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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der unter anderem von der thermischen Umgebung hervorgerufenen Innenraumqualität eines Raumes mit mehreren Wänden.
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Der Energieverbrauch eines Gebäudes hängt in erheblichem Maße von den das Innenraumklima beeinflussenden Faktoren wie Temperatur, Lüftung und Beleuchtung sowie dem Entwurf und Betrieb des Gebäudes ab. Das Innenraumklima wiederum beeinflusst Gesundheit, Produktivität und Behaglichkeit der sich in dem Gebäude aufhaltenden Personen.
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In der Vergangenheit wurde das Augenmerk insbesondere auf Energieverbrauch der Gebäude gelegt. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass die Kosten für die Behebung von Problemen im Zusammenhang mit schlechtem Innenraumklima für Gebäudeeigentümer bzw. Arbeitgeber der in einem Gebäude arbeitenden Personen oft höher sind als die Energiekosten des betreffenden Gebäudes.
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Maßnahmen, die die Energiekosten betreffen, beeinflussen jedoch das Innenraumklima häufig derart, dass die Behaglichkeit der sich in dem Gebäude aufhaltenden Personen sinkt und somit dies auch Einflüsse auf Gesundheit und Produktivität haben kann.
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Nach DIN EN ISO 7730 kann ein Grad der Behaglichkeit oder Unbehaglichkeit eines Innenraums bestimmt werden über den Wert PMV (Predicted Mean Vote = erwartete durchschnittliche Empfindung) eines Innenraums.
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Inzwischen lässt sich ein PMV-Index über moderne Computeranwendungen bestimmen. Dieser Index ist dimensionslos und steht in direktem Bezug zu dem PPD-Index (predicted pecentage of dissatisfied), der die erwartete durchschnittliche Unzufriedenheitsrate beschreibt. Die Zuordnung dieser beiden Werte zeigt, dass selbst bei optimalen Verhältnissen immer ein gewisser Grad an unzufriedenen Personen verbleibt.
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In der Gebäudeplanung wird die Bestimmung des PMV-Index zur Auslegung von Klima- und Belüftungsanlagen oder bei der Planung von Bereichen mit sehr hohen Behaglichkeitsanforderungen verwendet.
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Bei der Berechnung des PMV-Index werden zumindest folgende Größen Messtechnisch bestimmt:
- - Lufttemperatur,
- - relative Luftfeuchte,
- - relative Luftgeschwindigkeit,
- - mittlere Strahlungstemperatur.
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Die sogenannte operative Temperatur, die einer gefühlten Temperatur entspricht, umfasst das Zusammenwirken der Lufttemperatur und der mittleren Strahlungstemperatur der Umgebungsoberflächen und ist der Hauptfaktor der thermischen Behaglichkeit von Wohn- und Arbeitsräumen. Die relative Luftfeuchtigkeit und die Wirkung der Luftgeschwindigkeit haben hierzu meist nur einen geringen Einfluss auf die thermische Behaglichkeit. Die operative Temperatur wird vereinfacht aus dem Mittelwert der Lufttemperatur und der mittleren Strahlungstemperatur der Raumoberflächen ermittelt.
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Für die Ermittlung der mittleren Strahlungstemperatur wird zumeist ein sogenanntes „Black-Globe Thermometer“ verwendet. Hierbei handelt es sich um ein Thermometer, dass von einem schwarzen Körper umgeben ist. Dies erlaubt eine Bestimmung der mittleren Strahlungstemperatur an einem Ort im Raum und zu einem Zeitpunkt. Die Messung wird zumeist durch einen Gutachter durchgeführt.
