Sensorische Bewertung von Bauprodukten

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

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

Verunreinigungsquellen in Innenräumen Personen Bioeffluenzen Raucher Raumausstattung Baumaterialien Möbel Zuluftqualität Filter etc. Außenluftqualität Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 3

Gliederung Entwicklung des Heizenergiebedarfs Berechnungsgrundlagen für den Außenluftvolumenstrom Einführung von Materialkennlinien Beispielberechnungen für einen Büroraum Zusammenfassung Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 4

Wärmeverluste durch Transmission und Lüftung Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 5

Entwicklung des Jahresheizwärmebedarfs Jahresheizwärmebedarf in kwh/(m²a) m 400 350 300 250 200 150 100 50 0 350 250 250 180 180 100 120 70 54 30 bis 1977 WSV 1977 WSV 1984 WSV 1995 EnEV Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 6

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 08.03.2010 D. Müller Folie 8

Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raums (EnEV) Vorgaben für den Mindestluftwechsel V& min, i = n min V i Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 9

Lastfall Büroraum Einzelbüro Raumfläche 20 m 2, schadstoffarm, Klasse I V& = V& + V& l = 10 + 20 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 20 7 + 200 m s l 1,4 s m l 467 s 2 Personen Ausstattung = = = 2 m 1714 h 3 200 m 2, 20 Personen, sehr schadstoffarm, Klasse II V& = V& + V& l 20 7 + 200 m s l 0,35 s m l 210 s 2 Personen Ausstattung = = = 2 m 756 h 3 Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 10

Luftmengen für Personen- und Gebäudelasten nach DIN EN 15251 und DIN V 18599 Minimale Lüftungsrate l/(s m 2 ) Raumtyp Cat DIN V 18599 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 08.03.2010 D. Müller Folie 11

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 10 10 0 A q,0 Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 13

Logarithmische Kennlinien der empfundenen Intensität 10 Empfundene Intensität in pi 8 6 4 2 Teppich Fit Teppich Filter Fit Filter 0 0 20 40 60 80 100 Relative Konzentration in % Böttcher, 2003 Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 14

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 08.03.2010 D. Müller Folie 16

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 08.03.2010 D. Müller Folie 17

Typische Materialkennlinie für einen Teppich Empfundene Intensität in pi 18 16 14 12 10 8 6 4 2 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 08.03.2010 D. Müller Folie 18

Volumenstrom für die materialabhängige Lüftung Volumenstrom m³/h 600 500 400 300 200 100 0 Materialkennlinie 0 5 10 15 20 Empfundene Intensität pi 600 500 400 300 200 100 0 Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 19

Zusätzlicher Bedarf für materialabhängige Lüftung Volumenstrom m³/h 600 500 400 300 200 100 Materialkennlinie Fensterlüftung Kontrollierte Lüftung mit WRG 600 500 400 300 200 100 Zusätzlicher Bedarf in kwh/(m²a) 0 0 5 10 15 20 0 Empfundene Intensität pi Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 20

Aufteilung des Energiebedarfs 300 Bedarf in kwh/(m²a) 250 200 150 100 50 Zusätzliche Lüftung Grundlüftung Transmission 13 pi 6,5 pi 0 Kontroll. Lüftung Fensterlüftung Fensterlüftung Kontroll. Lüftung Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 21

Variation der Materialkennlinien Empfundene Intensität in pi 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Π = a log 10 A ( A q q,0 ) a 1 <a a, A q,0 A q,0,1 <A q,0 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Volumenspezifische Flächenlast Aq in m²/(m³h) Baustoffemissionen und Energiebedarf 08.03.2010 D. Müller Folie 22

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 08.03.2010 D. Müller Folie 25