Thermische Behaglichkeit im Niedrigenergiehaus. fileAngenehme und behagliche Räume bestimmen wesentlich den Nutzen und den Kom-fort von Wohnungen oder Büros. Um diese Qualität zu

Thermische Behaglichkeitim Niedrigenergiehaus.

Teil 1: Winterliche Verhältnisse Planungsleitfaden für Architekten und Fachplaner.

DENA-Broschüre2702_Summativ.qxd 01.03.2007 9:53 Uhr Seite 1

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Grundlagen

Thermische Behaglichkeit – Wissenswertes für die Bau- und Modernisierungspraxis Seite 3

Thermische Behaglichkeit – Kurz gefasst Seite 7

E inf lussgrößen

Wärmeschutz Seite 8

Heizflächenanordnung Seite 18

Fensterflächenanteil Seite 32

Luftwechsel Seite 42

Heizsystem Seite 52

Lüftungssystem Seite 54

Methodische Anmerkungen Seite 58

Impressum Seite 59

Inhaltsverzeichnis

Var iantenübers icht

Allgemeines Heizkörper FlächenheizungSeite Anordnung Seite Anordnung Seite

Wärmeschutzniveau

Altbau 10 - 11 14 - 15

Niedrigenergiehaus 8 - 9 12 - 13 16 - 17

Heizflächenanordnung Außenwand 20 - 21 Fußbodenheizung 26 - 27

Innenwand 22 - 23 Wandheizung: Außen- + Seitenwand 28 - 29

Seitenwände 24 - 25 Wandheizung: Seitenwand 30 - 31

Fensterflächenanteil

30 % 32 - 33 34 - 35 38 - 39

100 % 36 - 37 40 - 41

Luftwechsel

n = 0 h-1 12 - 13 16 - 17

n = 0,25 h-1 42 - 43 44 - 45 48 - 49

n = 0,50 h-1 46 - 47 50 - 51

Heizsystem 52 - 53

Lüftungssystem 54 - 57

Anmerkung: Luftwechsel n – Luftaustausch pro Stunde

8 - 9

18 - 19

32 - 33

42 - 43

1

A

B

C

D

E

F

G

2

H


Angenehme und behagliche Räume bestimmen wesentlich den Nutzen und den Kom-fort von Wohnungen oder Büros. Um diese Qualität zu erreichen, genügt es nicht, dieWärmedämmung der Räume zu verbessern. Auch beim Niedrigenergiehaus stellt sichthermische Behaglichkeit nicht von selbst ein. Damit stehen der Neubau und die Sanie-rung von Wohngebäuden und Nichtwohngebäuden vor neuen Anforderungen. Dabeihandelt es sich bei Niedrigenergiehäusern um Neubauten oder sanierte Gebäude, diemindestens den Neubau-Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) ent-sprechen. Für besser gebaute oder sanierte Gebäude verbessern sich die dargestelltenErgebnisse.

Anspruchsvolle thermische Bedingungen lassen sich erzielen, wenn geeignete bau- und anlagentechnische Lösungen sinnvoll kombiniert werden. Generell gilt, dass Heiz-flächen nur in hydraulisch abgeglichenen Systemen in Verbindung mit geeignetenRegeleinrichtungen einen optimalen Beitrag zur behaglichen Raumkonditionierung leisten können.Zwar verbessert sich die thermische Behaglichkeit mit zunehmendem Wärmeschutz desGebäudes grundsätzlich, doch das heißt nicht, dass sie beim Niedrigenergiehaus in derHeizperiode keine besondere Beachtung mehr verdient. In der Praxis sind zahlreicheFragen zu klären:

Wie wirken sich unterschiedliche Heizsysteme auf die thermische Behaglichkeit aus?

Welchen Einfluss hat die Lüftung?Lassen sich die Komponenten der Heiztechnik und der Lüftung beliebig im Raum anordnen und kombinieren?Wie problematisch sind Außenwände mit großen Fensterflächen?

Die vorliegende Broschüre soll Fachplanern, Architekten, Handwerkern und Bauherreneine Hilfestellung geben, um Bauvorhaben und Modernisierungen hinsichtlich der ther-mischen Behaglichkeit in der Heizperiode zu optimieren. Denn negative Folgen sind zu erwarten, wenn die baulichen Lösungen und die Anlagen-technik nicht optimal aufeinander abgestimmt sind. Dann empfinden die Nutzer ihreRäume z. B. als fußkalt oder zugig. Um diese unangenehme Situation zu verbessern, drehen sie die Heizung auf (durch Verstellen der Raumtemperatur-Regeleinrichtung)oder drosseln die Lüftung. Im ersten Fall vergrößern sich der Energieverbrauch und dieBetriebskosten. Bei reduzierter Lüftung steigt die Konzentration von Schadstoffen in derRaumluft, verbunden mit der Gefahr der Schimmelpilzbildung und eventuellBauschäden.

Die Broschüre enthält Praxistipps, die auf der Basis umfassender wissenschaftlicherUntersuchungen entwickelt wurden. Hier finden Sie die neuesten Informationen rund um die thermische Behaglichkeit in Gebäuden in der Heizperiode, die nach denStandards für Niedrigenergiehäuser errichtet und saniert wurden. Der erste Teil ist für Praktiker bestimmt, die einen schnellen Überblick sowie Einbautippssuchen. Eine „Kurzfassung“ rundet dieses Angebot ab (Seite 7). Die weiteren Kapiteldienen der vertieften Information. Die wichtigsten Fälle in Bezug auf thermischeBehaglichkeit sind abgebildet.

Zum Thema thermische Behaglichkeit unter sommerlichen Verhältnissen ist eine weitere Broschüre in Planung.

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Thermische BehaglichkeitWissenswertes für die Bau- und Modernisierungspraxis

1

Bei ganzheitlichen Betrachtungs-weisen ist die Einhaltung der ther-mischen Behaglichkeit eine ausge-sprochen wichtige Voraussetzungfür kostengünstiges Bauen, opti-mierte Energieeinsparung bzw.CO2-Emissionsminderung undgesundes Nutzen sowie den ins-besondere uneingeschränktenKomfort der Aufenthaltsräume inWohnungen, Büros usw.


1

4

Thermische Behaglichkeit

Das Raumklima wird beeinflusst durch:Lufttemperatur,Luftgeschwindigkeit,Luftwechsel,Strahlungstemperatur undLuftfeuchte.

Erfahrungswerte für die Empfin-dungstemperatur in unterschiedlichgenutzten Räumen:

Wohnraum: 20 – 22 °CSchlafraum: 16 – 18 °CBad: 24 – 26 °C

Ein Raum wird als behaglichempfunden, wenn die Differenzenzwischen

Wandoberflächentemperaturenund Raumlufttemperatur weni-ger als 4 K,Oberflächentemperaturen verschiedener Raumflächen(Strahlungsasymmetrie) weni-ger als 5 K undLufttemperaturen von Fuß- bisKopfhöhe weniger als 3 K

betragen.

Raumklima und thermische BehaglichkeitIn geschlossenen Räumen gibt ein Mensch, bei üblicher körperlicher Betätigung, über 100 Watt Wärme in Form von Strahlung, Konvektion und Verdunstung an die Umge-bung ab. Die meisten Menschen fühlen sich bei einer Raumtemperatur von 20 – 22 °Cwohl. Mit zunehmender Lufttemperatur verringern sich die Strahlungs- und Konvek-tionsanteile. Bei etwa 34 °C findet eine 100 prozentige Verdunstungskühlung statt. Manschwitzt. Ist auf der anderen Seite die Raumtemperatur sehr niedrig, äußert sich dasUnbehagen in zum Teil starken Frieren bis zum Zittern.

Die operative Temperatur (Empfindungstemperatur) ist ein seit Jahren bekannter Maß-stab zur Beurteilung thermischer Komfortzustände und bildet den Mittelwert aus derLufttemperatur und den gemittelten Oberflächentemperaturen des Raumes.Nach DIN EN ISO 7730 wird mit dem PMV-Wert (Predicted Mean Vote) ein mittleresRaumklima durch die Nutzer beurteilt. Daraus folgt der PPD-Wert (Predicted Percentageof Dissatisfied) als zu erwartender Prozentsatz Unzufriedener.

PMV bzw. PPD sind globale Indikatoren für die thermische Behaglichkeit, erforderlichsind weitere, spezielle Kriterien:

Zugluftrisiko,Strahlungsasymmetrie,Vertikaler Lufttemperaturgradient im Raum sowieOberflächentemperaturen der Umfassungskonstruktion.

Die so genannte summative thermische Behaglichkeit fasst die Behaglichkeitskriterienzusammen und ermöglicht eine sehr schnell erfassbare und übersichtliche Darstellung.Sie kann für die Zukunft ein wichtiges Instrument zur Kommunikation zwischen Archi-tekt, Planer, Heizungsfachmann, Bauherr/ Modernisierer für optimale Behaglichkeit inRäumen werden.

Die Berechnung der summativen thermischen Behaglichkeit sowie weitere Kriterien derthermischen Behaglichkeit werden auf Seite 58 näher erläutert.


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RaumtemperaturenNach DIN EN ISO 7730 sind im Raum Emp-findungstemperaturen von 20 bis 24 °C zulässig, wobei ein Wert von 22 °C als opti-mal im Sinne der thermischen Behaglich-keit gilt. Bei 20 °C und darunter könnenallerdings verstärkt Beeinträchtigungenim Bereich der Aufenthaltszone auftreten.

Beim Niedrigenergiehaus unterscheidensich die vertikalen Lufttemperaturverläufevon verschiedenen Wasserheizsystemennur geringfügig. Dadurch steigt die Be-haglichkeit gegenüber älteren Gebäudenmit geringem Wärmeschutz erheblich.

