Behaglichkeit in der Raumlufttechnik

• Bekleidung: Kleidung wirkt als Wärmeisolator und bestimmt, wie viel Körperwärme an die Umgebung abgegeben wird. Je dicker oder wärmer die Kleidung, desto mehr Wärme staut sich am Körper. Eine Person in Winterkleidung beginnt z. B. schon bei deutlich niedrigerer Raumtemperatur zu schwitzen als eine leicht bekleidete Person. Der Wärmeschutzwert von Kleidung wird in der Einheit clo angegeben: 1 clo entspricht einem typischen Anzug mit Weste und bedeutet einen Wärmewiderstand von etwa 0,155 m²K/W. Leichte Sommerkleidung hat ca. 0,5 clo, leichte Arbeitskleidung etwa 0,6 clo, während Winterkleidung mit Mantel 1,5–2 clo erreichen kann. Für die Planung des Raumklimas bedeutet das: Tragen die Personen dicke Kleidung, sollte die Raumlufttemperatur tendenziell niedriger gehalten werden, um Behaglichkeit zu sichern. Umgekehrt verträgt eine leicht bekleidete Person auch etwas höhere Lufttemperaturen, ohne die Behaglichkeit zu verlieren.

• Tätigkeit (Aktivitätsniveau): Wie viel Wärme der Körper produziert, hängt von der körperlichen Aktivität ab. Bei anstrengender Arbeit erzeugt der Mensch deutlich mehr Wärme als im Ruhezustand. Zum Beispiel liegt der Wärmeumsatz einer ruhigen sitzenden Bürotätigkeit bei unter 130 W (Kategorie „sehr leicht“ nach DIN 33403), während schwerste körperliche Arbeit (z. B. Schaufeln oder schweres Heben) über 420 W erreichen kann. Entsprechend benötigt man für anstrengende Tätigkeiten ein kühleres Umfeld, um noch Behaglichkeit zu empfinden – andernfalls überhitzt der Körper und muss durch Schwitzen gegenregulieren. Die Arbeitsintensität beeinflusst also direkt den optimalen Temperaturbereich.

• Raumlufttemperatur: Die Lufttemperatur im Raum ist der offensichtlichste Faktor für thermisches Wohlbefinden. Sie muss im richtigen Verhältnis zur Aktivität und Bekleidung stehen: Eine niedrige Temperatur kann bei intensiver körperlicher Arbeit als angenehm empfunden werden, wäre aber für eine sitzende Person in leichter Kleidung deutlich zu kalt. Als grober Richtwert gilt ein Komfortbereich von ca. 20–26 °C für innen, je nach Jahreszeit und Bekleidung. Nach DIN 1946 Teil 2 liegt z. B. für leichte Tätigkeit (Aktivitätsgrad 1–2) mit leichter bis mittlerer Bekleidung die behagliche Raumlufttemperatur etwa im Bereich 22–26 °C. Dieser Behaglichkeitsbereich verschiebt sich leicht mit der Außentemperatur: Ist es draußen sehr kalt, wird innen meist eine etwas geringere Temperatur als angenehm empfunden (im unteren Teil des Bandes), wohingegen an heißen Sommertagen innen auch Temperaturen am oberen Ende (bis ~26 °C) noch als akzeptabel gelten, solange die Luftfeuchte und -bewegung stimmen. Somit orientiert sich die optimale Raumtemperatur nicht nur an persönlichen Vorlieben, sondern auch an den Umgebungsbedingungen.

• Luftfeuchte und Luftbewegung: Neben Temperatur spielen relative Feuchte und Luftgeschwindigkeit eine Rolle. Sehr hohe Luftfeuchtigkeit (über ~70–80 %) wird bei warmen Temperaturen als drückend empfunden, da sie das Schwitzen weniger effektiv macht – die Verdunstungskühlung wird behindert. Umgekehrt kann sehr trockene Luft (< 30 %) bei sonst angenehmer Temperatur die Haut und Schleimhäute austrocknen und dadurch Unbehagen auslösen. Die optimale Luftfeuchte für Behaglichkeit liegt ungefähr zwischen 40 % und 60 %. Auch Zugluft gilt es zu vermeiden: Luftbewegung über ca. 0,1–0,2 m/s (zugige Strömung) kann schon als unangenehm kühl an exponierten Stellen (Nacken, Füße) empfunden werden, selbst wenn die Raumtemperatur eigentlich im Behaglichkeitsbereich liegt. Eine leichte Luftbewegung kann bei hohen Temperaturen zwar kühlend wirken, doch sollte sie kontrolliert und gleichmäßig sein, um keine lokalen Kältereize zu erzeugen. Ideal ist ein leichtes, kaum spürbares Lüftchen, das die verbrauchte Luft abführt, ohne als Wind wahrgenommen zu werden.

Der Behaglichkeitsbereich beschreibt die Kombination aus Raumklima und persönlichen Faktoren, in der sich Menschen thermisch wohlfühlen. Technisch wird dieser Zustand erreicht, wenn sich der Wärmehaushalt des Körpers im Gleichgewicht befindet und die Körperkerntemperatur von ca. 37 °C gehalten wird. In diesem Zustand entspricht die vom Körper abgegebene Wärme genau der erzeugten Stoffwechselwärme.

