Forschung im Bereich Komfort

Komfortbewertung

Der Komfort sollte einen großen Stellenwert beim Entwerfen und bei der Planung von Gebäuden haben. Bereits mit dem ersten Architekturentwurf können viele entscheiden Faktoren festgelegt werden. Die Aspekte liegen hier auf den folgenden Bereichen.
  • Thermischen Komfort
  • Visuellen Komfort
  • Qualität der Raumluft
  • Hygrischer Komfort
In der Regel werden Bewertung zum voraussichtlichen Komfort mittels Dynamischen-Simulationsrechnungen von externen Experten durchgeführt und leider ist der Gebäudeentwurf dann bereits oft soweit fortgeschritten, dass Änderungen am Entwurf nur schwierig durchzuführen sind. Die Maßnahmen beschränken sich dann oft auf Bereiche, die verhältnismäßig leicht zu modifizieren sind. Wie zum Beispiel, Verbesserung des Sonnenschutzes, andere technische Systeme usw. Neue Indikatoren und einfache Werkzeuge können dabei helfen, die energetische Entwurfsqualität zu verbessern und bereiten zudem den Weg zu Gebäuden, die wenig Technik erfordern - da Schwachstellen im Entwurf nicht mit zusätzlicher Technik ausgeglichen werden müssen.
Gebäude-Leerlauftemperatur
Dabei wird eine Simulation des Gebäudes oder eine Zone durchgeführt unter Berücksichtigung der vorgesehenen Nutzung, jedoch ohne aktives heizen und kühlen. Als Bewertungsmaßstab können die Anzahl der Stunden dienen, während denen das Gebäude sich in einem gewünschten Temperaturband befindet (zum Beispiel zwischen 20 und 25 °C). Je häufiger das Gebäude in diesem Bereich liegt, desto robuster ist es gegenüber äußeren Einflüssen und desto weniger thermische Energie muss dem Gebäude zugeführt werden, um ganzjährig in diesem Temperaturbereich zu bleiben.
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Technische Systeme

Das thermische Empfinden wird maßgeblich von der Raumlufttemperatur und von den Oberflächentemperaturen der Umgebungsflächen bestimmt. Die Anordnung und Ausnutzung von aktivierten Bauteilflächen hat einen großen Einfluss auf die empfundene Raumtemperatur. Die systematische Untersuchung und Bewertung verschiedener Systeme, kann hierbei helfen Systeme für ihre optimale Anwendung zu identifizieren.
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Mit dynamisch-thermischer Simulation kann der Einfluss verschiedener Systeme auf das thermische Empfinden der Nutzer berechnet und dargestellt werden.
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Methoden

Neben dem winterlichen Wärmeschutz ist auch der sommerliche Wärmeschutz ein Kriterium für die Energieeffizienz von Gebäuden und den thermischen Raumkomfort. In Luxemburg werden seit Inkrafttreten der entsprechenden Verordnungen für alle neuen Gebäude dahingehend Anforderungen gestellt. Das im „Règlement grand-ducal du 31 août 2010 concernant la performance énergétique des bâtiments fonctionells et modifiant“ vereinfachte Verfahren beruht auf der Bewertung der solaren Durchlässigkeit ts. Dabei werden die transparenten Flächen in Bezug auf die Raumgeometrie bewertet – unter Berücksichtigung von Bauschwere, dem Energiedurchlassgrad der Verglasung und der Effizienz von Sonnenschutzsystemen. Das Verfahren wurde in Anlehnung an DIN 4108-2:2003-07 entwickelt und für die zügigere Bewertung vereinfacht. Im Zuge der Überarbeitung der Verordnung wurde die Bewertung mit Simulationsrechnung überprüft und ein einfaches Verfahren beschrieben, mit dem die Bewertung alternativ dazu erfolgen kann.

Indikatoren

Visueller Außenbezug
Oft werden Fensterflächen mit der Intension geplant eine möglichst transparente Struktur zu schaffen, die einen visuellen Kontakt zur Umgebung herstellt. Ohne entsprechende Verschattungsmaßnahmen nimmt dabei das Risiko der Überwärmung in Gebäuden zu. Bei sehr großen Fensterflächenanteilen sind sehr effiziente Systeme erforderlich, die bestenfalls automatisiert gesteuert werden.
Um die solaren Gewinne zu begrenzen müssen die Systeme nicht nur möglichst effizient sein, sondern auch häufig aktiviert werden. Von der Aussicht und der Transparenz hat man unter Umständen nicht mehr viel. Die monatliche Aktivierungshäufigkeit ist dabei ein Indikator, um diesen Teil der visuellen Behaglichkeit zu bewerten. Der Indikator zeigt, wieviel Stunden in der Tageszeit der Sonnenschutz aktiviert sein muss, um das Gebäude in einem komfortablen Temperaturbereich zu halten.
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Raumluftqualität
Zur Bewertung der Raumluftqualität kann die CO₂-Konzentration als geeigneter und leicht messbarer Indikator verwendet werden. Dabei sind die Personenbelegung und das Lüftungsverhalten die maßgeblichen Einflussfaktoren. Fragen ob und wie eine Fensterlüftung für eine ausreichende Raumluftqualität sorgen kann, stehen immer wieder im Raum und nicht selten geht das - gerade in Schulen - zu Lasten der Nutzer. Entsprechende Berechnungsmethoden erlauben es die Luftqualität, bzw. Als Bewertungsmaßstab die CO₂-Konzentration rechnerisch zu bewerten.
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Damit auch kurze Fensterstoßlüftungen berücksichtigt werden können, sind sehr kurze Berechnungszeitfenster (zum Beispiel im 5-Minuten-Zeitschritt) erforderlich. So kann der Verlauf der CO₂-Konzentration in der Raumluft gut prognostiziert werden und entsprechende Lüftungskonzepte entwickelt werden.
Bewertungs-Ampel
Die Bereiche Raumluftfeuchte, Raumluftqualität und Raumtemperatur können in einer gemeinsamen Bewertung dargestellt werden. Hierbei werden die Stundenanteile ausgewiesen, während denen sich das Gebäude oder der Raum innerhalb einer bestimmten Komfortklasse befindet. Für das Entwerfen interessant sind die Wechselwirkungen, die sich ergeben wenn einzelne Parameter variiert werden.
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Die Welt verändern, ein Gebäude nach dem anderen.
Markus Lichtmeß

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