dena Broschüre „Thermische Behaglichkeit in Niedrigenergiehäusern“ – Winterliche Verhältnisse

Die dena hat in Zusammenarbeit mit dem BDH die Broschüre „Thermische Behaglichkeit im Niedrigenergiehaus“ ergänzt und aktualisiert. Der Umfang ist jetzt deutlich größer, enthält aber auch viel mehr Informationen zur Anordnung von Heizflächen und Lüftungselementen. Für mich ist sie eine sehr gute, versändliche und vor allem neutrale Planungshilfe für Architekten und Fachplaner. Im folgenden Auszüge aus der Presseinformation des BDH.

Behagliche Raumverhältnisse sind ein wesentlicher Aspekt bei der Planung und Auswahl der Wärmeübergabe einer Heizungsanlage. Während die wei-teren Faktoren der Funktionalität, des Energiebedarfs und natürlich die Kosten kalkulierbar und messbar sind, so ist die thermische Behaglichkeit bisher nicht genau darstellbar und planbar gewesen.

Das menschliche Wärmeempfinden
Bei einer Raumtemperatur von 20 – 22°C fühlen sich die meisten Menschen wohl. Als unbehaglich wird ein vertikaler Temperaturunterschied der Luft von 2°C/m Raumhöhe sowie eine Raumlufttemperatur über 27°C empfunden. Die Kriterien zur Voraussage des menschlichen Wärmeempfindens und Grades des Unbehagen bei gemäßigtem Umgebungsklima sowie festgelegte Bedingungen, die zu einem Gefühl der thermischen Behaglichkeit werden in der DIN EN ISO 7730 festgehalten.

Allgemeine Maßstäbe für thermische Behaglichkeit

Operative Temperatur
Die operative Temperatur entspricht dem arithmetischen Mittel zwischen der Raumlufttemperatur (T Luft) und der gemittelten Oberflächentemperatur des Raumes, wie Wand-, Fenster- und Heizflächen (T Wand). Dieser Wert ist eine maßgebliche Größe für das menschliche Behaglichkeitsempfinden.
Je weniger die beiden Temperaturen T Luft und T Wand von einander abweichen desto behaglicher wird das Raumklima empfunden. Asymmetrische thermische Belastungen wie z.B. die Nähe eines kalten Fensters bewirken Unbehagen.

PMV-Wert – mittlere Raumklimabeurteilung durch den Nutzer
In der DIN EN ISO 7730 werden Behaglichkeitskriterien aufgeführt, die auf den Untersuchungen von Professor Fanger beruhen. In Versuchsreihen wurde anhand von Probanden das Warm-Kalt-Empfinden analysiert und Behaglichkeitsgleichungen zur Voraussage eines mittleren Votums (Predicted Mean Vote – PMV) aufgestellt. Daraus abgeleitet wird der Prozentsatz der Unzufriedenen (Predicted Percentage of Dissatisfied – PPD). Der PMV Index liegt zwischen den Werten – 3°C (kalt) über 0°C (thermisch neutral, optimal behaglich) bis + 3°C (warm). Der Wert von – 0,5 bis + 0,5°C wird nach DIN EN ISO 7730 als akzeptabel angesehen. Sehr gute thermische Verhältnisse liegen vor, wenn nicht mehr als 10 % der Raumnutzer unzufrieden sind.

Spezielle Kriterien zur Beurteilung der thermischen Behaglichkeit
In der Broschüre geht es nicht um die persönliche Behaglichkeit wie in der DIN EN ISO 7730, sondern um einen Vergleich von Planungsvarianten hinsichtlich der Wärmeübergabe (Flächenheizung oder Heizkörper), die den Zusammenhang zwischen Raumgestaltung und den Erfordernissen der Wärmeübergabe aufzeigen.

