DE102008061087A1 - Indoor temperature data recording and evaluating method for use in residential environment i.e. modern and modernized building, involves comparing dew-point with another dew-point, and estimating temperature based on dew-points comparison - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und Auswertung von Raumklimadaten. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtungsanordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The The invention relates to a method for detecting and evaluating Room climate data. The invention further relates to a device arrangement for Implementation of such a procedure.
Moderne und modernisierte Bausubstanz leidet häufig unter zu geringen Luftwechseln. Das Raumklima kann sich wegen moderner Dämmung schnell zu feucht gestalten. CO2-Anreicherung durch Atemluft führt dann wegen verminderter Behaglichkeit häufig zu Dauerkippstellung der Fenster und permanenter Ablüftung. Klassische und unsanierte Bausubstanz leidet hingegen häufig an stärkeren Temperaturkontrasten zwischen der Innenraumluft und den inneren Raumbegrenzungsflächen (Innenoberflächen der Raumwände, insbesondere der Außenwände). In beiden Fällen ergibt sich ein Potential für stark erhöhte Feuchte und ggf. Kondenswasserbildung an so genannten Kaltpunkten innerhalb der Wohnumgebung.Modern and modernized buildings often suffer from low air changes. The indoor climate can become too damp due to modern insulation. CO 2 enrichment with respiratory air then often leads to continuous tilting of the windows and permanent ventilation due to reduced comfort. On the other hand, classic and unrefurbished buildings frequently suffer from stronger temperature contrasts between the indoor air and the inner room boundary surfaces (inner surfaces of the room walls, especially the outer walls). In both cases, there is a potential for greatly increased humidity and possibly condensation on so-called cold spots within the living environment.
Bei längerfristiger Temperierung der Kaltpunkte nahe oder bis unterhalb des Taupunktes ergibt sich die Gefahr der Schimmelbildung. Diese Gefahr erhöht sich, wenn durch kontinuierlich zu geringe Beheizung die Raumtemperatur dauerhaft unter 18°C liegt.at long-term tempering of cold spots near or to Below the dew point there is the danger of mold growth. This danger increases, if by continuously too low heating the room temperature permanently below 18 ° C lies.
In
der beigefügten
In vielen Fällen besteht ein konkreter Klärungsbedarf, ob und zu welchen Anteilen aufgetretene Schimmelbelastung als alleiniges Resultat unzureichend sanierter oder schadhafter Bausubstanz auf der einen Seite und/oder nicht angepassten Heizverhaltens der Wohnungsnutzer an den energetischen Zustand des Gebäudes auf der anderen Seite anzusehen ist. Entsprechende Beurteilungen sind in aller Regel nicht oder nicht eindeutig mit einer einzelnen Feuchtemessung an einem beliebigen Punkt möglich, sondern müssen sich mindestens auf den zeitlichen Verlauf von mittlerer Feuchte und Temperatur sowie auf Wärmesenken der Wohnraumumgebung beziehen.In many cases there is a need for clarification, if and to what proportions occurred mold pollution as the sole Result of insufficiently renovated or damaged building fabric on the one side and / or unmatched heating behavior of the home users to the energetic condition of the building on the other Side is to look at. Appropriate judgments are usually not or not clearly with a single humidity measurement possible, but must at least on the time course of mean humidity and temperature and heat sinks of the living environment.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine aussagekräftige Bewertung eines Raumklimas in einer Wohnumgebung zu ermöglichen.task The invention is a meaningful evaluation of a To enable indoor climate in a residential environment.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erfassung und Auswertung von Raumklimadaten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Solved This task is accomplished by a procedure for the collection and evaluation Room climate data with the features of claim 1 and by a device arrangement for carrying out the method with the features of claim 10. Advantageous and expedient Further developments of the method according to the invention or the device arrangement according to the invention emerge from the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst in seiner allgemeinsten Form folgende Schritte:
- – Messung einer ersten Feuchte und Bestimmung eines ersten Taupunkts τtheo an einem Neutralpunkt;
- – Messung einer zweiten Feuchte und Bestimmung eines zweiten Taupunkts τcold an einem Kaltpunkt;
- – Vergleich des ersten Taupunkts τtheo mit dem zweiten Taupunkt τcold; und
- – Bewertung des Raumklimas auf der Grundlage des Vergleichs der beiden Taupunkte τtheo und τcold.
- - measuring a first humidity and determining a first dew point τ theo at a neutral point;
- - Measuring a second humidity and determining a second dew point τ cold at a cold point;
- - Comparison of the first dew point τ theo with the second dew point τ cold ; and
- - Assessment of the indoor climate based on the comparison of the two dew points τ theo and τ cold .
