Thermischer Komfort bezeichnet das subjektive Gefühl der Temperaturzufriedenheit in einem Raum. Verschiedene Modelle wie PMV-PPD und adaptive Ansätze helfen, diesen Komfort zu bewerten.
Modelle des thermischen Komforts
Thermischer Komfort ist ein subjektives Empfinden, das davon abhängt, wie Personen ihre Umgebungstemperatur wahrnehmen. Es gibt mehrere Modelle und Theorien, die entwickelt wurden, um den thermischen Komfort zu bewerten und zu verstehen. Diese Modelle sind essenziell, wenn es darum geht, Klimasysteme in Gebäuden zu entwerfen oder die Lebensqualität in verschiedenen Umgebungen zu verbessern.
Fanger’s PMV-PPD Modell
Das PMV-PPD Modell wurde von Ole Fanger entwickelt und ist eines der bekanntesten Modelle für thermischen Komfort. PMV steht für Predicted Mean Vote und PPD für Predicted Percentage of Dissatisfied.
- PMV: Das PMV-Modell basiert auf einer Skala von -3 bis +3, wobei -3 für “sehr kalt” und +3 für “sehr heiß” steht. Der Wert 0 entspricht dem thermisch neutralen Zustand.
- PPD: Der PPD-Wert gibt an, welcher Prozentsatz der Menschen in einem Raum unzufrieden mit der Temperatur ist. Dieser Wert hängt vom PMV-Wert ab.
Die Formel für den PMV-Wert ist relativ komplex und berücksichtigt sechs Hauptfaktoren:
- Stoffwechselrate (Metabolic Rate, \( M \))
- Bekleidung Isolationswert (Clothing Insulation, \( I_{cl} \))
- Lufttemperatur (\( T_a \))
- Strahlungstemperatur (\( T_r \))
- Luftgeschwindigkeit (\( v_a \))
- Relative Luftfeuchtigkeit (\( RH \))
Die vereinfachte PMV-Formel lässt sich durch verschiedene empirische Konstanten darstellen und findet in der Ingenieurpraxis Anwendung:
PMV = (0.303 * e-0.036 * M + 0.028) * (M – W – 3.05 * 10-3 * (5733 – 6.99 * (M – W) – RH * Pa) – 0.42 * (M – W – 58.15) – 1.7 * 10-5 * M * (5867 – RH * Pa) – 0.0014 * M * (34 – Ta) – 3.96 * 10-6 * fcl * ((Tcl + 273)4 – (Tr + 273)4) – fcl * hc * (Tcl – Ta))
Adaptive Komfortmodelle
Adaptiv Modelle basieren auf der Theorie, dass Menschen sich anpassen und ihre Komfortzone ändern, je nach den Bedingungen, denen sie regelmäßig ausgesetzt sind. Diese Modelle werden oft in klimatisch moderaten Zonen verwendet und berücksichtigen Faktoren wie:
- Außentemperatur
- Individuelle Präferenzen
- Angewohnheiten und kulturelle Unterschiede
Diese Modelle betonen, dass der thermische Komfort dynamisch sein sollte und nicht starr wie beim PMV-Modell. Beispiel für eine einfache Adaptive Modell Formel ist:
Tcmf = 0.31 * Tout + 17.8
Hierbei steht \( Tcmf \) für die Komforttemperatur und \( Tout \) für die Außentemperatur.
Zusammenfassung
Die Modelle des thermischen Komforts sind entscheidend für das Klima- und Gebäudedesign. Das Fanger PMV-PPD Modell und die adaptiven Komfortmodelle bieten zwei verschiedene Ansätze zur Bewertung des Komforts. Während PMV-PPD auf festen physikalischen Parametern basiert, berücksichtigen adaptive Modelle die Fähigkeit der Menschen, sich an variable Bedingungen anzupassen.
Ein Verständnis dieser Modelle hilft Ingenieuren und Architekten, angenehmere und energieeffizientere Gebäude zu entwerfen.
