KLIMABEGRIFFE - Swegon

Swegon Klimasysteme mit Wasserkühlung 2004
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KLIMABEGRIFFE

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Temperatur
Die Lufttemperatur ist der Parameter, der am einfachsten zu verstehen ist und bei dem die Meisten eigene Erfahrungen von der Verschiedenartigkeit der Menschen haben.

Die operative Temperatur

Die operative Temperatur ist der ungefähre Mittelwert der Temperatur der umgebenden Raumflächen und Raumlufttemperatur. Das Temperaturempfinden wird somit in genauso hohem Grad sowohl von der Temperatur der umgebenden Flächen als auch von der Raumluft beeinflusst. Da verschiedene Raumflächen wie Fenster, Außenwände, Innenwände, Boden und Decke usw. eine variierende Temperatur und Orientierung im Raum aufweisen, kann die operative Temperatur auch in verschiedenen Richtungen variieren.

Gerichtete operative Temperatur

Man kann die an einem kalten Fenster auftretende Strahlung wahrnehmen und gleichzeitig eine etwas höhere Temperatur zu den Innenflächen des Raumes empfinden. Die Ursache für dieses Phänomen ist, dass der Strahlungswärmeaustausch zum kalten Fenster wesentlich größer als nach innen in den Raum ist.

Wird der Unterschied in der gerichteten operativen Temperatur auf diese Art und Weise groß, werden wir lokal eine Abkühlung der zum Fenster neigenden Körperflächen erhalten. Dieser lokale Mangel an Wärme wird als Zug empfunden. Die Ursache für diese Zugempfindung braucht somit nicht auf zu großen Luftbewegungen zu beruhen, sondern kann auch dadurch verursacht werden, dass lokale Teile unseres Körpers für einen großen Strahlungswärmeaustausch an eine kalte Raumfläche ausgesetzt werden.

Temperaturstrahlungsasymmetrie

Es ist eine wohlbekannte Tatsache, dass es unbehaglich sein kann, sich während eines längeren Zeitraums in der Nähe eines kalten Fensters, z. B. eines großen Fensters, oder einer warmen Fläche, wie z. B. eines warmen Heizkörpers aufzuhalten. Dieses Verhältnis wurde im Labor für Heiz- und Klimatechnik an der Technischen Hochschule in Dänemark näher untersucht. Hier wurden in einer Klimakammer Versuchspersonen unterschiedlichen Ungleichmäßigkeiten im thermischen Strahlungsfeld ausgesetzt.

Man hat Grenzen gefunden, bei denen 5 % der Versuchspersonen eine thermische Unbehaglichkeit empfunden haben. Dies obwohl die Wärmebilanz mit der Umgebung, in der entsprechenden Komfortgleichung erfüllt wurde. Diese Grenzen gehen aus Abbildung 7-10 hervor.

Die Strahlungsasymmetrie wird als Unterschied zwischen der planen Strahlungstemperatur t_pd auf den beiden entgegengesetzten Seiten eines Querschnitts des physischen Zentrums der Person definiert. Die Abbildungen zeigen die Werte von Dt_pr, die in typischen Situationen mit sich führen werden, dass 5 % aufgrund des schrägen Strahlungsfeldes thermische Unbehaglichkeit empfinden werden. Es wird angenommen, dass die Lufttemperatur gleich der Außentemperatur der sonstigen Flächen des Raumes ist.

Es geht hervor, dass Menschen große Ungleichmäßigkeiten in Form von kalter Strahlung von oben und warmer Strahlung von der Seite akzeptieren können. Man ist weniger tolerant gegen kalte Strahlung von der Seite und äußerst wenig tolerant, wenn es um warme Strahlung von der Decke geht.

Abbildung 7. Kalte Oberfläche auf der Seite.

Dt_pr < 10K.

Abbildung 8. Warme Oberfläche auf der Seite.

Dt_pr < 23K.

Abbildung 9. Kalte Oberfläche über dem Kopf.

Dt_pr < 14K.

Abbildung 10. Warme Oberfläche über dem Kopf.

Dt_pr < 5K.

Luftfeuchtigkeit

Die Feuchtigkeit der Luft ist der Parameter, der normalerweise am wenigsten auf das Komforterlebnis einwirkt. Es kann manchmal sogar so sein, dass andere Parameter wie Luftverunreinigungen mit der Luftfeuchtigkeit verknüpft werden.
Wenn die Kapazität der Kühlanlage bezüglich der Entfeuchtung der Zuluft unzureichend ist, kann die Luftfeuchtigkeit im Sommer ein beschwerlicher Faktor werden.

Kleidung

Der Kleidungsfaktor ist einfach zu verstehen, aber um desto weniger komplex in der Handhabung. Eine Normalsituation an einem Sommertag ist, dass Frauen leichter als Männer gekleidet sind, z. B. in Rock und dünner Bluse im Vergleich mit der Kleidung (Hosen und Hemd) der Männer, und dass dies an sich ein ausreichend starker Parameter ist, unterschiedliche Temperaturlevels im Raum zu empfinden. Die Sommersituation kann also in einem Großraumbüro, in dem viele zusammenarbeiten, direkt konfliktgeladen sein.