Die auf der Grundlage der Taupunktbestimmungen und -vergleiche erhaltenen Raumklimadaten können dokumentiert und einer Auswertung zugeführt werden, die über einen längeren Zeitraum eine objektive Bewertung des Raumklimas hinsichtlich der räumlichen Verteilung der Temperatur und Feuchte sowie der dadurch bedingten möglichen Auswirkungen, insbesondere der Gefahr der Kondenswasser- und Schimmelpilzbildung an Begrenzungsflächen und Kaltpunkten, ermöglicht.The obtained on the basis of dew point determinations and comparisons Room climate data can be documented and an evaluation be fed over a longer Period an objective assessment of indoor climate in terms of spatial Distribution of temperature and humidity as well as the resulting possible effects, in particular the risk of condensation water and Mold fungus formation at boundary surfaces and cold spots, allows.
Solche Rückschlüsse sind prinzipiell nicht möglich durch Temperatur- und Feuchtemessungen ausschließlich an einem Neutralpunkt. Entsprechendes ist nur begrenzt möglich durch die alleinige Messung einer Feuchte und einer Temperatur unmittelbar an einem Kaltpunkt. In diesem Fall fehlt eine gesicherte Kenntnis der mittleren Raumtemperatur und Raumfeuchte, d. h. die Quelle bzw. Ursache der Feuchte ließe sich nicht eindeutig qualifizieren und quantifizieren: sie könnte vom Mauerwerk selbst oder aber von besonders warm-feuchter Raumluft herrühren.Such Inferences are not possible in principle by temperature and humidity measurements exclusively a neutral point. The corresponding is only possible to a limited extent by the sole measurement of a humidity and a temperature directly at a cold spot. In this case, a secure knowledge of the mean room temperature and room humidity, d. H. the source or Cause of the humidity could not be clearly qualified and quantify: it could be from the masonry itself or else from particularly warm and humid indoor air.
Die vorliegende Erfindung umfasst dagegen eine kombinierte spezifische Zusammenstellung, Anordnung und verfahrenstechnische Auswertung von Feuchte- und Temperatursensoren sowie Vorschläge für deren Integration in handelsübliche Messtechnik.The On the other hand, the present invention includes a combined specific one Composition, arrangement and process evaluation of humidity and temperature sensors as well as suggestions for their integration into commercially available measurement technology.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb auch eine Vorrichtungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die erfindungsgemäße Vorrichtungsanordnung umfasst eine erste Sensoreinrichtung zur Messung einer ersten Temperatur und der ersten Feuchte am Neutralpunkt sowie einer zweiten Sensoreinrichtung zur Messung einer zweiten Temperatur und der zweiten Feuchte am Kaltpunkt.object Therefore, the invention is also a device arrangement for carrying out the method according to the invention. The inventive Device arrangement comprises a first sensor device for measurement a first temperature and the first humidity at the neutral point and a second sensor device for measuring a second temperature and the second humidity at the cold point.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description and from the accompanying drawings, to which Reference is made. In the drawings show:
Das
in
Mit
der in
Eine
erste Sensoreinrichtung
Eine
zweite Sensoreinrichtung
Eine
optionale dritte Sensoreinrichtung
Das
erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst
anhand eines Zwei-Punkte-Modells beschrieben. Am Neutralpunkt und
am Kaltpunkt werden mit der ersten Sensoreinrichtung
Die Messwerte am Neutralpunkt werden als repräsentative Werte für die mittlere Raumtemperatur TR und die mittlere Raumfeuchte rR angesehen, weil der Neutralpunkt in der Regel allein durch die Raumluft temperiert wird. Auch bei temporärem Öffnen von Fenstern und Türen wird zuströmende Kaltluft in erster Linie in Bodennähe einfließen und dort direkt erwärmt, so dass die Bedingungen am Neutralpunkt nicht unmittelbar beeinflusst werden.The measured values at the neutral point are regarded as representative values for the average room temperature T R and the mean room humidity r R , because the neutral point is usually tempered by the room air alone. Even with temporary opening of windows and doors, inflowing cold air will primarily flow in the vicinity of the floor where it will be heated directly, so that the conditions at the neutral point are not directly influenced.
Aus der Feuchte am Neutralpunkt lässt sich in erster Näherung ein minimaler Taupunkt τtheo berechnen, der theoretisch angibt, unterhalb welcher Temperatur sich an einer Stelle im Raum Feuchtekondensat (Kondenswasser) bilden könnte. Dieser theoretische Taupunkt τtheo wird verglichen mit dem am Kaltpunkt abgeleiteten Taupunkt τcold, wobei der Kaltpunkt als repräsentativ für die kälteste Stelle im Raum angesehen wird.From the humidity at the neutral point, a minimum dew point τ theo can be calculated in a first approximation, which theoretically indicates below which temperature humidity condensate (condensed water) could form at one point in the room. This theoretical dew point τ theo is compared with the cold point-derived dew point τ cold , where the cold point is considered representative of the coldest point in space.
