Swegon Klimasysteme mit Wasserkühlung 2004
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DAS INNENKLIMA
WARUM EIN GUTES INNENKLIMA
Unsere Empfindung des Innenklimas
Unsere Empfindung des Klimas ist von mehreren Faktoren, die unseren thermischen Komfort beeinflussen, bedingt:
- Aktivitätsniveau und Wärmeproduktion des Körpers
- Wärmewiderstand der Kleidung
- umgebende Lufttemperatur
- Temperatur der umgebenden Flächen
- relative Luftgeschwindigkeit
- relative Luftfeuchtigkeit
Nach Professor P. O. Fanger kann man vom idealen Innenklima sprechen, wenn der Mensch thermischen Komfort erlebt, d.h., wenn eine Person thermisch neutral ist. Eines der Probleme, mit dem man immer konfrontiert wird, wenn man mit Hilfe einer Klimaanlage ein gutes Klima sicherstellen will, ist, dass jeder Mensch das Klima auf verschiedenartige Weise empfindet.
Wie erfolgreich man auch bei der Schaffung eines guten Innenklimas ist, so werden trotzdem ca. 5 % unzufrieden sein. Der Anteil der Unzufriedenen steigt dann mit jedem Grad der Abweichung von der für den Durchschnittsmenschen idealen Temperatur.
Aus Abbildung 1 ist der Anteil der Unzufriedenen ersichtlich, wenn die Temperatur von der durchschnittlichen Idealtemperatur abweicht.
Leistungsfähigkeit
Das, was wir als ideales Innenklima auffassen, ist also von Person zu Person individuell, und Studien zeigen, dass die Leistungsfähigkeit von der Auffassung des Menschen bedingt ist. David Wyon führte während seiner Tätigkeit am Staatlichen Institut für Bauforschung in Schweden eine Anzahl Studien an Menschen in verschiedenen Arbeitssituationen durch.
Aus Abbildung 2 geht hervor, dass die Abweichung von der Idealtemperatur von großer Bedeutung ist. Bereits bei ein paar Grad Abweichung von der Idealtemperatur kann man einen Rückgang der Leistungsfähigkeit feststellen. Dies bedeutet, dass es möglich ist, zu berechnen, was eine Investition in das Innenklima bedeuten kann.
Es soll die Überlegung angeregt werden, dass nicht nur das Empfinden positiv sein soll, sondern auch die Leistungsfähigkeit der Menschen.
<P><EM><STRONG>Abbildung 1.</STRONG></EM> <EM>Erwartete Anzahl Unzufriedener (PPD = Predicted Percentage Dissaticfied) als Funktion des thermischen Komforterlebnisses (PMV = Predicted Mean Vote).<BR/></EM>-2 = kühl<BR/>-1 = etwas kühl<BR/>±0 = neutral<BR/>+1 = etwas warm<BR/>+2 = warm</P>
<P><EM><STRONG>Abbildung 2.</STRONG></EM> <EM>Die Leistungsfähigkeit als Funktion der Abweichung von der Idealtemperatur.</EM></P>
Heiz- und Kühlbedarf in einem normalen Büroraum
Nachfolgend ein Beispiel, welches die Wärmebilanz in einem Büroraum beschreibt. Der Raum hat Fenster mit sog. Energieglas mit einem U-Wert von ca. 1,3 W/m2, K. Die Abbildung 3 zeigt das Verhältnis zwischen Heiz- und Kühlbedarf. Der Kühlbedarf wird im Raum von den verschiedenen Heizquellen, die heute normalerweise in einem Büroraum vorkommen, beeinflusst.
Die Person gibt ca. 100 W ab. Bei eingeschalteter Beleuchtung kommen zusätzlich 120 W hinzu. Da sowohl Person, Beleuchtung, Computer und Sonnenstrahlung enthalten sind, spricht man von einer Belastung im Raum von ca. 650 W. Bei einer Außentemperatur von –18 °C betragen die Wärmeverluste durch Außenwände, Fenster usw. für den Raum ca. 180 bzw. 300 W, abhängig von der Platzierung des Raums im Gebäude. Der höhere Wert bezieht sich auf ein Eckzimmer. Der Kühlbedarf des Raumes ist also in fast allen Fällen größer als der Heizbedarf des Raumes, auch wenn es außen -18 °C kalt ist.
Ist Komfortkühlung für eine gute Arbeitsumwelt notwendig ?
Ja, das behaupten wir bei Swegon mit folgendem Beispiel, das bestellt oder in einer ausführlicheren Form von unserer Homepage im Internet heruntergeladen werden kann.
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Voraussetzungen:
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Arbeitsumwelt:
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Büro
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Leistungsfähigkeit:
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100 % bis zu 25 ºC, darüber hinaus eine Reduktion mit 10 % pro ºC
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Gebäude:
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schwere Konstruktion mit Betonbalken und Ziegelfassade
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Lüftung ohne Kühlung:
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4 l/s m2
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Lüftung mit Kühlung:
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1,5 l/s m2
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Ventilatorwirkungsgrad:
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50 %
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Kühlbedarf:
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35 W/m2
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Lohnkosten:
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40 /h pro Mitarbeiter einschl. entgangenem Deckungsbeitrag
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Betriebszeit Kühlmaschine:
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700 h/Jahr
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Preis für Elektrizität:
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0,14 /kWh
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Kosten als Folge von Produktionsausfall
Die Kosten als Folge von Produktionsausfall belaufen sich per Mitarbeiter auf 716 /Jahr. Rechnet man damit, dass jeder Mitarbeiter einschl. sekundärer Flächen eine Fläche von 20 m2 in Anspruch nimmt, handelt es sich hierbei um Kosten von ca. 36 /m2 und Jahr.
Dies ist zur Investition und zu den jährlichen Betriebskosten zu relativieren.
Investitionskosten für Komfortkühlanlage
Normale Investitionskosten für Komfortkühlanlage einschl. Raumkühlung belaufen sich auf
82 -93 /m2 Bürofläche.
Außer allzu komplizierten Rückzahlungsberechnungen beläuft sich also die Rückzahlungszeit für die Investition in ein für die Mitarbeiter gutes Innenklima auf ca. 3 Jahre.
Betriebskosten
Die Mehrkosten für den Betrieb mit Komfortkühlung betragen also ca. 1 /m2 jährlich.
Die Einsparung aufgrund der niedrigeren Luftmenge bei Komfortkühlung beträgt ca. 3,6 /m2 jährlich. Die Reduktion der Durchflussmenge mit 2,5 l/s m2 senkt also die Betriebskosten für den Ventilator, so dass diese mit einer guten Marge die Betriebskosten der Kühlanlage decken.
<P><EM><STRONG>Abbildung 3.</STRONG></EM> <EM>Wärmebilanz in einem normalen Büroraum</EM></P>