Es kommt häufig vor, dass sich Nutzer beschweren, während das Thermostat im Büro oder in der Kabine 22 °C anzeigt — und die Ursache ist meist nicht die Temperatur.
Sechs Größen
Die ISO 7730 definiert den Komfort als Funktion von sechs Größen: Lufttemperatur, mittlere Strahlungstemperatur, Luftgeschwindigkeit, relative Luftfeuchte, Aktivitätsgrad und Bekleidungsisolation [1]. Daraus werden PMV (vorausgesagtes mittleres Votum) und PPD (vorausgesagter Prozentsatz Unzufriedener) berechnet.
Der entscheidende Punkt: Ein Thermostat misst nur eine davon. Solange die anderen fünf nicht bekannt sind, ist über den Komfort nichts gesagt.
Örtliche Unbehaglichkeit wird gesondert bewertet
Selbst bei annehmbarem mittleren PMV erzeugen örtliche Effekte Beschwerden:
- Zugluft. Luftgeschwindigkeit und Turbulenzgrad in Nacken- und Knöchelhöhe. Bei niedriger Temperatur ist schon eine kleine Geschwindigkeit unbehaglich.
- Vertikaler Temperaturunterschied. Überschreitet der Unterschied zwischen Knöchel und Kopf eine Schwelle, steigt die Unzufriedenheit.
- Strahlungsasymmetrie. Eine kalte Glasfläche oder eine warme Decke verursacht Unbehagen, auch wenn die Lufttemperatur stimmt.
- Fußbodentemperatur.
Diese vier sind Fragen nach der Verteilung, nicht nach dem Mittelwert, und ohne eine Feldlösung nicht zu beurteilen. Siehe die Notiz dazu, wann CFD nötig ist.
Hinweise zur Modellierung
Die Wärmestrahlung muss einbezogen werden. Die mittlere Strahlungstemperatur wiegt in der Komfortgleichung so schwer wie die Lufttemperatur. Ohne gelöste Oberflächentemperaturen lässt sich PMV nicht berechnen. Siehe die Notiz zur Wärmestrahlung.
Der Auftrieb entscheidet. Die Wärmelasten aus Personen, Beleuchtung und Geräten bestimmen in einem Raum mit niedriger Geschwindigkeit das Strömungsbild. Siehe die Notiz zur Mischkonvektion.
Das Ziel ist eine Karte, keine einzelne Zahl. Das Ergebnis sollte die Verteilung von PMV und Zugluftrisiko in der Aufenthaltszone sein — nicht ein einzelner Raummittelwert.
Referenzen
- ISO 7730:2005. Ergonomics of the thermal environment — Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. ISO, Geneva.
- Churchill, S. W. & Chu, H. H. S. (1975). Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate. International Journal of Heat and Mass Transfer, 18(11), 1323–1329. DOI: 10.1016/0017-9310(75)90243-4