Thermischer Komfort

 

Thermischer Komfort bezeichnet die für Menschen angenehme Wahrnehmung eines Raumklimas. Es geht dabei um eine Reihe von Bedingungen, die mehrheitlich als komfortabel empfunden werden. Klimakomfort zählt verschiedenen Studien zufolge mit zu den wichtigsten Faktoren, damit sich Menschen in ihrer Wohn- und Arbeitsumgebung wohlfühlen1.

 
       

In den meisten Gebäuden ist die Decke die am wenigsten unterbrochene Oberfläche. Sie ist frei von Objekten und Abdeckungen. Im Gegensatz dazu sind die Böden häufig von vielen Gegenständen bedeckt (Möbel, Teppichen, Einrichtungen). In Bezug auf die Raumwirkung verdient die Decke deshalb große Beachtung; sie wird zur ausgedehnten thermischen Übertragungsfläche und übernimmt damit eine zunehmend aktive Funktion.

Kiel Moe, Thermisch Active Surface in Architekcture (Thermisch-aktive Oberflächen in der Architektur), Princeton Architectural Press, New York 2010

 

Was macht die thermische Inneneinrichtung aus?

Der Wärmeaustausch zwischen dem menschlichen Körper und seiner Umgebung geschieht im Wesentlichen auf drei Arten:

  • Wärmestrahlung (Radiation)
  • Wärmeübertragung (Konvection)
  • Verdunstrung (Evaporation)

Thermische Inneneinrichtungen werden von internen und externen Quellen beeinflusst.

Allgemeine Wärmequellen:

  • elektrische Einrichtungen (z.B. Computer, Beleuchtung)
  • Sonnstrahlung
  • Menschliche Körperwärme

Allgemeine Kältequellen:

  • Fensterflächen
  • schlecht isolierte Wände
  • Wärmebrücken in der Baukosntruktion

Alle diese Quellen nehmen Einfluss auf das menschliche Raumempfinden und somit auf den Raumkomfort.2

Thermischer Raumkomfort bezieht sich auf das, was der menschliche Körper als Summe der Wirkungen aller Wärme- und Kältequellen im Raum fühlt.

 

Einflussfaktoren auf den thermischen Komfort

Der thermische Raumkomfort wird maßgeblich von sechs variablen Faktoren beeinflusst, die eine ausgeglichene Balance haben sollten, um ein nachhaltiges Wohlbefinden der Raumnutzer zu gewährleisten.

Lufttemperatur   Allgemeine Komponente des thermischen Komforts; sie kann leicht durch passive und mechanische Heizung oder Kühlung beeinflusst werden.

 
Durchschnittliche Strahlungstemperatur   Die gemessene Durchschnittstemperatur aller freiliegenden Flächen eines Raumes; zusammen mit der Lufttemperatur kann so die operative Temperatur als wichtigste Komponente des thermischen Komforts ermittelt werden.

 
Luftgeschwindigkeit   (oder Luftströmung) Beschreibt Richtung und Geschwindigkeit der Luftbewegungen in einem Raum; heftige Luftbewegungen können in Form von Zugluft zu Beschwerden führen.

 
Luftfeuchtigkeit   ((oder relative Luftfeuchtigkeit) Ist der Feuchtigkeitsanteil in der Luft; zu hohe oder zu niedrige Luftfeuchtigkeit führt zu Unbehagen.

 
Bekleidung   Die Gesamtheit der wärmedämmenden Kleidung, die den Körper umgibt; ein Mehr an Bekleidung reduziert die Wärmeabgabe über die Haut und senkt die als angenehm empfundene Raumtemperatur.

 
Aktivitätsgrad   (auch metabolische/stoffwechselbedingte Wärme) Beeinflusst die vom Körper produzierte Wärme und somit auch das Temperaturempfinden eines Raumes.  


Diese Faktoren werden in der Praxis durch die Beschaffenheit der Decke beeinflusst:

  • Lufttemperatur, in dem Maß wie die Deckenkonstruktion in Kombination mit der TABS-Bauweise eine Luftkühlung ermöglicht.
  • Durchschnittliche Strahlungstemperatur, abhängig von der Anzahl der wärmeaktiven Elemente einer Decke.
  • Luftgeschwindigkeit, steuerbar durch das Verwenden von Absorbern und die Abstände zwischen den Absorbern, durch die Luftaustausch stattfindet.

 

Durchschnittliche Komfortbewertung

Thermal comfort affects the work

Berücksichtig man alle obengenannten Faktoren, lässt sich eine durchschnittliche Bewertung des thermischen Komforts vorausplanen.3 In manchen Fällen ist es jedoch nicht möglich, thermische Bedingungen zu erreichen, die alle Nutzer eines Gebäudes zufrieden stellen, weil ihre individuellen Wünsche zu unterschiedlich sind.

Trotzdem kann auch dann ein thermischer Komfort erzielt werden, der von einer Mehrheit akzeptiert wird.4 Kommen dann noch die individuellen Einflussfaktoren (wie Auswahl der Kleidung oder das Öffnen von Fenstern) hinzu, wird sich die allgemeine Zufriedenheit mit den Räumlichkeiten beträchtlich steigern.