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Diese Art der Messung bringt jedoch die Nachteile mit sich, dass kurzzeitige Einflussfaktoren wie beispielsweise Sonneneinstrahlung genauso behandelt werden, wie dauerhafte Einflussfaktoren wie beispielsweise Heizkörper oder schlecht gedämmte Wände. Eine Eliminierung der kurzzeitig vorhandenen Einflussfaktoren kann im Nachhinein nicht erfolgen. Daher ist eine entsprechende Präparation des Raumes oder eine geeignete Wahl des Messzeitpunkts notwendig. Dadurch werden Aufwand und notwendiger Sachverstand bei der Durchführung der Messung deutlich erhöht.
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Über ein derartige Thermometer kann weiterhin keine Strahlungsasymmetrie, das heißt, unterschiedliche Strahlung aus unterschiedlichen Richtungen ermittelt werden, da diese bei der Messung mit einem derartigen Thermometer „herausgemittelt“ wird. Jedoch haben unterschiedlich starke Strahlung aus unterschiedlichen Richtungen nach DIN EN ISO 7730 einen starken Einfluss auf den PPD. Beispielsweise kann eine derartige Strahlungsasymmetrie durch einen Heizkörper auf einer Seite des Raumes und ein gegenüberliegendes kaltes Fenster hervorgerufen werden.
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Der ermittelte PMV-Wert ist schließlich nur für genau den Ort gültig, an dem die Messung durchgeführt wurde. Die Strahlungsintensität eines Körpers nimmt allerdings mit dem Quadrat des Abstands zu diesem Körper ab. Dies kann somit zu deutlichen Variationen des PMV-Wertes innerhalb eines Raumes führen.
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Über die Bestimmung eines PMV-Wertes lassen sich ferner auch keine Ursachen für einen schlechten Wert ermitteln. Bei Vorliegen eines schlechten PMV-Wertes sind daher Fachgutachter vor Ort notwendig, die Ursachen ermitteln und Verbesserungsvorschläge erstellen.
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Aus
WO 2015/049664 A1 ist ein System zur Bestimmung der Innenraumqualität eines Raumes mit einem Luftfeuchtigkeitssensor, mit einem Temperatursensor, und mit einer Infrarot-Kamera, bekannt, wobei mittels erfasster Daten der PMV-Index ermittelt wird.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der inneren Qualität eines Raumes in Bezug auf die Behaglichkeit bereitzustellen, dass vereinfacht und mit einer höheren Genauigkeit durchführbar ist. Insbesondere soll das Verfahren die Hinzuziehung eines Gutachters möglichst überflüssig machen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist definiert durch die Merkmale des Anspruch 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der unter anderem von der thermischen Umgebung hervorgerufenen Innenraumqualität eines Raumes mit mehreren Wänden in Bezug auf Behaglichkeit sieht folgende Schritte vor:
- - Messung der Luftfeuchtigkeit in Raum,
- - Messung der Lufttemperatur in dem Raum
- - Erstellen mindestens eines Panorama-Infrarotbildes des Raumes von einem beliebigen Punkt in dem Raum aus, wobei das Panorama-Infrarotbild zumindest ein sich horizontal erstreckendes 360°-Panorama umfasst
- - Bestimmen einer räumlich aufgelösten mittleren Strahlungstemperatur und/oder einer räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur aus dem Panorama-Infrarotbild mit bereitgestellten Geometriedaten des Raumes, wobei Abweichungen aufgrund von Reflexionen mittels Bilddaten, die auch Daten einer gegenüberliegenden Wand enthalten, korrigiert werden.
- - Ermitteln einer thermischen Behaglichkeit aus der gemessenen Luftfeuchtigkeit, der gemessenen Lufttemperatur und der räumlich aufgelösten mittleren Strahlungstemperatur und/oder der räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht somit vor, dass über ein 360°-Panorama-Infrarotbild die Bestimmung einer Strahlungstemperatur nicht nur an einem Messpunkt in dem Raum erfolgt, sondern dass die Strahlungstemperatur räumlich aufgelöst und somit an einer Vielzahl von Punkten in dem Raum ermittelt wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die mittlere Strahlungstemperatur sehr genau und sehr schnell bestimmt werden. Somit ist beispielsweise der PMV-Wert in vorteilhafter Weise gemäß der oben genannten Norm (unter Vernachlässigung der relativen Luftgeschwindigkeit) bestimmt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, die mittlere Strahlungstemperatur zu bestimmen, so dass auch eine Betrachtung und Analyse von Störparametern wie beispielsweise Sonneneinstrahlung möglich ist. Da für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens meist kein Gutachter vor Ort anwesend sein muss, ist es möglich kostengünstig Langzeitmessungen durchzuführen.