Diagramm des Behaglichkeitsbereichs bei normaler Kleidung und ruhender Luft. Die blau markierte Fläche zeigt den Komfort- bzw. Behaglichkeitsbereich, in dem ein durchschnittlicher Mensch thermisch angenehm empfindet. Auf der horizontalen Achse ist die Raumlufttemperatur (°C) aufgetragen. Die vertikale Achse links gibt den Wärmewiderstand R der Kleidung in der Einheit m²K/kW an (rechte Skala in clo, wobei 1,0 clo = 0,155 m²K/W entspricht). Diagonale Linien stellen konstante Wärmeabgaben des Körpers (Stoffwechselraten) in W/m² dar. Im blau hinterlegten Bereich sind Wärmeproduktion und -abgabe im Gleichgewicht, sodass weder Frieren noch Schwitzen auftritt.

Normale Kleidung entspricht hier typischer Innenraum-Bekleidung mit mittlerer Isolation (~0,6–1,0 clo), und ruhende Luft bedeutet, dass kaum Luftbewegung (Zugluft) die Wärmeabgabe beeinflusst. Innerhalb der blauen Zone stimmen die Größen Temperatur, Kleidungsdämmung und Wärmeabgabe so aufeinander ab, dass der Mensch weder friert noch überhitzt. Verlässt man diesen Bereich, treten Unbehaglichkeit und physiologische Reaktionen auf: Ist es kälter als das Behaglichkeitsfeld vorgibt (bei gegebener Kleidung und Aktivität), beginnt man zu frieren; ist es wärmer, fühlt man sich zu heiß und beginnt zu schwitzen. Der dargestellte Behaglichkeitsbereich ist also technisch definiert durch jene Umgebungsbedingungen, bei denen Wärmeproduktion und -abgabe in Balance sind und die Mehrheit der Menschen sich thermisch neutral fühlt.

Kleidung wirkt als Wärmedämmung zwischen Körper und Umgebung und beeinflusst damit entscheidend die behagliche Temperaturspanne. Der Wärmedurchlasswiderstand der Kleidung wird in clo gemessen (1 clo ≈ 0,155 m²K/W). Je höher dieser Widerstand (also je wärmer die Kleidung), desto weniger Wärme verliert der Körper bei einer bestimmten Lufttemperatur. Dadurch kann bei niedrigerer Raumtemperatur noch Behaglichkeit empfunden werden. Umgekehrt erfordert leichtere Kleidung (niedrigerer Widerstand) eine höhere Umgebungstemperatur, damit der Körper nicht auskühlt. Abbildung 1 veranschaulicht diese Wechselwirkung: Bei einer gegebenen Stoffwechselrate verschiebt sich der Komfortbereich zu niedrigeren Temperaturen, wenn der Kleidungs-Wärmewiderstand steigt (Parallelverschiebung des Behaglichkeitsbereichs nach links bei höherem R).

Beispielsweise gilt eine Raumlufttemperatur von etwa 22 °C bei mäßiger Bekleidung (~1,0 clo, z.B. Anzug oder Pullover) als behaglich. Sinkt die Temperatur auf 18 °C, kann dies durch dickere Kleidung (~1,5 clo, z.B. zusätzliche Jacke) ausgeglichen werden, um die Wärmebilanz zu halten. Umgekehrt kann man bei 25 °C Raumtemperatur nur mit deutlich leichterer Kleidung (~0,5 clo, z.B. T-Shirt) noch komfortabel arbeiten, da sonst Hitzestau entsteht. Typischerweise tragen Menschen im Sommer Innenraumkleidung von etwa 0,5 clo, während im Winter ca. 1,0 clo üblich sind. Diese Anpassung hat Grenzen: Selbst mit sehr dicker Kleidung lässt sich extreme Kälte nicht unbegrenzt ausgleichen, und gesellschaftliche Konventionen (z.B. Dresscode im Büro) setzen dem Kleidungs-Regler praktische Schranken. Daher ist es sinnvoll, Raumtemperatur und Bekleidung aufeinander abzustimmen, um den Behaglichkeitsbereich zu erreichen. Eine erhöhte Kleidung-Isolation verschiebt die optimal empfundene Temperatur nach unten, während leichtere Kleidung eine höhere behagliche Temperatur erfordert. Dieses Zusammenspiel wird auch in Normen berücksichtigt – so definieren Komfortstandards unterschiedliche empfohlene Temperaturbereiche für Sommer (leichtere Kleidung) und Winter (wärmere Kleidung).

Die vom Körper produzierte Wärme (Stoffwechselrate) ist der dritte entscheidende Faktor für die thermische Behaglichkeit. Sie wird häufig in der Einheit MET angegeben (1 MET = 58 W/m² Körperoberfläche). Ein ruhender oder sitzender Mensch setzt etwa 60 W/m² an Wärme um, bei leichter Bewegung können es ~70–80 W/m² sein. In Büro- und Verwaltungstätigkeiten (überwiegend sitzend, ~1,2 MET) liegen die Wärmeabgaben typischerweise um 70 W/m². Dies entspricht der mittleren Linie innerhalb des Behaglichkeitsfeldes in Abbildung 1. Demgegenüber erzeugt ein körperlich aktiver Mensch deutlich mehr Wärme: schon bei leichtem Gehen oder stehender Tätigkeit (z.B. einfache Hausmeistertätigkeiten) steigt der Stoffwechsel auf ca. 90–100 W/m². Bei mittelschweren körperlichen Arbeiten – wie sie im Facility Management beim technischen Service, Instandhaltungs- oder Reinigungsarbeiten vorkommen – sind Werte um 110–130 W/m² (≈2 MET) üblich. Sehr anstrengende Tätigkeiten oder zügiges Treppensteigen können die Wärmeproduktion sogar auf über 150 W/m² treiben.

