Sensorische Bewertung von Bauprodukten

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1 Hermann-Rietschel-Institut Fachgebiet Heiz- und Raumlufttechnik IV.2 Emissionen aus Materialien Sensorische Bewertung von Bauprodukten Abschlussveranstaltung

2 Hermann-Rietschel-Institut Fachgebiet Heiz- und Raumlufttechnik IV.2 Emissionen aus Materialien Auswirkung von Baustoffemissionen auf den Energiebedarf von Gebäuden Dirk Müller Abschlussveranstaltung

3 Verunreinigungsquellen in Innenräumen Personen Bioeffluenzen Raucher Raumausstattung Baumaterialien Möbel Zuluftqualität Filter etc. Außenluftqualität Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 3

4 Gliederung Entwicklung des Heizenergiebedarfs Berechnungsgrundlagen für den Außenluftvolumenstrom Einführung von Materialkennlinien Beispielberechnungen für einen Büroraum Zusammenfassung Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 4

5 Wärmeverluste durch Transmission und Lüftung Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 5

6 Entwicklung des Jahresheizwärmebedarfs Jahresheizwärmebedarf in kwh/(m²a) m bis 1977 WSV 1977 WSV 1984 WSV 1995 EnEV Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 6

7 Gliederung Entwicklung des Heizenergiebedarfs Berechnungsgrundlagen für den Außenluftvolumenstrom Einführung von Materialkennlinien Beispielberechnungen für einen Büroraum Zusammenfassung Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 7

8 Auslegung nach dem Luftwechsel Kennzahl für Strömungsenergieangebot Ziel ist eine raumerfüllende Strömungsstruktur Keine Angabe über Schadstoffbelastung Luftwechselberechnung: n LW = V& V ZL R 1 h Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 8

9 Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raums (EnEV) Vorgaben für den Mindestluftwechsel V& min, i = n min V i Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 9

10 Lastfall Büroraum Einzelbüro Raumfläche 20 m 2, schadstoffarm, Klasse I V& = V& + V& l = m s l 1 s m l 30 s 2 Personen Ausstattung = = 2 m 108 h 3 Großraumbüro 200 m 2, 20 Personen, nicht schadstoffarm, Klasse II V& = V& + V& l m s l 1,4 s m l 467 s 2 Personen Ausstattung = = = 2 m 1714 h m 2, 20 Personen, sehr schadstoffarm, Klasse II V& = V& + V& l m s l 0,35 s m l 210 s 2 Personen Ausstattung = = = 2 m 756 h 3 Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 10

11 Luftmengen für Personen- und Gebäudelasten nach DIN EN und DIN V Minimale Lüftungsrate l/(s m 2 ) Raumtyp Cat DIN V Sehr schadstoffarm Schadstoffarm Nicht schadstoffarm Einzelbüro Restaurant I 1,5 2,0 3,0 II 1,1 1,0 1,4 2,1 III 0,6 0,8 1,2 I 6,5 7,0 8,0 II 5,0 4,5 5,0 5,6 III 2,6 2,8 3,2 Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 11

12 Gliederung Entwicklung des Heizenergiebedarfs Berechnungsgrundlagen für den Außenluftvolumenstrom Einführung von Materialkennlinien Beispielberechnungen für einen Büroraum Zusammenfassung Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 12

13 Empfundene Intensität Π Die empfundene Intensität Π kann nur mit Probanden bestimmt werden, die einen Vergleichsmaßstab verwenden Die Einheit von Π ist pi Alle Geruchsstoffe besitzen eine logarithmische Kennlinie in Bezug auf die Verdünnungsstufe Π = a log C C = a log A q A q,0 Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 13

14 Logarithmische Kennlinien der empfundenen Intensität 10 Empfundene Intensität in pi Teppich Fit Teppich Filter Fit Filter Relative Konzentration in % Böttcher, 2003 Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 14

15 Gliederung Entwicklung des Heizenergiebedarfs Berechnungsgrundlagen für den Außenluftvolumenstrom Einführung von Materialkennlinien Beispielberechnungen für einen Büroraum Zusammenfassung Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 15

16 Analyse eines typischen Büroraums Grundfläche 30 m² Vier Personen Relevante Umschließungsflächen für Transmission 29,7 m² Mittlerer U-Wert 0,6 W/(m²K) Geruchsaktive Substanz ist nur der Teppich (30 m²) Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 16

17 Lüftung im Beispielbüro Grundlüftung 7 l/s/pers 101 m³/h Fensterlüftung Nutzer stellen durch Einstellen der Fenster den vorgegebenen Luftwechsel ein Maschinelle bzw. kontrollierte Lüftung Wärmerückgewinnung 70 % Druckverlust 300 Pa Wirkungsgrad Ventilator 0,8 Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 17

18 Typische Materialkennlinie für einen Teppich Empfundene Intensität in pi Π = a log 10 A ( A q q,0 ) 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Volumenspezifische Flächenlast Aq in m²/(m³h) Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 18

19 Volumenstrom für die materialabhängige Lüftung Volumenstrom m³/h Materialkennlinie Empfundene Intensität pi Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 19

20 Zusätzlicher Bedarf für materialabhängige Lüftung Volumenstrom m³/h Materialkennlinie Fensterlüftung Kontrollierte Lüftung mit WRG Zusätzlicher Bedarf in kwh/(m²a) Empfundene Intensität pi Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 20

21 Aufteilung des Energiebedarfs 300 Bedarf in kwh/(m²a) Zusätzliche Lüftung Grundlüftung Transmission 13 pi 6,5 pi 0 Kontroll. Lüftung Fensterlüftung Fensterlüftung Kontroll. Lüftung Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 21

22 Variation der Materialkennlinien Empfundene Intensität in pi Π = a log 10 A ( A q q,0 ) a 1 <a a, A q,0 A q,0,1 <A q, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Volumenspezifische Flächenlast Aq in m²/(m³h) Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 22

23 Variation der Materialkennlinien Empfundene Intensität in pi Π = a log 10 A ( A q q,0 ) a 1 <a a, A q,0 A q,0,1 <A q, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Volumenspezifische Flächenlast Aq in m²/(m³h) Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 23

24 Variation der Materialkennlinien Empfundene Intensität in pi Π = a log 10 A ( A q q,0 ) a 1 <a a, A q,0 A q,0,1 <A q, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Volumenspezifische Flächenlast Aq in m²/(m³h) Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 24

25 Zusammenfassung Klassische Auslegungsverfahren sowie energetische Nachweisverfahren berücksichtigen nicht den Einfluss von Verunreinigungsquellen Neue Europäischen Normen unterscheiden drei Belastungsstufen in Räumen. Nichtlineare Eigenschaften von Verdünnungskennlinien werden vernachlässigt Erste Berechnungen zeigen den starken Einfluss der Verdünnungskennlinienparameter auf den Energiebedarf von Gebäuden Energieeffiziente Gebäude können nur mit emissionsund geruchsarmen Baumaterialien erstellt werden! Baustoffemissionen und Energiebedarf D. Müller Folie 25