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Die Bestimmung der räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur ermöglicht darüber hinaus sehr genaue Werte für die Strahlungstemperatur, die auch unterschiedlich starke Strahlung aus unterschiedlichen Richtungen berücksichtigt, was einen Einfluss auf den zuvor genannten PPD-Wert haben kann.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit eine vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, die thermische Behaglichkeit eine Innenraums, die einen großen Einfluss auf die Innenraumqualität des Raumes hat, sehr schnell und genau zu ermitteln. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einerseits Werte für die Bestimmung des PMV-Wertes gemäß der ungenannten Norm zu ermitteln, andererseits aber auch Alternativen für die Bestimmung einer Behaglichkeit durchzuführen.
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Bei der Verwendung von Infrarotaufnahmen von Wänden besteht grundsätzlich das Problem, dass aufgrund von Reflexionen der von einer gegenüberliegenden Wand oder von Gegenständen oder beispielsweise Personen im Raum ausgehenden Wärmestrahlung die Infrarotbilder verfälschte Temperaturen über die Wand ergeben können. Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens können diese Reflexionen aufgrund der Aufnahme eines 360°-Panoramas eliminiert werden, indem die Bilddaten auch Daten einer gegenüberliegenden Wand enthalten, und somit die Reflexionen ermittelt und korrigiert werden können. Die Reflexionen von beispielsweise von einer Person ausgehender Wärmestrahlung sind an mehreren Wänden vorhanden und können somit relativ einfach erkannt und korrigiert werden.
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Die Bilddarstellung des Panorama-Infrarotbildes kann durch die Erstellung von Einzelbildern erfolgen, die zusammengesetzt werden. Auch ist es möglich, dass anstelle des sich nur horizontal um 360° ersteckenden Panoramas ein Vollsphärenbild, das sich somit auch horizontal um 360° erstreckt zu erstellen. Diese erhöht die Genauigkeit bei der Bestimmung der Strahlungstemperatur.
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Bei der Bestimmung der räumlich aufgelösten mittleren Strahlungstemperatur und/oder der räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur kann diese für ein oder mehrere Punkte im Raum abgeschätzt werden, wobei angenommen wird, dass eine homogene Temperatur und Luftgeschwindigkeit im Raum vorliegt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass über das Panorama-Infrarotbild die Geometriedaten des Raumes bestimmt und somit bereitgestellt werden, wobei über die bestimmten Geometriedaten die räumliche Auflösung der mittleren Strahlungstemperatur und/oder der Strahlungstemperatur erfolgt. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Geometriedaten der Räume durch Vermessen bestimmt werden, wobei über die bestimmten Geometriedaten die räumliche Auflösung der mittleren Strahlungstemperatur und/oder der Strahlungstemperatur erfolgt.
