PMV- und PPD-Rechner: Thermischen Komfort nach ISO 7730 bewerten

Nutzen Sie den Komfortrechner, sobald es nicht um reinen Hitze- oder Kältestress geht, sondern um die Frage, ob ein Aufenthalt insgesamt behaglich, grenzwertig oder belastend ist.

Hitzeindex und Windchill bewerten jeweils nur einen Extrembereich: Der Hitzeindex koppelt hohe Temperatur mit Luftfeuchte, der Windchill greift fachlich erst bei Lufttemperaturen unter etwa 10 Grad Celsius mit spürbarem Wind.

Der thermische Komfortrechner bewertet dagegen die gesamte Behaglichkeit über den ganzen Temperaturbereich und verbindet Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Luftbewegung und Aktivität zu einem Behaglichkeits-Score.

Praxisfall: In einem Büro mit wechselnder Belegung zeigt der Rechner, ob mehr Luftbewegung oder eine Feuchtekorrektur den größeren Nutzen bringt.

Der PMV-Wert (Predicted Mean Vote) der zugrunde liegenden Norm ISO 7730 reicht von −3 (sehr kalt) bis +3 (sehr heiß), wobei nur der Korridor von −0,5 bis +0,5 als thermisch behaglich gilt.

Windchill und Hitzeindex können weder Aktivität noch Bekleidung berücksichtigen und taugen deshalb nicht für Behaglichkeitsfragen im mittleren Temperaturbereich.

Den größten Einfluss haben Lufttemperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Luftbewegung und die Frage, ob Sie sich ruhig aufhalten oder körperlich aktiv sind.

Die Temperatur setzt das Grundniveau, doch hohe Luftfeuchtigkeit bremst die Verdunstung von Schweiß und lässt warme Luft schwüler wirken, während Wind die Wärmeabgabe der Haut spürbar beschleunigt.

Schon kleine Änderungen bei Luftbewegung oder Aktivität können eine als angenehm empfundene Situation in Richtung belastend verschieben, weil der Körper bei Bewegung deutlich mehr Stoffwechselwärme erzeugt und abgeben muss.

Deshalb lohnt es sich, diese vier Größen getrennt zu betrachten, statt nur auf die abgelesene Temperatur zu schauen, die für sich genommen oft trügt.

Bei typischen Bürobedingungen genügt oft eine Erhöhung der Luftbewegung von 0,1 auf 0,3 m/s, um einen grenzwertigen PMV-Wert wieder in den Komfortkorridor von −0,5 bis +0,5 zurückzuführen.

Wer einzelne Werte verändert, sieht im Behaglichkeits-Score unmittelbar, welcher Faktor im konkreten Fall die größte Wirkung entfaltet.

Aktivität und Bekleidung wirken so stark, weil der Körper im Ruhezustand grob 100 Watt Wärme abgibt, bei körperlicher Arbeit ein Vielfaches davon, und genau diese zusätzliche Wärme an die Umgebung abgegeben werden muss.

In der ISO-7730-Systematik steht dafür der MET-Wert: sitzende Tätigkeit entspricht etwa 1,0 met, Stehen rund 1,2 bis 1,4 met, moderate Bewegung deutlich mehr.

Der thermische Komfortrechner bildet dieses Prinzip vereinfacht über das Aktivitätslevel ab und zeigt dadurch, warum dieselbe Umgebung für eine sitzende Person noch angenehm, für jemanden bei Arbeit aber bereits belastend sein kann.

Bekleidung wirkt wie eine Dämmschicht: Nach ISO 7730 verschiebt ein Wechsel von 0,5 auf 1,0 clo die neutrale operative Temperatur um rund 3 bis 4 Grad Celsius nach unten.

Das erklärt, warum 22 Grad Celsius im klimatisierten Büro für leicht bekleidete Personen noch behaglich und für Anzugträger bereits grenzwertig kühl wirken kann.

Wer beide Hebel getrennt variiert, erkennt schnell, welcher im konkreten Fall stärker wirkt.