Entspricht der theoretische Taupunkt τtheo in etwa dem am Kaltpunkt abgeleiteten Taupunkt τcold, bedeutet das, dass die Temperaturen der inneren Wandoberflächen TW nahe an der mittleren Raumtemperatur TR liegen. Die Raumluft und die Raumbegrenzungsflächen sind also fast gleich warm, so dass keine Kondenswasserbildung zu befürchten ist. In diesem Fall kann also auf eine gute bis ideale Wärmeisolierung des Kaltpunktes nach außen geschlossen werden.If the theoretical dew point τ theo corresponds approximately to the cold point-derived dew point τ cold , this means that the temperatures of the inner wall surfaces T W are close to the mean room temperature T R. The room air and the room boundary surfaces are therefore almost equally warm, so that no condensation is to be feared. In this case, therefore, a good to ideal heat insulation of the cold point can be closed to the outside.
Dagegen wird bei schlechter Wärmeisolierung der Wände und ggf. zusätzlich hohem Feuchtegehalt der Bausubstanz der am Kaltpunkt abgeleitete Taupunkt τcold gegenüber dem der theoretischen Taupunkt τtheo angehoben und die Wandtemperatur TW in der Regel deutlich niedriger sein als die mittlere Raumtemperatur TR.In contrast, with poor thermal insulation of the walls and possibly also high humidity content of the building substance of the cold point derived dew point τ cold compared to the theoretical dew point τ theo raised and the wall temperature T W usually be significantly lower than the average room temperature T R.
Die Gradienten zwischen den Taupunkten τtheo und τcold und zwischen den Temperaturen TR und TW dienen dem zugrunde liegenden Modell zur prinzipiellen Erkennung und zur Quantifizierung des Risikos der Kondenswasser- und Schimmelpilzbildung an den neuralgischen Kaltpunkten. Auf der Grundlage der Gradienten kann also eine Bewertung der Raumgrenzflächen in ihrer (unerwünschten) Eigenschaft als Wärmesenken für den Innenraum vorgenommen werden. Je nachdem, wie ausgeprägt sich die Senken darstellen, kann quantitativ auf die (negative) Güte der Wärmeisolierung rückgeschlossen werden, also auf die Qualität der Bausubstanz und deren Anteil an einem Schimmelpilzbildungspotential.The gradients between the dew points τ theo and τ cold and between the temperatures T R and T W are the underlying model for the principal recognition and quantification of the risk of condensation and mold formation at the neuralgic cold spots. On the basis of the gradients, therefore, an evaluation of the spatial boundary surfaces in their (undesired) property can be made as heat sinks for the interior. Depending on how pronounced the sinks are, one can infer quantitatively the (negative) quality of the thermal insulation, ie the quality of the building substance and its contribution to a mold fungus formation potential.
Eine weitergehende vergleichende Bewertung der Temperaturgradienten einerseits und Taupunktgradienten andererseits (am Kaltpunkt oder in Kaltpunktnähe) liefert zusätzlich ein Kriterium für die Detektion von möglichen Wasserschäden in der Bausubstanz: ein überdurchschnittlich hoher Feuchtegehalt in der Wand hebt nämlich den Taupunkt τcold am Kaltpunkt deutlich an, senkt dabei die tatsächlich anliegende Differenz zwischen τcold und Oberflächentemperatur TW dort noch einmal substantiell unter denjenigen Wert ab, der sich allein durch die Abkühlung der feuchten Raumluft ergeben würde. Als Maß für Raumfeuchte und Raumtemperatur werden die Messparameter des Neutralpunkts herangezogen.A further comparative evaluation of the temperature gradients on the one hand and dew point gradients on the other hand (at the cold point or close to the cold point) additionally provides a criterion for the detection of possible water damage in the building substance: namely an above-average moisture content in the wall significantly raises the dew point τ cold at the cold point, lowers Here, the actual applied difference between τ cold and surface temperature T W there once again substantially below that value that would result solely by the cooling of the humid indoor air. As a measure of room humidity and room temperature, the measurement parameters of the neutral point are used.
Das
oben beschriebene Zwei-Punkte-Modell kann durch Einbeziehung der
dritten Sensoreinrichtung
In
der Praxis kann der Heizenergieeintrag qualitativ und quantitativ
mit Hilfe des elektronischen Heizkostenverteilers
Durch
die Erweiterung auf das Drei-Punkte-Modell kann somit der Heizenergieeintrag
qualitativ und quantitativ in die Bewertung des Raumklimas einbezogen
werden. Es können also fundierte Aussagen darüber
getroffen werden, ob und wie stark ein Raum aktiv beheizt wird und – nach
Kombination mit den Daten der ersten und der zweiten Sensorvorrichtung
Die
Auswertung der Messdaten und der in den Sensoreinrichtungen
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können in die Bewertung des Raumklimas auch Daten eines Wetterdienstes einfließen, so dass die örtlichen und zeitlich wechselnden klimatischen Bedingungen in Form einer Witterungsbereinigung berücksichtigt werden können.According to one Development of the invention can be used in the evaluation of Indoor climate also incorporate data from a weather service, so that the local and temporal changing climatic Conditions taken into account in the form of a weather adjustment can be.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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