Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov
estav.tvnový videoportál

Hodnota metabolismu

Při určování optimálních parametrů interiérového vzduchu pro zajištění tepelné pohody a zdraví uživatelů je důležité znát druh činnosti lidí pobývajících v daném interiéru. Produkce metabolického tepla, která je jedním z osobních faktorů ovlivňujících požadovanou optimální teplotu, totiž roste s intenzitou činnosti osob.

Hodnota metabolismu udává tepelný výkon člověka. Závisí na aktivitě, osobě (věk, postava, fyzická kondice) a podmínkách, ve kterých se daná osoba nachází - viz. obr. 1 a tab. 1.

Metabolická tepelná produkce lidského těla se rozděluje do dvou skupin:

  • Bazální metabolismus. I když člověk nevykonává žádnou činnost, např. spí, produkuje teplo. Toto teplo je produkováno na základě biologických procesů v lidském těle. Hlavním biologickým procesem, jenž produkuje teplo je kontinuální "spalování pohonné látky", kterou je potrava.
  • Svalový metabolismus. Při konání práce se v lidském těle uvolňuje energie. Její část se spotřebuje na fyzickou činnost (výkon), ale většina se mění na teplo, které tělo odevzdává do okolí, aby byla zajištěna tepelná rovnováha mezi produkovaným a odevzdaným teplem. Pokud není možné všechno nadbytečné teplo odvést do okolí, zapojují se termoregulační mechanismy těla.

Pro vyjádření hodnoty metabolismu byla zavedena jednotka met. 1 met představuje metabolické teplo produkované člověkem při lehké práci (v sedě) vztažené na DuBois plochu (1,9 m²), tedy 58,2 W.m-2.

Hodnota metabolismu M (W.m-2) produkovaná lidským tělem se zjišťuje pomocí měření spotřeby O2 a produkce CO2 :

(1)
(2)
kde
RQ - respirační koeficient, tj. molekulový poměr vydechovaného CO2 ( ) a vdechovaného O2 (), (-)
- objemové množství spotřebovaného kyslíku při teplotě 0 °C a tlaku 101,3 kPa, (l.min-1)
AD - plocha lidského těla (podle DuBois vzorce), (m²) - viz. rovnice (2)
m - hmotnost člověka (kg)
h - výška člověka (m)

Hodnota koeficientu RQ závisí na činnosti člověka, jeho stravě a fyzické kondici. Pro běžného člověka při konání lehké práce v sedě (M < 1,5 met) je RQ = 0,83. V extrémních případech může nabývat hodnoty 0,7 < RQ < 1,0. Při určení respiračního koeficientu s chybou 10 % dostaneme hodnotu metabolismu s chybou menší než 3 %.

Zdravý muž (20 let) může dosáhnout maxima M = 12 met. Se stoupajícím věkem tato hodnota klesá. Ve věku 70 let je maximum M = 7 met. Pro ženy platí hodnoty o zhruba 30 % nižší. Činnost člověka se skládá ze směsice různých činností, proto je potřeba počítat s průměrnou aktivitou pro danou činnost a ne s maximálními hodnotami.

Mechanická práce W (svalová činnost) se vyjadřuje pomocí mechanické účinnosti μ:
(-) (3)
Pro většinu běžných činností, (např. kancelářské práce), je μ = 0 (viz. tab. 1).

Tab. 1 Hodnoty metabolismu a mechanické účinnosti pro různou činnost člověka (McIntyre)

Činnost Metabolismus Mechanická
účinnost
(W.m-2) (met) (-)
Bazální metabolismus 45 0,8 0
Sezení, odpočívání 58 1,0 0
Stání, odpočívání 65 1,1 0
Běžná kancelářská práce 75 1,3 0
Lehká práce na strojích 150 2,6 0,1
Těžká manuální práce 250 4,3 0,1
Chůze po rovině (4 km.h-1) 140 2,4 0
Chůze po rovině (6 km.h-1) 200 3,5 0
Chůze se stoupáním 5% (4 km.h-1) 200 3,5 0,1
Chůze se stoupáním 15% (4 km.h-1) 340 5,7 0,2


Spaní
0,7 met
Odpočívání v leže
0,8 met
Odpočívání v sedě
1,0 met

Stání, lehká práce v sedě
1,2 met

Velmi lehká práce ve
stoje 1,6 met
Lehká práce ve stoje
2,0 met
Středně těžká práce
3,0 met
Těžká práce
6,0 met
Velmi těžká práce
7,0 met
Obr. 1 Hodnoty metabolismu (kreslila Ing. Vyoralová)

Literatura:

ASHRAE , 1997. "Fundamentals", ASHRAE Handbook
Mc Intyre, D.A., 1981. "Design Requirements for a Comfort Environment", Bioengineering, Thermal Physiology and Comfort
Centnerová, L., 2000. "Tepelná pohoda a nepohoda", VVI 9, č. 5/2000

 
 
Reklama