Diese unterschiedlichen Wärmeabgaben müssen durch Umgebung und Kleidung entsorgt werden, um im Behaglichkeitsbereich zu bleiben. Eine sitzende Person mit nur ~70 W/m² produziert vergleichsweise wenig Wärme – sie wird daher schneller frieren und braucht entweder höhere Raumtemperaturen oder wärmendere Kleidung, um behaglich zu bleiben. Ein Facility-Management-Mitarbeiter in Bewegung (z.B. beim Kontrollgang oder Materialtransport) erzeugt hingegen viel Wärme. Ist die Raumtemperatur hier zu hoch oder die Kleidung zu warm, staut sich die Körperwärme und die Person gerät ins Schwitzen. In der Praxis trägt man daher bei körperlicher Arbeit leichtere, atmungsaktive Kleidung, oft im Zwiebelschalenprinzip (z.B. T-Shirt mit Arbeitsjacke darüber), um je nach Aktivität und Umgebung variieren zu können. Bei überwiegend sitzender Tätigkeit (z.B. Leitstand oder Büro im Facility Management) ist hingegen wärmere Kleidung angebracht – z.B. ein Pullover oder Weste – da man weniger Eigenwärme produziert. Die im Diagramm dargestellten Wärmeabgabe-Linien (50, 60, 70, 80, 90, 100 W/m²) verdeutlichen: Je höher die Aktivität und damit die Wärmeproduktion, desto niedriger muss – bei gleicher Kleidung – die Umgebungstemperatur sein, damit überschüssige Wärme abgeführt wird. Alternativ kann bei höherer Aktivität die Kleidungsschicht reduziert werden, um die zusätzliche Wärme abzugeben. Für Mitarbeiter im Facility Management bedeutet dies, dass Arbeitskleidung stets an den Tätigkeitsgrad angepasst sein sollte: Leichte, gut belüftete Kleidung für bewegungsintensive Aufgaben und ggf. zusätzliche Schichten oder wärmende Kleidung für ruhige Phasen oder Arbeiten in kühleren Umgebungen. So bleibt der Mitarbeiter in unterschiedlichen Situationen im persönlichen Behaglichkeitsbereich.

Die Erkenntnisse aus dem Behaglichkeitsdiagramm fließen direkt in die Heizungsplanung und thermische Gestaltung von Räumen ein. Ziel ist es, für jeden Raumtyp und jede Nutzung die Temperatur so zu regeln, dass die meisten Personen ihn als komfortabel empfinden – ohne unnötig Energie zu verschwenden.

• Büroräume (sedentär): In Büros oder Leitständen, wo überwiegend sitzende, leichte Tätigkeit herrscht, wird typischerweise eine Raumtemperatur von etwa 20–22 °C geplant. Dies entspricht dem Behaglichkeitsbereich für ~1 clo Büro-Kleidung und ~1,2 MET Aktivität. Die deutsche Arbeitsstättenregel ASR A3.5 fordert mindestens ~20 °C für sitzende Büroarbeit. Zu hohe Temperaturen sollten vermieden werden, da sie Leistungsabfall und Unbehagen ("stickige" Luft) verursachen – 22 °C gelten hier als optimal, Werte über 26 °C im Sommer als obere Toleranz.

• Arbeitsbereiche mit körperlicher Aktivität: In Werkstätten, technischen Betriebsräumen oder Lagerbereichen, wo Mitarbeiter körperlich arbeiten (leichte bis mittlere Arbeit, z.B. Gehen, Heben, Reinigen), sind etwas niedrigere Solltemperaturen vorgesehen. Da die Beschäftigten selbst mehr Wärme erzeugen, empfinden sie schon bei ~18 °C genügend Wärme. Entsprechend erlauben die Richtlinien für mittlere Arbeit im Stehen Temperaturen um 17–19 °C. Für schwere körperliche Arbeit gelten sogar nur ~12 °C Mindesttemperatur, um Überhitzung zu vermeiden. In der Praxis werden unbeheizte Hallen im Winter oft durch entsprechende Schutzkleidung (dicke Jacken, etc.) kompensiert – hier zeigt sich wieder das Zusammenspiel von Kleidung und Temperatur. Wichtig ist, dass in gemeinsam genutzten Bereichen (z.B. ein Hausmeister, der vom warmen Büro in die kühlere Werkstatt wechselt) Übergangszonen oder anpassbare Kleidung vorhanden sind, damit der Mitarbeiter nicht friert oder schwitzt.

• Unterstützende Raumgestaltung: Die thermische Behaglichkeit hängt nicht nur von der Lufttemperatur ab, sondern auch von Strahlungstemperaturen der Wände/Böden und der Luftbewegung. Eine gleichmäßige Oberflächentemperatur der Umschließungsflächen (Wände, Fenster) nahe der Lufttemperatur trägt dazu bei, dass keine kalte Strahlung das Wohlbefinden stört. Daher wird bei der Planung auf gute Wärmedämmung und angepasste Heizflächen (z.B. temperierte Wände, Fußbodenheizung) geachtet, um kalte Flächen zu vermeiden. So kann man etwa bei einer Nachtabsenkung sicherstellen, dass die Oberflächen am Morgen nicht zu sehr ausgekühlt sind – sonst fühlt sich ein nominell 20 °C warmer Raum unbehaglich an, wenn Wände und Boden viel kälter sind. Ebenso werden Zugluftrisiken minimiert (Luft <0,2 m/s), denn ruhende Luft entspricht den Annahmen des Behaglichkeitsdiagramms.