Vertikaler Lufttemperaturverlauf in derAufenthaltszone für verschiedeneHeizsysteme (Niedrigenergiehaus)

Luftgeschwindigkeit und ZugluftrisikoNach DIN EN ISO 7730 wirken sich Luftge-schwindigkeit, Lufttemperatur und Tur-bulenzgrad der Luft auf das Zugluftrisikoaus.Das Zugluftrisiko (DR) wird durch dasHeizsystem (z. B. Anordnung der Heiz-fläche) und durch das Lüftungssystem (z. B. Einbringung der Außen- bzw. Zuluft)beeinflusst.Unterschiede in der Behaglichkeit könnensich beispielsweise zwischen Abluftanla-gen (kalte Außenluft wird über Durchlässein den Raum gesaugt) und Zu- und Abluft-anlagen (vorgewärmte Zuluft gelangtdurch Luftventile in den Raum) ergebenund machen optimierte konstruktiveLösungen erforderlich.

Zulässige Luftgeschwindigkeit inAbhängigkeit von Lufttemperatur undzulässigem Zugluftrisiko (ausgewähltesBeispiel nach DIN EN ISO 7730)

Lufttemperatur in °C

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 290

0,5

1

1, 5

2

2,5

Raum

höhe

in m

Fußboden-heizung

Luftheizung,Luftauslassan der Innenwand

Heizkörper

1Thermische Behaglichkeit


1

6

Thermische Behaglichkeit

Grafiken dieser BroschüreAnhand umfangreicher grafischer Darstellungen soll in der Broschüre verdeutlicht wer-den, wie die unterschiedlichen Einflussgrößen – beispielsweise das Heizsystem oder dieAnordnung der Heizflächen mit Raumtemperatur-Regeleinrichtung – auf die ther-mische Behaglichkeit wirken.In den Darstellungen zur summativen thermischen Behaglichkeit werden vier verschie-dene Kategorien A, B, C und D (in Anlehnung an DIN EN ISO 7730 und prEN 15251) unter-schieden und entsprechend farblich gekennzeichnet.Mit diesen Kategorien lassen sich Aussagen zur Qualität der Behaglichkeit im Raum un-ter Berücksichtigung der Lüftung und anderer Einflussgrößen treffen. EventuelleSchwachpunkte werden aufgezeigt und können bereits im Vorfeld minimiert werden.Grundsätzlich sollte möglichst die Klasse A angestrebt werden.Die summative thermische Behaglichkeit kann in beliebigen Ebenen im Raum darge-stellt werden. Nachfolgend werden im Ergebnis von rechentechnischen Untersuchun-gen die kritischen Ebenen – vertikaler Schnitt in Raummitte (im Regelfall rechtwinkligzur Außenwand) und horizontaler Schnitt 0,1 m über dem Fußboden – dargestellt.Eine zusätzliche, schematisierte 3-D-Darstellung verdeutlicht die Behaglichkeitssituationim gesamten Raum.

Bei der Darstellung für andere Behaglichkeitskriterien sind die kritischen Bereiche durchrötliche Farbtöne gekennzeichnet.Die grafische Darstellung der Behaglichkeitskriterien erfolgt für eine vertikale Ebene inRaummitte und ggf. für eine horizontale Ebene in jeweils angegebenen unterschied-lichen Höhen.Alle Abbildungen beziehen sich – wenn nicht anders angegeben – auf einen Modellraummit den Abmessungen von 4 x 5 x 2,5 m, mit einer Außenwand mit einem Fenster-flächenanteil von 30 Prozent (Fenster 2 x 1,5 m) sowie eine (operative) Soll-Temperatur inRaummitte von 22 °C und eine Außentemperatur von minus 5 °C. Ein Bezug auf deutlichniedrigere Außentemperatur (z. B. minus 12 °C) ist nicht sinnvoll, da diese nur sehr seltenlänger andauernd auftreten.Die Aufenthaltszone im Raum wird hervorgehoben. Sie umfasst den Bereich mit einemAbstand von 1,0 m zur Außenwand und von 0,5 m zu den Innenwänden sowie bis zu 2,0 m über dem Fußboden.Die Ergebnisse sind auf ähnliche Raumverhältnisse im Grundsatz übertragbar.

Weiterführende RegelwerkeD I N E N I S O 7 7 3 0Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretationder thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes undKriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit (Dt. Fassung DIN EN ISO 7730: 2005).

D I N E N 1 3 7 7 9Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen anLüftungs- und Klimaanlagen (Deutsche Fassung DIN EN 13779: 2005).

D I N E N 1 5 2 5 1 ( E n t w u r f )Bewertungskriterien für den Innenraum einschließlich Temperatur, Raumqualität, Lichtund Lärm (Deutsche Fassung prEN 15251: 2005).

Unkritischer angenehmer Bereich

Klasse Er war tungs -(Kategor ie ) Niveau

A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

Kritischer Bereich


7

Thermische Behaglichkeit –Kurz gefasst

TIPP

· Nur über eine gemeinsame Betrachtung der Bau-, Anlagen- und Regelungs-technik ist eine Einschätzung der thermischen Behaglichkeit möglich.

· Mit zunehmendem Wärmeschutz nimmt die thermische Behaglichkeit zu.

· Bei üblichen Raumtemperaturen bilden die Strahlungsasymmetrie und dasZugluftrisiko die entscheidenden Behaglichkeitskriterien.

· Auf Grund der höheren inneren Oberflächentemperaturen an der Außenwandhat jedoch beim Niedrigenergiehaus die Strahlungsasymmetrie nur noch eineuntergeordnete Bedeutung. Diese Feststellung gilt auch bei Räumen mit

mehreren Außenwänden,

erhöhtem Fensterflächenanteil.

· Die nahezu luftdichte Ausführung des Niedrigenergiehauses erzwingt in zuneh-mendem Maße den Einsatz von Lüftungsanlagen. Damit wird das Zugluftrisikozum entscheidenden Kriterium der thermischen Behaglichkeit.

· Im Außenwandbereich einströmende kalte Außenluft muss möglichst rasch und noch außerhalb der Aufenthaltszone aufgeheizt werden:

Der Heizkörper sollte stets unter dem Fenster angeordnet werden.

Flächenheizungen sollten als Fußboden- und/oder Wandheizungen ausgeführt werden.

· Für freie Lüftung nach dem Querlüftungsprinzip und für Abluftanlagen sollten so genannte optimierte Außenwand-Luftdurchlässe, günstigenfalls in Kombination mit der Heizfläche, zum Einsatz kommen.

· Bei Zu- und Abluftanlagen ergeben sich durch Weitwurfdüsen oder dieAnordnung des Zuluftdurchlasses im Bereich der Außenwand günstigeVerhältnisse.

2


8

Der bauliche Wärmeschutz hat einen großen Einfluss auf die thermische Behaglichkeit.Jedoch lässt sich diese nicht exakt aus dem jeweiligen Wärmeschutzniveau oder Energie-standard des Gebäudes ableiten. Deshalb werden hier sehr grob zwei exemplarischeWärmeschutzstandards unterschieden.

Der Wärmeschutz hat einen entscheidenden Einfluss auf die Strahlungsasymmetrie. Beischlecht gedämmten Altbauten ergeben sich kritische Werte. Deutlich günstiger stellensich die Verhältnisse im Niedrigenergiehaus dar. Hier führen höhere innere Oberflä-chentemperaturen von Außenwand und Fenster, verbunden mit einer niedrigen Tem-peratur der Heizfläche, dazu, dass im Allgemeinen keine Probleme mit der Strahlungs-asymmetrie auftreten. Diese Aussage, die durch die nebenstehenden Abbildungen illustriert ist, gilt unabhängig vom eingesetzten Heizsystem.

Der Einfluss des WärmeschutzesA

Altbau:Gesamtheit aller Gebäude, erbautvor der Wärmeschutzverordnung(WSchVO) 77.

Niedrigenergiehaus (NEH):Gebäude, die nach EnEV erbaut odervergleichbar saniert wurden. Die Aus-sagen gelten tendenziell auch fürGebäude nach der WSchVO 95. FürNeubauten oder sanierte Bestands-gebäude, die die Mindestanforder-ungen der EnEV an Neubauten über-treffen (z. B. KfW-40- oder KfW-60-Häuser) bzw. SanierungsstandardsEnEV minus 30 % oder minus 50 %, verbessern sich die Ergebnisse.

Altbau, Heizkörper

Niedrigenergiehaus, Heizkörper

Altbau, Fußbodenheizung

Niedrigenergiehaus, Fußbodenheizung


Kritischer Bereich

Maximale Strahlungsasymmetrie


9

In Räumen mit Fensterlüftung kann man in Niedrigenergiehäusern bei geschlossenemFenster auf Grund deren nahezu fugendichter Konstruktion von einem vernachlässig-baren Luftwechsel ausgehen. Damit begrenzt sich das Zugluftrisiko auf die – durch diekühleren Fensterflächen verursachte – Fallströmung der Raumluft.

Platziert man die Heizkörper mit Raumtemperatur-Regeleinrichtung unter dem Fenster,sinkt das Zugluftrisiko deutlich. In der Aufenthaltszone tritt sowohl im Niedrigenergie-haus als auch im Altbau störende Zugluft nicht mehr auf.

Bei Räumen mit einer Flächenheizung entsteht in Altbauten mit geringem Wärme-schutz eine nicht unerhebliche Zugluft. Bei verbessertem Wärmeschutz (sanierte bzw.teilsanierte Gebäude oder neu errichtete Niedrigenergiehäuser) hingegen sind dieZugluftprobleme beim Einsatz von Flächenheizungen beherrschbar.

ADer Einfluss des Wärmeschutzes

Altbau, Heizkörper

Niedrigenergiehaus, Heizkörper

Altbau, Fußbodenheizung

Niedrigenergiehaus, Fußbodenheizung


Kritischer Bereich

Zugluftrisiko


FAZIT

In der Aufenthaltszone wird überwiegend die Behaglichkeitsklasse A erzielt. ImAußenwandbereich gibt es kleinere Defizite und es wird dort die Klasse B oder Cerreicht. Innerhalb der Aufenthaltszone erwartet den Nutzer ein behaglichesRaumklima.