Am sitzenden Büroarbeitsplatz mit leichter Tätigkeit schreibt die Technische Regel ASR A3.5 (Tabelle 1) eine Mindest-Lufttemperatur von 20 Grad Celsius vor, bei mittelschwerer sitzender Arbeit 19 Grad; im Stehen oder Gehen sinken die Werte auf 19, 17 beziehungsweise 12 Grad je nach Schwere.

Nach oben gilt: Ab 26 Grad Celsius sollen Arbeitgeber zusätzliche Maßnahmen wie Sonnenschutz oder Lüftung ergreifen, ab 30 Grad sind wirksame Entlastungsmaßnahmen laut Gefährdungsbeurteilung vorgeschrieben, ab 35 Grad gilt der Raum ohne technische oder organisatorische Maßnahmen nicht mehr als geeigneter Arbeitsraum.

Der thermische Komfortrechner zeigt, wie knapp diese gesetzlichen Grenzen am Behaglichkeitsmodell liegen: Bei den gesetzlich erlaubten 20 Grad, 50 % Feuchte und sitzender Tätigkeit liefert er einen Score von −1,1 (PPD 31,0 %, Stufe „Leicht kühl“), bei der ersten Hitzeschwelle von 26 Grad bereits +2,2 (PPD 85,7 %, Stufe „Warm“).

Gesetzliche Erlaubtheit und tatsächliche Behaglichkeit sind also zwei verschiedene Maßstäbe.

Als ideale Wohlfühltemperatur im Büro gilt nach ASHRAE 55 ein operativer Bereich von 20 bis 26 Grad Celsius bei 30 bis 60 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit, wobei die genaue Lage vom Aktivitätslevel abhängt.

Der thermische Komfortrechner bestätigt das für die sitzende Standardsituation: Bei 50 % Feuchte und kaum Luftbewegung liegt der Score bei 22 Grad Celsius nahe null (−0,02, Stufe „Behaglich“), bei 24 Grad bereits bei +1,1 (Stufe „Leicht warm“, PPD 29,9 %).

Für stehende Tätigkeit verschiebt sich der behagliche Bereich spürbar nach unten: Dieselben 22 Grad Celsius ergeben im Stehen schon einen Score von +1,6 (PPD 58,7 %), weil der Körper im Stehen mehr Eigenwärme erzeugt.

Eine einzelne „ideale“ Zahl gibt es deshalb nicht — entscheidend ist immer die Kombination aus Temperatur, Feuchte, Luftbewegung und Tätigkeit, die der Rechner gemeinsam auswertet, statt nur eine Zieltemperatur zu nennen.

Ändern Sie pro Berechnung nur einen dominanten Faktor, etwa Luftbewegung, relative Luftfeuchtigkeit oder Aktivität, und halten Sie alle übrigen Eingaben konstant.

So erkennen Sie eindeutig, welcher Hebel die Behaglichkeit tatsächlich kippen lässt, statt mehrere Einflüsse gleichzeitig zu vermischen und am Ende nicht zu wissen, woher die Veränderung kam.

Notieren Sie Ausgangslauf und Vergleichslauf mit ihren Komfortklassen, dann wird die Veränderung im Behaglichkeits-Score direkt ablesbar.

Dieses Vorgehen entspricht einem einfachen Ein-Faktor-Test und liefert belastbarere Aussagen als ein Rundumschlag, bei dem Temperatur, Feuchte und Wind gemeinsam verändert werden.

Ein Sprung des PMV-Werts von −0,5 auf −1,0 durch erhöhte Luftbewegung signalisiert dabei ebenso klar eine Überkorrektur wie ein Anstieg von +0,5 auf +1,0 durch unzureichende Lüftung.

Arbeiten Sie sich bei mehreren Szenarien Faktor für Faktor vor und dokumentieren Sie jeden Schritt, damit am Ende klar ist, welche Maßnahme den größten Komfortgewinn bringt.