• Heizungsregelung über die Zeit: Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Heizungsregelung über die Zeit, insbesondere Tag-/Nachtsteuerung. Während der Nutzungszeit am Tag wird die Komforttemperatur gehalten, wohingegen nachts oder bei Abwesenheit die Temperatur abgesenkt wird, um Energie zu sparen. Eine gängige Nachtabsenkung reduziert die Raumtemperatur um einige Grad (typisch 3–5 K) während der Nachtstunden. Dadurch läuft die Heizung im Leerlauf und hält nur eine Mindesttemperatur, die ausreicht, um Bausubstanz und Inventar vor Auskühlung zu schützen. Studien zeigen, dass durch eine solche Nachtabsenkung rund 5–15 % Heizenergie eingespart werden können. Wichtig ist jedoch, die Absenkung nicht zu extrem zu gestalten – empfohlen wird, nicht unter ca. 16 °C abzusinken, da sonst Wände auskühlen und Feuchtigkeit kondensieren könnte (Schimmelgefahr). Die Heizungsanlage sollte so programmiert sein, dass sie am frühen Morgen rechtzeitig wieder hochfährt, um zur Betriebszeit behagliche Temperaturen zu gewährleisten. Moderne Regelungen (smarte Thermostate, Gebäudeleittechnik) unterstützen hierbei, indem sie beispielsweise die Aufheizphase an die Gebäudeträgheit anpassen, sodass Komfort und Effizienz in Einklang stehen.

• ob sich das Gebäude in einer geschützten Innenstadt, am Meer oder im Gebirge befindet,

• ob es schneit und stürmt, regnet oder ob die Sonne brütet,

• ob sich die Räume unter dem Dach oder im Erdgeschoss befinden,

• ob in ihnen gearbeitet, geschlafen oder geduscht wird

• und wie weit sich die Räume räumlich (hydraulisch) von der Wärmeerzeugungsanlage entfernt befinden.

• Luftfeuchte (Deren Einfluss ist ebenfalls oben dargestellt, jedoch der Einfachheit nicht weiter diskutiert worden.)

• Luftgeschwindigkeit (Wegen der direkt proportionalen Abhängigkeit von Wärmeübergang und Strömungsgeschwindigkeit kommt es zur „gefühlten“ Temperatur. Eine ansonsten korrekte Anlage kann z.B. durch zu hohe Luftaustrittsgeschwindigkeiten bei den RLT-Anlagen zu Unbehaglichkeit führen.)

Auch ohne vertiefte Fachkenntnis dürfte man zu der Erkenntnis gelangen, dass ein Heizungssystem umso wirtschaftlicher arbeiten würde, je präziser es gelänge, alle Heizkörper im Bereich des kleinen violetten Kreises arbeiten zu lassen. Bereits im Bereich von 18 °C wäre Behaglichkeit für alle erreichbar.

Unter der Annahme, dass die Raumtemperaturabsenkung um 1 grd eine Energieeinsparung in Höhe von 6 % bringt, ergäbe eine Absenkung von beispielsweise bislang gewohnten 22 °C auf 18 °C eine Energieeinsparung von ungefähr einem Viertel! Das lassen wir mal so stehen, denn wir wollen den Betriebsrat nicht verärgern.

Schließlich werden bei der Planung verschiedener Raumtypen unterschiedliche Temperaturanforderungen berücksichtigt, um überall Behaglichkeit zu gewährleisten. Aufenthaltsräume wie Kantinen, Pausen- oder Sanitärräume plant man etwas wärmer als Arbeitsräume, da sich die Personen dort weniger bewegen bzw. zeitweise entkleiden (Duschen). So schreibt die ASR z.B. für Waschräume mit Duschen mindestens 24 °C vor, für Pausenräume ~21 °C. Schlafräume (z.B. in Wohnheimen) können dagegen etwas kühler gehalten werden, da viele Menschen zum Schlafen 16–18 °C als angenehm empfinden – hier kommen Decken als Kältekompensation ins Spiel. In großen Eingangshallen oder Fluren, wo sich Personen nur kurz aufhalten (oft mit Jacke), kann die Temperatur ebenfalls geringer ausfallen, ohne die Behaglichkeit wesentlich zu beeinträchtigen.

Thermische Behaglichkeit am Arbeitsplatz bedeutet ein Raumklima, bei dem sich Mitarbeiter wohlfühlen und der Körper im Wärmegleichgewicht bleibt. Weder Schwitzen noch Frieren beeinträchtigen die Leistung. Optimale Temperaturen liegen je nach Tätigkeit und Kleidung meist zwischen 20–26 °C. Die raumlufttechnischen Lösungen stellen sicher, dass dieser Wohlfühlbereich eingehalten wird – für zufriedene, gesunde und produktive Mitarbeiter in jeder Jahreszeit.

Das Diagramm zur thermischen Behaglichkeit veranschaulicht, wie Temperatur, Kleidungswärmewiderstand und Wärmeproduktion zusammenwirken, um den menschlichen Komfort zu bestimmen. Für die Heizungs- und Raumklimaplanung bedeutet dies, dass man Räume je nach Nutzung differenziert auslegt: Büros warm genug für sitzende Beschäftigte, Arbeitsbereiche eher kühler für aktive Tätigkeiten, und flexible Regelstrategien (z.B. Nachtabsenkung, Zonenregelung) einsetzt, um Energieeffizienz und Behaglichkeit zu vereinen. Die Beachtung anerkannter Normen wie DIN EN ISO 7730 und ASHRAE 55 gewährleistet dabei, dass der definierte Behaglichkeitsbereich eingehalten wird und mindestens 80 % der Nutzenden mit dem Raumklima zufrieden sind. So schafft man Innenräume, die sowohl aus humaner als auch technischer Sicht wohltemperiert sind.