A

10

Der Einfluss des Wärmeschutzes

Altbau: Heizkörper

(ohne Luftwechsel)

Der Einfluss des Wärmeschutzniveauswird in Altbauten mit Heizkörper undohne Luftwechsel (n = 0 h-1) untersucht.Damit sind der hygienisch erforderlicheMindestluftwechsel und Undichtigkeitennicht berücksichtigt.

Der untersuchte Raum hat eine Außen-wand mit einem Fensterflächenanteil von30 Prozent und einem unter dem Fenstermontierten Heizkörper in Fensterbreite.

Am Fenster entstehen kalte Luftströme,die vom Heizkörper unterhalb des Fensterskompensiert und vor Erreichen der Auf-enthaltszone erwärmt werden.Das geringfügige Zugluftrisiko rechts undlinks neben dem Heizkörper an den Au-ßenwänden liegt weit außerhalb der Auf-enthaltszone und hat keinerlei Einfluss aufdie thermische Behaglichkeit innerhalbder Aufenthaltszone (siehe horizontaleEbene).


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

summative thermische Behaglichkeit


TIPP· Alte Heizkörper durch schnell regelnde, neue Heizkörper ersetzen.

· Position des Heizkörpers unter dem Fenster beibehalten – Heizkörperlänge sollte mindestens so breit wie das Fenster gewählt werden.


11

Vertikale Ebene

Horizontale Ebene (0,1 m über Fußboden)


A

12


Niedrigenergiehaus:Heizkörper

(ohne Luftwechsel)

Der Einfluss des Wärmeschutzniveaus imNEH wird mit Heizkörper und ohne Luft-wechsel (n = 0 h-1) untersucht. Damit sindder hygienisch erforderliche Mindestluft-wechsel und Undichtigkeiten nicht be-rücksichtigt.

Niedrigenergiehäuser sind gemäß EnEVerrichtete Neubauten oder vergleichbarsanierte Gebäude. Der untersuchte Raumhat eine Außenwand mit einem Fenster-flächenanteil von 30 Prozent und einemunter dem Fenster montierten Heizkörperin Fensterbreite.

Im Vergleich zum Altbau wird im Niedrig-energiehaus unter anderem durch opti-mierte Wärmeschutzverglasung das Risi-ko zur Entstehung kalter Luftströme ver-ringert. Entsprechend ergibt sich keinZugluftrisiko. Die kalte Luft wird vomHeizkörper weit vor Erreichen der Aufent-haltszone erwärmt. Daher können in denmeisten Fällen niedrigere Systemtem-peraturen der Heizungsanlage geplantwerden.

FAZIT

In der Aufenthaltszone und darüber hinaus wird die Behaglichkeitsklasse A erreicht.In unmittelbarer Nähe des Heizkörpers bzw. des Fensters treten kleinere Behaglich-keitsdefizite auf. In und über die Aufenthaltszone hinaus erwartet den Nutzer einHöchstmaß an Behaglichkeit.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne




13

Vertikale Ebene


TIPP· Heizkörper unter dem Fenster positionieren, um Zugluftrisiko auch im NEH

zu vermeiden.

· Heizkörperlänge sollte mindestens so breit wie das Fenster gewählt werden.

· Möglichkeiten zur Absenkung der Systemtemperatur aus Sicht einer möglichenEnergie- und Kostenersparnis in jedem Fall prüfen.


FAZIT

In der Aufenthaltszone kommt es im Bereich unmittelbar über dem Fußboden zueingeschränkter Behaglichkeit (Klasse B). In der übrigen Aufenthaltszone erwartetden Nutzer ein behagliches Raumklima. Im Fensterbereich kann es zu größerenDefiziten kommen (Klasse C).

A

14


Altbau:Fußbodenheizung

(ohne Luftwechsel)

Der Einfluss des Wärmeschutzniveauswird in Altbauten mit Fußbodenheizungund ohne Luftwechsel (n = 0 h-1) unter-sucht. Damit sind der hygienisch erforder-liche Mindestluftwechsel und Undichtig-keiten nicht berücksichtigt.

Der untersuchte Raum hat eine Außen-wand mit einem Fensterflächenanteil von30 Prozent und eine Fußbodenheizungohne Randzone.

Am Fenster entstehen kalte Luftströme,die von der Fußbodenheizung nicht voll-ständig kompensiert werden können unddeshalb im Bereich des Fußbodens bis indie Aufenthaltszone gelangen.

Die thermische Behaglichkeit ist unmittel-bar am Fußboden (Knöchelbereich) auchinnerhalb der Aufenthaltszone beein-trächtigt. Oberhalb des Knöchelbereichsgibt es kein Zugluftrisiko und damit keineEinschränkung der thermischen Behag-lichkeit.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne



TIPP· Durch Sanierungen im Altbau Wärmeschutz und Dichtheit verbessern.

· Randzone ausbilden, um bedingte Verbesserung der thermischen Behaglichkeitzu erreichen.


15

Vertikale Ebene



FAZIT

In der Aufenthaltszone und praktisch im gesamten Raum wird die Behaglich-keitsklasse A erreicht. In unmittelbarer Nähe des Fensters treten kleinere Behag-lichkeitsdefizite auf. In und über die Aufenthaltszone hinaus erwartet den Nutzerein Höchstmaß an Behaglichkeit.

A

16


Niedrigenergiehaus:Fußbodenheizung

(ohne Luftwechsel)

Der Einfluss des Wärmeschutzniveaus imNEH wird mit Fußbodenheizung und ohneLuftwechsel (n = 0 h-1) untersucht. Damitsind der hygienisch erforderliche Mindest-luftwechsel und Undichtigkeiten nicht be-rücksichtigt.

Der untersuchte Raum hat eine Außen-wand mit einem Fensterflächenanteil von30 Prozent und eine Fußbodenheizungohne Randzone.

Im Vergleich zum Altbau wird im Niedrig-energiehaus durch verbesserten Wärme-schutz (u. a. optimierte Wärmeschutzver-glasung) das Risiko zur Entstehung kalterLuftströme verringert. Entsprechend er-gibt sich gegenüber dem Altbau eine maß-geblich verbesserte thermische Behag-lichkeit. Die kalte Luft wird von der Fuß-bodenheizung unmittelbar am Fensterund weit außerhalb der Aufenthaltszoneerwärmt.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne



TIPP· Randzone aus Sicht der thermischen Behaglichkeit nicht

erforderlich.



17

Vertikale Ebene



18

Die bislang übliche Anordnung der Heizflächen (Heizkörper unter dem Fenster oderFußbodenheizung) war in erster Linie durch die Kompensation unangenehmer Strah-lungsverhältnisse und kalter Fallströmungen im Fensterbereich begründet.

Allgemein wird davon ausgegangen, dass diese Notwendigkeit bei Niedrigenergie-häusern nicht mehr besteht, da dort deutlich höhere Oberflächentemperaturen anden Innenseiten der Außenwand bzw. des Fensters bestehen. Die abgebildeten Ober-flächentemperaturen vermitteln – unter Annahme eines Luftwechsels von 0,25 proStunde im Raum – einen Eindruck von den jeweiligen thermischen Verhältnissen.

Erkennbar sind die weitgehend ähnlichen Temperaturen im kritischen Fenster- undAußenwandbereich bei verschiedenen Anordnungen der Heizflächen. Nicht dargestelltist die Wandheizung an der Außenwand, die zu höheren Oberflächentemperaturen derAußenwand – aber nicht des Fensters – führt und damit Auswirkungen auf die thermi-sche Behaglichkeit im Raum hat.

Der Einfluss derHeizflächenanordnung

Ober f lächentemperaturen ver -

sch iedener Raumumschl ießungs -

f lächen im NEH

Von Bedeutung für die Entschei-dung über die Anordnung desHeizkörpers sind in Abhängigkeitvom Anwendungsfall die Strahlungs-asymmetrie und insbesondere dasZugluftrisiko.

NEH, Wandheizung SeitenwändeNEH, Fußbodenheizung

NEH, Heizkörper an Außenwand NEH, Heizkörper an Innenwand

B


BDer Einfluss der Heizflächenanordnung

19

Hinsichtlich der Strahlungsasymmetrie zeigt sich bei Annahme durchschnittlicher winterlicher Verhältnisse (Außentemperatur minus 5 °C) ein vernachlässigbarer Einflussder Heizflächenanordnung. Geht man demgegenüber von einer deutlich niedrigerenAußentemperatur (z. B. minus 12 °C) aus, wird empfohlen, den Heizkörper an der Außen-wand unter dem Fenster anzuordnen. Hinsichtlich der Anordnung der Flächenheizun-gen resultieren hingegen auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen aus der Strah-lungsasymmetrie keine speziellen Anforderungen.

Bei der Anordnung der Heizflächen an Seiten- oder Innenwänden muss die Strahlungs-asymmetrie sowohl in Fensternähe als auch zusätzlich im Bereich der Heizfläche selbstüberprüft werden. In den untersuchten Varianten zeigt sich auch dabei der geringeEinfluss der Strahlungsasymmetrie. Maßgeblich für die Behaglichkeit in Abhängigkeitvon der Heizflächenanordnung ist insbesondere bei Einsatz von Außenwand-Luftdurch-lässen das Zugluftrisiko, wie die folgenden Beispiele zeigen.

Maximale St rah lungsasymmetr ie

NEH, Heizkörper an Außenwand NEH, Heizkörper an Innenwand

NEH, Wandheizung SeitenwändeNEH, Fußbodenheizung


Kritischer Bereich



B

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Der Einfluss der Heizflächenanordnung

Heizkörper anAußenwand

(Luftwechsel n = 0,25 h-1)

Wie verhält es sich mit der thermischenBehaglichkeit in einem Raum mit einemoptimierten Außenwand-Luftdurchlass(ALD) unterhalb des Fensters bei einemLuftwechsel von 0,25 pro Stunde und welchen Einfluss hat die Heizflächenan-ordnung?