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Somit ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne die Kenntnis der Geometrie des Raumes eine räumliche Auflösung der mittleren Strahlungstemperatur und/oder der Strahlungstemperatur in vorteilhafter Weise und sehr genau möglich, indem die Geometriedaten entweder aus dem Panorama-Infrarotbild errechnet werden oder indem eine Vermessung des Raumes erfolgt. Die Vermessung des Raumes kann beispielsweise über eine Infrarotentfernungsmessung erfolgen. Auch können die Geometriedaten aus Bildern, die mit einer visuellen Kamera aufgenommen worden sind, abgeleitet werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die thermische Behaglichkeit in einer räumlichen Auflösung bestimmt wird. Hierzu können ebenfalls die Geometriedaten verwendet werden. Durch die Bestimmung einer räumlich aufgelösten thermischen Behaglichkeit kann die Innenraumqualität des Raumes in besonders vorteilhafter Weise bestimmt werden, da festgestellt werden kann, ob die thermische Behaglichkeit sich über den Raum verändert, so dass in vorteilhafter Weise ermittelt werden kann, ob Handlungsbedarf für die Veränderung oder Verbesserung der Innenraumqualität notwendig ist. Wäre man bei der Bestimmung des PMV-Wertes gemäß dem Stand der Technik an einem Punkt im Raum zu dem Ergebnis gekommen, dass eine thermische Unbehaglichkeit vorliegt, könnte dies zu aufwändigen Behebungsmaßnahmen führen. Durch die räumliche Auflösung der thermischen Behaglichkeit kann man jedoch erkennen, dass vielleicht bereits schon die Veränderung der Anordnung von Möbeln im Raum oder der Änderung einer Sitzposition einer Person in dem Raum eventuell zu einer höheren Behaglichkeit führen könnten.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mehrere Panorama-Infrarotbilder des Raumes über einen Zeitraum aufgenommen werden und zur Bestimmung von kurzfristigen, die Strahlungstemperatur beeinflussenden Ereignissen verglichen werden. Dadurch kann festgestellt werden, dass bei der Bestimmung der Innenraumqualität beispielsweise Sonneneinstrahlung durch ein Fenster kurzfristig Einfluss nimmt, wenn beispielsweise in den Panorama-Infrarotbildern das Fenster grundsätzlich als einen Bereich mit geringer Oberflächentemperatur dargestellt wird, jedoch kurzfristig entweder eine hohe Temperatur oder eine hohe Wärmestrahlung zeigt.
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Die die Strahlungstemperatur beeinflussende Ereignisse können somit analysiert werden. Auch besteht die Möglichkeit, dass für die Bestimmung der räumlich aufgelösten mittleren Strahlungstemperatur und/oder der räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur ein 360°-Panorama-Infrarotbild eines Zeitpunktes ohne kurzfristiges, die Strahlungstemperatur beeinflussendes Ereignis verwendet wird. Somit können Störfaktoren bei der Auswertung eliminiert werden.
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Es besteht auch die Möglichkeit, dass mehrere Panorama-Infrarotbilder des Raumes über einen Zeitraum aufgenommen werden, wobei aus den mehreren Panorama-Infrarotbildern des Raumes ein gemitteltes Panorama-Infrarotbild erstellt wird, wobei für die Bestimmung der räumlich aufgelösten mittleren Strahlungstemperatur und/oder der räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur das gemittelte Panorama-Infrarotbild verwendet wird. Die Verwendung der mehreren Panorama-Infrarotbilder kann ebenfalls der Einfluss von kurzfristigen, die Strahlungstemperatur beeinflussenden Ereignisse reduziert werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass aus der räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur eine Strahlungsasymmetrie und/oder eine Fußbodentemperatur bestimmt wird. Diese Parameter haben einen großen Einfluss auf den PPD-Wert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit in vorteilhafter Weise die Bestimmung einer zu erwartenden durchschnittlichen Unzufriendenheitsrate.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Luftgeschwindigkeit an dem beliebigen Punkt gemessen wird. Durch die Messung der Luftgeschwindigkeit lässt sich die Bestimmung des PMV-Wertes erhöhen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit vorsehen, die gemessene Luftgeschwindigkeit zusätzlich für die Bestimmung der thermischen Behaglichkeit zu verwenden. Hierbei kann zunächst angenommen werden, dass die Luftgeschwindigkeit über den Raum konstant ist.
