Behaglichkeit wird durch viele sehr subjektive Empfindungen bestimmt, wobei sogar die Farbe der Umgebung eine gewisse Rolle spielt - in jedem Fall aber die Stimmung der Person, die ihre Empfindung mitteilt. Ein wesentlicher Teil des Komforts hängt aber von der „thermischen Behaglichkeit“ ab. Dieser Teil ist sehr gut erforscht - die Ergebnisse sind in weltweit eingeführten Normen enthalten (DIN EN ISO 7730). Einen wichtigen Anteil an den vorliegenden Erkenntnissen hatte der dänische Wissenschaftler P. O. Fanger (Wikipedia Seite).

Optimale thermische Behaglichkeit stellt sich ein, wenn die Wärmeabgabe des menschlichen Körpers im Gleichgewicht mit seiner Wärmeproduktion ist. Daraus wird die Fanger'sche Behaglichkeitsgleichung abgeleitet. Diese stellt eine Beziehung her zwischen der Aktivität (z.B. Schlafen, Laufen, …) und Kleidung sowie den Bestimmungsgrößen der thermischen Umgebung, welche sind

• die Lufttemperatur

• die Temperatur der umgebenden Flächen, die man auch in der „Strahlungstemperatur“ zusammenfassen kann,

• die Luftgeschwindigkeit und ihre Turbulenz und

• die Luftfeuchtigkeit.
  

Es gibt immer einen ganzen Bereich von Kombinationen der vier genannten Behaglichkeitsparameter, in dem die Behaglichkeit sehr gut ist: Das sogenannte Behaglichkeitsfeld. Es kann durch die Fanger'sche Gleichung, niedergelegt in ISO 7730, bestimmt werden. Weiter ist es nach dieser Norm wichtig, dass

• die Schwülegrenze bzgl. der Luftfeuchtigkeit nicht überschritten wird,

• die Luftgeschwindigkeiten eng begrenzt bleiben (für Geschwindigkeiten unter 0,08 m/s wird die Zahl der Unzufriedenen bezüglich Zugluft kleiner als 6%)

• die Differenz zwischen Strahlungs- und Lufttemperatur gering bleibt,

• die Differenz der Strahlungstemperaturen in verschiedene Richtungen gering bleibt (weniger als 5 °C; sogenannte „Strahlungstemperatur-Asymmetrie“),

• die Raumlufttemperaturschichtung weniger als 2 °C zwischen Kopf und Fußknöchel bei einer sitzenden Person beträgt,

• die empfundenen Temperaturen sich im Raum von Ort zu Ort um weniger als 0,8 °C ändern.

Zum letzten Punkt schrieb P.O. Fanger: „Je ungleichmäßiger das thermische Feld in einem Raum ist, desto größer ist die erwartete Anzahl der unzufriedenen Personen.“

Luftschichtung: Die Temperaturschichtung der Luft ist bei einem mit Passivhaus-Fenstern ausgestatteten Raum nicht wahrnehmbar. Falls dieser Raum mittels Heizkörper beheizt werden soll (Anmerk.: bei einem Passivhaus ist die Beheizung über die Zuluft, aber auch jede andere Art der Heizung möglich), kann der Heizkörper an jeder beliebigen Stelle im Raum, also zum Beispiel auch an einer Innenwand stehen – und dennoch wird eine optimale Behaglichkeit gemäß ASHRAE-Comfortclass „A“ erreicht. (Berechnung: J. Schnieders, PHI).

Wenn die Feuchtigkeit im Rahmen bleibt (30 bis 70% rel.Feu.) und Zugerscheinungen vermieden werden, sind es letztlich schon die Temperaturen, die den Ausschlag geben. Nun sind aber mehrere Temperaturen beteiligt: Die der Luft und die der Umfassungsflächen. Mit einem schon früh eingeführten Konzept, nämlich der sog. „operativen Temperatur“ können diese in gewöhnlichen Innenräumen aber zusammengeführt werden: Unter diesen Umständen stellt sich nämlich heraus, dass die wahrgenommene Behaglichkeit recht genau dem Mittelwert aus Lufttemperatur T_air und Strahlungstemperatur T_rad entspricht: $$ T_{op} = \frac{T_{air} + T_{rad}}{2} \\ $$

Wenn wir jetzt in Innenräumen übliche Winterkleidung (1.1 clo) und leichte sitzende Tätigkeit zugrundlegen (1.2 met), dann lässt sich ein Satz von Werten für den Winter angeben, bei dem optimale thermische Behaglichkeit vorliegt:¹⁾

1. Operative Temperatur 21.0 °C (±0.8)
2. Luftgeschwindigkeit < 0.1 m/s
3. Luftfeuchtigkeit rel.Feu.>30% aber abs.Feu. < 11.5g/kg
4. Strahlungstemperatur-Asymmetrie < 5K
5. Temperaturschichtung < 1.5 K/m

In Abhängigkeit von der Aktivität (sitzen, gehen, trainieren) und der Kleidung (Bikini oder im Wintermantel) ändern sich diese Werte natürlich. Lassen wir die Einflüsse (2) bis (5) in den angegebenen Grenzen, dann lässt sich die Abhängigkeit von der Temperatur T_op angeben (Ergebnisse gemäß Fangers ursprünglicher Publikation aber auch ISO 7730).

Wärmeübertragung 🌡️

Heizlast in Passivhäusern

Der Einfluss der inneren Wärmekapazität

Übersicht der Passipedia-Artikel zum Thema „Thermische Behaglichkeit“