Intelligente Regelung von Klimaanlagen - Modell- und Laboruntersuchungen zur Wirkung des Raumklimas auf die Haut

Auf Basis von Modell- und Laboruntersuchungen zur Wirkung des Raumklimas auf die Haut wurde ein AmI-Plattformkonzept (AmI = Ambient Intelligence) entwickelt, welches mit einer intelligenten Raumklimaregelung die Austrocknung der Haut bei winterlich trockener Raumluft reduzieren soll. Dabei wurden Untersuchungen der raumklimatischer Situationen in Büros auf Basis gekoppelter Gebäude-, Anlagen- und Strömungssimulationen durchgeführt. Notwendigen Stoffdaten wurden mit Probandenversuchen in einer Klimakammer ermittelt. Die Ergebnisse der drei Teilbereiche - Entwicklung Regler, Strömungssimulation und Probandenversuche - wurden in einer gemeinsamen Handlungsempfehlung zusammengeführt.

Die entwickelte intelligente Raumklimaregelung mit dem integrierten Raummodell ermöglicht es zu "erahnen", welche Auswirkungen die raumklimatischen Parameter auf Personen haben werden. Die Ergebnisse der mit dem Regler ausgeführten Berechnungen zeigen die Möglichkeit zur Einstellung optimierter thermisch und hygrisch behaglicher raumklimatischer Verhältnisse. Die dabei in den Regler erfolgte Integration eines detaillierten Personenmodelles stellt eine Neuheit dar.

Die gekoppelten Simulationen von Raumluftströmung, Gebäude und technischen Anlagen enthält ein detailliertes Personenmodell, was eine Abbildung der Reaktion von Personen (Abdunstung der Haut, thermisches Empfinden) auf die raumklimatischen Parameter (Temperatur, Feuchte, Geschwindigkeit und Turbulenzgrad der Luft) ermöglichte. Je nach Heizungs- und Luftführungssystem zeigen die Simulationen im Nahbereich der Personen unterschiedliche Strömungsverhältnisse, die die Abdunstung der Haut mehr (z. B. Mischlüftung) oder weniger (z. B. Quelllüftung) begünstigen.

Mit Probandenversuchen (n = 66) wurden mit 8 Konstellationen (ta = 20 °C/24 °C, RH = 20 %/40 %, va etwa 0,04 m/s/0,12 m/s) die Eckpunkte der Bereiche, wie sie in der winterlichen Heizphase typischerweise zu beobachten sind, messtechnisch erfasst. Demnach hat die Lüftungsart einen signifikanten Einfluss auf das Klimaempfinden und die Abdunstung der Haut. Die Versuchsserien zeigen insgesamt, dass sich der Einfluss der Luftgeschwindigkeit in Bezug auf die Abdunstung sowie das subjektive Empfinden und Bewerten des Raumklimas ausgeprägter darstellt als die Variation der relativen Luftfeuchte.

Eine ergänzend veröffentlichte Handlungsempfehlung gibt Hinweise zur Optimierung der Raumlüftung und zu Verhaltensweisen der Beschäftigten, um negative Auswirkungen des Raumklimas während der winterlichen Heizphase zu reduzieren.

Bibliografische Angaben

Titel:  Intelligente Regelung von Klimaanlagen - Modell- und Laboruntersuchungen zur Wirkung des Raumklimas auf die Haut. 

Verfasst von:  C. Felsman, H. Gebhardt, R. Gritzki, B. Hensel, K. Kabitzsch, M. Keuchel, W. Kozak, M. Rösler

1. Auflage.  Dortmund:  Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin, 2020.  Seiten: 105, Projektnummer: F 2299, PDF-Datei, DOI: 10.21934/baua:bericht20200626

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