almal sol geld. Aanvanklik is gehoop dot 'n enkele droebal-temperatuur aan hierdie eis sol voldoen. Die enkel-temperatuurkonsep moes op grond van bevindings tot 'n temperatuursone verruim word. Hierdie sone is as 'n statistiese begrip met vae grense ge'fnter­ preteer en die dimensies van straling, lugbeweging, kleredrag en metabolisme moes daarby ge'fntegreer word. Dit verteen­ woordig die tans aanvaarde ISO-standaard. Hierdie standaard is egter onhoudbaar ten aansien van die jong­ ste bevindings wat kwantifisering kan verleen aan akklimatisering en adaptasie. Verkennende werk van geslag en rasvoorkeure is reeds gedoen. Terwyl histories veel werk op die gebied van 'be­ haaglikheid' gedoen is, le die veld van omgewingstoestande vir produktiwiteit hoofsaaklik brook. 65 De Lange & Holm/Die geskiedenis van die ontwikkeling van die termiese gemaksone-konsep Bibliografie AULICIEMS, A. & SZOKOLA Y, S.V. 1997. Thermal Comfort. Passive & Low Energy Architecture International Design Tools & Techniques. In Association with the University of Queensland Department of Architecture. Brisbane. BEDFORD, T. 1946. Environmental Warmth and its Measurement. Medical Research Council War Memo­ randum No. 17, H.M.S.O. BRAGER, G.S. & DE DEAR, R.J. 1998. Thermal adaptation in the buildt environment: a literature review. Energy and Buildings, 27, pp. 83-96. BURBERRY, P. 1992. Environment & Services. ? de uitgawe. Longman Scien­ tific & Technical: UK. GIVONI, B. 1992. Comfort, climate analysis and building design guidelines. Energy and Buildings. 18, pp. 11-23. GIVONI, B. 1997. Climate Considerations in Building and Urban Design. U.S.A.: Van Nostrand Reinhold. HOLM, D. 66 1996. Manual for Energy con­ scious design. Department Minerals and Energy. Directo­ rate Energy for development. Pretoria. HOLM, D. & VILJOEN, R. 1996. Primer for energy consc­ious design. Department Mine­rals and Energy. Directorate Energy for development. Pretoria. HUMPHREYS, M.A. 1992. Thermal Comfort in the context of energy conserva­tion. Roal, S. & Hancock, M. (Ed's) In: Energy Efficient Build­ing. Oxford: Blackwell Scientific Publications. MEESE, G.B., KOK, R. & LEWIS, M.I. 1985. The effects of Moderate cold and Heat Stress on the potential work performance of Industrial workers. Part 5. CSIR Research report 590. National Building Research Institute. Pretoria. MEESE, G.B., KOK, R. & LEWIS, M.1. 1986. The effects of Moderate cold and Heat Stress on the potential work performance of Industrial workers. Part 6. CS/R Research Report 630. National Buildin;; Research Institute. Pretoria. MARKUS,T.A . & MORRIS, E.N. 1980. Buildings, Climate & Energy. London: Pitman publishing Limited. OLGYAY, V. 1992. Design with Climate: Bioclimatic Approach to architectural regionalism. Van New York: Norstrand Reinhold. STEENKAMP, I.L. 1987. 'n Opvoedkundige analise rekenaarprogram vir behuising. MA-verhandeling. PE: UPE. SZOKOLA Y, S.V. 1986. Climate analysis based on the psychrometric chart. International Journal of Ambient Energy, 7(4), pp. 171-182. 1999 Acta Structilia Val 6 No 1 & 2 SZOKOLA Y, S.V. 1990. Climate Indices. Inter­ national Journal of Ambient Energy, 11(3), pp. 115-120. TRUTER, R. & ANNEGARN, H.J. 1991. Indoor Air - A regulatory imperative. Proceedings of the first South African Conference on Indoor Air Quality. 201h May, Eskom College, Midrand. VAN STRAATEN, J.F. 1967. Thermal Performance of Buildings. New York: Elsevier Publications. WENTZEL, J.D. 1981. Acceptable indoor thermal environmental con­ ditions. Research Report R/Bou 895. Pretoria: CSIR. 67