Aktivitätsniveau

Das Aktivitätsniveau, oder vereinfacht, der Charakter der Arbeitsaufgaben, ist in hohem Ausmaß ein wichtiger Parameter. Eine mehr bewegliche Arbeit erfordert eine niedrigere Temperatur als eine sitzende Arbeit, und es kann deshalb direkt unpassend sein, mehrere Aktivitätsniveaus im gleichen Raum kombinieren zu wollen.

Luftgeschwindigkeit

Dass die Luftgeschwindigkeit eine Einwirkung auf das Empfinden des Raumklimas hat, ist bekannt, aber vielleicht nicht, wie es sich mit dem Zwischenspiel zwischen Lufttemperatur und Luftgeschwindigkeit verhält. Ein einfaches Gleichnis kann so ausgedrückt werden, dass man an einem warmen Sommertag den Arm durch das Seitenfenster streckt und sich vom Fahrtwind abkühlen lässt. Das Erlebnis ist nicht genauso angenehm, wenn man das gleiche Experiment im Winter macht, wenn die Luft eine Temperatur von -10 °C aufweist. Hierdurch kann man verstehen, dass nicht nur die Luftgeschwindigkeit, sondern auch die Temperatur interessant ist. ISO 7730 zeigt dies mit Hilfe des so genannten Zugindex (Dr-Index), einer Relationszahl, die zusammengesetzt ist aus:

Luftgeschwindigkeit
Turbulenzintensität
Lufttemperatur

Durch das Messen der Lufttemperatur und der Luftgeschwindigkeit über einen Zeitraum (und das Berechnen der Turbulenzintensität als ein Maß dafür, wie viel die Luftgeschwindigkeit während der Messsequenz variiert, wie unruhig“ also die Luft ist, kann der DR-Index für z. B. eine vorgegebene Position im Raum berechnet werden. Folgendes Ergebnis wird erzielt: Je kälter es in einem Raum ist, eine desto niedrigere Luftgeschwindigkeit kann toleriert werden, oder umgekehrt, kann bei einer höheren Temperatur eine höhere Luftgeschwindigkeit akzeptiert werden.

Obenstehendes ist ein Grund dafür, dass man häufig verschiedene Anforderungen an maximale Geschwindigkeiten im Sommer und Winter stellt. Im Winter will man nicht gern, dass die Luftgeschwindigkeit, in der sich die Person aufhält, 0,15 m/s überschreiten soll. Entsprechende Geschwindigkeit im Sommer sollte 0,25 m/s nicht übersteigen.

Abbildung 11. Die Kleidung hat eine große Bedeutung für das Klimaempfinden.

Abbildung 12. Das Erlebnis des Menschen bezüglich des Innenklimas wird im höchsten Grad von der Aktivität beeinflusst, die betrieben wird. Je höher die Aktivität ist, desto niedriger ist die gewünschte Temperatur.

Abbildung 13. Die Luftgeschwindigkeit hat eine Einwirkung auf das Empfinden des Innenklimas.

Luftqualität

Die Unsicherheit in Bezug auf das Empfinden der Menschen in Hinsicht auf die Luftqualität ist größer als in Bezug auf das thermische Klima. Dänische Studien zeigen, dass die Anzahl unzufriedener Nutzer ca. 14 % beträgt, wenn alle einem Kohlendioxidgehalt von 800 ppm ausgesetzt werden. Ein Kohlendioxidgehalt von 1.000 ppm wurde auch ein allgemein benutztes Anforderungsniveaus für Luftverunreinigungen. Der Kohlendioxidgehalt ist deshalb nicht als Spurparameter für andere Typen von Verunreinigungen geeignet, die z. B. von Baumaterial abgegeben werden.

Es kommt manchmal vor, dass man ein Gefühl von schlechter Luftqualität erhält, wenn das Problem eigentlich eine zu hohe Temperatur ist.

Beleuchtung

Mit steigendem Alter steigt der Bedarf des Menschen an Licht. Im Alter von sechzig Jahren braucht z. B. ein Mensch die doppelte Beleuchtungsstärke im Vergleich mit einem Zwanzigjährigen. Die Niveaus bezüglich Anforderungen für Hintergrundbeleuchtung von z. B. Deckenarmaturen werden deshalb normalerweise im Lesefeld auf 500 Lux gesetzt, während die Hintergrundbeleuchtung gleichzeitig an die individuellen Anforderungen des Benutzers angepasst werden.

Abbildung 14. Die Luftqualität wird von vielen Faktoren, wie z. B. Emissionen von Baumaterial, Absonderung von Menschen usw. beeinflusst. Das Rauchen ist zum Beispiel eine Verschmutzung, die die Luftqualität negativ beeinflusst.

Abbildung 15. Beleuchtung.