Der Modellraum befindet sich in einemNiedrigenergiehaus bzw. in einem ver-gleichbar sanierten Gebäude. Der Fenster-flächenanteil an der Außenwand beträgt30 Prozent, der Heizkörper ist unter demFenster angeordnet.

Zusätzlich zum kalten Luftstrom im Be-reich des Fensters ergibt sich, bedingtdurch Funktionsweise und Platzierung des optimierten ALD, ein Kaltlufteintrittim Heizkörperbereich. Diese beidenGrößen beeinträchtigen die thermischeBehaglichkeit im Raum durch wahrnehm-bare Luftbewegung. Durch die Platzierungdes Heizkörpers unter dem Fenster wirddie einströmende Kaltluft noch außerhalbder Aufenthaltszone erwärmt. Bei einemvernachlässigbaren Luftwechsel (n = 0 h-1)verbessert sich die thermische Behaglich-keit deutlich.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

In der Aufenthaltszone wird die Behaglichkeitsklasse A erzielt. Im Bereich zwischenFenster und Aufenthaltszone gibt es kleine Defizite, hier wird die Kategorie B oder C erreicht. Innerhalb der Aufenthaltszone erwartet den Nutzer ein behaglichesRaumklima.




21

Vertikale Ebene


TIPP· Um Zugluftrisiko auch im Niedrigenergiehaus zu vermeiden, Heizkörper unter

dem Fenster positionieren und mindestens in Fensterbreite ausführen.· Optimierte ALD zur Sicherung des Mindestluftwechsels (Vermeidung von

Schimmelpilz) einsetzen.· Optimierte ALD unter dem Fenster, idealerweise hinter dem Heizkörper positionieren.· Möglichkeiten zur Absenkung der Systemtemperatur aus Sicht einer möglichen

Energie- und Kostenersparnis in jedem Fall prüfen.


B

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Heizkörper anInnenwand


Der Heizkörper kann auch an der Innen-wand (im Modellraum gegenüber derAußenwand mit dem Fensterflächenanteilvon 30 Prozent) angeordnet sein. Der Ein-fluss dieser Heizkörperanordnung wird fürein Gebäude mit Niedrigenergiehaus-Standard oder für ein vergleichbar sanier-tes Objekt untersucht. Der Luftwechsel beträgt n = 0,25 h-1.

Die kalten Luftströme im Fensterbereichund der zusätzliche Kaltlufteintritt durchden unter dem Fenster sitzenden, opti-mierten Außenwand-Luftdurchlass (ALD)kann von dem Heizkörper auf der gegen-überliegenden Seite nicht kompensiertwerden. Es entsteht eine Beeinträchtigungder thermischen Behaglichkeit auchinnerhalb der Aufenthaltszone. Durch diePlatzierung des Heizkörpers an der Innen-wand fehlt im kühleren Außenwandbe-reich eine Wärmequelle zur Erwärmungder kalten Luft.

Bei einem vernachlässigbaren Luftwechsel(n = 0 h-1) verbessert sich die thermischeBehaglichkeit deutlich.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

In großen Bereichen der Aufenthaltszone wird die Behaglichkeit beeinträchtigt. Eswird eher die Behaglichkeitsklasse B erreicht. Im Bereich zwischen Fenster und Auf-enthaltszone sowie verstärkt im Bereich zwischen Innenwand und Aufenthaltszoneergeben sich Defizite. Dort wird die Kategorie B oder C erreicht. Innerhalb derAufenthaltszone erwartet den Nutzer hinsichtlich der thermischen Behaglichkeitein stark eingeschränktes Raumklima.




23

Vertikale Ebene


TIPP· Zugluftrisiko durch Platzierung des fensterbreiten Heizkörpers unter dem

Fenster vermeiden.· Bei gewünschter Platzierung des Heizkörpers an der Innenwand Hinweis auf

lokales Zugluftrisiko im Fußbereich in Fensternähe und im Kopfbereich nahe der Innenwand geben.

· Optimierte ALD zur Sicherung des Mindestluftwechsels (Vermeidung vonSchimmelpilz) einsetzen.


B

24


Heizkörper anSeitenwand


Der Heizkörper kann alternativ an derSeitenwand angeordnet werden. Der Ein-fluss dieser Heizkörperanordnung wird fürein Niedrigenergiehaus (oder ein ver-gleichbar saniertes Objekt) untersucht.Der Luftwechsel beträgt n = 0,25 h-1.Unterhalb des Fensters befindet sich einoptimierter Außenwand-Luftdurchlass(ALD). Der Fensterflächenanteil derAußenwand beträgt 30 Prozent.

Die Kombination aus dem kalten Luft-strom im Fensterbereich sowie dem Kalt-lufteintritt durch den optimierten ALDverursacht eine Komforteinschränkungauch innerhalb der Aufenthaltszone.Durch die Platzierung des Heizkörpers ander Seitenwand kann eine Beeinträchti-gung der thermischen Behaglichkeit imAufenthaltsbereich nicht vermieden wer-den. Vielmehr wirkt sich die Platzierungdes Heizkörpers an der Seitenwand nega-tiv auf die thermische Behaglichkeit aus.


FAZIT

In der Aufenthaltszone wird mit einer Beeinträchtigung des Wärmekomforts zurechnen sein und die Behaglichkeitsklasse A wird nicht durchgehend erreicht. ImBereich zwischen Fenster und Aufenthaltszone sowie im Bereich zwischenSeitenwand und Aufenthaltszone ergeben sich Defizite. Dort wird die Kategorie Boder C erreicht. Innerhalb der Aufenthaltszone erwartet den Nutzer ein einge-schränkt behagliches Raumklima.


K lasse Er war tungs -(Kategor ie ) Niveau

A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne



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Vertikale Ebene


TIPP· Zugluftrisiko im Fußbereich durch Platzierung des fensterbreiten Heizkörpers

unterhalb des Fensters vermeiden.

· Bei gewünschter Platzierung des Heizkörpers an der Seitenwand Hinweis auf lokale Behaglichkeitsdefizite geben.

· Optimierte ALD zur Sicherung des Mindestluftwechsels (Vermeidung vonSchimmelpilz) einsetzen.


B

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Fußbodenheizung


Die Kombination einer Fußbodenheizungmit einem optimierten Außenwand-Luft-durchlass (ALD) unterhalb des Fensterslässt Auswirkungen auf die thermischeBehaglichkeit im Raum erwarten.

Der Modellraum befindet sich in einemNEH bzw. in einem vergleichbar saniertenGebäude. Der Luftwechsel beträgt 0,25 proStunde. Der Raum ist mit einer Fußboden-heizung (ohne Randzone) ausgestattet.Der Fensterflächenanteil der Außenwandbeträgt 30 Prozent.

Der kalte Luftstrom im Fensterbereich sowie der Kaltlufteintritt durch den opti-mierten ALD verursachen im Raum einewahrnehmbare Luftbewegung und eineKomforteinschränkung im Bereich zwi-schen Fenster und Aufenthaltszone. Durchdie Fußbodenheizung wird die Luft nochaußerhalb der Aufenthaltszone erwärmt.



A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

In der Aufenthaltszone wird durchgehend die Behaglichkeitsklasse A erzielt. ImBereich zwischen Fenster und Aufenthaltszone gibt es Defizite, hier wird dieKategorie B oder C erreicht. Innerhalb der Aufenthaltszone erwartet den Nutzer einbehagliches Raumklima.




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Vertikale Ebene


TIPP· Optimierte ALD zur Sicherung des Mindestluftwechsels (Vermeidung von

Schimmelpilz) einsetzen.

· Optimierter ALD, der für eine gute Durchmischung der Raumluft sorgt, unter dem Fenster positionieren.

· Randzone ausbilden, um bedingte Verbesserung der thermischen Behaglichkeit zu erreichen.


B

28


Wandheizung: Außen- und Seitenwand


Auch die Kombination von Wandheizun-gen mit einem optimierten Außenwand-Luftdurchlass (ALD) unterhalb des Fenstershat Auswirkungen auf die thermische Be-haglichkeit im Raum.

Der Modellraum befindet sich in einemNiedrigenergiehaus (oder vergleichbarsaniertes Gebäude). Der Luftwechsel be-trägt 0,25 pro Stunde. Der Raum ist miteiner Wandheizung an der Außen- und an einer Seitenwand ausgestattet. DerFensterflächenanteil der Außenwandbeträgt 30 Prozent.

Die Kombination aus dem kalten Luft-strom im Fensterbereich sowie dem Kalt-lufteintritt durch den optimierten ALDverursacht eine Komforteinschränkungauch innerhalb der Aufenthaltszone.Durch die Wandheizung kann eine Beein-trächtigung der thermischen Behaglich-keit im Aufenthaltsbereich nicht vollstän-dig vermieden werden.


FAZIT

Im Kopfbereich in der Aufenthaltszone wird teilweise mit einer Beeinträchtigungdes Wärmekomforts zu rechnen sein und die Behaglichkeitsklasse A wird nichtdurchgehend erreicht. Im Bereich zwischen Fenster und Aufenthaltszone sowie imDeckenbereich ergeben sich weitere Defizite. Dort wird die Kategorie B bzw. amFußboden vor dem Fenster Kategorie C erreicht. Innerhalb der Aufenthaltszoneerwartet den Nutzer ein eingeschränkt behagliches Raumklima.



A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne



29

Vertikale Ebene





· Bei gewünschter Wandheizung Hinweis auf lokale Behaglichkeitseinschränkungenim Kopfbereich geben.


B

30


Wandheizung: Seitenwände


Auch die Kombination von Wandheizun-gen an den Seitenwänden mit einem opti-mierten Außenwand-Luftdurchlass (ALD)unterhalb des Fensters ist hinsichtlich desEinflusses auf die thermische Behaglich-keit im Raum zu bewerten.

