PMV und PPD: Bewertung des thermischen Komforts nach ISO 7730
Der Predicted Mean Vote (PMV) und der Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD) sind die Standardindizes zur Bewertung des thermischen Komforts in Innenräumen. Von P.O. Fanger entwickelt und in ISO 7730 und ASHRAE Standard 55 kodifiziert, ermöglichen sie HLK-Ingenieuren die Quantifizierung, wie eine gegebene Kombination aus Umgebungsbedingungen und Nutzereigenschaften in ein thermisches Empfinden umgerechnet wird. Diese Seite erklärt das PMV-PPD-Modell, listet die wichtigsten Eingangsparameter und Referenzwerte auf und stellt einen Rechner zur Bewertung des thermischen Komforts für Ihre eigenen Bedingungen bereit.
Predicted Mean Vote (PMV)
PMV sagt das durchschnittliche thermische Empfinden einer großen Personengruppe auf einer Sieben-Punkte-Skala von −3 (sehr kalt) bis +3 (sehr heiß) vorher, wobei 0 thermische Neutralität darstellt. Er wird aus sechs Eingangsvariablen berechnet: vier umgebungsbezogene (Lufttemperatur, mittlere Strahlungstemperatur, Luftgeschwindigkeit und relative Luftfeuchtigkeit) und zwei personenbezogene (Bekleidungsisolierung und Stoffwechselrate).
Die PMV-Skala wird wie folgt interpretiert:
- +3 Sehr heiß
- +2 Heiß
- +1 Warm
- 0 Neutral (optimaler Komfort)
- −1 Kühl
- −2 Kalt
- −3 Sehr kalt
Das Auslegungsziel für die meisten HLK-Anlagen ist es, den PMV zwischen −0,5 und +0,5 zu halten, was einem PPD unter 10 % entspricht. Dieser Bereich stellt sicher, dass die große Mehrheit der Nutzer die Umgebung als thermisch akzeptabel empfindet.
Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)
PPD schätzt den Anteil der Nutzer, die die thermische Umgebung als inakzeptabel empfinden würden. Selbst unter idealen Bedingungen (PMV = 0) werden etwa 5 % der Personen sich dennoch zu warm oder zu kalt fühlen — individuelle Unterschiede machen es unmöglich, alle zufriedenzustellen. Sobald PMV in eine der beiden Richtungen von null abweicht, steigt der PPD steil an: Bei PMV = ±1,0 sind etwa 25 % unzufrieden, und bei PMV = ±2,0 liegt der Wert bei ungefähr 75 %.
In der Praxis verbessert das Erreichen eines PMV zwischen −0,5 und +0,5 (PPD < 10 %) nicht nur die Zufriedenheit der Nutzer, sondern steigert auch die Produktivität, reduziert Fehlzeiten und hilft, Energieverschwendung durch Überkonditionierung des Raums zu vermeiden. Diese Kriterien sind in internationale Normen einschließlich ISO 7730 und ASHRAE 55 eingebettet, was sie zu unverzichtbaren Werkzeugen für Architekten, HLK-Ingenieure und Facility Manager macht. Computational Fluid Dynamics wird häufig eingesetzt, um PMV- und PPD-Verteilungen über einen gesamten Raum zu kartieren und lokale Komfortzonen zu identifizieren, die eine Einzelpunktmessung übersehen würde.
Empfohlene Komfortanforderungen
ISO 7730 empfiehlt, den PPD unter 10 % zu halten, was dem PMV-Kriterium −0,5 < PMV < +0,5 entspricht. Die folgenden Bedingungen gelten für Räume mit leichter, überwiegend sitzender Tätigkeit:
Winterbedingungen (Heizperiode)
- Operative Temperatur zwischen 20 °C und 24 °C.
- Vertikale Lufttemperaturdifferenz zwischen Knöchelhöhe (0,1 m) und Kopfhöhe (1,1 m) weniger als 3 °C.
- Fußbodentemperatur zwischen 19 °C und 26 °C (bis 29 °C bei Fußbodenheizungssystemen).
- Mittlere Luftgeschwindigkeit unterhalb des für die gegebene Turbulenzintensität festgelegten Grenzwerts.
- Strahlungstemperaturasymmetrie von kalten vertikalen Flächen (Fenstern) weniger als 10 °C.
- Strahlungstemperaturasymmetrie von einer warmen Decke weniger als 5 °C.
- Relative Luftfeuchtigkeit zwischen 30 % und 70 %.
Sommerbedingungen (Kühlperiode)
- Operative Temperatur zwischen 23 °C und 26 °C.
- Vertikale Lufttemperaturdifferenz zwischen Knöchel- und Kopfhöhe weniger als 3 °C.
- Mittlere Luftgeschwindigkeit unterhalb des für die gegebene Turbulenzintensität festgelegten Grenzwerts.
- Relative Luftfeuchtigkeit zwischen 30 % und 70 %.
Typische Werte für Met und Clo
Die Stoffwechselrate (Met) repräsentiert die vom menschlichen Körper erzeugte Wärme und steigt mit dem Aktivitätsniveau. Die Bekleidungsisolierung (Clo) quantifiziert den Wärmewiderstand, den die Bekleidung des Nutzers bietet. Die folgenden Tabellen listen häufig verwendete Referenzwerte für beide Parameter auf.
| Aktivität | Stoffwechselrate (Met) |
|---|---|
| Ruhen (ruhig sitzend) | 0,8 |
| Lesen oder Schreiben | 1,0 |
| Sitzend, leichte Büroarbeit | 1,2 |
| Stehend, leichte Aktivität | 1,4 |
| Stehend, mittlere Aktivität | 1,8 |
| Gehen (3 km/h) | 2,0 |
| Hausarbeit | 2,5 |
| Gehen (5 km/h) | 2,8 |
| Schwere Arbeit (Heben usw.) | 3,5 |
| Laufen (8 km/h) | 8,0 |
| Bekleidungsart | Bekleidungsisolierung (Clo) |
|---|---|
| Unbekleidet | 0,0 |
| Sommer, leichte Kleidung | 0,5 |
| Typische Innenraumbekleidung | 0,6 |
| Langarmhemd, Hose | 0,7 |
| Leichter Geschäftsanzug | 0,9 |
| Geschäftsanzug mit Pullover | 1,0 |
| Winterkleidung | 1,3 |
| Winterkleidung mit Mantel | 1,5 |
| Schwerer Wintermantel, Thermokleidung | 2,0 |
PMV- und PPD-Rechner
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Häufig gestellte Fragen
Häufige Fragen zum thermischen Komfort und dem PMV-PPD-Modell.