Post on 08-Nov-2018
KLIMAKONZEPT
Thermische Behaglichkeit und Raumluftqualität
Planung (und Betrieb)
Dr.-Ing. Ulrich Finkeöbuv Sachverständiger für Raumlufttechnik
KLIMAKONZEPT Ingenieurgesellschaft
finke@klimakonzept.de
Tel.: (030) 30108880
KLIMAKONZEPT
Inhalt
• Einführung
• Operative Temperatur
• Luftfeuchtigkeit
• Luftgeschwindigkeit
• Weitere Behaglichkeitsparameter
• Luftqualität im Raum (Volumenstrom, CO2)
• Zusammenfassung
KLIMAKONZEPT
Experimentelle Ergebnisse zu Raumklima und Leistungsfähigkeit (nach Seppänen, Fisk 2004)
16 18 20 22 24 26 28 30 32 340
2
4
6
8
10
12
14
16
Leis
tung
sabf
all i
n %
Temperatur in °C
Berglund.1990 Wyon.1996 Pepler.1968.com Johansson.1975.combined Niemela.2002 Niemela.2001 Federspiel.2002 Link.Pepler.1970 Meese.1984 Model of Seppänen
Ziel – Sicherstellungder Nutzungsbedingungen
KLIMAKONZEPT
Zusammenwirken der Normen und Richtlinien
VD I 4706 E(NA 15251)StandardwerteK larste llung
DIN EN 15251Auslegungskrite rienW ahlfre iheitVereinbarung
DIN EN ISO 7730(lokale) Behaglichkeit(Zugerscheinung, Asym m etrie,G rad ienten)
DIN EN 13779Auslegungshinweisefür An lagentechnik
Ziel:Nutzung unter Beachtung energetischer Aspektesicherstellen
KLIMAKONZEPT
Verwendete Kategorien
Werte außerhalb der o.g. Kategorien (nur im begrenzten Teil des JahresIV
Annehmbares, moderates Maß an Erwartungen, Anwendung bei bestehenden GebäudenIII
Normales Maß an Erwartungen, empfohlen für neue und renovierte GebäudeII
Hohes Maß an Erwartungen; empfohlen für Räume, in denen sich sehr empfindliche Personen mit besonderen Bedürfnissen aufhalten
I
BeschreibungKategorie
KLIMAKONZEPT
Klasseneinteilung
( IV )IV
( III )IIIC
IIIIB
( I )IA
VDI 4706DIN EN 15251DIN EN ISO 7730
Basis für Auslegung von Neubautenund bei Sanierung
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte Bekleidung / Aktivität DIN EN 15251
1,2 metAktivität
Winter: 1,0 clo
Sommer: 0,5 cloBekleidung
AuslegungswertParameter
Quelle:Innova
KLIMAKONZEPT
±
0 0,1 0,2 0,3
3,0
2,0
1,0
0 0,5 1,0 1,5 2,0
150
125
100
75
50
W/m²
m²K/W
met
clo
Raumtemperatur 10°C1214161820
2224
2628
± 1K 2K±
3K±
4K±
1,5K±2,5K±
5K
Akt
ivitä
t M
Wärmewiderstand der Kleidung
Behagliche Raumtemperaturen bei unterschiedlicher Kleidung und Aktivität
Quelle: DIN EN ISO 7730PPD < 10 %
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte operative Temperatur DIN EN 15251
III
II
I
Kat.