Der Modellraum befindet sich in einemNiedrigenergiehaus (oder vergleichbarsaniertes Gebäude). Der Luftwechsel be-trägt 0,25 pro Stunde. Der Raum ist miteiner Wandheizung an beiden Seiten-wänden ausgestattet. Der Fensterflächen-anteil der Außenwand beträgt 30 Prozent.

Die Kombination aus dem kalten Luft-strom im Fensterbereich sowie dem Kalt-lufteintritt durch den optimierten ALDverursacht eine Komforteinschränkungaußerhalb, aber auch innerhalb der Auf-enthaltszone. Durch die Wandheizung anden Seitenwänden kann eine Beeinträch-tigung der thermischen Behaglichkeit imAufenthaltsbereich nicht sicher vermie-den werden. Bei einem vernachlässig-baren Luftwechsel (n = 0 h-1) verbessert sich die thermische Behaglichkeit deut-lich.

FAZIT

Im Kopfbereich in der Aufenthaltszone wird teilweise mit einer Beeinträchtigungdes Wärmekomforts zu rechnen sein und die Behaglichkeitsklasse A wird nichtdurchgehend erreicht. Im Bereich zwischen Fenster und Aufenthaltszone sowie imDeckenbereich ergeben sich weitere Defizite. Dort wird die Kategorie B bzw. amFußboden vor dem Fenster Kategorie C erreicht. Innerhalb der Aufenthaltszoneerwartet den Nutzer ein eingeschränkt behagliches Raumklima.



A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne



31

Vertikale Ebene





· Bei gewünschter Wandheizung Hinweis auf lokale Behaglichkeitseinschränkungenim Kopfbereich geben.


32

Es ist bekannt, dass insbesondere Eck- und Giebelräume in Altbauten, d. h. Räume mitmehreren Außenflächen, gravierende Beeinträchtigungen der thermischen Behaglich-keit aufweisen können. Auch Räume, deren Fußböden oder Raumdecken sehr niedrigenUmgebungstemperaturen ausgesetzt sind, müssen in dieser Hinsicht besonders beachtetwerden, da auch hier der Wärmeschutz in Altbauten oftmals nicht ausreicht. In diesemZusammenhang sei auch auf die Problematik von Außenwänden mit einem hohenFensterflächenanteil verwiesen. Demgegenüber verfügen Niedrigenergiehäuser über einen sehr guten Wärmeschutz.Aus diesem Grunde sind die für Altbauten vorliegenden Erfahrungen hier nur bedingtübertragbar. Die thermischen Auswirkungen unterschiedlicher Fensterflächenanteile im Niedrigenergiehaus lassen sich gut anhand der Oberflächentemperaturen der Um-schließungsflächen unter Annahme eines vernachlässigbaren Luftwechsels (n = 0 h-1) imRaum demonstrieren.

Der Einfluss desFensterflächenanteils



f lächen im NEH

C

NEH, Heizkörper an Außenwand Raum mit 30 %




NEH, Fußbodenheizung Raum mit 100 %





CDer Einfluss des Fensterflächenanteils

33

Stellt man die Strahlungsasymmetrie in einer horizontalen Ebene dar (0,6 m über demFußboden), ist zu erkennen, dass im Niedrigenergiehaus keine kritischen Werte inner-halb der Aufenthaltszone zu erwarten sind. Dies gilt für Glaswände (100-prozentiger Fensterflächenanteil) und in Analogie auch fürandere Außenwände. Die thermische Behaglichkeit in der Aufenthaltszone wird sowohl bei Heizkörpern ander Außenwand als auch bei Fußbodenheizungen nicht durch die maximale Strahlungs-asymmetrie beeinträchtigt. Maßgeblich für die Behaglichkeit in Abhängigkeit vomFensterflächenanteil sind schon bei Betrachtungen mit vernachlässigbarem Luftwechselandere Behaglichkeitskriterien, wie die folgenden Beispiele zeigen.

Maximale St rah lungsasymmetr ie in

0 ,6 m Höhe über dem Fußboden










Kritischer Bereich



C

34

Der Einfluss des Fensterflächenanteils

Fensterfläche 30 Prozent:Heizkörper

(ohne Luftwechsel)

Der Einfluss des Fensterflächenanteils wirdim Niedrigenergiehaus mit Heizkörperund ohne Luftwechsel (n = 0 h-1) unter-sucht. Damit sind der hygienisch erforder-liche Mindestluftwechsel und Undichtig-keiten nicht berücksichtigt. Der Heiz-körper ist an der Außenwand unter demFenster angeordnet. Die Fensterfläche hateinen Anteil von 30 Prozent der Außen-wand.

Durch den guten Wärmeschutz und insbe-sondere die optimierte Wärmeschutzver-glasung wird das Risiko zur Entstehungkalter Luftströme verringert. Nach Südenorientierte Wohn- und Funktionsräume sowie die dazugehörigen Fensterflächenunterstützen dies. Der unter dem Fenstermontierte Heizkörper erwärmt die kalteLuft weit vor Erreichen der Aufenthalts-zone.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

In der Aufenthaltszone wird die Behaglichkeitsklasse A erreicht. Nur in direkter Nähedes Heizkörpers bzw. des Fensters treten kleinere Defizite auf. In und über dieAufenthaltszone hinaus erwartet den Nutzer ein sehr behagliches Raumklima.




35

Vertikale Ebene


TIPP· Auch bei Orientierung der Wohn- und Funktionsräume nach Süden Heizkörper

unter dem Fenster positionieren.




C

36


Fensterfläche 100 Prozent:Heizkörper

(ohne Luftwechsel)

Die Außenflächen können auch alsGlaswände (100 Prozent Fensterflächen-anteil) ausgeführt werden.

Dieser Einfluss wird im Niedrigenergie-haus mit Heizkörper und ohne Luft-wechsel (n = 0 h-1), untersucht. Damit sind der hygienisch erforderlicheMindestluftwechsel und Undichtigkeitennicht berücksichtigt. Der Heizkörper istmittig an der Glaswand angeordnet.

Die vollverglaste Außenfläche verstärktkalte Fallströme und erhöht das Zugluft-risiko. Die große Fensterfläche beeinflusstdurch ihre niedrigere Oberflächentem-peratur in Kombination mit der Lufttem-peratur die Bewertung des Raumklimasdurch den Nutzer (PMV-Wert) negativ. ImErgebnis wird die summative Behaglich-keit auch innerhalb der Aufenthaltszonebeeinträchtigt. Die Platzierung des Heiz-körpers vor der Glaswand kann die Kom-forteinschränkung nur teilweise kompen-sieren.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

Im Kopfbereich in der Aufenthaltszone ist mit einer starken Beeinträchtigung derBehaglichkeit zu rechnen. Die Behaglichkeitsklasse A wird nicht durchgehenderreicht. Im Bereich zwischen Fensterfront und Aufenthaltszone ergeben sich größere Defizite. Dort wird die Kategorie B oder C erreicht. Innerhalb der Aufent-haltszone erwartet den Nutzer ein eingeschränkt behagliches Raumklima.




37

Vertikale Ebene


TIPP· Für vollverglaste Außenwände spezielle Heizkörperlösungen zur Positionierung vor dem

Fenster einsetzen, z. B. auf dem Boden montierte Konvektoren mit geringer Bauhöhe.· Strahlungsschirme zwischen Heizkörper und Glasfläche schützen vor unzulässigen

thermischen Belastungen.· Ist die Platzierung des Heizkörpers nur an der Seitenwand möglich, so nah wie mög-

lich am Fenster installieren und Hinweis auf lokale Behaglichkeitseinschränkungen im Kopfbereich geben.


C

38


Fensterfläche 30 Prozent:Fußbodenheizung

(ohne Luftwechsel)

Der Einfluss des Fensterflächenanteils wird im Niedrigenergiehaus mit Fußbo-denheizung und ohne Luftwechsel (n = 0 h-1) untersucht. Damit sind der hygienisch erforderliche Mindestluft-wechsel und Undichtigkeiten nicht be-rücksichtigt. Die Fensterfläche hat einenAnteil von 30 Prozent der Außenwand.

Durch den guten Wärmeschutz und insbe-sondere die optimierte Wärmeschutzver-glasung wird das Risiko zur Entstehungkalter Luftströme verringert. Die kalte Luftwird von der Fußbodenheizung unmittel-bar am Fenster und weit außerhalb derAufenthaltszone erwärmt. Fußbodenhei-zungen im Niedrigenergiehaus könnenmit niedrigeren Systemtemperaturengeplant werden.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

In der Aufenthaltszone und weit darüber hinaus wird die Behaglichkeitsklasse Aerreicht. In direkter Nähe des Fensters treten kleinere Defizite auf. Innerhalb undaußerhalb der Aufenthaltszone erwartet den Nutzer ein sehr behaglichesRaumklima.




39

Vertikale Ebene


TIPP· Randzonen sind aus Sicht der thermischen Behaglichkeit nicht erforderlich.



C

40


Fensterfläche 100 Prozent:Fußbodenheizung

(ohne Luftwechsel)

Die Außenflächen können auch als Glaswände (100 Prozent Fensterflächen-anteil) ausgeführt werden. Dieser Einfluss wird im Niedrigenergie-haus mit Fußbodenheizung und ohne Luft-wechsel (n = 0 h-1) untersucht. Damit sindder hygienisch erforderliche Mindestluft-wechsel und Undichtigkeiten nicht be-rücksichtigt.

Die vollverglaste Außenfläche verstärktkalte Fallströme und erhöht das Zugluft-risiko. Dadurch beeinträchtigt die großeFensterfläche die thermische Behaglich-keit auch innerhalb der Aufenthaltszone.Die Fußbodenheizung ohne Randzonekann die Einschränkung der thermischenBehaglichkeit bei Glaswänden nur teil-weise kompensieren.

FAZIT

In der Aufenthaltszone ist mit einer Beeinträchtigung der Behaglichkeit durchZugluftrisiko im Fußbereich zu rechnen. Die Behaglichkeitsklasse A wird nicht durch-gehend erreicht. Im Bereich zwischen Fensterfront und Aufenthaltszone und an denSeitenwänden wird die Kategorie B erreicht. Innerhalb der Aufenthaltszone erwar-tet den Nutzer ein eingeschränkt behagliches Raumklima.