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Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens über die Geometriedaten des Raumes eine Strömungssimulation zur Bestimmung einer räumlich aufgelösten Luftgeschwindigkeit erfolgt, wobei für die Bestimmung der räumlich aufgelösten thermischen Behaglichkeit die räumlich aufgelöste Luftgeschwindigkeit verwendet wird. Auf diese Weise lässt sich die thermische Behaglichkeit besonders genau bestimmen. Für die Strömungssimulation zur Bestimmung der räumlich aufgelösten Luftgeschwindigkeit kann die zuvor an dem beliebigen Punkt gemessene Luftgeschwindigkeit verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch vorsehen, dass die akustische Belastung im Raum durch Aufnahme von Geräuschen an dem beliebigen Punkt gemessen wird. Die akustische Belastung kann somit auch dazu verwendet werden, um die Innenraumqualität zu bestimmen.
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Auch besteht die Möglichkeit, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an dem beliebigen Punkt ein durch die Wände hervorgerufener Nachhall gemessen wird. Auch der Nachhall hat einen Einfluss auf die Qualität des Raumes, so dass hierüber eine sehr genaue Bestimmung der Innenraumqualität möglich ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch vorsehen, dass an dem beliebigen Punkt die Raumluft zumindest im Hinblick auf Gase und/oder Schimmelsporen untersucht wird. Hierzu können beispielsweise Gasdetektoren oder eine sogenannte elektronische Nase verwendet werden. Auch besteht die Möglichkeit, dass an dem beliebigen Punkt Proben entnommen werden, die später im Labor ausgewertet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner an dem beliebigen Punkt die Raumluft im Bezug auf Feinstaubbelastung untersuchen. Durch die Untersuchung der Raumluft im Bezug auf Gase, Schimmelsporen und/oder Feinstaubbelastung kann eine um diese Werte erweiterte Innenraumqualität bestimmt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch vorgesehen sein, dass an dem beliebigen Punkt der Turbulenzgrad der Luft gemessen wird. Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Luftturbulenzsimulation des Raumes erfolgt. Der Turbulenzgrad der Luft des Raumes kann einen Einfluss auf die Innenraumqualität haben, so dass hierüber eine genauere Bestimmung der Innenraumqualität möglich ist. Ferner ermöglicht die Luftturbulenzsimulation und/oder die Strömungssimulation im Raum die Möglichkeit, eine räumliche Auflösung der untersuchten Gase, Schimmelsporen und/oder Feinstaubbelastung abzuschätzen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner vorsehen, dass die Luftaustauschrate des Raumes gemessen wird. Beispielsweise können hierdurch Leckage in dem Raum, die ebenfalls einen Einfluss auf die Innenraumqualität haben können, bestimmt werden. Dies kann beispielsweise über eine Tracergasmessung erfolgen.
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Bei dem System zur Bestimmung der u.a. von der thermischen Umgebung hervorgerufenen Innenraumqualität eines Raumes mit mehreren Wänden ist ein Luftfeuchtigkeitssensor, ein Temperatursensor, mindestens eine vorzugsweise zumindest in eine Richtung, vorzugsweise um 360° verschwenkbare Infrarotkamera zur Erstellung eines Panoramainfrarotbildes und eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Bestimmung einer räumlich aufgelösten mittleren Strahlungstemperatur und/oder einer räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur aus dem Panorama-Infrarotbild mit bereitgestellten Geometriedaten des Raumes, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung mittels Bilddaten, die auch Daten einer gegenüberliegenden Wand enthalten, Abweichungen aufgrund von Reflexionen korrigiert. Das Panorama-Infrarotbild kann auch durch mehrere Infrarotkameras, die beispielsweise verschwenkbar sind oder in unterschiedliche Richtungen blicken, erstellt werden.