2620
2719
25,521Einzelraumbüro, Großraumbüro, Konferenzraum, Hörsaal, Cafeteria, Restaurant
Höchstwert für die Kühlperiode
(0,5 clo)
Mindestwert für die Heizperiode
(1 clo)
Raum (sitzende Beschäftigung 1,2 met)
Maschinell gekühlte GebäudeEmpfehlung: Kat. II PPD < 10 %
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte operative Temperatur DIN EN 15251
Optionales Verfahren für Gebäude ohne maschinelle Kühlung
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte operative Temperatur nach DIN EN 15251
Ohne maschinelle Kühlanlagen
• Büroräume (Einzel!), sitzende Beschäftigung
• Kleidung leicht anpassbar• Durch Nutzer öffenbare Fenster zur
Außenluft• Die Arbeitsleistung wird nicht
berücksichtigt!• Nicht für Großraumbüros
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte operative Temperatur DIN EN 15251
ohnemaschinelleKühlanlagen
ohnemaschinelleKühlanlagen
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte operative Temperatur nach DIN EN 15251
8,3/)2,03,04,05,06,08,0( 7ed6ed5ed4ed3ed2ed1edrm −−−−−−−Θ+Θ+Θ+Θ+Θ+Θ+Θ=Θ
Gleitender Mittelwert der Temperatur für den aktuellen Tag
Tag -1 -2 -3 -4 -5 -6 -717,6 12,6 15,9 17,1 23,1 22,4 21,3 22,125,5 27,1 27,1 26,5 26,6 23,4 19,8 18,126,2 26,4 25,1 27,1 27,1 26,5 26,6 23,424,5 20,9 24,3 26,4 25,1 27,1 27,1 26,523,1 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
?Nachweis durch Simulation während der Planung?Wer macht das?
MessergebnisseHalle 2008
KLIMAKONZEPT
Temperatur nach VDI 4706 E
Einspruchsfrist bis 31.01.2010
KLIMAKONZEPT
UrteilLG Bielefeld
3 O 411/01
„..., 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.“
Basis: ASR 6/1.3
Urteil OLG Frankfurt 2 U 106/06 19.01.2007Sommerliche Aufheizung verglaster Büroräume – Kein Fall
der Arbeitstättenverordnung (allgemeines Lebensrisiko)
neue ASR A 3.5 beachten (ca. Ende 2009)
Quelle: CCI
KLIMAKONZEPT
Stand: Max. Raumtemperatur
20 22 24 26 28 30 3216
18
20
22
24
26
28
30
32
34
max
imal
e R
aum
tem
pera
tur
in °
C
Außentemperatur in °C
Hitzeperiode
Maßnahmen bei > 30 °CNutzung Sonnenschutz verbessernNutzung Lüftung verbessernReduzierung thermischer LastenLüftung in den MorgenstundenVerschiebung der ArbeitszeitLockere Bekleidung
http://www.baua.de/de/Themen-von-A-Z/Arbeitsstaetten/ASR
KLIMAKONZEPT
Ist-Werte
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 3416
18
20
22
24
26
28
30
32
Rau
mte
mpe
ratu
r in
°C
Außentemperatur in °C Messergebisse Berlin Sommer 2008
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte operative Temperatur nach DIN EN 15251
ohnemaschinelleKühlanlagen
ohnemaschinelleKühlanlagen
8,3/)2,03,04,05,06,08,0( 7ed6ed5ed4ed3ed2ed1edrm −−−−−−−Θ+Θ+Θ+Θ+Θ+Θ+Θ=Θ
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte relative Luftfeuchtigkeit nach DIN EN 15251
„Üblicherweise braucht die Luft nicht befeuchtet werden“
KLIMAKONZEPT
Auslegungswerte LuftgeschwindigkeitDIN EN ISO 7730
Begrenzung der Unzufriedenen auf
Kat. I - 10 %, II - 20 %, III - 30 %
)14,337,0()05,0)(34( 62,0+⋅⋅−Θ−= TUvvDR
a
Lufttemperatur Luftgeschwindigkeit TurbulenzgradZugluftrisiko
KLIMAKONZEPT
Luftgeschwindigkeit Kat.II (VDI 4706 E)
20 21 22 23 24 25 26 270,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
mitt
eler
e Lu
ftges
chw
