{"id":3616,"date":"2018-08-06T11:16:07","date_gmt":"2018-08-06T09:16:07","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=3616"},"modified":"2018-10-11T09:50:07","modified_gmt":"2018-10-11T07:50:07","slug":"1-2-innenklima-und-komfort","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/1-2-innenklima-und-komfort\/","title":{"rendered":"1.2 Innenklima und Komfort"},"content":{"rendered":"

Der moderne Komfortbegriff ist sehr vielschichtig und enth\u00e4lt sowohl physiologische Gr\u00f6ssen, Umweltparameter sowie Empfindungen, die von Individuum zu Individuum variieren k\u00f6nnen. An den Komfortbegriff sind heute eine Vielzahl von Erwartungen \u00fcber k\u00f6rperliches wie materielles Wohlbefinden gekn\u00fcpft. Die Toleranzschwellen betreffend K\u00e4lte, Ger\u00fcche, Sauberkeit, L\u00e4rm usw. ver\u00e4ndern sich, z.\u2009T. als Folge unserer Wohlstands- und Luxusgesellschaft, laufend.<\/p>\n

Aufgrund der Komplexit\u00e4t der \u00ab\u200aKomfortph\u00e4nomene\u200a\u00bb werden die Anforderungen an das Innenklima bzw. die Bandbreiten des Wohlbefindens der Bewohner\u00a0\u2013 speziell im Bereich thermische Behaglichkeit\u00a0\u2013 einfachheitshalber anhand von sog. Behaglichkeitsdiagrammen<\/i> dargestellt.<\/p>\n

Die Parameter, die den W\u00e4rmekomfort<\/i> einer Person beschreiben, basieren auf naturwissenschaftlichen wie statistischen Untersuchungen der thermoregulatorischen Systeme des menschlichen K\u00f6rpers und sind in der Komfortgleichung von P.\u2009O. Fanger zusammengefasst [1.4, siehe auch 1.20<\/a>]. Die Empfindsamkeit des K\u00f6rpers auf die einzelnen Parameter ist jedoch sehr unterschiedlich.<\/p>\n

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1.2.1 Energiehaushalt des menschlichen K\u00f6rpers<\/h2>\n

Zur Aufrechterhaltung seiner K\u00f6rperfunktionen braucht der Mensch eine konstante K\u00f6rpertemperatur (~37\u202f\u00b0C). Die dazu notwendige W\u00e4rme wird im K\u00f6rper kontinuierlich durch einen sog. metabolischen Prozess, der chemische Energie in W\u00e4rme verwandelt, nachgeliefert.<\/p>\n

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Andererseits findet zwischen dem menschlichen K\u00f6rper und seiner Umgebung ein dauernder W\u00e4rme- und Feuchteaustausch statt.<\/p>\n

\"W\u00e4rmeaustausch<\/div>\n
Abbildung\u202f1.19:\u2002W\u00e4rmeaustausch des menschlichen K\u00f6rpers mit seiner Umgebung. Hierbei gilt es zu beachten, dass die W\u00e4rme durch (Leitung)\u2009\/\u2009Konvektion prim\u00e4r mit der n\u00e4heren<\/i> Umgebung ausgetauscht wird, wogegen der Strahlungsaustausch \u00fcber gr\u00f6ssere Distanzen<\/i>, d.\u2009h. mit den Raumumschliessungsfl\u00e4chen stattfindet.<\/div>\n

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So wird bei tiefen Temperaturen die anfallende W\u00e4rme haupts\u00e4chlich durch Strahlung und Konvektion\/Leitung (sensibler Anteil des W\u00e4rmeaustausches mit der Umgebung), bei Werten in der N\u00e4he der K\u00f6rpertemperatur hingegen praktisch nur noch durch Verdunstung (latenter Anteil) abgef\u00fchrt.<\/p>\n

\"W\u00e4rmeabgabe<\/div>\n
Abbildung\u202f1.20:\u2002W\u00e4rmeabgabe des Menschen, aufgeteilt nach W\u00e4rmetransportprozessen, als Funktion der Umgebungstemperatur (sitzend, keine k\u00f6rperliche T\u00e4tigkeit, normale Bekleidung, ruhende Luft)<\/div>\n