Zugluftrisiko
Zugluft ist eine unerwünschte lokale Abkühlung des menschlichen Körpers, die durch Luftbewegung verursacht wird. Zugluft entsteht z.B. von undichten Fenstern oder kalten Luftströmen im Fensterbereich. Das Zugluftrisiko kann verhindert werden, wenn kalte Luft rasch und außerhalb der Aufenthaltszone aufgewärmt wird. Diese Beeinträchtigung wird durch Heizkörper unter dem Fenster nahezu ausgeschlossen.

Strahlungsasymmetrie
Die maximale Strahlungsasymmetrie ist ein weiteres spezielles Kriterium zur Einschätzung der thermischen Behaglichkeit als Maß für die lokale Verteilung der Strahlungswärmeabgabe – einseitige Erwärmung oder Abkühlung des Menschen durch uneinheitliche Umgebungsflächentemperaturen.

Vertikaler Lufttemperaturverlauf im Raum
Vertikale Temperaturabweichungen von mehr als 3°C werden als unbehaglich empfunden. Die schnelle und gleichmäßige Verteilung der Wärme im Raum ist dabei von größter Bedeutung.

Zulässige Oberflächentemperatur
Hiermit soll sowohl eine Unterkühlung als auch eine Überwärmung des Körpers vermieden werden.

Das Zusammenspiel all dieser Faktoren fasst die Broschüre zusammen. Darin werden in anschaulichen grafischen Darstellungen verschiedene Anwendungen mit unterschiedlichen Einflussgrößen gezeigt, wie z.B. Fensterflächenanteil, Heizflächenanordnung, Luftwechsel und das Wärmeschutzniveau. Auf Basis der gegebenen Bauphysik sowie der geplanten Heizungsanlage können mit Hilfe dieser Grafiken Aussagen über die zu erwartende thermische Behaglichkeit am jeweiligen Aufenthaltsort im Raum getroffen werden.
Der Wärmekomfort wird dabei in vier thermische Behaglichkeits-Kategorien klassifiziert A, B, C und D (die Einführung der Kategorie D wird zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen). A steht für ein hohes Behaglichkeitsniveau, B für ein mittleres und C für ein gemäßigtes Erwartungsniveau (Abb. 1). Basis dieser definierten Kategorien ist die summative thermische Behaglichkeit (Abb. 2), die sich aus den oben genannten globalen und lokalen Einzelkriterien und Faktoren zusammensetzt. In den Fallstudien ist jeweils der ungünstigste Wert der Einzelkriterien an jedem Punkt des Raumes für die Betrachtung der summativen Behaglichkeit herangezogen worden.

Die Angaben gelten für Flächenheizungen / Heizkörper unabhängig von der Anordnung im Raum, Baugröße und Bauart sowie vom mittleren Temperaturniveau. Die Angaben basieren auf einem Modellraum (Abb. 3) mit den Maßen 4 x 5 x 2,5 m, einer operativen Temperatur in der Raummitte von 22°C und einer Außentemperatur von minus 5°C. Der Referenzpunkt liegt in der Raummitte, entsprechend dem thermischen Schwerpunkt eines sitzen-den Menschen in 0,6 m Höhe. Die Temperatur der angrenzenden Räume ist ebenfalls mit 22°C festgelegt. Bei vergleichbarer Anordnung von Fenstern und Heizkörpern können die gezeigten Fallstudien auch auf andere Räume adaptiert werden.

Die Broschüre soll sowohl für die Gebäude- und Anlagenplanung als auch für die Analyse bestehender Verhältnisse eine Arbeitsgrundlage zur Kommunikation zwischen Architekt, Planer und Bauherrn schaffen. Etwaige Defizite können dadurch bereits rechtzeitig erkannt und minimiert werden.

Die Broschüre „Thermische Behaglichkeit im Niedrigenergiehaus – Teil 1: Winterliche Verhältnisse“ kann beim BDH unter http://www.bdh-koeln.de/html/index.php?site=4_42&lng=de oder beim BVF unter http://www.flaechenheizung.de/Planer/Planer.php heruntergeladen werden.