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