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Zwischen der W\u00e4rmeproduktion im Innern des K\u00f6rpers (metabolischer Umsatz M<\/i>) und dem W\u00e4rmeaustausch an der K\u00f6rperoberfl\u00e4che mit der Umgebung stellt sich im \u00ab\u200athermisch behaglichen Zustand\u200a\u00bb ein Gleichgewicht ein, das sich durch eine W\u00e4rmestrombilanz darstellen l\u00e4sst:<\/p>\n

(1.2)<\/div>\n

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Die Doppelgleichung 1.2 besagt, dass im Gleichgewichtszustand die Nettow\u00e4rmeproduktionsrate des K\u00f6rpers<\/i>\u00a0\u2013 metabolische W\u00e4rmeleistung inkl. externe Leistung (Arbeitsleistung!), reduziert um die W\u00e4rmeverlustraten durch Verdunstung und Atmung\u00a0\u2013 einerseits gleich dem durch die Kleider geleiteten W\u00e4rmestrom, andererseits aber auch gleich dem W\u00e4rmeaustausch mit der Umgebung durch Strahlung und Konvektion\/Leitung an der Aussenoberfl\u00e4che der Bekleidung zu setzen ist.<\/p>\n

Diese, die Behaglichkeit des Menschen beeinflussenden W\u00e4rmeaustauschprozesse, h\u00e4ngen vor allem von der physischen Aktivit\u00e4t, vom W\u00e4rmeschutzgrad der Bekleidung, von Raumluft- und Oberfl\u00e4chentemperaturen sowie von Luftfeuchtigkeit, Luftstr\u00f6mung etc. ab.<\/p>\n

Die Grundgr\u00f6sse \u00ab\u200amet\u200a\u00bb (metabolism) dient als Mass f\u00fcr den energetischen Grundumsatz<\/i> des K\u00f6rpers als Funktion der physischen Aktivit\u00e4t [1met \u2248 60\u2009W\u00b7m\u20132<\/sup>] (dies entspricht etwa der metabolischen W\u00e4rmeentwicklung einer still sitzenden Person, bezogen auf 1\u202fm2 <\/sup>K\u00f6rperoberfl\u00e4che); vgl. Tabelle 1.11.<\/p>\n

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Andererseits wird der thermische Widerstand der Bekleidung (I<\/i>cl<\/sub>)<\/i> durch \u00ab\u200aclo\u200a\u00bb-Werte (clothing) angegeben [1 clo \u2259\u202f0,155\u202fm2<\/sup>\u2009\u00b7\u2009K\u2009\u00b7\u2009W\u20131<\/sup>] (dies entspricht in etwa dem Isolationsgrad einer Bekleidung, die von einer still sitzenden Person bei 21\u202f\u00b0C, 0,1\u202fm\u2009\u00b7\u2009s\u20131<\/sup> Luftgeschwindigkeit und 50\u202f% r.\u2009F. als thermisch komfortabel erachtet wird) (vgl. Tabelle 1.12).<\/p>\n

Neben einer ausgeglichenen W\u00e4rmestrombilanz sind weitere, auf Erfahrungswerten beruhende physiologische Zusammenh\u00e4nge zu beachten\u00a0\u2013 speziell statistisch erfasste, z.\u2009T. relativ schmale Behaglichkeitsgrenzen zur Beschreibung mittlerer behaglicher Oberfl\u00e4chentemperaturen und Verdunstungsw\u00e4rmeverluste (Schwitzen!) an der Haut als Folge unterschiedlicher T\u00e4tigkeiten.<\/p>\n