A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne



41

Vertikale Ebene


TIPP· Randzone ausbilden, um bedingte Verbesserung der thermischen Behaglich-

keit zu erreichen.

· Bei gewünschter Fußbodenheizung in Kombination mit Glaswänden Hinweis auf Behaglichkeitseinschränkungen im Fußbereich geben.


42

Luf t temperaturen in e iner ver -

t ika len Ebene in Raummit te

Der Luftwechsel hat einen entscheidendenEinfluss auf die thermische Behaglichkeit.Eine erste Aussage liefert die Lufttempe-ratur, die maßgeblich durch die Größe desLuftwechsels, die Witterungsverhältnissesowie durch das Lüftungs- und das Hei-zungskonzept bestimmt wird.

Meist gelangt Außenluft durch Undichtig-keiten in der Gebäudefassade (z. B. Fens-terfugen) oder durch Außenwand-Luft-durchlässe (ALD) direkt in den Raum.Neben dem realisierten Luftwechsel undden Witterungsverhältnissen beeinflussenFunktionsweise und Anordnung der ALDdie thermischen Verhältnisse im Raum.

Alternativ kann mit sogenannten Zu- undAbluftsystemen dem Raum erwärmteAußenluft (man spricht dann von Zuluft)zugeführt werden. Der Einfluss des Lüf-tungskonzeptes auf die thermische Be-haglichkeit wird in Abschnitt F: Lüftungs-systeme diskutiert.

Der Einfluss des Luftwechsels

NEH, Heizkörper an

Außenwand, optimierter

ALD unter Fenster,

n = 0,5h-1

NEH, Fußbodenheizung,

optimierter ALD unter

Fenster, n = 0,5 h-1

NEH, Heizkörper an


ALD unter Fenster,

n = 0,25 h-1




D

Bei der Festlegung des Außenluft-wechsels ist die thermische Behag-lichkeit selbstverständlich nur einerder zu beachtenden Aspekte.Bezieht man in die Überlegungenraumluftqualitative und bauphysi-kalische Anforderungen mit ein, soerweist sich ein Luftwechsel in derGrößenordnung von 0,25 h-1 (Ver-meidung von Feuchteschäden undSchimmelpilzbefall) bis 0,5 h-1 (Ein-haltung einer guten Raumluft-qualität) als sinnvoll.


DDer Einfluss des Luftwechsels

43

Grundsätzlich gilt: Mit zunehmendemLuftwechsel steigt das Zugluftrisiko. Fürden in Wohngebäuden üblichen Werte-bereich des Luftwechsels ergeben sich ver-gleichsweise geringe Unterschiede beimZugluftrisiko. Besondere Aufmerksamkeitverdient dieser Aspekt allerdings in Büro-räumen. Sind keine Außenwand-Luftdurchlässe(ALD) installiert oder werden vorhandeneKomponenten vom Nutzer verschlossen,gibt es im Aufenthaltsbereich praktischkein Zugluftrisiko. Dies geht allerdings miteiner niedrigen Raumluftqualität und derGefahr von Schimmelpilzbildung einher. Ähnliche Verhältnisse hinsichtlich desZugluftrisikos stellen sich bei kleinemLuftwechsel ein, wie er für ältere Fensterinfolge von Undichtigkeiten oder die so-genannte Fensterspaltlüftung typisch ist(Luftwechsel im Bereich von 0,10 h-1). Wirdder Luftwechsel auf 0,25 pro Stunde zurSicherung des hygienischen Mindestluft-wechsels oder auf 0,5 pro Stunde zur Ein-haltung einer guten Raumluftqualitäterhöht, steigt das Zugluftrisiko (in denBildern für eine horizontale Ebene 0,1 müber dem Fußboden) deutlich an.

Die Verhältnisse im Aufenthaltsbereichlassen sich aber durch Veränderung derAnordnung des ALD (z. B. hinter demHeizkörper bzw. bei Fußbodenheizung an der Kante zwischen Außenwand undFußboden) oder des Funktionsprinzips desALD (optimiert für gute Durchmischungmit der Raumluft) deutlich verbessern.

NEH, Heizkörper an


ALD unter Fenster,

n = 0,5 h-1




NEH, Heizkörper an


ALD unter Fenster,

n = 0,25 h-1





Kritischer Bereich

Zugluftrisiko


D

44


Luftwechsel n = 0,25 h-1:Heizkörper

Welchen Einfluss hat der über einenAußenwand-Luftdurchlass (ALD) unter-halb des Fensters realisierte Luftwechsel inKombination mit einem Heizkörper aufdie thermische Behaglichkeit im Raum?

Der Modellraum befindet sich in einemNiedrigenergiehaus bzw. in einem ver-gleichbar sanierten Gebäude. Der Fenster-flächenanteil an der Außenwand beträgt30 Prozent, der Heizkörper ist unter demFenster angeordnet. Ein Luftwechsel von0,25 pro Stunde über den optimierten ALDsichert den hygienisch erforderlichenMindestluftwechsel.

Durch Funktionsweise und Platzierung desoptimierten ALD unter dem Fenster ent-steht zusätzlich zum kalten Luftstrom imBereich des Fensters ein Kaltlufteintritt imHeizkörperbereich. Im Ergebnis dieserEinflüsse wird die thermische Behaglich-keit im Raum durch wahrnehmbare Luft-bewegung beeinflusst. Durch die Platzie-rung des Heizkörpers unter dem Fensterwird die einströmende Kaltluft außerhalbder Aufenthaltszone erwärmt. Bei einemvernachlässigbaren Luftwechsel (n = 0 h-1)verbessert sich die thermische Behaglich-keit deutlich.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

In der Aufenthaltszone wird die Behaglichkeitsklasse A erzielt. Im Bereich zwischenFenster und Aufenthaltszone gibt es kleine Defizite, hier wird die Kategorie B oder C erreicht. Innerhalb der Aufenthaltszone erwartet den Nutzer ein behaglichesRaumklima.




45

Vertikale Ebene




· ALD hinsichtlich Anordnung (unter dem Fenster bzw. hinter dem Heizkörper) und Funktionsweise (schnelle Erwärmung der Außenluft z. B. durch gute Durch-mischung mit der Raumluft) optimieren.



D

46


Luftwechsel n = 0,50 h-1:Heizkörper

Zur Einhaltung einer guten Raumluft-qualität wird oft ein Luftwechsel in einerGrößenordnung von 0,5 pro Stunde gefor-dert.

Es wird ein Raum in einem Niedrigener-giehaus (oder einem vergleichbar sanier-ten Gebäude) untersucht. Der Fenster-flächenanteil an der Außenwand beträgt30 Prozent. Der Heizkörper ist an derAußenwand unter dem Fenster angeord-net. Über den optimierten Außenwand-Luftdurchlass (ALD) wird ein Luftwechselvon 0,5 pro Stunde realisiert.

Es entsteht ein verstärkter Kaltlufteintrittim Heizkörperbereich zusätzlich zum kal-ten Luftstrom im Bereich des Fensters. Dieverstärkte Luftbewegung im Außenwand-bereich wird durch die Platzierung desHeizkörpers unterhalb des Fensters fastvollständig kompensiert, die einströmen-de Kaltluft wird noch wesentlich außer-halb der Aufenthaltszone erwärmt.

FAZIT

Im Aufenthaltsbereich wird fast durchgängig die Behaglichkeitsklasse A erzielt. ImBereich zwischen Fenster und Aufenthaltszone gibt es Einschränkungen der ther-mischen Behaglichkeit, hier wird die Kategorie B oder C erreicht. In der Aufenthalts-zone erwartet den Nutzer ein weitgehend behagliches Raumklima.



A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne



47

Vertikale Ebene




· ALD hinsichtlich Anordnung (unter dem Fenster bzw. hinter dem Heizkörper) undFunktionsweise (schnelle Erwärmung der Außenluft z. B. durch gute Durch-mischung mit der Raumluft) optimieren.



D

48


Luftwechsel n = 0,25 h-1:Fußbodenheizung

Welchen Einfluss hat der über einenAußenwand-Luftdurchlass (ALD) unter-halb des Fensters realisierte Luftwechsel inKombination mit einer Fußbodenheizungauf die thermische Behaglichkeit imRaum?

Der Modellraum befindet sich in einemNiedrigenergiehaus oder in einem ver-gleichbar sanierten Gebäude. Der Fenster-flächenanteil an der Außenwand beträgt30 Prozent. Der Raum ist mit einer Fuß-bodenheizung (ohne Randzone) ausge-stattet. Der Luftwechsel beträgt 0,25 proStunde zur Sicherung des hygienisch erfor-derlichen Mindestluftwechsels.

Der Kaltlufteintritt durch den optimiertenALD in Kombination mit dem kalten Luft-strom im Fensterbereich verursachen imRaum eine Komforteinschränkung imBereich zwischen Fenster und Aufenthalts-zone. Durch die Fußbodenheizung wirddie Luft allerdings noch außerhalb derAufenthaltszone erwärmt. Bei einem ver-nachlässigbaren Luftwechsel (n = 0 h-1) ver-bessert sich die thermische Behaglichkeitdeutlich.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

In der Aufenthaltszone wird die Behaglichkeitsklasse A erzielt. Im Bereich zwischenFenster und Aufenthaltszone gibt es Defizite, hier wird die Kategorie B oder Cerreicht. Innerhalb der Aufenthaltszone erwartet den Nutzer ein behaglichesRaumklima.




49

Vertikale Ebene



Schimmelpilz) einsetzen.· ALD hinsichtlich Anordnung (unter dem Fenster bzw. oder an der Kante zwischen

Außenwand und Fußboden) und Funktionsweise (schnelle Erwärmung derAußenluft z. B. durch gute Durchmischung mit der Raumluft) optimieren.