Wenn man von Fernwärme spricht, denkt man zunächst an große Heizwerke, die über mehr oder weniger lange und verzweigte Systeme von Rohrleitungen die an zentraler Stelle erzeugte Wärme zu einem bestimmten Bereich transportieren. Meist handelt es sich hierbei um Städte und größere Gemeinden, in denen häufig die Stadtwerke die Träger dieser Art der Wärmeerzeugung sind. Diese Fernwärmesysteme sind allerdings nicht im Blickwinkel des Facility Managements, zumindest nicht bezüglich ihres Betriebes, bezüglich des Anschlusses an ein Fernwärmenetz dagegen eher.

In solchen Fällen betreibt das Facility Management dann lediglich ein Verteilsystem auf dem Gebiet seines Verantwortungsbereiches. Die Zuständigkeit ist in solchen Fällen von der Sekundärseite der Einspeisungsstation bis hin zu den Wärmeverbrauchern, also den Heizkörpern, Decken-, Wandlüftern und eventuell zu weiteren Verteilstationen mit direktem oder indirektem Anschluss. Diese Verteilerstationen dienen dann zumeist technologischen Zwecken, aber auch der Gebrauchswarmwasserbereitung.

Gibt es im Verantwortungsbereich des Facility Managements nun auch noch eine eigene Wärmeerzeugungsanlage, wie beispielsweise eine Heizkesselanlage, ein BHKW bzw. andere Wärmeerzeugungsanlagen, dann hat das Unternehmen ein eigenes Fernwärmesystem. Dies unterscheidet sich zumeist dadurch, dass es einen geringeren Umfang und eine geringere Leistung hat als beispielsweise städtische Wärmeversorgungsunternehmen. Um hier eine Unterscheidung machen zu können, spricht man in solchen Fällen von Nahwärme.

• eine Wärmeerzeugung

• eine Wärmeverteilung

• und Wärmeverbraucher.

Das Transportmedium für die Wärme ist in den allermeisten Fällen Wasser. Selten findet man noch Dampfleitungen und wenn, dann fast ausschließlich für technologische Zwecke. Wenn das Heizwasser größere Strecken überwinden muss, und wenn die Anlagen recht verzweigt sind, wird gern Wasser verwendet, dessen Temperatur höher als der Siedepunkt ist. In diesem Falle ist der Anlagendruck so weit zu erhöhen, dass das Heizwasser nicht siedet. Man spricht von Druckauflastung. Diese ist direkt proportional der Vorlaufwassertemperatur plus eine Sicherheit. Es leuchtet ein, dass bei der Konzeption solcher Anlagen die Wirtschaftlichkeit gefunden werden muss zwischen der Vorlauftemperatur des Heizmediums und den hiermit verbundenen höheren Investitionsaufwendungen bezüglich der Druckfestigkeit und der Isolierdicken.

Mehrere Normen definieren und quantifizieren Behaglichkeit am Arbeitsplatz. So legt DIN 33403 („Klima am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung“) Kriterien fest, um das Klima im Behaglichkeits- und Erträglichkeitsbereich zu beurteilen. Beispielsweise werden sieben Stufen der Arbeitsbeanspruchung definiert, basierend auf dem Arbeitsenergieumsatz (AU) in Watt. Diese reichen von „sehr leicht“ (Stufe 1, <130 W, z. B. ruhiges Sitzen) bis „schwerst“ (Stufe 7, >420 W, z. B. schwere körperliche Arbeit). Anhand dieser Kategorien kann man abschätzen, welcher Raumklimabereich für eine Tätigkeit passend ist. DIN 33403 Teil 3 beschreibt zudem, wie das Klima im Erträglichkeitsbereich beurteilt wird – also die Bedingungen, die ein arbeitender Mensch gerade noch über längere Zeit ertragen kann, ohne seine Gesundheit zu gefährden.

Auch die Raumlufttechnik-Norm DIN 1946 Teil 2 spielt eine wichtige Rolle. Sie gibt Empfehlungen für behagliche Raumtemperaturen in Innenräumen in Abhängigkeit von Aktivitätsgrad und Bekleidung. Ein in dieser Norm dargestelltes Diagramm zeigt den Behaglichkeitsbereich der Raumtemperatur für leichten Aktivitätsgrad (Kategorie 1–2) in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Daraus geht hervor, dass zum Beispiel bei einer niedrigen Außentemperatur von 0 °C ein Bereich von etwa 21–23 °C Raumtemperatur behaglich ist, während bei einer höheren Außentemperatur von 30 °C auch Innenraumtemperaturen bis ca. 26 °C noch als behaglich durchgehen. Solche Diagramme helfen Planern, Heizungs- und Klimaanlagen so auszulegen, dass im Jahresverlauf ein möglichst konstanter Behaglichkeitszustand gehalten wird, ohne unnötig Energie zu verschwenden.

• Achsenbeschriftungen: Dieses Diagramm ist etwas komplexer, da es Temperatur und Luftfeuchte kombiniert. X-Achse = Feuchtthermometertemperatur (°C) – das ist die Temperatur eines befeuchteten Thermometers, welche die Kühlwirkung der Verdunstung berücksichtigt (ähnlich der Wet-Bulb Globe Temperature, WBGT). Y-Achse = Raumlufttemperatur (trocken) in °C (normale Lufttemperatur).

• Darstellungsform: Mehrere Kurven markieren den Dauerexpositions-Grenzbereich (Erträglichkeitsgrenze) für verschiedene Szenarien. Dargestellt sind Einflüsse des Wärmeschutzwertes der Kleidung und der Arbeitswärme. Konkret sind Kurven für verschiedene Arbeitsenergieumsätze $AU$ (z.B. 100 W, 200 W, 300 W) eingezeichnet, teils mit zusätzlichen Verschiebungen für +10% und +20% erhöhte Bekleidungsisolation. Zudem sind Linien der relativen Luftfeuchte (ϕ = 30%, 40%, 50% etc.) erkennbar, die schräg im Hintergrund verlaufen. Ein Punkt im Diagramm (X-/Y-Koordinate) entspricht also einer bestimmten Kombination aus Temperatur und Feuchte; die Kurven zeigen, ab wann diese Kombi für einen Menschen stark belastend wird.