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Das System ist somit in vorteilhafter Weise zur Durchführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar. Durch die Infrarotkamera, die in eine Richtung in einer horizontalen Ebene verschwenkbar ist, kann in vorteilhafter Weise ein sich in horizontaler Richtung erstreckendes Panorama-Infrarotbild erstellt werden. Vorzugsweise weist die Infrarotkamera hierzu eine Antriebseinheit auf, die ein automatisches Verschwenken ermöglicht. Dadurch können in besonders vorteilhafter Weise Panorama-Infrarotbilder erstellt werden. Die Infrarotkamera kann auch noch in andere Richtungen, beispielsweise in einer vertikalen Ebene, verschwenkt werden, so dass auch Vollsphärenaufnahmen möglich sind.
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Die einzelnen Komponenten des Systems können automatisch arbeiten, so dass das System auch von einem Laien in vorteilhafter Weise bedienbar ist. Durch den Antrieb der Infrarotkamera kann das Panorama-Infrarotbild automatisch und ohne weiteres Zutun eines Benutzers erstellt werden kann. Durch die Aufnahme eines Panorama-Infrarotbildes ist darüber hinaus der Aufstellungsort des Systems im Raum nahezu beliebig wählbar und es ist auch keine genaue Ausrichtung zu beachten. Für die Bestimmung der Innenraumqualität des Raumes sind somit keine besonderen Vorkenntnisse notwendig. Der Benutzer kann das Verfahren automatisiert durchführen lassen. Mit dem System ist somit keine Hinzuziehung eines Gutachters notwendig, so dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders kostengünstig durchgeführt werden kann.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Bildverarbeitungseinrichtung eine Geometriebestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Geometriedaten des Raumes aus dem Panorama-Infrarotbild aufweist. Die Geometriebestimmungseinrichtung kann eine Bildauswertungseinrichtung aufweisen. Somit lässt sich aus den mittels der Infrarotkamera aufgenommenen Panoramabildern die Geometrie des Raumes bestimmen.
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Das System kann auch eine optische Entfernungsmesseinrichtung aufweisen. Mittels der optischen Entfernungsmesseinrichtung lassen sich Abstände der Wände des Raumes zu der Position, an der das System in dem Raum angeordnet ist, bestimmen, worüber Geometriedaten des Raumes ermittelt werden können. Die optische Entfernungsmesseinrichtung kann beispielsweise eine Infrarotentfernungsmesseinrichtung sein.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das System eine Luftgeschwindigkeitsmesseinrichtung aufweist. Über die Luftgeschwindigkeitsmesseinrichtung lässt sich die Luftgeschwindigkeit einer Position des Systems in dem Raum bestimmen. Die Luftgeschwindigkeit ist ein weiterer Wert, der Einfluss auf die Behaglichkeit und somit die Innenraumqualität des Raumes besitzt. Das System kann auch eine Strömungssimulationseinrichtung aufweisen, die eine Strömungssimulation der Luft in dem Raum vornimmt. Dadurch lassen sich Luftströmungen und die Luftgeschwindigkeit in räumlicher Auflösung bestimmen, so dass diese für die Bestimmung von räumlich aufgelösten Behaglichkeitswerten verwendet werden können.
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Das System kann auch einen akustischen Empfänger, vorzugsweise ein Mikrophon, aufweisen, über den Geräusche aufgenommen werden können. Mittels des Systems sind somit Geräusche in dem Raum und somit eine Geräuschbelastung bestimmbar. Hierüber lassen sich zusätzliche Einflussparameter für die Innenraumqualitätsbestimmung ermitteln.
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Das System kann ferner ein akustisches Sender-Empfänger-System zur Bestimmung eines Nachhalls des Raumes aufweisen. Mittels des Systems kann somit bestimmt werden, ob und in welcher Weise ein Nachhall in dem Raum entsteht, in dem von dem Sender-Empfänger-System ausgesendete akustische Signale von den Wänden des Raumes reflektiert und von dem Empfänger aufgenommen werden. Auch die somit ermittelten Werte können für die Bestimmung der Innenraumqualität verwendet werden.
