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Zeitschrift GI - Gebäudetechnik in Wissenschaft & Praxis - Ausgabe 01/2017

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GI - Gebäudetechnik in Wissenschaft & Praxis - Ausgabe 01 2017

GI - Gebäudetechnik in Wissenschaft & Praxis - Ausgabe 01 2017


Biologisch wirksames Kunstlicht in Bildungseinrichtungen – Warum scheitern manche Studien?
FACHBEITRAG

Biologisch wirksames Kunstlicht in Bildungseinrichtungen – Warum scheitern manche Studien?

Autoren: Manuel H. Winkler / Werner Jensch / Klaus Peter Sedlbauer

Biologisch wirksames Kunstlicht in Bildungsbauten einzusetzen ist, in wissenschaftlichen Zeitsträngen gedacht, relativ neu. Es handelt sich dabei um eine moderne Kunstlichtsituation, bei der ein erhöhter Anteil im Spektralbereich um 480 nm Wellenlänge realisiert wird. Licht in diesem Wellenlängenbereich erscheint dem menschlichen Auge als Blau, weswegen man auch von „blau angereichertem“ Kunstlicht spricht. Es gilt als wissenschaftlich nachgewiesen, dass dieses Kunstlicht positive Wirkungen auf den menschlichen Organismus hat. Es wirkt sich beispielsweise förderlich auf die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit aus. Licht ist jedoch nicht die einzige physikalische Größe, die in Räumen auf den Menschen wirkt. Darüber hinaus gibt es viele weitere Parameter wie z. B. die Raumlufttemperatur, die nachweislich die Leistungsfähigkeit beeinflussen. Das Studium der einschlägigen Literatur zeigt: Insbesondere der Kohlendioxidgehalt in der Raumluft wirkt negativ auf die Konzentrationsfähigkeit. Dieser wurde in den meisten aktuellen Lichtstudien vernachlässigt oder schlicht nicht als die mächtige Störgröße in diesem Zusammenhang erkannt. Im Rahmen einer gemeinsamen Promotionsarbeit zwischen der Hochschule München (HM) und der Technischen Universität München (TUM) wurden an der HM zwei Seminarräume derart umgebaut, dass sie als Testlabore dienen. Neben einer biologisch wirksamen Beleuchtungsanlage und einer dezentralen Lüftungsanlage wurde ein messtechnisches Konzept umgesetzt, ergänzt durch eine Raumautomation. Als Messwerkzeuge für die hypothetischen Annahmen dienten ein eigens entwickeltes Erhebungsinstrument und der in diesem Forschungsfeld häufig verwendete Aufmerksamkeits-Belastungstest d2. Der potentiell negative Einfluss eines zu hohen Kohlendioxidgehaltes auf die Leistungsfähigkeit wurde mit der installierten Lüftungsanlage kontrolliert und eliminiert. Nach der eingehenden Analyse der Hintergründe der nicht signifikant verbleibenden Testergebnisse erscheint eine weitere, in der Literatur bereits andiskutierte „Störgröße“ als sehr einflussreich: Das Tageslicht. In dem untersuchten typisch deutschen Seminarraum mit einem Verglasungsanteil der Südwestfassade von > 50 % zeigt sich, dass im Winter bis zu 60 % der Nutzungszeit in Raummitte die natürliche, melanopische Beleuchtungsstärke dreifach höher sein kann als die künstlich erzeugte. Die vorliegende Veröffentlichung basiert auf der Dissertation des Erstautors. [1]

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Betonkernaktivierung mit Luft im Vergleich zu etablierten Systemen der Raumkühlung

Betonkernaktivierung mit Luft im Vergleich zu etablierten Systemen der Raumkühlung

Autoren: Cristiane Schwenk / Anton Maas

Der vorliegende Beitrag untersucht mit Hilfe von Simulationen die luftgestützte Betonkernaktivierung im Kontext etablierter, bestehender Systeme zur passiven Kühlung von Nichtwohngebäuden. Grundlage der Studie stellen drei Systeme mit luftgestützter Betonkernaktivierung, zwei Systeme mit wassergestützter Betonkernaktivierung und ein konventionelles System mit Umluftkühler dar. Die Ergebnisse zeigen, dass die Betonkernaktivierung mit Luft bei Standard-Klima („Normal“-TRYs) angenehme sommerliche Raumlufttemperaturen ermöglicht. In überwarmen Sommern („Sommer“-TRYs) stößt die luftgestützte Betonkernaktivierung an ihre Grenzen, die Anzahl der Übertemperaturgradstunden übersteigt deutlich die Anforderung der DIN 4108-2 (500 Kh/a – Grenze). Deutlich weniger Probleme mit Überwärmung zeigen dagegen die wassergestützten Systeme, im untersuchten Spektrum bleiben alle Varianten unterhalb von 500 Kh/a. Hinsichtlich der erforderlichen Hilfsenergie für Lüftung, Heizung und Kühlung zeigt sich für die luftgestützten Systeme ein deutlicher Mehraufwand von bis zu 35 kWh/(m²a) gegenüber wassergestützter Betonkernaktivierung.

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