• Kernaussage: Das Diagramm zeigt den Übergang vom Behaglichkeits- zum Erträglichkeitsbereich – also Bedingungen, die zwar noch 8 Stunden lang toleriert werden können, aber bereits erhebliche Hitzebelastung darstellen. Dieser Erträglichkeitsbereich ist definiert durch z.B. eine gewisse maximale Schweißrate (im Bildtext wird ein Wert von 500 g Schweiß pro Stunde als zulässig genannt) und erhöhte Herz-Kreislauf-Belastung, die aber gerade noch langfristig kompensiert werden kann. Überschreitet man diesen Bereich, gelangt man in unerträgliche Bedingungen, die gesundheitsschädlich wären. Die Kurven im Diagramm verdeutlichen, wie starke körperliche Arbeit (höherer AU-Wert) und wärmere Kleidung die zumutbaren Klimabedingungen einschränken: Bei höherer Belastung verschiebt sich die Grenze zu niedrigeren Temperaturen und/oder geringerer Luftfeuchte. Beispielsweise kann ein leichter Arbeiter (AU=100 W) noch bei deutlich höheren Temperaturen arbeiten als ein schwer arbeitender (AU=300 W), bevor die Dauerbelastungs-Grenze erreicht ist – insbesondere, wenn beide noch zusätzlich warme Kleidung tragen.

• Verwendung: Dieses Diagramm stammt aus dem Arbeitsschutz (u.a. DIN 33403-3: Beurteilung des Klimas im Erträglichkeitsbereich). Arbeitsplatzexperten, Sicherheitsingenieure und Betriebsärzte nutzen solche Grafiken, um Klimagrenzwerte für Hitzearbeit festzulegen. Es hilft bei der Beurteilung von Arbeitsplätzen mit hoher Wärmebelastung (z.B. Gießereien, Stahlwerke, Baustellen im Sommer). Anhand des Diagramms kann man entscheiden, unter welchen Umgebungsbedingungen eine Arbeit noch dauerhaft (über eine ganze Schicht) ausgeführt werden kann und wann Schutzmaßnahmen nötig sind – z.B. Kühlpausen, Klimaanlagen, Trinkpausen oder leichtere Schutzkleidung.

• Wer nutzt es? Sicherheitsfachkräfte und Arbeitsplaner in Industriebetrieben ziehen solche Diagramme heran. Auch Behörden und Unfallversicherungsträger (wie die DGUV) geben auf Basis dieser Daten Richtlinien heraus. So wird beispielsweise eine Schweißproduktion von etwa 0,6–0,8 Liter pro Stunde (ca. 3–6 Liter über eine Schicht) als noch akzeptabel angesehen​– was ungefähr dem Dauer-Erträglichkeitsbereich entspricht. Die Diagramme sorgen dafür, dass Arbeitsplätze so gestaltet werden, dass die Beschäftigten nicht überhitzen und ihre Körperkerntemperatur stabil bleibt (ca. 37 °C), was für die Gesundheit unerlässlich ist.

Auf der Y-Achse ist die Raumlufttemperatur (trocken) aufgetragen, auf der X-Achse die Feuchtthermometer-Temperatur (ein Maß für Luftfeuchte + Temperatur zusammen). Die gekrümmten/knickenden Grenzlinien zeigen, bei welchen Bedingungen der Erträglichkeits-Grenzbereich erreicht ist – d.h. Klimabedingungen, die gerade noch 8 Stunden ertragen werden können. Dargestellt sind Kurven für leichte Arbeit (unten, z.B. AU=100 W) bis schwere Arbeit (oben, z.B. AU=300 W). Zusätzlich verschärfen +10% bzw. +20% Wärmeschutz (also noch wärmere Kleidung oder isolierende Schutzausrüstung) die Situation – diese Fälle sind durch entsprechende Verschiebungen der Kurven nach links/unten angedeutet (weniger Wärme und Feuchte erträglich). Beispiel: Eine Person mit mittelschwerer Tätigkeit (AU=200 W) in normaler Arbeitskleidung kann laut Diagramm z.B. Bedingungen von 30 °C trockener Temperatur bei 50 % rel. Luftfeuchte gerade noch aushalten (dieser Punkt liegt nahe an der Kurve für 200 W). Höhere Temperatur oder Feuchte würden die Kurve überschreiten – es wäre also zu heiß. Ein schwer arbeitender Mensch in dicker Kleidung hingegen erreicht die Erträglichkeitsgrenze vielleicht schon bei 26–28 °C / 50 %, also deutlich früher. In der Praxis bedeutet dies: Je schwerer die Arbeit und je wärmer die Kleidung, desto strenger sind die zulässigen Klimagrenzen. Das Diagramm unterstützt Arbeitgeber dabei, rechtzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten (z.B. Lüftung erhöhen, Luftfeuchte senken, Kühlpausen einplanen), bevor die Belastung unerträglich wird.

Praxisbeispiel (Diagramm 3): In einer Gießerei herrschen hohe Temperaturen.

• Ist-Zustand ermitteln: Vor Ort wird die Lufttemperatur z.B. mit 35 °C (trocken) gemessen, die relative Feuchte beträgt 30 %. Die Feuchtkugel-Temperatur (Feuchtthermometer) lässt sich daraus ermitteln oder direkt messen – bei 35 °C/30 % r. F. liegt sie etwa bei 24 °C.