Thermischer Komfort verbessert die Arbeitsqualität

Die thermischen Eigenschaften können die Produktivität und die Qualität der Arbeit positiv beeinflussen. Unbehagen beim Raumempfinden kann dagegen:

  • die Aufmerksamkeit beeinträchtigen
  • das Wohlbefinden stören
  • das Konzentrationsvermögen einschränken5


Thermischer Komfort und Raumakustik

Wenn auch eine gute Raumqualität maßgeblich vom thermischen Komfort abhängt, so muss sie dennoch im Zusammenhang mit weiteren Parametern betrachtet werden. Diese sind:

  • Akustiks
  • Beleuchtung
  • Luftqualität

Die Wichtigkeit der Raumakustik für das Wohlbefinden der Nutzer liegt auf der Hand. Hier gibt es erwiesenermaßen Synergieeffekte:

Eine unzureichende Raumakustik und schlechter thermischer Komfort verstärken sich gegenseitig und führen schnell zu negativen Auswirkungen auf die Nutzer der betroffenen Räumlichkeiten.
K.C. Parsons,Environmental ergonomics: a review of principles, methods and models 

  

Thermal comfort associated with soft materials

Aus Architektensicht wird thermischer Komfort häufig im Zusammenhang mit weichen Materialien und geschmeidigen Oberflächen wie Textilien, porösen Strukturen oder auch Holz gesehen. Glatte und harte Oberflächen (aus Metall oder Stein) werden demgegenüber für die thermische Raumqualität für weniger geeignet gehalten.

Es gibt keinen wissenschaftlich nachgewiesenen Grund für diese Annahme, vermutlich hängt sie aber mit dem angenommenen Strahlungswärmeaustausch einer Oberfläche zusammen. Dieser wird durch den Emissionsgrad definiert, der zwischen 0 und 1 variiert, wobei glänzende metallische Oberflächen einen Emissionsgrad nahe 0 aufweisen, matte Oberflächen nähern sich 1.

Eine vollflächig verlegte schallabsorbierende Decke trägt dabei sowohl zum thermischen als auch zum akustischen Komfort der Raumnutzer bei. Je nach Art der verwendeten Systeme zur Steuerung der Raumtemperatur bietet Ecophon verschiedene Systemlösungen an, die in jedem Fall ausgezeichnete Ergebnisse für den Raumkomfort garantieren

Integrierte HLK-Systeme und Raumakustiklösungen

Integrated HVAC systems and acoustic solutions

In den meisten konventionellen Bauten stellen Akustikdecken das Bindeglied zwischen den Raumfunktionen und der Gebäudetechnik (HLK/Heizung, Lüftung, Klimatechnik; Beleuchtung etc.) dar. Sie entsprechen bis zu 80-90% der Bodenfläche zwischen den Wänden.

Auf unserer Hompage findet sich unter E-Tools, Zeichnungen und Details eine große Bandbreite praktischer Möglichkeiten, um HLK-Systeme und Akustiklösungen zu integrieren.

In den letzten Jahren hat der Einsatz von Flächen-Heiz- und Kühlsystemen mit leichten wärmeabstrahlenden Elementen deutlich zugenommen. Wenn eine Decke vollflächig bedeckt ist, beträgt der Anteil der Akustikdeckenplatten in der Regel zwischen 40 und 70%, so dass der übrige Teil für wärmeabstrahlende Platten verwendet werden kann.els.

Wandabsorber eignen sich hervorragend als Ergänzung, wenn nicht die gesamte Deckenfläche für hochwirksame Akustikdecken zur Verfügung steht.

Thermisch Aktivierte Bauteilsysteme

Thermally Activated Building systemsIn Gebäuden mit thermisch aktivierten Bauteilsystemen (TABS) kann die Decke wegen der Wärmeübertragung nicht komplett bedeckt werden, da der Austausch zwischen Raum und Betondecke erhalten bleiben muss. Dennoch ist auch hier die Optimierung der Raumakustik möglich.

Je nach Typ des Klimasystems können diese Gebäude mit freihängenden Deckensegeln und Baffeln ausgestattet werden, um die Raumakustik zusammen mit Wandabsorbern zu kontrollieren. Studien haben gezeigt, dass in Gebäuden mit TABS-Systemen ein ausgezeichneter thermischer Komfort mit bis zu 60% freihängenden Akustikelementen erreicht wird6.

Um den Einfluss horizontaler Absorber auf die tatsächliche Raumtemperatur zu messen, hat Ecophon eine spezielle Anwendung für die thermische Simulationssoftware TRNSYS entwickelt. Fragen Sie zur Unterstützung Ihren Ansprechpartner bei Ecophon.

Weitere Informationen zum Download: Wissenswert - TABS (pdf)

 


Referenzen

  1. M. Frontczak, P. Wargocki, Literature survey on how different factors influence human comfort in indoor environments. Build. Environ. 46, pp. 922-937, 2011.
  2. S.P. Corgnati, M. Gameiro da Silva, R. Ansaldi, E. Asadi, J.J. Costa, M. Filippi, J. Kaczmarczyk, A.K. Melikov, B.W. Olesen, Z. Popiolek, P. Wargocki, Indoor climate quality assessment – evaluation of indoor thermal and indoor air quality. Rehva Guidebook 14. Rehva, Brussels, 2011.
  3. T. Witterseh, Environmental perception, SBS symptoms and the performance of office work under combined exposures to temperature, noise and air pollution, PhD Thesis, Technical University of Denmark, 2001
  4. EN 15251:2007-08,Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics. European Committee for Standardization, 2007.
  5. J. Varjo, V. Hongisto, A. Haapakangas, H. Maula, H. Koskela, J. Hyönä, Simultaneous effects of irrelevant speech, temperature and ventilation rate on performance and satisfaction in open-plan offices. Journal of Environmental Psychology 44, pp. 16–33, 2015.
  6. N. Rage, Experimental and theoretical study of the influence of acoustic panels on the heat exchange between Thermo-Active Building Systems (TABS), the occupants and the room. MSc thesis, Technical University of Denmark, 2015.

 

 

 

 

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