Probandenstudie mit Fokus auf Thermophysiologie im Aachen Comfort Cube
unter konstanten und transienten Bedingungen

Forschungsstelle: Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik (EBC), RWTH Aachen University
Projektkennung: HTX0007
Projektbeginn:
Februar 2018

Im Rahmen dieser Probandenstudie werden im Aachen Comfort Cube (ACCu) des Lehrstuhls für Gebäude- und Raumklimatechnik (EBC) Versuche zur Thermophysiologie des Menschen bei unterschiedlichen und wechselnden thermischen Umgebungsbedingungen durchgeführt. Bei den insgesamt 48 Testpersonen werden die Merkmale Alter, Geschlecht und BMI hinsichtlich ihres Einflusses auf die Thermophysiologie und das subjektive Empfinden untersucht. Dazu werden während der Versuche die Oberflächentemperaturen der Haut an 25 Körperteilen sowie in regelmäßigen Abständen Herzfrequenz und Körperkerntemperatur im Ohr gemessen. Neben den physiologischen Messwerten werden im Probandenversuch zusätzlich das lokale thermische Empfinden sowie die lokale thermische Behaglichkeit alle 20 Minuten über elektronische Fragebögen abgefragt. Zusätzlich wird im Prüfraum während der Versuche IR-Sensorik so platziert, dass die Oberflächentemperaturen der äußeren Kleidungsschicht sowie der unbedeckten Körperteile aufgezeichnet werden können.

Nach einer Akklimatisierungsphase in der Versuchshalle des Lehrstuhls werden die Testpersonen jeweils zu zweit in den vorkonditionierten Prüfraum gesetzt und zunächst eine Stunde lang einer Luft- sowie Wandoberflächentemperatur von 18 °C ausgesetzt. Anschließend werden die Bedingungen für zwei Stunden auf 28 °C geändert, bevor für eine letzte Stunde mit einer Temperatur von 18 °C wieder die ursprünglichen Umgebungsbedingungen eingestellt werden. Dieses prinzipielle Vorgehen für transiente Versuche wurde von den Forschern Stolwijk und Hardy im Jahr 1966 vorgeschlagen. In vielen wissenschaftlichen Publikationen wurden basierend auf diesem Vorgehen Validierungsrechnungen für Komfortmodelle vorgenommen.

Die in diesem Projekt erhobenen Daten liefern zum einen die Basis für die Erweiterung des 33-Konten-Komfortmodells (NOODEL) um eine Individualisierungsfunktion hinsichtlich der Parameter Geschlecht, Alter und BMI. Zum anderen dienen die Daten der Entwicklung eines vereinfachten Modells, welches mit kostengünstiger IR-Sensorik Informationen über den physiologischen Zustand des Menschen und damit auch über dessen Komfort liefern kann. Ziel des neu entwickelten Modells soll langfristig sein, eine Komfortregelung in Büroräumen über eine Abschätzung der thermischen Behaglichkeit basierend auf dem Infrarotbild einer Person vornehmen zu können.



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