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2020 | OriginalPaper | Chapter

2. Klimaphysiologie

Authors : Holger Großmann, Christof Böttcher

Published in: Pkw-Klimatisierung

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

In dieser Abhandlung werden die Unterschiede zwischen der Klimatisierung von Gebäuden und Pkw beschrieben. Zur Bewertung des Komforts wird das Modell nach Fanger erklärt, durch die direkte Sonneneinstrahlung erweitert und das Prinzip durch Diagramme veranschaulicht. Für Pkw ohne Klimaanlage (AC) ist bei sommerlichen Bedingungen die Schweißbildung der Insassen erheblich. Daher wird auf den Stofftransport des Schweißes und dessen Speicherung in der Kleidung und im Sitz hingewiesen. Messungen in einem Pkw zeigen bei Sonneneinstrahlung, dass beim Einsatz einer AC primär die Lufttemperatur in den Düsen abgesenkt und sekundär die Gebläsestufe nur geringfügig angehoben wird. Gezeigt wird die Herzfrequenz mit und ohne AC vs. Zeit nach dem Einsteigen in einem von der Sonne aufgeheizten Pkw. Ohne Klimaanlage steigt die Herzfrequenz kontinuierlich an. Mit AC sinkt die Herzfrequenz, bis nach etwa 20 min nahezu die Ruhefrequenz erreicht wird. Weiterhin wird auf den Einsatz von Klima-Messpuppen und Möglichkeiten zum körpernahen Heizen und Kühlen hingewiesen.

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Footnotes
1
Siehe z. B. Rákóczy und Schädlich (2007), Recknagel et al. (2000), Recknagel et al. (2013).
 
2
Bereits 1991 hat die Audi AG, beginnend mit dem Audi Coupé, Solardächer als Sonderausstattung angeboten, s. Großmann (1992). Bei entsprechender Sonneneinstrahlung erzeugen Solarzellen, die sich auf dem Schiebe-/Ausstelldach (SAD) befinden, eine elektrische Leistung und treiben das serienmäßig vorhandene Lüftungsgebläse an. Dabei werden nicht nur die Luft- und Bauteiltemperaturen abgesenkt, sondern es werden Luftinhaltsstoffe, die aus Bauteilen bei Sonneneinstrahlung emittieren und als unangenehm empfunden werden, deutlich reduziert.
 
3
Über „Hygienische und physiologische Grundlagen der Pkw-Klimatisierung“ berichtet Temming (1984). Er beschreibt die wesentlichen Gesichtspunkte mit Ausnahme der direkten Sonneneinstrahlung. Temming (2003) hat eine gründliche Literaturstudie über „Auswirkungen sommerlichen Klimas in Kfz auf die Leistungsfähigkeit der Fahrer“ durchgeführt. Mayer et al. (2007) berichten über die thermische Behaglichkeit im Fahrzeug. Beschrieben werden Äquivalenttemperaturen, lokale Bewertungen mit Hilfe eines Messinstruments (RST-Meter). Der DIN 1946-3 (2006) „Klimatisierung von Pkw und Lkw“ können wertvolle Informationen entnommen werden. Bubb (2015) fasst die Ergebnisse verschiedener Veröffentlichungen zusammen und kommentiert diese. Über den thermischen Komfort in offenen Pkw, insbesondere in Cabriolets, berichten Höfer und Mößner (2013).
 
4
Siehe z. B.: Fanger (1972), Olesen (1982), DIN EN ISO 7730 (1995).
 
5
nach Mayer (2007, S. 4) fühlen sich die meisten Menschen bei einem PMV = 0,5 wohl. Dabei sind 18 % der Personen unzufrieden.
 
6
Ähnliche Gleichungen haben Mayer und Ifrim (1997) zur Berechnung des Hautbenetzungsgrads von Schweiß verwendet. Die Ergebnisse wurden mit experimentell gefundenen Werten verglichen. Hierzu wurde ein Raumklimamessgerät mit einer „trockenen künstlichen Haut“ verwendet.
 
