THERMISCHER KOMFORT

BEHAGLICHKEITSTEMPERATUR

Die thermische Behaglichkeit von Aufenthaltsräumen wird durch die sogenannte Behaglichkeits- oder Komforttemperatur beschrieben. Diese „optimale Raum-temperatur“ ist gemäß ÖNORM EN ISO 7730 als Mittelwert aus Oberflächentemperaturen (Strahlungstemperaturen) und Raumlufttemperatur definiert.

Die Raumlufttemperatur allein ist als Maß für die Beschreibung von thermischen Komfort und Behaglichkeit nicht ausreichend; z.B. bei Temperaturen zwischen 22 und 26 °C beträgt der Anteil der Strahlung bei der sensiblen Wärmeabgabe des Menschen ca. 50 %.

Die mittlere Strahlungstemperatur ist die Ersatztemperatur für alle Umgebungs-oberflächen, die den Wärmeaustausch durch Strahlung zwischen einer Person und ihrer jeweiligen Umgebung repräsentiert. Diese Strahlungstemperatur (auch als mittlere Oberflächentemperatur bezeichnet) wird als Durchschnittswert der Oberflächentemperaturen, gewichtet mit den Einstrahlungswinkeln in Bezug auf den jeweiligen Referenzstandort im Raum, berechnet.

Insbesondere in großflächig verglasten Räumlichkeiten wird der thermische Komfort natürlich stark von den Oberflächentemperaturen der Glasflächen – sowohl im Winter, wie aber auch im Sommer – beeinflusst.

Daher ergibt sich die Notwendigkeit einer ausreichend genauen Simulationsberechnung unter Berücksichtigung des tatsächlichen, praktisch winkelabhängigen Verhaltens aller raumumschließenden Flächen.

ÜBERSICHT – ANFORDERUNGSKATEGORIEN

GENAUIGKEIT DER EINGANGSPARAMETER

Für instationäre Simulationsberechnungen, z.B. zur Berechnung der thermischen Behaglichkeit in großflächig verglasten Atrien, Foyerräumen und anderen Aufenthaltsräumen, sind die allgemein bekannten Glasspezifikationen als Eingangsparameter (Gesamtenergiedurchlassgrad g,Wärmedurchgangs-koeffizient Ug, Lichttransmissionsgrad t ) nicht mehr ausreichend.

Benötigt werden vielmehr die vom Einfallswinkel der einfallenden Strahlung abhängigen Werte der Transmission, Reflexion und Absorption für die verschiedenen Verglasungen.

Als Grundlage für die komplexen Simulationsberechnungen werden die licht- und energietechnischen Eigenschaften der jeweiligen Verglasungen dann in Abhängigkeit vom jeweiligen Einfallswinkel und damit praktisch abhängig vom tatsächlichen stündlichen Sonnenstand, der Bauteilorientierung und –neigung,  ausgehend von den gemessenen winkelabhängigen Werten der Verglasungen berücksichtigt.

Diese Berechnungen ermöglichen dann u.a. eine differenzierte Beurteilung des thermischen und visuellen Komforts in großflächig verglasten Aufenthaltsräumen unter Berücksichtigung der optimalen Raumtemperatur, der sogenannten „Behaglichkeits- oder Komforttemperatur“.

BEISPIEL ZUR BEURTEILUNG DER BEHAGLICHKEIT

Im nachfolgend dargestellten Beispiel werden die zu erwartenden Temperaturen in einem Atrium unterhalb einer ellipsenförmigen großflächigen Überkopf-Verglasung (ca. 250 m², Glasneigung ca. 8°) dargestellt, um den thermischen Komfort im Sommer zu beurteilen.

Die klimatechnische Anlage ist für den Sommerfall auf einen 5-fachen Luftwechsel mit 16 °C kalter Luft ausgelegt, um die Anforderung an die Raumlufttemperatur von tLUFT £ 26 °C zu erfüllen.

Die Temperaturverläufe zeigen den 17. / 18. Juli eines Testreferenzjahres (TRY), wobei einmal eine Isolierverglasung (g=0,67) und dann eine Sonnenschutz-verglasung (g=0,29) verwendet wird. Geklärt werden soll die Frage, ob zusätzlich noch eine Verschattungseinrichtung notwendig ist.

Wie die Temperaturverlauf zeigt, steigt die Lufttemperatur unterhalb der ellipsenförmigen Überkopf-Verglasung auf über 60 °C bzw. über 40 °C, wodurch sich praktisch der Effekt einer Deckenstrahlheizung (im Sommer !) ergibt.

Mit Hilfe der o.g. Klimatechnikanlage wird zwar die Raumlufttemperatur während der Betriebszeit durchaus im Bereich unter tLUFT £ 26 °C gehalten, die von den Inhabitanten empfundene Behaglichkeitstemperatur tr liegt jedoch weit über diesen Werten bei tr > 32 °C für den Fall der Isolierverglasung.

Mit der Sonnenschutzverglasung wird bereits eine empfundene Behaglichkeits-temperatur von ca. tr £ 27 °C erreicht.

BEISPIEL – VERGLEICH DER TEMPERATURVERLÄUFE

Um eine ausreichende Zufriedenheit der Inhabitanten mit dem thermischen Komfort zu erzielen, sollte daher die Behaglichkeitstemperatur statt der Raumlufttemperatur als Bewertungskriterium herangezogen werden.