Thermische Behaglichkeit und Raumluftqualität. Planung (und Betrieb)

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1 Thermische Behaglichkeit und Raumluftqualität Planung (und Betrieb) Dr.-Ing. Ulrich Finke öbuv Sachverständiger für Raumlufttechnik Ingenieurgesellschaft Tel.: (030)

2 Inhalt Einführung Operative Temperatur Luftfeuchtigkeit Luftgeschwindigkeit Weitere Behaglichkeitsparameter Luftqualität im Raum (Volumenstrom, CO 2 ) Zusammenfassung

3 Experimentelle Ergebnisse zu Raumklima und Leistungsfähigkeit (nach Seppänen, Fisk 2004) Leistungsabfall in % Berglund.1990 Wyon.1996 Pepler.1968.com Johansson.1975.combined Niemela.2002 Niemela.2001 Federspiel.2002 Link.Pepler.1970 Meese.1984 Model of Seppänen Temperatur in C Ziel Sicherstellung der Nutzungsbedingungen

4 Zusammenwirken der Normen und Richtlinien DIN EN ISO 7730 (lokale) Behaglichkeit (Zugerscheinung, Asym m etrie, G radienten) VD I 4706 E (NA 15251) Standardwerte Klarstellung DIN EN Auslegungskriterien W ahlfreiheit Vereinbarung Ziel: Nutzung unter Beachtung energetischer Aspekte sicherstellen DIN EN Auslegungshinweise für Anlagentechnik

5 Verwendete Kategorien Kategorie I II III IV Beschreibung Hohes Maß an Erwartungen; empfohlen für Räume, in denen sich sehr empfindliche Personen mit besonderen Bedürfnissen aufhalten Normales Maß an Erwartungen, empfohlen für neue und renovierte Gebäude Annehmbares, moderates Maß an Erwartungen, Anwendung bei bestehenden Gebäuden Werte außerhalb der o.g. Kategorien (nur im begrenzten Teil des Jahres

6 Klasseneinteilung DIN EN ISO 7730 A B C DIN EN I II III IV VDI 4706 ( I ) II ( III ) ( IV ) Basis für Auslegung von Neubauten und bei Sanierung

7 Auslegungswerte Bekleidung / Aktivität DIN EN Parameter Bekleidung Aktivität Auslegungswert Sommer: 0,5 clo Winter: 1,0 clo 1,2 met Quelle: Innova

8 Behagliche Raumtemperaturen bei unterschiedlicher Kleidung und Aktivität 0 0,1 0,2 m²k/w 0,3 3,0 met ± 5K W/m² 150 Aktivität M 2,0 1, Raumtemperatur 10 C ± 4K ± 3K ± ±1K ± 1,5K ± 2K 2,5K ,5 1,0 1,5 clo 2,0 Wärmewiderstand der Kleidung PPD < 10 % Quelle: DIN EN ISO 7730

9 Auslegungswerte operative Temperatur DIN EN Maschinell gekühlte Gebäude Empfehlung: Kat. II PPD < 10 % Raum (sitzende Beschäftigung 1,2 met) Kat. Mindestwert für die Heizperiode (1 clo) Höchstwert für die Kühlperiode (0,5 clo) Einzelraumbüro, Großraumbüro, Konferenzraum, Hörsaal, Cafeteria, Restaurant I II III ,

10 Auslegungswerte operative Temperatur DIN EN Optionales Verfahren für Gebäude ohne maschinelle Kühlung

11 Auslegungswerte operative Temperatur nach DIN EN Ohne maschinelle Kühlanlagen Büroräume (Einzel!), sitzende Beschäftigung Kleidung leicht anpassbar Durch Nutzer öffenbare Fenster zur Außenluft Die Arbeitsleistung wird nicht berücksichtigt! Nicht für Großraumbüros

12 Auslegungswerte operative Temperatur DIN EN ohne maschinelle Kühlanlagen

13 Auslegungswerte operative Temperatur nach DIN EN Gleitender Mittelwert der Temperatur für den aktuellen Tag Θ rm = ( Θed 1 + 0,8Θ ed 2 + 0,6Θ ed 3 + 0,5 Θed 4 + 0,4Θ ed 5 + 0,3Θ ed 6 + 0,2Θ ed 7 )/ 3,8 Tag ,6 12,6 15,9 17,1 23,1 22,4 21,3 22,1 25,5 27,1 27,1 26,5 26,6 23,4 19,8 18,1 26,2 26,4 25,1 27,1 27,1 26,5 26,6 23,4 24,5 20,9 24,3 26,4 25,1 27,1 27,1 26,5 23,1 21,1 23,2 20,9 24,3 26,4 25,1 27,1 Ca. 5 7 K unter max. Mittelwert der stündlichen Außenlufttemperatur am Tag Messergebnisse Halle 2008?Nachweis durch Simulation während der Planung? Wer macht das?

