Technische Gebäudeausrüstung

Transkript

1 - - Prof. Dr. Ulrich Hahn SS 2008

2 Bedeutung für Gebäude und -technik groß: klein: Wohngebäuden Büros Mensch im Mittelpunkt Gaststätten Versammlungsgebäude, Kinos, Theater.. Werkstätten Fabriken Lager Lage, Bauweise von Gebäuden Auswahl und Auslegung von gebäudetechnischen Anlagen Einbau und Betrieb von gebäudetechnischen Anlagen 2

3 Behaglichkeit Wann fühlt sich der Mensch in einem Gebäude wohl? T Körper = const Regelung zu kalt Wärmeerzeugung zu warm Wärmeabfuhr Wärmeabgabe eines normal bekleideten Menschen ohne körperliche Tätigkeit bei ruhender Luft Starke Regelung Anstrengung unbehaglich 3

4 Wovon hängt die Behaglichkeit ab? Thermische Grenzen der Behaglichkeit T Haut < 33 C frieren T Hirn > 37 C schwitzen Gerüche, Schadstoffe Körperliche Aktivität Empfundene Temperatur 18 C < T e < 23 C 4

5 Ermittlung der Zufriedenheit nach ISO 7730 Befragung > 1000 Personen befragen : Seid ihr zufrieden? Berechnung Parameter: Raumlufttemperatur Strahlungstemperatur der Wände Aktivitätsgrad Wärmewiderstand der Kleidung Luftgeschwindigkeit Luftfeuchte Zufriedenheitsskala (Predicted Mean Vote) für jeden Parameter Zahl der Unzufriedenen (Predicted Percentage of Dissatisfied) PMV Empfinden PPD [%] +3 heiß Warm Leicht warm 25 +0, Neutral 5-0, Leicht kühl 25-2 Kühl 75-3 kalt 90 5

6 σ Empfundene Temperatur Temperatur einer gleichmäßig strahlenden schwarzen Umhüllung, bei bei der der Mensch gleich viel Wärme durch Konvektion und durch Strahlung abgibt wie bei bei einer nicht gleichförmigen Umgebung. SB ( T 4 Mensch T 4 empf. ) +α K ( T Mensch T empf ) =εσ SB ( T 4 Mensch T 4 Wand ) +α Abweichungen absoluter Temperaturen klein K ( T Mensch T Luft ) T empf ( α s s M, e εαm, W ) T Mensch s αm, e + εα + α s M, W K T Wand + α K T Luft α s s M, e εαm, W α K = W m²k T empf T Wand + T 2 Luft 6

7 Behaglichkeitsfeld T Wand (T Luft ) 7

8 Behaglichkeitsfeld: Einfluss von Kleidung 8

9 Bekleidung und Aktivität Dämmwert von Kleidung Aktivität 1 met 58W/m² 9

10 Optimale operative Temperatur 10

11 gleichmäßige Temperaturverteilung Fenster mit Doppelverglasung Wärmeabgabe a) Radiator vor Fenster b) Radiator an Wand gegenüber Fenster c) Deckenheizung 11

12 Temperaturverteilung im Raum 12

13 Behaglichkeitsfeld Luftbewegung 13

14 Behaglichkeitsfeld Luftfeuchtigkeit ϕ rel < 30%: Staubbildung und -verschwelung NH 3 -Bildung elektrostatische Aufladung ϕ rel > 70%: Kondensation an kalten Wänden Gerüche (Moder...) 14

15 Heizperiode Empfehlungen nach ISO 7730 Raumtemperatur C Bad: C Schlafraum: C Wandtemp. max. 3K weniger Feuchte: P Wasserdampf : Pa Temperaturgradient < 3K in 0,1...1,1m über dem Boden Bodentemperatur > 19 C (< 29 C bei Fußbodenheizung) Luftgeschwindigkeit < 0,15 m/s Asymmetrie der Strahlungstemperatur < 10 K Sommer Raumtemperatur C Luftgeschwindigkeit < 0,25 m/s 80% Zufriedenheit 15

16 Einfluß der Luftqualität O 2 CO 2, H 2 O Luft: frisch gesund nicht abgestanden, muffig frei von Schadstoffen Schadstoffbilanz eines Raumes C a V& Infiltration K& C i V& Abtransport d. Lüftung V& : C a : Luftstrom Schadstoffkonz. außen C i : K& : Schadstoffkonz. innen Schadstofferzeugung innen zulässig C i < C i Beachten: Abluft nimmt alle Schadstoffe mit! 16

17 Schadstoffe CO 2 und H 2 O CO 2 : Atmung Mensch (normale Bürotätigkeit): 0,5 m³/h, 4% CO 2 Beachten: Konzentration außen: 0,03% (Land), 0,05% (Stadt) Maximale Konzentration innen < 0,1% (Pettenkofer-Grenze, oberhalb Ermüdung, Schläfrigkeit) V& 30 m³ Person häufig wird statt V& auch der "Luftwechsel" n : = V Raum verwendet. Sauerstoffmangel Sauerstoffmangel, dünne Luft erst ab 2500 m Höhe! V& 17

18 Schadstoffe CO 2 und H 2 O H 2 O: 18

19 Einfluß der Luftqualität Zufriedenheit von Personen in Abhängigkeit des Luftvolumenstroms 70 % 60 Unzufriedene l/s 50 Luftvolumenstrom empirischer Zusammenhang: % Unzufriedene = 395* e 1,83 V& 1 / 4 19

20 Geruchseindruck Quantifizierung Geruchseineintrag G einer Standardperson (sitzend, 0,7x Duschen/Tag): [G] ] = 1 olf olf Lüften (teilweiser) Abtransport der Geruchsstoffe. Empfundene Luftqualität C := := G/V [C] ] = 1 pol = olf olf / l/s olf / l/s gute Luftqualität : C = 0,1 pol 20

21 Weitere Einflussgrößen auf die Behaglichkeit Geräusche, Schall Schallquellen außerhalb des Gebäudes Schallquellen im Gebäude aufgrund Nutzerverhalten Schallemission von gebäudetechnischen Anlagen Licht, Beleuchtung Tageslicht Kunstlicht Tätigkeit 21