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Das System kann in vorteilhafter Weise ein Gas-Sensorsystem, vorzugsweise eine elektronische Nase, aufweisen. Mittels eines Gassensors können beispielsweise verschiedene Gase in der Luft des Raumes
bestimmt werden. Auch besteht die Möglichkeit, Schimmelsporen zu sensieren, indem volatile Komponenten der Schimmelsporen in der Luft detektiert werden. Das System kann auch einen Luftturbulenzsensor aufweisen. Mit dem Luftturbulenzsensor lässt sich die an dem Punkt, an dem das System aufgestellt ist, vorherrschende Luftturbulenz bestimmen. Auch dieser Wert kann in die Innenraumqualitätsbestimmung eingehen. Das System kann auch eine Luftturbulenzsimulationseinrichtung aufweisen, über die die Luftturbulenzen in dem Raum simuliert werden können. Somit lässt sich räumlich aufgelöst die Luftturbulenz ermitteln.
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Vorzugsweise weist das System ein Leckagensensorsystem zur Bestimmung von Leckagen des Raumes auf. Hierüber lässt sich beispielsweise die Luftaustauschrate des Raumes bestimmen. Das Leckagensensorsystem kann beispielsweise zweigeteilt ausgebildet sein und beispielsweise ein Tracergas verwenden. Das Leckagensensorsystem kann hierfür beispielsweise einen Tracergassensor aufweisen, der mit den Hauptkomponenten des Systems, wie beispielsweise der verschwenkbaren Infrarotkamera, an dem beliebigen Ort in dem Raum angeordnet wird. Ferner kann das Leckagensensorsystem eine separate, mobile Tracergasabgabevorrichtung aufweisen, mit der außerhalb des Raumes das Tracergas abgegeben werden kann, das durch den Tracergassensor des Leckagesensorsystems in dem Raum ermittelt werden sollen.
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Über die Ermittlung von Leckagen des Raumes und der Luftaustauschrate des Raumes können weitere Faktoren für die Innenraumqualitätsbestimmung ermittelt werden.
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Das System kann ferner einen Staubsensor aufweisen. Auch die mittels des Staubsensors ermittelten Werte über mögliche Staubelastungen, wie Feinstaubelastungen, in dem Raum können bei der Bestimmung der Innenraumqualität berücksichtigt werden.
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Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines zuvor beschriebenen Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Im Folgenden wird unter die Bezugnahme auf die nachfolgende Figur die Erfindung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Bestimmung von der von der thermischen Umgebung hervorgerufenen Innenraumqualität eines Raumes.
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Das System 1 zur Bestimmung von der von der thermischen Umgebung hervorgerufenen Innenraumqualität eines Raumes mit mehreren Wänden weist eine zumindest in eine Richtung, vorzugsweise um 360° verschwenkbare Infrarotkamera 3 zur Erstellung eines Panorama-Infrarotbildes auf. Die Infrarotkamera 3 ist drehbar auf einem Gehäuse 5 angeordnet. Über einen Antrieb 7 lässt sich die Infrarotkamera 3 automatisch verschwenken. Das System 1 weist ferner einen Luftfeuchtigkeitssensor 2 und einen Temperatursensor 4 auf, über den Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Luft des Raumes gemessen werden können.
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In dem Gehäuse 5 ist eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Bestimmung einer räumlich aufgelösten mittleren Strahlungstemperatur und/oder einer räumlich aufgelösten Strahlungstemperatur aus dem Panorama-Infrarotbild mit bereitgestellten Geometriedaten des Raumes angeordnet. Hierüber lassen sich die mittlere Strahlungstemperatur und/oder die räumlich aufgelöste Strahlungstemperatur in vorteilhafter Weise aus dem Panorama-Infrarotbild bestimmen und mittels der bereit gestellten Geometriedaten des Raumes räumlich auflösen. Die Geometriedaten können beispielsweise über eine nicht dargestellte Geometriebestimmungseinrichtung, die Teil der Bildverarbeitungseinrichtung ist und mittels der die Geometriedaten aus dem Panorama-Infrarotbild ermittelbar sind, bereitstellen. Alternativ können die Geometriedaten auch über eine nicht dargestellte Entfernungsmessein- richtung ermittelt werden.