Die pers\u00f6nliche subjektive Empfindung f\u00fchrt dazu, dass sich trotz \u00ab\u200agenauer Komfortgleichung\u200a\u00bb nicht immer alle Personen bei einem bestimmten Innenklima wohl f\u00fchlen. Dieser individuellen Streuung wird durch einfachere, breiter gefasste Komfortbereiche, sog. PMV<\/i> (predicted mean vote: zu erwartende mittlere Komfortbeurteilung), die gleichzeitig mit einer Aussage \u00fcber den Unzufriedenheitsgrad, sog. PPD<\/i> (predicted percentage of dissatisfied: zu erwartender prozentualer Anteil Unzufriedener) verkn\u00fcpft sind, Rechnung getragen [1.4]<\/span><\/span>. Der PPD-Index ist eine mit dem PMV-Index verkn\u00fcpfte quantitative Voraussage des Prozentsatzes der mit einem bestimmten Umgebungsklima unzufriedenen Personen, die es als zu kalt oder zu warm empfinden.<\/p>\n

Die psycho-physikalische 7-Punkte-Skala des PMV-Indexes reicht von +3 (heiss) \u00fcber 0 (neutral) bis\u00a0\u20133 (kalt) (vgl. Abb. 1.21). Der PMV\/PPD-Index beschreibt thermische Empfindung von \u00ab\u200azu heiss\u200a\u00bb bis \u00ab\u200azu kalt\u200a\u00bb f\u00fcr den K\u00f6rper als Ganzes. Thermische Unbehaglichkeit kann aber auch nur lokal empfunden werden (sog. lokales thermisches Missbefinden). Zugserscheinungen z\u00e4hlen hierbei zu den h\u00e4ufigst genannten Ursachen.<\/p>\n

\"Zusammenhang<\/div>\n
Abbildung\u202f1.21:\u2002Zusammenhang zwischen erwarteter durchschnittlicher Bewertung des thermischen Komforts (PMV-Index) und entsprechendem Prozentsatz unzufriedener Personen (PPD-Index)<\/div>\n

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Die Normen EN ISO 7730 [1.33]<\/span><\/span> und EN 15251 [1.7]<\/span><\/span> legen sowohl \u00ab\u200aganzheitliche\u200a\u00bb wie \u00ab\u200alokale\u200a\u00bb Behaglichkeitskriterien fest (vgl. auch Anhang 9.7.1 und 9.7.2).<\/p>\n

1.2.2 Thermo-hygrische Behaglichkeit \u24d8<\/span><\/span><\/a><\/h2>\n

Bei den Anforderungen an ein behagliches thermisches Umfeld unterscheidet die Norm EN ISO 7730 [1.33]<\/span><\/span> drei Kategorien (vgl. Tab. 1.13):<\/p>\n

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Aus dem Diagramm in Abbildung 1.22 l\u00e4sst sich z.\u2009B. die optimale Raumtemperatur \u03b8<\/i>o<\/sub> (\u2259\u202fMittelwert aus Oberfl\u00e4chentemperaturen (\u00ab\u200aStrahlungstemperatur\u200a\u00bb) und Raumlufttemperatur) je nach T\u00e4tigkeit und Bekleidung herauslesen, z.\u2009B. \u00b11\u202f\u00b0C f\u00fcr thermische Behaglichkeit noch zul\u00e4ssige Abweichung von der optimalen Raumtemperatur.<\/p>\n

Lokale Temperaturgradienten<\/i>, wie z.\u2009B. grosse vertikale Temperaturunterschiede zwischen Kopf und Fuss einerseits, zu warme bzw. zu kalte Fussbodentemperaturen andererseits, k\u00f6nnen im Zusammenhang mit dem W\u00e4rmeaustausch in n\u00e4chster Umgebung<\/i> (Konvektion und W\u00e4rmeleitung) ebenfalls als unbehaglich empfunden werden (vgl. Abb. 1.23 bis 1.25). Bei Fussbodenheizungen sollten Temperaturen von \u00fcber 26\u202f\u00b0C vermieden werden.<\/p>\n

\"Optimale<\/div>\n
Abbildung\u202f1.22:\u2002Optimale empfundene Raumtemperatur \u03b8<\/i>o<\/sub> (auch optimale operative Temperatur \u03b8<\/i>o<\/sub> genannt) nach ISO 7730 [1.33]<\/span><\/span> \u200ain Abh\u00e4ngigkeit von Aktivit\u00e4t (M<\/i>) und Bekleidung (l<\/i>cl<\/sub>):<\/div>\n