komfortlab

Arbeitsplatz Büro: für 71% aller Beschäftigten in Deutschland gehören Schreibtisch, Computer und Telefon zumindest zeitweise zum normalen Arbeitsalltag. Vor allem in Großstädten steigt die Zahl der Bürobeschäftigten stetig an. Sie verbringen rund ein Drittel ihrer Lebenszeit an ein und demselben Ort: dem Büro. Kein Wunder also, dass der Arbeitsplatz eine große Rolle für die Gesundheit und die Arbeitszufriedenheit spielt. Um eine produktive Arbeitsatmosphäre sicherzustellen, müssen die Räume nicht nur bestmöglich ausgestattet, sondern auch hinsichtlich ihres Raumklimas optimiert sein. Gerade das Raumklima hat einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf das Wohlbefinden aller Mitarbeitenden und kann unter Umständen sogar krankmachen (Sick-Building-Sydrom).

Unsere Forschungsgruppe hat deshalb in Zusammenarbeit mit dem Modulhersteller KLEUSBERG das komfortlab initiiert. Ziel der Kooperation ist es, drei Raummodule mit unterschiedlichen Wand-, Dach- und Fußbodenaufbauten hinsichtlich ihres sommerlichen Wärmeschutzverhaltens sowie ihrer Ökobilanz zu untersuchen und die Erkenntnisse für Optimierungen zu nutzen. Denn gerade der Wandaufbau trägt maßgeblich zum Wohlfühlklima in Räumen bei.

Versuchsanordnung

Die Versuchsanordnung besteht aus drei geometrisch identischen Raummodulen:

  •  KLEUSBERG-Standardmodul mit einem Wärmedämmverbundsystem als Fassade
  • neu entwickeltes Stahl-Holz-Modul mit ökologischen Holzdämmstoffen und unbehandelter Lärchenholz-Außenwandverkleidung
  • innovatives Textilbeton-Modul mit neuartigen C³-Platten

Prüfraum

Jeder der drei Prüfräume wird über eine eigene Klima- und Lüftungsanlage konditioniert, was eine präzise Untersuchung verschiedener Prüfszenarien ermöglicht. Die Anlagen besitzen Temperatur- und Ströhmungssensoren, welche einen späteren energetischen Vergleich der Räume in Anlehnung an DIN-Normen zulassen. Zusätzlich besitzt jeder Raum ein dreifach isoliert verglastes Fenster, welches mit einem steuerbaren innen- und außenliegenden Sonnenschutz ausgestattet ist. Die je nach Modul unterschiedlichen Schichtaufbauten der Außenwände sind ausreichend gegen das Außenklima isoliert (U-Wert 0,20 W(m²K)). Das Standardmodul sowie das ökologische Stahl-Holz-Modul dienen als Referenzobjekte, der Schichtaufbau des Textilbeton-Moduls ist modular austauschbar.

Daten & Fakten im Überblick

• Innenmaße Prüfraum: Länge = 4141 mm, Breite = 3446 mm, Höhe = 2750 mm

• Fenster: Breite = 3450mm, Höhe = 1650 mm, 3-fach-Isolierverglasung, 4-14-4-14-4 mm, Ug = 0,6 W/m²

• Singlesplit-Klimageräte als Kanaleinbaugerät: Nennkühlleistung = 2,5 KW, Nennheizleistung = 2,9 KW, Luftvolumenstrom als Umluft = 330 – 540 m³/h

• Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung und Bypass-Funktion, Außenluftvolumenstrom bis 150 m³/h

• Sonnenschutz innen- und außenliegender Raffstore, Steuerung über Belichtungsstärke, Temperatur, Strahlungsintensität oder Zeitschaltuhr

• Hochgedämmte raumumschließende Bauteil UW= 0,20 W/(m²K), UD = 0,15 W/(m²K), UB = 0,25 W/(m²K)

Thermische Gebäudesimulation:

Technik & Messung

Die eingebaute Sensorik wird zukünftig das Raumklima der drei Module überwachen. Deren Daten geben einen direkten Aufschluss auf Unterschiede der verschiedenen Bauweisen. Sie bilden für KLEUSBERG die Grundlage, um neuartige alternative Systemlösungen für den Modulbau zu entwickeln.

Anwendung

Das komfortlab ermöglicht eine Vielzahl von Untersuchungen unter Real- oder Laborrahmenbedingungen im Maßstab 1:1. Durch den modularen Aufbau der Prüfräume können diverse Fassadenkonstruktionen sowie Innenverkleidungen und Deckensysteme schnell eingebaut und gemessen werden. Ein Software-Modell soll zukünftig die gesammelten Messdaten aufnehmen und validieren.

Untersuchung des Raumklimas

In großen und klimatisierten Bürogebäuden liegen hinsichtlich des thermischen Raumklimas oft spezielle Bedingungen vor. Orientiert an dem obersten Ziel, dem Menschen eine zuträgliche und behagliche Umgebung zu schaffen, bieten wir umfassende Leistungen zur Ermittlung und Objektivierung eines Raumklimas an. Dabei beziehen wir uns auf anerkannte Richtlinien und Normen.

Leistungen & Ermittlungen im Überblick

  • Ermittlung thermische Behaglichkeit (Wärmezustand des Körpers als Ganzes) z.B. an Büro- und sonstigen Innenraum-Arbeitsplätzen mittels PMV- und PPD- Indexes (n. DIN EN ISO 7730) unter Berücksichtigung individueller Faktoren (z.B. Energieumsatz, Aktivitätsgrad) und Isolationswerte (Bekleidung)
  • Messung und Bewertung Faktoren für lokale Unbehaglichkeit: Zugluft-Risiko, Warmer oder kalter Fußboden, vertikale Lufttemperaturunterschiede, asymmetrische Strahlung, Zugluft
  • Ermittlung summative thermische Behaglichkeit (aus Wärmezustand des Körpers als Ganzes und lokaler Unbehaglichkeitsgrößen)
  • Messung/Bewertung - summative Größen: operative Temperatur, Globe-Temperatur, Zugluft-Risiko
  • Ermittlung instationäre Bedingungen (Sprungfunktionen): Temperaturdrift, Zugluftdrift, Veränderungen von Einzel- und Summengrößen z.B. bei Ankühlen und Anheizen
  • Ermittlung spezielle Einflüsse (Phänomene): z.B. „Fallkälte“, „Fallwinde“, „Schwüle Luft“, „Luftschwall“, „stickige Luft“ Temperaturdrift, Zugluftdrift, Veränderungen von Einzel- und Summengrößen bei Ankühlen und Anheizen
  • Messung/Bewertung - Einzelgrößen: Lufttemperatur, Luftfeuchte, Luftzug, Kohlendioxid (CO2)
  • Überprüfung der Übereinstimmung von Beschwerden über Unbehaglichkeit, Einschränkungen des Wohlbefindens und Leistungseinschränkungen z.B. an Büro- und sonstigen Innenraum-Arbeitsplätzen durch Erkundung der speziellen örtlichen Situation (z.B. räumliche Lage, Raumlufttechnische Anlage, Fassadeneinfluss, Flur-/ Tür-/ Gangeinfluss bzw. Kanalwirkung)

Normen im Überblick

  • DIN EN ISO 7730: Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit (Deutsche Fassung DIN EN ISO 7730: 2006)
  • DIN EN 13779: Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsysteme (Deutsche Fassung DIN EN 13779: 2007)
  • DIN EN 15251: Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik (Deutsche Fassung DIN EN 15251: 2007)