Thermischer Komfort

 

Thermische Komfortuntersuchungen und Modellierung

 

Projektpartner: Airbus S.A.S.

Die Bewertung und Vorhersage des lokalen Komforts in Raumluftströmungen wird durch neue Belüftungskonzepte und den Einsatz von Komfortmodellen immer komplexer. Am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik wurde im Rahmen früherer Projekte das 33 Knoten Komfortmodell (33NCM) entwickelt, welches in seinem Anwendungsbereich erweitert wird. Die Modellparametrierung beruht auf Probandenversuchen unter unterschiedlichen thermischen Randbedingungen. Die genaue Erfassung und Reproduzierbarkeit der Randbedingungen ist dabei häufig schwierig. Zur Erweiterung des Anwendungsbereichs des Modells wurden deshalb Probandenexperimente in einem hochmodularen Komfortkubus, dem Aachener Comfort Cube (ACCu) durchgeführt.

 

Der Aachener Comfort Cube

ACCU1-Bild Urheberrecht: EBC

Ein hochmodularer Komfortkubus wurde aufgebaut, um unterschiedliche Innenraumsituationen abzubilden. Der Komfortkubus hat eine Grundfläche von 2 m x 2 m und eine Höhe von 2,5 m. Drei der umschließenden Seitenwände sind in jeweils vier Flächensegmente unterteilt. Das erste und dritte Flächensegment sind 400 mm, das zweite ist 500 mm hoch und das obere Segment hat eine Höhe von 1050 mm. Die Unterteilungen der Flächensegmente sind dabei so gewählt, dass sich in sitzender und stehender Position ein temperierbares Körpersegmenten zugeordnet werden kann. Beispielweise ist mit dem Kopf in stehender und sitzender Position ein seperates Element verknüpft.

  ACCU3-Bild Urheberrecht: EBC Der Aachener Comfort Cube (ACCu)

In jedes Flächensegment sind Kapillarrohrmatten eingelassen, womit die Oberflächentemperaturen einschließlich der Decken- sowie der Bodensegmente unabhängig voneinander geregelt werden können. Insgesamt hat der Kubus eine Unterteilung in 16 Flächensegmente. Die Kapillarrohrmatten werden mit Wasser durchströmt, wodurch Oberflächentemperaturen zwischen 15 °C und 40 °C realisiert werden können.

Verschiedene Belüftungskonzepte werden hinsichtlich ihres thermischen Komforts bewertet. Vertikale Temperaturschichtungen der Luft mit verschiedenen Temperaturgradienten werden mittels Quelllüftung untersucht. Homogene Temperaturverteilungen werden mittels Mischlüftung betrachtet.