Die Komfortklasse fasst den Behaglichkeits-Score zusammen mit den eingegebenen Werten zu einer empfundenen Stufe zusammen und zeigt, ob eine Situation noch behaglich, grenzwertig oder klar belastend ist – vergleichbar mit einer PPD-Tabelle, nur direkt auf Ihre Eingaben bezogen statt auf feste Referenzstufen.

Für die Planung bedeutet eine grenzwertige Klasse, dass Sie Lufttemperatur, Bekleidung oder Aktivitätslevel anpassen sollten, bevor aus leichter Unbequemlichkeit echte Belastung wird.

Die Klasse ersetzt keine medizinische Beurteilung, dient aber als verlässliche Ampel, um frühzeitig gegenzusteuern, etwa durch zusätzliche Lüftung, längere Pausen oder leichtere Kleidung.

Konkret bedeutet ein PMV-Wert außerhalb des Komfortkorridors von −0,5 bis +0,5, dass laut ISO 7730 statistisch mehr als 10 Prozent der Anwesenden die Situation als unangenehm bewerten.

Verschiebt sich die Klasse zwischen zwei Läufen, sehen Sie sofort, ob die eben getroffene Maßnahme ausreicht oder ob weitere Anpassungen nötig sind, um wieder in den behaglichen Bereich zu kommen.

Die operative Temperatur ist laut ISO 7730 näherungsweise der Mittelwert aus Lufttemperatur und mittlerer Strahlungstemperatur der umgebenden Flächen und weicht bei geringer Luftgeschwindigkeit kaum von der reinen Lufttemperatur ab.

Der thermische Komfortrechner fragt nur die Lufttemperatur ab und setzt implizit voraus, dass die Strahlungstemperatur ihr in etwa entspricht – eine Annahme, die in normal möblierten Innenräumen ohne direkte Sonne meist zutrifft.

Bei direkter Sonneneinstrahlung, großen Fensterflächen oder heißen Maschinenoberflächen kann die tatsächliche Strahlungstemperatur aber um 10 bis 20 Grad Celsius über der Lufttemperatur liegen und den realen PMV-Wert deutlich stärker nach oben verschieben, als der Rechner mit der reinen Lufttemperatur zeigt.

Auch Akklimatisierung, Gesundheitszustand oder individuelle Kälte- und Wärmeempfindlichkeit bleiben außen vor, weil sie sich nicht aus Wetterdaten ableiten lassen.

Behandeln Sie das Ergebnis deshalb als fundierte Orientierung für typische Innenraumsituationen und prüfen Sie bei Sonneneinstrahlung oder Wärmequellen die tatsächliche Wahrnehmung vor Ort.

Prüfen Sie Lufttemperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit immer dann vor Ort, wenn die realen Bedingungen stark von Ihren Eingaben abweichen können, etwa bei direkter Sonne, Maschinen- oder Abwärme, Zugluft oder dichter Belegung eines Raumes.

Solche lokalen Effekte heben den empfundenen Wärmestress oft deutlich über das an, was eine einzelne Wetterstation oder ein grober Schätzwert vermuten lässt.

Ein kurzer Ortscheck mit Thermometer und Feuchtemessgerät verhindert, dass ein formal plausibler Behaglichkeits-Score an der Praxis vorbeigeht und falsche Sicherheit erzeugt.

Gerade vor längeren Aufenthalten, Veranstaltungen oder Arbeiten unter Last lohnt sich diese Gegenkontrolle, weil schon wenige Grad Unterschied oder spürbare Zugluft die Komfortklasse merklich verschieben können.

Für eine valide Beurteilung nach ISO 7730 sollte die Luftgeschwindigkeit in Aufenthaltshöhe mit einem Anemometer gemessen werden, da Zugluft schon bei 0,2 m/s in Kombination mit 20 Grad Celsius einen PMV-Wert unterhalb des Komfortkorridors erzeugen kann.

Wiederholen Sie die Messung an verschiedenen Stellen des Raumes, da Fenster, Wand und Raummitte sich spürbar unterscheiden.