indi
gkei
t in
m/s
Lufttemperatur in °C
TU = 5 % TU = 20 % TU = 40 %
Mischlüftung
Quelllüftung
Achtung:PD = 15 %Somit wie DIN 1946 Teil 2
KLIMAKONZEPT
Turbulenzgrad / Strömungsform
Mischströmung
Tu > 40 %
Quellluftströmung
Tu = 10 - 20 %
Verdrängungs-strömung
Tu = 0 %
c > 1m/s
oder
V > Va Zu
Va
ZuV
KLIMAKONZEPT
Anhaltswerte für Kühlleistungsgrenzen (Kat. II)
VDI 4706 E / VDI 3804
250Teppichbodenlüftung
100Mit zusätzlicher Flächenkühlung
80DurchlassQuelllüftung
100Dralldurchlass
60SchlitzdurchlassMischlüftung
Max. spez. Kühllast (W/m²)
SystemStrömungsart
KLIMAKONZEPT
Kategorien des UmgebungsklimasDIN EN ISO 7730
< 10< 15< 10< 30-0,7 < PMV<+0,7< 15C
< 5< 10< 5< 20-0,5 < PMV<+0,5< 10B
< 5< 10< 3< 10-0,2 < PMV<+0,2< 6A
Asymme-trie der
Strahlung
Warmer oder kalter Fuß-
boden
Vertikaler Lufttemperatur-unterschied
DR %
PMVPPD in %
Lokale Unbehaglichkeit (PD)Thermischer Zustand
des Körpers insgesamt
Kategorie
KLIMAKONZEPT
Zusammenhang Asymmetrie
C
A, B
KLIMAKONZEPT
Raumluftqualität und LuftvolumenströmeDIN EN 15251
• Auslegungsverfahren mit zwei Komponenten
Lüftung aufgrund der Verunreinigung durch den Nutzer (biologische Ausdünstungen)
Lüftung aufgrund der Verunreinigung durch das Gebäude
BPtot qAqnq ×+×=
KLIMAKONZEPT
Raumluftqualität und LuftvolumenströmeDIN EN 15251
Gebäudekomponente
Personenkomponente
4
0,30,2
KLIMAKONZEPT
RaumluftqualitätVDI 4706 E
Neue oder weitgehend sanierte Gebäude, mit besonderer Rücksicht auf die Auswahl der Materialien
Sehr schadstoffarm
alle anderen GebäudeSchadstoffarm
Bestandsgebäude mit hohen Emissionsraten aus Baustoffen bzw. Bewertung der Luftqualität durch Probanden PD > 30 %
Nicht schadstoffarm
BeschreibungEinteilung
KLIMAKONZEPT
Empfohlene Luftvolumenströme bei Nichtwohngebäuden
IDA 2 nach DIN EN 13779
KLIMAKONZEPT
Luftvolumenstrom nach CO2-Konzentration
254057Außenluftvolumenstrom m³/(h Person)
III
1200 ppm
II
900 ppm
I
750 ppm
Kategorie mit
Zielwert
Vergleich: Einzelraumbüro, schadstoffarm, Kat. II ca. 50 m³/(hPers)
KLIMAKONZEPT
CO2-Bewertung durch UBA � ASR
Belüftbarkeit des Raumes prüfen
hygienisch inakzeptabel> 2000
Lüftungsmaßnahmen, Lüftungsverhalten überprüfen
hygienisch auffällig1000 - 2000
Keine weiteren Maßnahmen
hygienisch unbedenklich< 1000
Empfehlunghygienische Bewertung
CO2-Konzen-tration in ppm
Quelle: Bundesgesundheitsblatt 2008 51:1358 - 1369
KLIMAKONZEPT
• EnEV §11 Abs. 3 Alle Betreiber von Lüftungs- und Kälteanlagen (unabhängig von deren Größe) verpflichtet zur
– sachgerechten Bedienung
– Wartung
– Instandhaltung
Betrieb nach EnEV 2007/2009
KLIMAKONZEPT
• § 12 energetische Inspektion
Klimaanlagen mit Nennleistung > 12 kW(Gesamtkälteleistung je Gebäude) sind energetische Inspektionen in festgelegten Zeiträumen von berechtigten Personen durchzuführen.
Betrieb nach EnEV 2007/2009
KLIMAKONZEPT
ZusammenfassungHinweise zur Planung
DIN EN 15251,DIN EN 13779,ASR A3.6
Außenluftvolumenstrom
VDI 4706, DIN EN ISO 7730
Luftgeschwindigkeit
VDI 4706, DIN EN 15251, DIN EN ISO 7730,ASR A3.5
Temperatur / Feuchte
BezugThema
KLIMAKONZEPT
ZusammenfassungHinweis zu Betrieb
ArbStättVoGesundheitszuträgliche Atemluft
VDI 6022Hygiene
EnEVEnergetische Inspektion
EnEV, VDMA, AMEV, VDI 6022
Wartung
BezugThema