Was ist Thermal Comfort?

LumaSense bietet hochwertige Lösungen für Thermal Comfort (thermische Behaglichkeit) an. Die Schaffung einer thermisch behaglichen Umgebung ist einer der wichtigsten Aspekte bei der Planung von Gebäuden. Thermal Comfort ist in der ISO 7730 wie folgt definiert: „Der Umstand, unter dem Zufriedenheit mit der thermischen Umgebung ausgedrückt wird.“ Dieser Definition können zwar die meisten Menschen zustimmen, allerdings lässt sich diese Definition nur schwer in physikalische Parameter fassen.

Bei der Bewertung unseres Arbeitsumfeldes werden thermische Umgebungen zusammen mit weiteren Faktoren wie Luftqualität, Lichtverhältnissen und Lärmpegel beurteilt. Wenn wir unser Arbeitsumfeld als unzufriedenstellend wahrnehmen, sinkt unweigerlich die Arbeitsleistung, da sich die thermische Behaglichkeit auf unsere Arbeitseffizienz auswirkt. 

 

Parameter, die die thermische Behaglichkeit beeinflussen

In die Formel für thermische Behaglichkeit nach P. O. Fanger gehen sechs Parameter ein:
 

  • Stoffwechsel (MET)
  • Bekleidungsstärke (Clo)
  • Lufttemperatur
  • Mittlere Strahlungstemperatur
  • Luftgeschwindigkeit
  • Luftfeuchtigkeit

Von den vier physikalischen Parametern lassen sich die Lufttemperatur und die mittlere Strahlungstemperatur zur sogenannten „operativen Temperatur“ oder die Lufttemperatur, die mittlere Strahlungstemperatur und die Luftgeschwindigkeit zur sogenannten „Äquivalenttemperatur“ kombinieren.

 

Abschätzung der Stoffwechselrate


Die Stoffwechselrate gibt die Energie an, die durch Oxidationsprozesse im menschlichen Körper freigesetzt wird, und hängt von der Muskelaktivität ab. Normalerweise wird sämtliche Muskelaktivität in Körperwärme umgesetzt, allerdings kann dieser Anteil bei harter körperlicher Arbeit auf bis zu 75 % sinken. Ein Beispiel hierfür ist das Besteigen eines Berges, wobei die Energie als potentielle Energie im Körper gespeichert wird.

Die Stoffwechselrate wird traditionell in Met gemessen (1 Met entspricht 58 W pro m² Körperoberfläche). Ein normaler Erwachsener hat eine Körperoberfläche von 1,7 m². Ein Mensch mit einer Stoffwechselrate von 1 Met hat somit im Zustand thermischer Behaglichkeit einen Wärmeverlust von ca. 100 W.

Bei der Ermittlung der Stoffwechselrate muss ein Mittelwert aus der Aktivität des betreffenden Menschen innerhalb der letzten Stunde benutzt werden. Met-Werte für verschiedene Aktivitäten finden Sie in unserer Broschüre „Thermische Behaglichkeit“ oder in der ISO 7730.


 

Abschätzung der Bekleidungsstärke


Bekleidung verringert die Wärmeverluste des Körpers. Bekleidung wird daher anhand ihres Dämmwertes klassifiziert. Die Dämmwirkung von Bekleidung wird normalerweise in der Einheit Clo gemessen. Die technischere Einheit lautet m² °C/W und wird ebenfalls oft verwendet (1 Clo = 0,155 m² °C/W).

Der Clo-Wert lässt sich durch Addieren der Clo-Werte der einzelnen Kleidungsstücke berechnen. Dämmwerte für einzelne Kleidungsstücke können Sie unserer Broschüre „Thermische Behaglichkeit“ oder der ISO 7730 entnehmen.

 

Zu messende Werte


Bei der Messung des thermischen Innenraumklimas ist zu berücksichtigen, dass der Mensch nicht die Raumtemperatur, sondern die Wärmeverluste seines Körpers spürt. Es müssen daher diejenigen Parameter gemessen werden, die sich auf den Energieverlust auswirken, nämlich: Lufttemperatur, mittlere Strahlungstemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit. Diese Parameter wirken sich nicht in gleichem Maße auf den Energieverlust aus. Es genügt daher nicht, nur einen der Parameter zu messen.

Einer dieser Parameter, die mittlere Strahlungstemperatur, verdient, genauer erklärt zu werden. Die mittlere Strahlungstemperatur einer Umgebung ist definiert als diejenige homogene Temperatur einer imaginären schwarzen Hülle, die dieselben Strahlungswärmeverluste aufweist wie die tatsächliche, unregelmäßige Hülle. 

Die Messung der Temperatur aller Oberflächen eines Raumes ist sehr zeitaufwendig, und die Berechnung der entsprechenden Winkelfaktoren ist sogar noch aufwendiger. Aus diesem Grund versucht man, die mittlere Strahlungstemperatur zu vermeiden, und benutzt stattdessen die operative Temperatur oder die Äquivalenttemperatur.

 


 

Mittlere Strahlungstemperatur