• Passende Kurve finden: Im Diagramm 3 betrachtet man die Kurve für schwere Arbeit (AU=300 W). Diese verläuft im Bereich hoher Temperaturen weit unten. Man sieht, dass bei Feuchtthermometer ~24 °C die zulässige trockene Temperatur für 300 W etwa nur 32 °C beträgt (bei 30 % Feuchte). Die aktuelle Temperatur von 35 °C liegt oberhalb dieser Linie – also außerhalb des Erträglichkeitsbereichs.

• Beurteilung: Das bedeutet, unter den gegebenen Bedingungen würde der Arbeiter wahrscheinlich überhitzen (Schweißproduktion und Herz-Kreislauf-Belastung wären zu hoch). Ohne Gegenmaßnahmen ist eine 8-Stunden-Schicht nicht zumutbar.

• Maßnahmen: Die Verantwortlichen könnten nun Maßnahmen ergreifen, z.B.: Kühlung verbessern (Ventilation/ Klimaanlage, um die Temperatur unter ~32 °C zu bringen), Luftfeuchtigkeit reduzieren (z.B. durch Entfeuchter, was die Feuchtkugeltemperatur senkt) oder die Arbeitsdauer verkürzen (regelmäßige Pausen in kühler Umgebung). Auch leichtere Schutzkleidung (falls machbar) würde helfen – im Diagramm entspräche das einer Verschiebung Richtung +0% Wärmeschutz, wodurch bei 24 °C Feuchtkugel vielleicht ~34–35 °C trocken noch erträglich wären. Anhand des Diagramms lässt sich somit objektiv prüfen, ob ein Arbeitsplatz hitzegesundheitlich unbedenklich ist oder ab wann Eingriffe erforderlich sind, um die Beschäftigten im sicheren, erträglichen Klima zu halten.

• Behaglichkeitsbereich: Klimabereich, in dem sich Menschen ohne thermoregulatorische Anpassungen wohlfühlen. Hier herrschen optimale Bedingungen bezüglich Temperatur, Feuchte und Luftbewegung – weder zu warm noch zu kalt.

• Erträglichkeitsbereich (Dauerexpositionsgrenzbereich): Der Grenzbereich des Klimas, der gerade noch über längere Zeit ertragen werden kann. Im Erträglichkeitsbereich muss der Körper bereits gegensteuern (Schwitzen, erhöhter Kreislauf), um die Wärmebilanz zu halten. Eine Dauerexposition (z. B. 8 Stunden) ist möglich, aber anstrengend.

• clo (Wärmeschutzwert): Einheit für den Wärmedämmwert von Kleidung. 1 clo entspricht einem Wärmewiderstand von 0,155 m²K/W und stellt typischerweise ein Business-Outfit (Anzug) dar. Je höher der clo-Wert, desto besser isoliert die Kleidung (mehr Wärme bleibt am Körper).

• Arbeitsenergieumsatz (AU): Maß für die vom Körper umgesetzte Leistung (Stoffwechselrate) bei einer Tätigkeit, angegeben in Watt (W). Der Arbeitsenergieumsatz steigt mit der körperlichen Aktivität – bei leichter Büroarbeit etwa <130 W, bei körperlich schwerer Arbeit mehrere 100 W. DIN 33403 teilt den Arbeitsumsatz in Kategorien ein (Stufe 1 sehr leicht bis Stufe 7 schwerst), um Klimaanforderungen abzuleiten.

• Wärmeleitwiderstand R A : Technische Größe für die Wärmedämmung der Kleidung. Angegeben in m²K/W beschreibt R A , wie stark Kleidung den Wärmefluss vom Körper an die Umgebung bremst. Je höher R A , desto stärker die Isolation (dickere/wärmere Kleidung). Der Wert lässt sich in clo umrechnen (1 clo ≈ 0,155 m²K/W entspricht ~155 m²K/kW in älteren Einheiten). Beispielsweise hat leichte Sommerkleidung einen R A von ca. 0,08 m²K/W (≈0,5 clo), Winterkleidung mit Mantel etwa 0,3 m²K/W (≈2 clo).

• Behaglichkeitstemperatur: Auch Empfindungstemperatur genannt. Dies ist diejenige Raumtemperatur, bei der ein bestimmter Mensch (mit gegebener Aktivität und Kleidung) thermisch gerade neutral fühlt. Sie ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Körperwärmeproduktion und Wärmeabgabe. Ist die Lufttemperatur gleich der Behaglichkeitstemperatur, empfindet die Person weder Hitze noch Kälte. Änderungen in Aktivität oder Bekleidung verändern : Mehr Aktivität (höhere Wärmeproduktion) oder wärmere Kleidung senken , weniger Aktivität oder kühlere Kleidung erhöhen sie.

• DIN 1946 Teil 2: Raumlufttechnik; Gesundheitstechnische Anforderungen. (Beuth Verlag, aktueller Stand: 2018). – Legt Auslegungswerte für behagliches Raumklima fest (Temperatur, Feuchte, Luftqualität) in Aufenthaltsräumen, inkl. empfohlener Behaglichkeitsbereich für verschiedene Bedingungen.

• DIN 33403 Teil 2: Klima am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung – Einfluss des Klimas auf den Wärmehaushalt des Menschen. (Beuth Verlag, z.B. Ausgabe 2000). – Beschreibt die physiologischen Auswirkungen von Klima auf den Menschen und definiert Größen zur Beurteilung (z.B. Aktivitätsgrade, Wärmestress-Indikatoren).

