MIKROKLIMA UND THERMISCHE BEHAGLICHKEIT

Das Wort “Mikroklima” bezieht sich auf die Umweltparameter wie: Temperatur, relative Feuchte und Luftgeschwindigkeit, die die Wärmeübertragung zwischen Menschen und Umwelt beeinflussen. Das Mikroklima beeinflusst, zusammen mit der Innenraumverschmutzung, die Qualität der Lebens- und der Arbeitsumwelt und das Wohlbefinden der Menschen. Die Erreichung der thermischen Behaglichkeit, das heißt die vollste Zufriedenheit gegenüber der Umgebung, ist eine wesentliche Voraussetzung, um den absoluten Komfort zu erreichen. Der Mensch, wie alle Säugetiere, ist warmblütig: die menschliche Körpertemperatur muss zwischen 35,8°C und 37,2°C sein. Dieser Temperaturbereich garantiert die Gesundheit und das Wohlergehen des Individuums. Um die Körpertemperatur konstant zu halten, ist es notwendig, dass die Wärmemenge, die vom Körper produziert ist, dasselbe wie die Wärmemenge der Umgebung ist.
In diesem Zustand ist die Wärmebilanz gleich null und die menschliche Körpertemperatur bleibt im Normbereich.

DIE THERMOREGULATION

Das System der Thermoregulation, das im Hypothalamus sich befindet, regelt den Wärmeaustausch zwischen dem meschlichen Körper und der Umgebung, um die Körpertemperatur konstant zu halten. Wenn es zu warm ist, gibt die Thermoregulation die Wärme nach außen ab. Wenn es zu kalt ist, vermindert sie den Wärmeverlust.
Das Mikroklima kann den Wärmeaustausch zwischen Menschen und Umgebung beeinflussen und kann die Mechanismen der Thermoregulation in einigen Fällen behindern.
Im Sommer kann eine hohe Luftfeuchtigkeit die Wärmeempfindung verstärken: der Wasserdampf in der Luft behindert die Verdampfung des Wassers, das im Schweiß enthalten ist. Dies stellt das grundsätzliche Prinzip, mit dem der Körper versucht, die überschüssige Wärme zu zerstreuen.
Wenn es schwül ist, ist die gefühlte Temperatur höher als die effektive Temperatur (gemessen mit einem Thermometer). Der Wind steigert genauso das Gefühl von kalt, weil er die Geschwindigkeit, mit der ein Körper Wärme verliert, erhöht.
Die so genannte gefühlte Temperatur, das heißt das Wärme- oder Kältegefühl, ist daher nicht nur mit der effektiven Temperatur verbunden, sondern auch mit den anderen Umweltbedingungen.

THERMISCHE BEHAGLICHKEIT

Wenn die Körper (mit einem minimalen Einsatz von Mechanismen zur Thermoregulation) weder zu kalt noch zu warm ist, fühlt die Person sich wohl, in der sogenannten “thermische Behaglichkeit”.
Diese ideale Bedingung gilt nur, wenn die Umweltparameter – d.h. Temperatur, relative Feuchte und Luftgeschwindigkeit – bestimmte Werte haben.
Die Belüftung kann die mikroklimatische Parameter beeinflussen, sie hat eine wichtige Rolle in den Prozess der Thermoregulation des menschlichen Körpers und bei der Gewährleistung des Umwelt-Komforts.

Die folgende Tabelle zeigt die besten mikroklimatischen Bedingungen einer Umgebung, mit einer körperlichen Aktivität moderater Intensität, richtiger Kleidung und ohne Strahlung, wo die meisten Leute ein Gefühl der thermischen Behaglichkeit haben.

Jahreszeit Lufttemperatur relative Feuchte Luftgeschwindigkeit
Winter
19-22°C
40-50%
0,01-0,1m/s
Sommer
24-26°C
50-60%
0,1-0,2m/s

BESTIMMUNGEN UND THERMISCHE KOMFORT-INDIZES

Die folgenden Bestimmungen beschreiben die Komfort-indizes der thermischen Umgebungen:

  • UNI EN ISO 7726:2002 Umgebungsklima – Instrumente zur Messung physikalischer Größen 
  • UNI EN ISO 7730:2006 Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit
  • UNI EN ISO 8996:2005 Ergonomie der thermischen Umgebung – Bestimmung des körpereigenen Energieumsatzes
  • UNI EN ISO 9920:2009 Ergonomie der thermischen Umgebung – Abschätzung der Wärmeisolation und des Verdunstungswiderstandes einer Bekleidungskombination
  • UNI EN ISO 10551:2002 Ergonomie des Umgebungsklimas – Beurteilung des Einflusses des Umgebungsklimas unter Anwendung subjektiver Bewertungsskalen 
  • UNI EN ISO 11399:2001 Ergonomie des Umgebungsklimas – Grundlagen und Anwendung relevanter Internationaler Normen 
  • UNI EN ISO 13731:2004 Ergonomie des Umgebungsklimas – Wörterbuch und Symbole
  • UNI EN ISO 14505-2:2007 Ergonomie der thermischen Umgebung – Beurteilung der thermischen Umgebung in Fahrzeugen – Teil 2: Bestimmung der Äquivalenttemperatur
  • UNI EN ISO 14505-3:2006 Ergonomie der thermischen Umgebung – Bewertung der thermischen Umgebungen in Fahrzeugen – Teil 3: Bewertung der thermischen Behaglichkeit durch Versuchspersonen.

DAS COMFORT-RATE

Die Reinraumbetreiber arbeiten normalerweise unter besseren Umgebungsbedingungen im Vergleich zu den Leuten, die in den traditionellen Arbeitsorten arbeiten. In der Tat werden die Temperatur, die relative Feuchte, der Überdruck und die Luftqualität konstant gehalten und sie respektieren strikte Parameter.
Die Notwendigkeit die Umgebung zu hyperventilieren, um die Feinstaubmenge unter Kontrolle zu halten oder um die Dissipation der Energie (erzeugt von der High-tech-Produktionsprozessen) zu ermöglichen, kann Unbehagen an den Arbeitern verursachen.
Das Comfort-Rate ist eine neue Methode, um den Komfort innerhalb der Reinräume zu bewerten. Das Comfort-Rate sieht 6 Referenzklassen vor: diese Klassen werden nach der Qualität der Lüftungssysteme innerhalb der Reinräume zugewiesen.

Die funktionalen Parameter, um das Comfort-Rate zu definieren, sind:

  • die Zuluft-Temperatur innerhalb des Reinraums;
  • gewünschte Raumtemperatur;
  • der Erweiterungsfaktor.

DER ERWEITERUNGSFAKTOR

Der Erweiterungsfaktor ist ein wichtiger Bemaßungsparameter der Reinräume: er beschreibt das Verhältnis zwischen der Oberfläche der Elemente, die die Luft innerhalb des Reinraums verbreiten, und der Oberfläche des Reinraums.
Es ist wichtig, hohe Erweiterungsfaktoren zu haben: je größer der Erweiterungsfaktor ist, desto effizienter Luftverteilungssystem der Reinraum hat.
Die folgende Tabelle zeigt die empfohlen Erweiterungsfaktoren, um die Reinräume, in Abhängigkeit von der erforderlichen Reinheisklasse, zu entwerfen.

Reinheitsklasse Erweiterungsfaktor (%)
ISO 8
5 - 10%
ISO 7
15 - 20%
ISO 6
30 - 50%
ISO 5
> 80%
ISO 4
> 90%
ISO 3
> 90%
ISO 2
> 90%
ISO 1
> 90%

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