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Gewährleistung der thermischen Behaglichkeit
Die Funktion des menschlichen Organismus ist nur in einem engen Temperaturbereich gewährleistet. Um diesen sicherzustellen, steuert eine Thermoregulation den Wärmehaushalt, also die Wärmeproduktion durch Muskelarbeit, die Wärmeverteilung im Körper über die Durchblutung der Organe und den Wärmeaustausch mit der Umgebung. Der Wärmeaustausch mit der Umgebung erfolgt über die Atmung und die Hautoberfläche (Konvektion, Strahlung, Feuchtediffusion mit Hauttrocknung). Die Wärmeabgabe über die Hautoberfläche kann durch Schweißsekretion (mit Verdampfen des Schweißes wird Wärme umgesetzt) verstärkt werden. Bei Umgebungstemperaturen nahe der Körpertemperatur oder darüber erfolgt die Wärmeabgabe praktisch nur noch über die Verdunstungswärme. Bei zu tiefen Umgebungstemperaturen priorisiert die Thermoregulation die Wärmeversorgung über die Versorgung lebenswichtiger Organe und kann Muskeln zur Wärmeerzeugung anregen (Muskelanspannung, Kältezittern). Maßnahmen gegen Auskühlen und Überhitzen des Körpers können für die daran beteiligten Organe eine Belastung darstellen.
Die thermische Umgebung kann der Mensch über seine Thermorezeptoren auch bewusst wahrnnehmen. Dabei sind die in der Haut und in den Schleimhäuten als Kälte- (Empfindlichkeitsbereich 5-43°C), Wärme- (Empfindlichkeitsbereich 30-48°C) und Hitzesensoren (Alarm ab ca. 45°C) spezialisierten neuronalen Rezeptoren vor allem zur Erfassung der Umgebungstemperatur zuständig. Die in der Überzahl vorhandenen Kältesensoren sind näher an der Oberfläche angeordnet als die Wärmesensoren und reagieren bedeutend schneller. Es ist auch so, dass Menschen auf zu kühl empfindlicher reagieren als auf zu warm.
Die thermische Behaglichkeit (globale Wärmeenergiebilanz) wird aber nicht nur über die Raumlufttemperatur definiert. Auch die Feuchtigkeit in der Luft (Verdunstungswärme), die Geschwindigkeit der Luftbewegung (Zugluft) und die Strahlung, welche die Haut erwärmt, bestimmen nebst Bekleidung und Tätigkeit der Nutzer deren thermisches Wohlbefinden. Da der Wärmehaushalt und somit auch das Wärmeempfinden von Personen individuell sind, ist eine thermische Umgebung, bei der 100% aller Menschen restlos zufrieden sind, nicht erreichbar.
Behagliche Temperaturanforderungen und Luftgeschwindigkeiten
Temperaturunterschiede, seien das Lufttemperaturen zwischen dem Fuß- und Kopfbereich oder Asymmetrien der Temperaturen der Oberflächen, die den Raum umschließen, aber auch Luftbewegungen im Raum, beeinflussen das Wärmeempfinden des Menschen. Leider werden diese Komponenten selten bei der Bauplanung gebührend berücksichtigt. Zur Abschätzung dieser für die Behaglichkeit relevanten Parameter ist fundiertes Wissen in der Bauphysik und der HLK- Planung notwendig. Als Hilfsmittel werden am Markt einschlägige Simulationsprogramme angeboten. Die Oberflächentemperaturen von Außenwänden sind entscheidend von der Wärmedämmung, der Erwärmung durch Strahlung wie auch von der Temperatur und Geschwindigkeit der vorbeiströmenden Luft abhängig.