• DIN 33403 Teil 3: Klima am Arbeitsplatz und in der Arbeitsumgebung – Beurteilung des Klimas im Erträglichkeitsbereich. (Beuth Verlag, z.B. Ausgabe 2001). – Enthält Kriterien und Grenzwerte, um warmes Arbeitsklima (Hitze) im Dauerbetrieb zu bewerten, sowie Klassifizierung der Arbeitsbeanspruchung (Tabellen des Arbeitsenergieumsatzes) und zulässige Klimabedingungen für eine 8-Stunden-Schicht.

• DIN EN ISO 7730;

• ASHRAE 55;

• DIN-Glossar Gebäudehülle:Thermische Behaglichkeit (2022)]gebaeudeforum.degebaeudeforum.de;

• Baunetz Wissen: Thermische Behaglichkeit]baunetzwissen.de;

• Detailwissen Bauphysik: Behaglichkeit (2013) page-one.springer.com

• Arbeitsstättenregel ASR A3.5

• BG ETEM: Mindesttemperaturen]bgetem.debgetem.de;

• Energiesparratgeber: Nachtabsenkung

• Frage: Was ist der Unterschied zwischen Behaglichkeitsbereich und Erträglichkeitsbereich?

• Antwort: Im Behaglichkeitsbereich fühlt man sich rundum wohl, ohne dass der Körper gegensteuern muss – das Raumklima ist ideal (weder zu warm noch zu kalt). Der Erträglichkeitsbereich hingegen beschreibt Bedingungen, die zwar noch auszuhalten sind, aber bereits spürbaren Stress für den Körper bedeuten (z.B. starkes Schwitzen). Einfach gesagt: Behaglich = angenehm, erträglich = gerade noch annehmbar (für begrenzte Zeit, ca. eine Arbeitsschicht lang).

• Frage: Welche Faktoren beeinflussen die thermische Behaglichkeit am Arbeitsplatz am stärksten?

• Antwort: Hauptsächlich Temperatur, Aktivität und Bekleidung. Die Raumtemperatur muss zur Tätigkeit passen – jemand der schwer arbeitet, braucht meist eine kühlere Umgebung als jemand, der still sitzt. Die Kleidung wirkt isolierend: mit dicker Kleidung wird es schneller zu warm. Daneben spielen auch Luftfeuchte und Luftbewegung eine Rolle – sehr trockene oder sehr feuchte Luft sowie Zugluft können das Wohlbefinden trotz „richtiger“ Temperatur beeinträchtigen. Optimal ist eine ausgeglichene Kombination aller Faktoren (angenehme Temperatur, moderate Feuchte, keine Zugluft), angepasst an die Tätigkeit der Personen.

• Frage: Welche Raumlufttemperatur ist ideal für Büros?

• Antwort: Für Büroarbeit (leichte Aktivität, meist sitzend) wird allgemein eine Temperatur um 22 °C als angenehm empfunden. Je nach Jahreszeit darf es etwas variieren: Im Winter empfinden viele 21–23 °C als behaglich, im Sommer sind auch 24–26 °C noch akzeptabel, sofern die Luftfeuchtigkeit im Komfortbereich bleibt. Wichtig ist, dass die Temperatur gleichmäßig ist und keine großen Schwankungen auftreten. Normen wie DIN 1946-2 empfehlen für Büros einen Behaglichkeitsbereich, der grob zwischen 20 und 26 °C liegt, angepasst an Außenklima und Kleidung.

• Frage: Welche Kleidung ist für 24 °C Raumtemperatur bei leichter Arbeit optimal?

• Antwort: Bei ca. 24 °C Raumtemperatur und leichter Tätigkeit (z.B. Sitzen, Tippen) fühlt man sich mit leichter bis mittlerer Bekleidung am wohlsten. Ideal ist z. B. leichte Bürokleidung: ein langärmliges Hemd oder Bluse und eine lange Hose, eventuell ein leichter Pullover. Diese Kombination entspricht ungefähr 0,5–0,6 clo Wärmeschutz und sorgt dafür, dass einem weder zu warm noch zu kalt wird. Trägt man deutlich wärmere Kleidung (z.B. Sakko, Weste oder Mantel) bei 24 °C, könnte es schon zu warm werden – man würde ins Schwitzen kommen. Ist man hingegen nur mit ganz dünner Sommerkleidung (T-Shirt, kurze Hose ~0,3 clo) im 24 °C-Raum, kann es leicht als zu kühl empfunden werden. Daher gilt: leichte Schichten, die bei Bedarf an- oder ausgezogen werden können, sind bei ~24 Grad optimal.

• Frage: Wie lange kann man außerhalb des Behaglichkeitsbereichs arbeiten?

• Antwort: Kurzzeitiges Arbeiten in suboptimalem Klima ist meist unproblematisch – der Körper kann sich vorübergehend anpassen (z.B. durch Schwitzen oder Frösteln). Über längere Zeit sollte das Klima aber nicht außerhalb des Erträglichkeitsbereichs liegen. Im Erträglichkeitsbereich selbst (also gerade noch tolerable Bedingungen) gibt die Norm einen Richtwert von etwa 8 Stunden an – ungefähr die Länge einer üblichen Arbeitsschicht. Das heißt, z.B. in einer warmen Produktionshalle, die an der oberen Grenze des Erträglichen ist, sollten Beschäftigte nach Möglichkeit nicht länger als eine Schicht am Stück diesen Bedingungen ausgesetzt sein. Für extreme Temperaturen (jenseits des Erträglichkeitsbereichs) sind nur kurze Aufenthalte zulässig, da sonst Gesundheit und Leistungsfähigkeit stark leiden. Generell sollte stets angestrebt werden, dass Arbeitsplätze im Behaglichkeitsbereich klimatisiert sind – dann sind auch unbegrenzte Aufenthaltszeiten unbedenklich.