14 Temperatur nach VDI 4706 E Einspruchsfrist bis

15 Urteil LG Bielefeld 3 O 411/01 Basis: ASR 6/1.3 Quelle: CCI..., dass bei einer Außentemperatur von bis zu 32 C die Innentemperatur 26 C nicht übersteigt und bei höheren Temperaturen die Innentemperatur mindestens 6 K unter der Außentemperatur liegt. Urteil OLG Frankfurt 2 U 106/ Sommerliche Aufheizung verglaster Büroräume Kein Fall der Arbeitstättenverordnung (allgemeines Lebensrisiko) neue ASR A 3.5 beachten (ca. Ende 2009)

16 Stand: Max. Raumtemperatur 34 Hitzeperiode maximale Raumtemperatur in C Maßnahmen bei > 30 C Nutzung Sonnenschutz verbessern Nutzung Lüftung verbessern Reduzierung thermischer Lasten Lüftung in den Morgenstunden Verschiebung der Arbeitszeit Lockere Bekleidung Außentemperatur in C

17 Ist-Werte Raumtemperatur in C Außentemperatur in C Messergebisse Berlin Sommer 2008

18 Auslegungswerte operative Temperatur nach DIN EN ohne maschinelle Kühlanlagen Θ rm = ( Θed 1 + 0,8Θ ed 2 + 0,6Θ ed 3 + 0,5Θ ed 4 + 0,4Θ ed 5 + 0,3Θ ed 6 + 0,2Θ ed 7 )/ 3,8

19 Auslegungswerte relative Luftfeuchtigkeit nach DIN EN Üblicherweise braucht die Luft nicht befeuchtet werden

20 Auslegungswerte Luftgeschwindigkeit DIN EN ISO 7730 Begrenzung der Unzufriedenen auf Kat. I - 10 %, II - 20 %, III - 30 % DR 0,62 = (34 Θ )( v 0,05) (0,37 v TU a + 3,14) Zugluftrisiko Lufttemperatur Luftgeschwindigkeit Turbulenzgrad

21 Luftgeschwindigkeit Kat.II (VDI 4706 E) mittelere Luftgeschwindigkeit in m/s 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 TU = 5 % TU = 20 % TU = 40 % 0, Lufttemperatur in C Quelllüftung Mischlüftung Achtung: PD = 15 % Somit wie DIN 1946 Teil 2

22 Turbulenzgrad / Strömungsform c > 1m/s V a > VZu V a oder V Zu Verdrängungsströmung T u = 0 % Quellluftströmung T u = % Mischströmung T u > 40 %

23 Anhaltswerte für Kühlleistungsgrenzen (Kat. II) VDI 4706 E / VDI 3804 Strömungsart Mischlüftung Quelllüftung System Schlitzdurchlass Dralldurchlass Durchlass Mit zusätzlicher Flächenkühlung Teppichbodenlüftung Max. spez. Kühllast (W/m²)

24 Kategorien des Umgebungsklimas DIN EN ISO 7730 Kate gorie Thermischer Zustand des Körpers insgesamt Lokale Unbehaglichkeit (PD) PPD in % PMV DR % Vertikaler Lufttemperatur -unterschied Warmer oder kalter Fußboden Asymmetrie der Strahlung A < 6-0,2 < PMV<+0,2 < 10 < 3 < 10 < 5 B < 10-0,5 < PMV<+0,5 < 20 < 5 < 10 < 5 C < 15-0,7 < PMV<+0,7 < 30 < 10 < 15 < 10

25 Zusammenhang Asymmetrie C A, B

26 Raumluftqualität und Luftvolumenströme DIN EN Auslegungsverfahren mit zwei Komponenten Lüftung aufgrund der Verunreinigung durch den Nutzer (biologische Ausdünstungen) Lüftung aufgrund der Verunreinigung durch das Gebäude q = n q + A tot P q B

27 Raumluftqualität und Luftvolumenströme DIN EN Personenkomponente 4 Gebäudekomponente 0,3 0,2

28 Raumluftqualität VDI 4706 E Einteilung Nicht schadstoffarm Schadstoffarm Sehr schadstoffarm Beschreibung Bestandsgebäude mit hohen Emissionsraten aus Baustoffen bzw. Bewertung der Luftqualität durch Probanden PD > 30 % alle anderen Gebäude Neue oder weitgehend sanierte Gebäude, mit besonderer Rücksicht auf die Auswahl der Materialien

29 Empfohlene Luftvolumenströme bei Nichtwohngebäuden IDA 2 nach DIN EN 13779

30 Luftvolumenstrom nach CO 2 -Konzentration Kategorie mit I II III Zielwert 750 ppm 900 ppm 1200 ppm Außenluftvolumenstrom m³/(h Person) Vergleich: Einzelraumbüro, schadstoffarm, Kat. II ca. 50 m³/(hpers)

31 CO 2 -Bewertung durch UBA ASR CO 2 -Konzentration in ppm < > 2000 hygienische Bewertung hygienisch unbedenklich hygienisch auffällig hygienisch inakzeptabel Empfehlung Keine weiteren Maßnahmen Lüftungsmaßnahmen, Lüftungsverhalten überprüfen Belüftbarkeit des Raumes prüfen Quelle: Bundesgesundheitsblatt :

32 Betrieb nach EnEV 2007/2009 EnEV 11 Abs. 3 Alle Betreiber von Lüftungs- und Kälteanlagen (unabhängig von deren Größe) verpflichtet zur sachgerechten Bedienung Wartung Instandhaltung

33 Betrieb nach EnEV 2007/ energetische Inspektion Klimaanlagen mit Nennleistung > 12 kw (Gesamtkälteleistung je Gebäude) sind energetische Inspektionen in festgelegten Zeiträumen von berechtigten Personen durchzuführen.

34 Zusammenfassung Hinweise zur Planung Thema Temperatur / Feuchte Luftgeschwindigkeit Außenluftvolumenstrom Bezug VDI 4706, DIN EN 15251, DIN EN ISO 7730, ASR A3.5 VDI 4706, DIN EN ISO 7730 DIN EN 15251, DIN EN 13779, ASR A3.6

35 Zusammenfassung Hinweis zu Betrieb Thema Gesundheitszuträgliche Atemluft Wartung Energetische Inspektion Hygiene Bezug ArbStättVo EnEV, VDMA, AMEV, VDI 6022 EnEV VDI 6022