D

50


Luftwechsel n = 0,50 h-1:Fußbodenheizung

Zur Einhaltung einer guten Raumluft-qualität wird oft ein Luftwechsel in einerGrößenordnung von 0,5 pro Stunde ge-fordert.

Es wird ein Raum entsprechend Niedrig-energiehaus-Standard (oder ein vergleich-bar saniertes Gebäude) untersucht. DerFensterflächenanteil an der Außenwandbeträgt 30 Prozent. Der Raum ist mit einerFußbodenheizung (ohne Randzone) aus-gestattet. Über den optimierten Außen-wand-Luftdurchlass (ALD) wird ein Luft-wechsel von 0,5 pro Stunde realisiert.

Der Eintritt der kalten Außenluft durchden optimierten ALD in Kombination mitdem kalten Luftstrom im Fensterbereichverursachen im Raum eine Komfortein-schränkung im Bereich zwischen Fensterund Aufenthaltszone. Durch die Fußbo-denheizung kann die Luft weitestgehendaußerhalb der Aufenthaltszone erwärmtwerden.


A hoch

B mittel

C gemäßigt

D ohne

FAZIT

In der Aufenthaltszone wird überwiegend die Behaglichkeitsklasse A erzielt. ImBereich zwischen Fenster und Aufenthaltszone gibt es stärkere Defizite, hier wirddie Kategorie B oder C erreicht. Innerhalb der Aufenthaltszone erwartet den Nutzerein weitgehend behagliches Raumklima.




51

Vertikale Ebene



Schimmelpilz) einsetzen.· ALD hinsichtlich Anordnung (unter dem Fenster bzw. oder an der Kante zwischen

Außenwand und Fußboden) und Funktionsweise (schnelle Erwärmung derAußenluft z. B. durch gute Durchmischung mit der Raumluft) optimieren.



52



f lächen im Niedr igenerg iehaus

Bei den Heizsystemen wird zwischen An-lagen mit Heizkörpern, mit Flächenhei-zungen und Luftheizungen unterschie-den. Über deren Akzeptanz entscheidenmeist die Auffassungen der Bauherren zurthermischen Behaglichkeit.

So werden üblicherweise die unterschiedlichen Strahlungs-asymmetrien und damit die Ober-flächentemperaturen des Raumessowie

die vertikale Lufttemperaturver-teilung als spezifische Merkmale hervorgehoben.

Die einzelnen Heizsysteme wirken unter-schiedlich auf die Oberflächentempera-turen der Raumwände, Decken und Fuß-böden. Diese Temperaturdifferenzen sindauf die Wärmeübertragung bei den einzel-nen Heizsystemen zurückzuführen. Sozeigt sich beispielsweise:

Heizkörper: die Strahlung des Heizkörpersauf die Fußbodenfläche

Fußbodenheizung: die kühlende Wirkungdes Fensters auf die Fußbodenfläche

Luftheizung: die Aufheizung der oberenSeitenflächen durch die Warmluft

Beim Niedrigenergiehaus liegen insge-samt sehr ausgeglichene thermische Ver-hältnisse vor. Die eingesetzten Heizsyste-me unterscheiden sich in erster Linie beimZugluftrisiko, d. h. der thermischen Kom-pensation eintretender kalter Außenluft.

Der Einfluss des Heizsystems

Fußbodenheizung

ohne Randzone,

ohne Luftwechsel

Heizkörper an Außenwand,

ohne Luftwechsel

Luftheizung mit Zuluft-

durchlass über Tür,

Luftwechsel

n = 0,75 h-1

E


EDer Einfluss des Heizsystems

53

Für den vertikalen Lufttemperatur-verlauf sind vor allem folgende Faktorenmaßgeblich:

Wärmeverlust des Raumes

Verhältnis von Konvektion undStrahlung bei der Wärmeabgabe der Heizflächen

Anordnung von heiztechnischenKomponenten im Raum (z. B.Heizkörper)

Bei Luftheizungen sind speziell dieFaktoren:

Zulufttemperatur und Luft-volumenstrom sowie

Anordnung des Luftdurchlasses imRaum zu beachten.

Beim Niedrigenergiehaus unterscheidensich die vertikalen Lufttemperaturver-läufe der Wasserheizsysteme nur gering-fügig. Innerhalb der Aufenthaltszone las-sen sich kaum Differenzen im vertikalenLufttemperaturverlauf feststellen. Nur inunmittelbarer Nähe zur Außenwand tre-ten charakteristische Besonderheiten dereinzelnen Heizsysteme auf. Günstige Ver-hältnisse finden sich auch bei der – nichtabgebildeten – Luftheizung, wenn derZuluftdurchlass an der Kante von Außen-wand und Fußboden angeordnet wird.

Lufttemperatur in °C

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 290

0,5

1

1, 5

2

2,5

Raum

höhe

in m

Fußboden-heizung

Luftheizung,Luftauslassan der Innenwand

Heizkörper

Heizkörper an Außenwand

ohne Luftwechsel

Ver t ika ler Luf t temperatur ver lauf in der Aufentha lt szone für versch ie -

dene Heizsysteme (N iedr igenerg iehaus )

Fußbodenheizung

ohne Luftwechsel

Luf t temperaturen in e iner ver -

t ika len Ebene in Raummit te im

Niedr igenerg iehaus


54

Bei Abluftsystemen wird Luft aus starkbelasteten Bereichen, z. B. Küche, Bad undWC, mit einem Ventilator abgesaugt undnach außen gefördert. In zunehmend dichten Gebäuden wie demNiedrigenergiehaus sollten zur Luftnach-strömung Außenwand-Luftdurchlässe(ALD) vorrangig in Wohn-, Schlaf- undKinderzimmern eingebaut werden.Aus Sicht der thermischen Behaglichkeitist bei der punktuell durch ALD einströ-menden Außenluft vor allem das Zugluft-risiko zu beachten. Die weiteren Behag-lichkeitskriterien werden meist eingehal-ten. Die Vermeidung von Zugluft wird maß-geblich von der Anordnung und demFunktionsprinzip des ALD sowie vom Luft-wechsel und dem Heizsystem des Raumesbeeinflusst. Orientiert am Zugluftrisikowerden konstruktiv einfache und opti-mierte ALD unterschieden. Vorteilhaft wirken sich beispielsweise eine angepassteEinströmgeschwindigkeit und die Ablen-kung der einströmenden Außenluft aus. Eine weitere Möglichkeit, Außenluft in dasGebäude nachströmen zulassen, besteht inder sogenannten Fensterspaltlüftung. Beinutzerabhängigen Lösungen sorgt einezusätzliche Position des Fenstergriffes fürden Spalt zwischen Fensterrahmen undFensterflügel. Der durch diese Spaltlüf-tung realisierbare Luftwechsel ist aller-dings auf etwa 0,1 h–1 begrenzt. Bei aus-schließlicher Nutzung der Fensterspalt-öffnung besteht die Gefahr der Schimmel-pilzbildung.

Der Einfluss des LüftungssystemsAbluftsysteme mit Außenwand-Luftdurchlässen (ALD)

Abluftanlage mit

Außenwand-Luftdurchlässen

F

Die nachfolgend angeführten Luft-wechselzahlen basieren auf den Abmessungen des verwendetenModellraumes (4 x 5 x 2,5 m).

ALD

Erläuterungen der Luftströme:

Außenluft

Abluft

Außenwand-Luftdurchlass – Beispiel

Anordnung unter dem Fenster


FDer Einfluss des Lüftungssystems

55

Grundsätzlich wird der ALD an der Außenwand angeordnet. Die Positionierung kann

unter, über oder neben dem Fenster,in Kombination mit der Heizfläche oderan anderen Stellen der Außenwand erfolgen.

Besonders positiv wirkt sich ein Konzept aus, bei dem der ALD hinsichtlich Anordnungund Funktionsweise optimiert ist. Als günstig erweist sich:Anordnung:

unter dem Fenster,hinter dem Heizkörper,an der Kante zwischen Außenwand und Fußboden bei Fußbodenheizung.

Funkt ionsweise:

gezielte Luftführung (z. B. Umlenkung),gute Durchmischung mit der Raumluft (z. B. hohes Induktionsverhältnis),verbesserte Regelung (z. B. reduzierter Volumenstrom bei niedrigenAußentemperaturen).

Mit kleinerem Abstand zwischen Heizfläche und ALD sinkt das Zugluftrisiko.

Heizkörper an Außenwand, ALD mit Kernbohrung

neben Fenster

Fußbodenheizung, Schlitz-ALD unter Fenster

Heizkörper an Außenwand, ALD hinter Heizkörper Fußbodenheizung, optimierter ALD unter Fenster

Zugluf t r i s iko im NEH be i

e in fachen Lösungen für den ALD

(Luf t wechse l n = 0 ,5 h -1)


opt imier ten Lösungen für den

ALD (Luf t wechse l n = 0 ,5 h -1)


Kritischer Bereich

Zugluftrisiko


56

5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 000

5

1 0

1 5

2 0

2 5

Wärmerückgewinnung in %(Temperaturveränderung)

Außenlufttemperatur

Zulu

ftte

mpe

ratu

r in

°C

Zu- und Abluftsysteme mit WärmerückgewinnungBei Zu- und Abluftsystemen mit Wärmerückgewinnung wird auch die Außenluft mit einem Ventilator und meist über Luftleitungen in die Aufenthaltsräume geleitet. Diekalte Außenluft wird zuvor über einen Wärmetauscher geleitet, wo die Wärme derAbluft auf die überströmende Außenluft übertragen wird. Dadurch werden Wärme-rückgewinnungseffekte erzielt.

Die Aufheizung der Außenluft ist vom Vorwärmgrad des Lüftungssystems abhängig. Dievorgewärmte Außenluft (sogenannte Zuluft) kann höchstens 2 bis 3 K unter der Raum-lufttemperatur erreichen (siehe Diagramm links).