7
Der Gültigkeitsbereich für die Formel des Sättigungsdrucks ist zwischen 0 und 30 °C nach DIN 4108-5:1981. Diese Näherung kann hinreichend genau bis 50 °C verwendet werden. Der Fehler beträgt bei 50 °C etwa 0,5 %. Eine genauere Approximation lieferte Glück (1991), siehe auch Recknagel et al. (2013, S. 166).
 
8
Mit dem Mollier-h, x-Diagramm für feuchte Luft kann bei einem konstant gehaltenen Wasserdampfgehalt die Korrelation zwischen der Lufttemperatur und der relativen Feuchte ermittelt werden.
 
9
Die Buchstaben A bis D geben einen Anhalt für die Größe eines Pkw. B entspricht einem Pkw der Mittelklasse (z. B. Audi A4), D entspricht einem Pkw der Oberklasse (z. B. Audi A8).
 
10
Dies gilt insbesondere, wenn nassgeschwitzte Kleidung durch Verdunstung stark abgekühlt wird (plötzliches Öffnen der Seitenscheiben bei höheren Fahrgeschwindigkeiten). Dies belegen eigene Versuche, die ohne AC durchgeführt wurden (1982): Am teilweise nassen Overall des Fahrers (mit Thermoelementen versehener Fallschirmspringeranzug mit 2 durchgehenden Reißverschlüssen) wurden bei einer Außenlufttemperatur von 27 °C und einer Sonneneinstrahlung von 800 W/m² an der linken Nierengegend 20 °C gemessen.
 
11
Mayer (2007) gibt z. B. für die Wärmestromdichte der Stirn 120 W/m² an.
 
12
vgl. hierzu Schwab (1994).
 
13
Siehe auch Schüppel (2015, S 64 ff.). In seiner Dissertation sind weiterführende Literaturangaben zu finden.
 
Literature
ADACmotorwelt (2016) Einfach sitzen war gestern. 9/2016, S. 37
Bubb H et al. (2015) Automobil-Ergonomie. Springer Vieweg, Wiesbaden
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Großmann H (1986) Vorrichtung zur Reduzierung der relativen Luftfeuchtigkeit in Kraftfahrzeuginnenräumen. Offenlegungsschrift DE 35 14 180 A1, Offenlegungstag: 23.10.1986
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Recknagel H, Sprenger E, Schrameck ER (2000) Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. 69. Aufl. Oldenbourg München
Recknagel H et al. (2013) Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. Schramek E R (Hrsg). 76. Aufl. Oldenbourg Industrieverlag, München, S. 242
Rudzewski S, Kussmann C (2016) Systemischer Vollwärmeschutz und Flächenheizung im Automobil. 5. VDI-Fachkonferenz Thermomanagement für elektromotorisch angetriebene Pkw, 16.11.2016 Parkhotel Stuttgart Messe-Airport
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Schüppel F (2015) Optimierung des Heiz- und Klimakonzepts zur Reduktion der Wärme- und Kälteleistung im Fahrzeug. Dissertation, Technische Universität Berlin, Cuvillier Verlag, Göttingen
Schwab R (1994) Einfluss der Sonneneinstrahlung auf die thermische Behaglichkeit in Kraftfahrzeugen. FAT Schriftenreihe Nr. 109 Frankfurt a. M.
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Temming J (1984) Hygienische und physiologische Grundlagen der Fahrzeugklimatisierung. In: Reichelt J, Schlepper H (Hrsg) Kältetechnik im Kraftfahrzeug. C.F. Müller, Karlsruhe
Temming J (2003) Fahrzeugklimatisierung und Verkehrssicherheit; Auswirkungen sommerlichen Klimas auf die Leistungsfähigkeit der Fahrer. FAT Schriftenreihe Nr. 177 Frankfurt a. M.
Wenzel HG, Piekarski C (1984) Klima und Arbeit. Bayerisches Staatsministerium für Arbeit und Sozialordnung, München
Metadata
Title
Klimaphysiologie
Authors
Holger Großmann
Christof Böttcher
Copyright Year
2020
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Book
Pkw-Klimatisierung

Print ISBN: 978-3-662-59615-9

Electronic ISBN: 978-3-662-59616-6

Copyright Year: 2020

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-59616-6_2

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