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Das System 1 weist ferner eine Luftgeschwindigkeitsmesseinrichtung 11, einen akustischen Empfänger 13, ein akustisches Sender-Empfängersystem 15, ein Gassensorsystem 17, einen Luftturbulenzsensor 19 und einen Staubsensor 21 auf. Ferner weist das System ein Leckagensensorsystem 23 zur Bestimmung von Leckagen des Raumes auf. Das Leckagensensorsystem besteht aus einem Tracergassensor 25 sowie einer Tracergasabgabeeinrichtung 27, die außerhalb des Raumes mobil verwendet werden können, um ein Tracergas abzugeben, das in dem Raum über den Tracergassensor 25 detektiert werden kann.
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Die Luftgeschwindigkeitsmesseinrichtung 11, das Mikrophon 13, das akustische Sender-Empfängersystem 15, das Gassensorsystem 17, der Luftturbulenzsensor 19, der Staubsensor 21 und der Leckagegassensor 25 des Leckagesensorsystems 23 sind in der Figur lediglich schematisch an dem Gehäuse 5 angeordnet dargestellt.
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Mittels des Systems lässt sich in besonders vorteilhafter Weise das erfindungsgemäße Verfahren durchführen.
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Das System wird an einem beliebigen Punkt in dem Raum angeordnet. Mittels des Luftfeuchtigkeitssensors 2 wird die Luftfeuchtigkeit der Luft des Raumes gemessen. Ferner wird über den Lufttemperatursensor 4 die Lufttemperatur gemessen. Mittels der verschwenkbaren Infrarotkamera wird ein Panorama-Infrarotbild des Raumes erstellt. Aus dem Panorama-Infrarotbild lässt sich mittels der Bildverarbeitungseinrichtung 9 eine räumlich aufgelöste mittlere Strahlungstemperatur und/oder eine räumlich aufgelöste Strahlungstemperatur des Raumes bestimmen, wobei bereitgestellte Geometriedaten herangezogen werden. Diese werden mittels einer Geometriebestimmungseinrichtung der Bildverarbeitungseinrichtung aus dem Panorama-Infrarotbild ermittelt. Über die Luftgeschwindigkeitsmessein- richtung 11 kann ferner die Luftgeschwindigkeit an dem Punkt in dem Raum bestimmt werden. Ferner werden über den akustischen Empfänger Geräusche ermittelt, die in dem Raum vorliegen. Mittels des akustischen Sender-Empfängersystems 15 kann der durch die Wände des Raumes hervorgerufene Nachhall gemessen werden. Das Gassensorsystem 17 ermittelt Gase und/oder volatile Komponenten von Schimmelsporen, die in der Raumluft vorhanden sind. Über den Luftturbulenzsensor 19 werden Luftturbulenzen der Raumluft an dem Aufstellungspunkt des Systems 1 gemessen. Der Staubsensor 21 misst die Staubbelastung der Raumluft. Über das Leckagensensorsystem 23 werden Leckagen des Raumes und somit eine Luftaustauschrate des Raumes bestimmt.
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Die ermittelten Werte werden für die Bestimmung der Innenraumqualität des Raumes verwendet. Hierbei werden die gemessene Luftfeuchtigkeit, die gemessene Temperatur und die bestimmte Strahlungstemperatur sowie die gemessene Luftgeschwindigkeit zur Bestimmung der thermischen Behaglichkeit verwendet. Wenn die mittlere Strahlungstemperatur verwendet wird, können PMV-Werte ermittelt werden.
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Hierfür kann das System 1 eine nicht dargestellte Recheneinrichtung aufweisen oder mit einer Recheneinrichtung verbunden sein.