Bei Zu- und Abluftsystemen mit Wärmerückgewinnung ergeben sich neben energeti-schen Vorteilen auch günstigere Verhältnisse aus der Sicht der thermischen Behaglich-keit. Im Gegensatz zum Abluftsystem strömt vorgewärmte Luft in den Raum ein undmindert so das Zugluftrisiko. Inwieweit dessen Grenzwert eingehalten werden kann, istentscheidend von der Anordnung und dem Funktionsprinzip des Luftdurchlasses (LD)sowie vom Luftwechsel und der Zulufttemperatur abhängig. Eine weitere Einflussgrößebildet das Heizsystem des Raumes.

Die Bilder zum Zugluftrisiko basie-ren auf einer Zulufttemperatur von11 °C. Diese resultiert aus den zuvorangegebenen Temperaturverhält-nissen und einer Wärmerückge-winnung mit einem Wirkungsgradvon ca. 60 Prozent ohne Berücksich-tigung einer zusätzlichen Vorwär-mung. Die nachfolgend angeführ-ten Luftwechselzahlen beziehensich auf die Abmessungen des verwendeten Modellraumes (4 x 5 x 2,5 m).

Zu- und Abluftanlage

mit Wärmerückgewinnung

Erläuterungen der Luftströme:

Außenluft

Zuluft

Abluft

Fortluft

F Der Einfluss des Lüftungssystems


FDer Einfluss des Lüftungssystems

57

Grundsätzlich ist die Anordnung des Zuluftdurchlasses (LD)an der Innenwand (häufig oberhalb der Raumtür),an der Außenwand oderan der Kante von Außenwand und Fußboden möglich.

Ein hohes Zugluftrisiko besteht beim Einsatz von innenliegenden LD mit geringenAustrittsgeschwindigkeiten. Hier kann es zu unerwünschten Kurzschlussströmungenzwischen Luftein- und Luftaustrittsöffnung (z. B. Türschlitz) kommen. Bei derAußenwandanordnung hingegen bestehen selbst bei niedrigen Zulufttemperaturendeutlich günstigere Verhältnisse.

Die geschilderten Probleme der Innenwandanordnung und damit eines Zugluftrisikoslassen sich vermeiden, wenn LD mit hohen Austrittsgeschwindigkeiten – sogenannteWeitwurfdüsen – Verwendung finden.

Eine verbesserte Wärmerückgewinnung (möglich und energetisch sinnvoll sind über 80 Prozent statt der hier dargestellten 60 Prozent) führt zu höheren Zulufttemperaturenund vermindert das Zugluftrisiko.

Heizkörper an Außenwand, Luftventil über Tür Fußbodenheizung, Luftventil über Tür

Heizkörper an Außenwand, Weitwurfdüse über Tür Fußbodenheizung, LD an Kante AW/FB


opt imier ten Lösungen für den

LD (Luf t wechse l n = 0 ,5 h -1)

Zugluf t r i s iko im NEH be i e in fachen

Lösungen für den LD (Luf t wechse l

n = 0 ,5 h -1)


Kritischer Bereich

Zugluftrisiko


58

Spezielle Kriterien der thermischen BehaglichkeitAuch bei günstigen Werten von PMV bzw. PPD lassen sich unbehagliche Zustände nichtausschließen. Aus diesem Grunde gibt es spezielle Kriterien: Ris iko der Zugluf tbe läst igung

Der bekleidete Mensch empfindet Zugluft insbesondere im Nacken und an den Fuß-gelenken als störend. Daraus folgt z. B. für einen Aufenthaltsraum mit 22 °C eine zu-lässige Luftgeschwindigkeit von ca. 0,11 bis 0,18 m/s für Kategorie B (siehe Diagramm auf Seite 5).

Strah lungsasymmetr ie

Dieses Phänomen wird auch als „Strahlungszug“ bezeichnet und lässt sich mit demGefühl beschreiben, das z. B. beim Aufenthalt in der Nähe winterkalter Fensterflächenauftritt.

Ver t ika ler Luf t temperatur ver lauf im Raum

Dieser Behaglichkeitsmaßstab resultiert aus der Erfahrung, dass ein „kühler Kopf undwarme Füße“ für optimale thermische Verhältnisse sorgen.

Zuläss ige Ober f lächentemperaturen

Dieses Kriterium soll Unterkühlungen oder unzureichende Entwärmungen an denFüßen vermeiden. Daraus resultieren beispielsweise die Vorgaben für die maximaleOberflächentemperatur bei Fußbodenheizungen.

summative thermische BehaglichkeitDie Gesamtbewertung der thermischen Behaglichkeit eines Raumes erfordert die Be-rücksichtigung umfassender (globaler) und spezieller (lokaler) Kriterien. Eine optimaleMöglichkeit zur vereinfachten Darstellung ergibt sich aus der rechnerischen Kombin-ation der globalen Kriterien PMV bzw. PPD und der lokalen Kriterien Zugluftrisiko,Strahlungsasymmetrie und Oberflächentemperaturen in Form der summativen ther-mischen Behaglichkeit. Dabei geht man davon aus, dass sich die Gesamtbewertungeines Raumes aus einem Vergleich der jeweiligen Teilbewertungen ergibt. Die ange-wendete konservative Betrachtung berücksichtigt dabei die jeweils ungünstigstenWerte.

Methodische AnmerkungenG

Die Angaben in dieser Broschüre gelten für Aufenthaltsräume mit dendort üblichen körperlichen Aktivitä-ten und der dabei gebräuchlichenKleidung.

Umfassende Kriterien der thermischen Behag-lichkeitIn Versuchen mit Testpersonen wurdenKriterien abgeleitet, die unabhängig vomGeschlecht und Alter die thermische Be-haglichkeit für verschiedene Situationen(Bekleidung, Tätigkeit usw.) beschreiben.

Dies sind nach DIN EN ISO 7730 die (mittlere) Raumklimabeurteilung durch die Nutzer – sogenannter PMV-Wert (Predicted Mean Vote) und der daraus abgeleitete (zu erwar-tende) Prozentsatz der Unzufriedenen – sogenannter PPD-Wert (PredictedPercentage of Dissatisfied)

Auf Grund des unterschiedlichen Empfin-dens der Menschen geht man davon aus,dass sehr gute thermische Verhältnisse im Raum vorliegen, wenn nicht mehr als 10 Prozent der Raumnutzer Akzeptanz-probleme haben. Ein einfacher Maßstabzur Beurteilung thermischer Komfort-zustände ist die operative Temperatur(oder Empfindungstemperatur). Sie bildetnäherungsweise den Mittelwert aus derLufttemperatur und den (gemittelten)Oberflächentemperaturen des Raumes.Diese Beziehung ist allerdings nur aufRäume mit geringen Luftbewegungenanwendbar.

Grenzwert von:

Zugluftrisiko

Strahlungsasymmetrie

Oberflächentemperatur

PMV / PPD

summativethermische

Behaglichkeit


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Die thermische Behaglichkeit ist eine wichtige Voraussetzung für das Wohlbefindenund den Komfort. Besonders attraktiv ist die Kombination mit den Zielvorgaben: kosten-günstiges Bauen, optimierte Energieausnutzung und verminderter CO2-Ausstoß. Nebender thermischen Behaglichkeit unter winterlichen Verhältnissen muss sie auch bei som-merlichen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden. Dieser Fall wird in einem zwei-ten Teil eingehend beschrieben.

Damit eine thermische Behaglichkeit auch unter sommerlichen Verhältnissen gewähr-leistet ist, sollten zunächst die Möglichkeiten des sommerlichen Wärmeschutzes vorran-gig beachtet werden. Werden darüberhinaus anlagentechnische Lösungen, wie bei-spielsweise die „stille“ Kühlung mit Flächenheizungen, erforderlich, zeigt der zweiteTeil deren Auswirkungen auf die thermische Behaglichkeit. Auch für sommerlicheVerhältnisse werden Praxis-Tipps für die einzelnen technischen Konzepte gegeben.

Thermische Behaglichkeit imNiedrigenergiehaus (in Planung)Teil 2 : Sommerliche VerhältnissePlanungsleitfaden für Architekten und Fachplaner

Es werden Möglichkeiten zum Erreichender thermischen Behaglichkeit unter som-merlichen Verhältnissen aufgezeigt. Dabei werden bautechnische Einflüsse, wie

Wärmeschutz,Bauschwere,Fensterflächenanteil oderVerschattung

sowie anlagentechnische Einflüsse wieFlächenkühlsysteme,Luftkühlsysteme oderderen Kombinationen

berücksichtigt.

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Mit f reundl icher Unterstüt zung

HerausgeberDeutsche Energie-Agentur GmbH (dena) · Chausseestraße 128a · 10115 Berlin Tel: +49 (0)30 726165 – 600 · Fax: +49 (0)30 726165 – 699 E-Mail: [email protected] · Internet: www.zukunft-haus.info · www.dena.de

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BVF · Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V.Hochstraße 113-115 · D-58095 HagenTel: +49 (0) 2331 200 850 · Fax: +49 (0) 2331 200 817E-Mail: [email protected] · Internet: www.flaechenheizung.de

© 2007 Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) · Stand: 1. Auflage 02/2007

Redaktion: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) Nicole Pillen · Nana Doerrié

Autor: Prof. Dr.-Ing. habil Wolfgang Richter, TU Dresden, Institut für Thermodynamikund Technische Gebäudeausrüstung; Dr.-Ing. Thomas Hartmann, ITG Institut fürTechnische Gebäudeausrüstung Dresden - Forschung und Anwendung GmbH

Fotos/Illustrationen: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena);TU Dresden, Institut für Thermodynamik und Technische Gebäudeausrüstung; ITGInstitut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden - Forschung und Anwendung GmbH

Layout: Werbepartner Huth GmbH, Duisburg

Druck: WAZ-Druck GmbH & Co. KG, Duisburg

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Thermische Behaglichkeit im Niedrigenergiehaus. fileAngenehme und behagliche Räume bestimmen wesentlich den Nutzen und den Kom-fort von Wohnungen oder Büros. Um diese Qualität zu