Klima

 

Hitze und ihre Folgen für Autofahrer

Medizin   Unfallgefahr Klimaanlage
 

Klimaanlage: medizinische Aspekte


Klimaanlage bewahrt bei hohen Temperaturen einen kühlen Kopf
Sommerhitze, dichter Verkehr, im Auto sind es über 40 Grad - das geht an die Nerven. Und kann schnell zum sogenannten Hitzestress führen: man übersieht ein Blinkzeichen, eine Abzweigung, ein Verkehrsschild. Man macht zwangsläufig mehr Fahrfehler und wird unsicherer.
Verkehrsmediziner empfehlen Klimaanlage
Eine angenehme Fahrzeugklimatisierung erhöht dagegen die Verkehrssicherheit. Nach Meinung unabhängiger Verkehrsmediziner zählt deshalb eine Klimaanlage zu den besonders empfehlenswerten Ausstattungsdetails. Dann behält der Autofahrer einen kühlen Kopf, von Hitzestress keine Spur mehr. Er fährt entspannter, ausgeglichener und sicherer; seine Reaktionsfähigkeit, die bei Hitze stark abnimmt, bleibt länger erhalten.
Höchste Temperatur im Fußraum
Welche Temperatur ist die optimale im Fahrzeuginnern? Etwa 20° Celsius (C), haben verkehrsmedizinische Untersuchungen ergeben. Doch in zahlreichen unklimatisierten Autos sieht die Wirklichkeit anders aus. Steigen draußen die Temperaturen, heizt sich der Innenraum schnell auf: im Kopfraum kann sie mehr als 15° C über der Außentemperatur liegen, im Fußraum noch immer 5° C darüber. Gerade hohe Temperaturen im Kopfbereich lassen die Kondition des Fahrers rasch sinken: er wird müde, fühlt sich abgeschlagen, unaufmerksam. Zudem steigt die Körpertemperatur, das Gehirn erhält dann weniger Sauerstoff.
Schon nach fünf Minuten Innentemperatur halbiert
Praxistests in Wüstenregionen bestätigten den positiven Effekt einer Klimaanlage, denn ohne Kühlung steigt der Puls deutlich an, ebenso der Stresspegel. Eine heiße Atmosphäre im Fahrzeug belastet nach Ansicht von Medizinern das psychovegetative Nervensystem. Verkehrsmediziner Dr. W. Markus Schmitt, Experte für “Belastungsfahrten” bei unterschiedlichen Temperaturen: “Mit Klimaanlage bleiben Koordinations-, Reaktions- und Konzentrationsvermögen trotz extremer Außentemperaturen auf einem normalen Niveau”. Bei den Testfahrten reduzierte die Klimaanlage schon nach etwa fünf Minuten Fahrzeit die Innentemperatur von mehr als 50° C auf nur 23° C, die relative Luftfeuchtigkeit sank währenddessen um rund die Hälfte. Fakten, die aus verkehrsmedizinischer Sicht zwingend für eine Klimaanlage sprechen.
Herzfrequenz steigt rapide an
Reden Mediziner von Hitzebelastung, so verstehen sie darunter meist die körperliche und psychische Reaktion des Menschen auf Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftbewegung und Strahlungswärme.  Hitzebelastung kann gemindert werden, wenn das Klima im Fahrzeug stimmt. Gemessen hat Markus Schmitt dazu die Herzfrequenz (Puls) während jeweils einstündigen Testfahrten mit und ohne Klimaanlage. “Während mit Klimaanlage die Herzfrequenz der Testpersonen im üblichen Bereich von rund 83 Schlägen pro Minute lag, stieg sie ohne Temperaturregelung auf 95, vereinzelt sogar auf 125 Schläge pro Minute”, erklärt der Mediziner.
Schwitzen als thermischer Ausgleich
Ab etwa 27° C - an mäßig warmen Tagen schnell erreicht - kann der Körper sein thermisches Gleichgewicht nur noch durch Schwitzen ausgleichen. Was normalerweise eine effektive und sehr wirkungsvolle Körperkühlung bedeutet, ist im Fahrzeug aber aus mehreren Gründen eingeschränkt: der direkte Kontakt von Rücken und Gesäß mit den Sitzen verhindert jede Verdunstung, genauso wie die isolierende Wirkung der Bekleidung, die für Berufstätige nicht immer gegen leichte Sommerkleidung austauschbar ist, und letztlich kommt bei schwülem Wetter die hohe Luftfeuchtigkeit dazu. Schnell wandelt sich die Wärmebelastung in Wärmestress um.
Augen werden stark beansprucht
Bei Hitzestress verschlechtert sich das räumliche Sehen, die Kontrastwahrnehmung und die Sehschärfe. Sie nimmt linear mit steigender Körpertemperatur ab, das haben verschiedene Untersuchungen ergeben. Wer sich zusätzlich übermüdet hinters Steuer setzt, hat Probleme mit dem peripheren Sehen: je weiter die Signale in den Augenwinkeln liegen, desto öfter werden sie übersehen. Aber gerade zur Unfallvermeidung ist das periphere Sehen sehr wichtig. Wer  Kontraste vermindert wahrnimmt, erkennt die Konturen eines anderen Verkehrsteilnehmers  oft zu spät.
Kreislaufkranke höchst gefährdet
Auch Verkehrspsychologen am Medizinisch-Psychologischen Institut des TÜV Hannover/Sachsen-Anhalt haben festgestellt, dass während besonders stressiger Verkehrssituationen wie beispielsweise beim Überholen, Herz und Kreislauf des Fahrers sehr hoch belastet werden: die Herzfrequenz steigt um bis zu 50 Schläge pro Minute. Die Konsequenz aus dem  Situationsstress bedeutet beispielsweise für Menschen mit labilem Kreislauf oder mit Bluthochdruck höchste Alarmstufe.
Hitze wirkt wie Alkohol im Blut
Aber auch "normale" Autofahrer verlieren bei einem Temperaturanstieg von 25 auf 35 Grad  ohne Klimaanlage etwa ein Fünftel ihrer Sinneswahrnehmung und Kombinationsgabe. Dann ist nach Ansicht der Psychologen die Aufmerksamkeit und Reaktionsfähigkeit etwa genau so gering, als würde man das Auto mit  einem Blutalkoholgehalt von etwa 0,5 Promille steuern.
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Klimaanlage: Unfallaspekte


Autos ohne Klimaanlage haben mehr Unfälle
Massenkarambolagen bei Nebel, Schnee, Eis und Regen zeigen eindeutig: die Wetterlage beeinflusst das Unfallgeschehen. Dies belegen zahlreiche Studien. Bisher weniger erforscht ist der Einfluss sommerlicher Temperaturen auf die Unfallzahlen. Wie sehr macht Autofahrern die Hitze im Fahrzeuginnern zu schaffen und welche Auswirkungen hat dies auf die Unfallbilanz? Praktische Fahrtests im kalifornischen Death Valley bestätigen den Zusammenhang zwischen Hitze und potentiellen Fahrfehlern, die häufig zu Unfällen führen.
Unfallforscher präsentieren spezifizierte Ergebnisse
Mit der “thermischen Belastung” des Autofahrers rückt für Unfallforscher ein Faktor neu ins Blickfeld, dessen Zusammenhang mit Unfallzahlen bislang nicht in dieser Weise bekannt oder belegt war: das Zusammenspiel bestimmter Witterungsbedingungen, im wesentlichen Lufttemperatur und -feuchtigkeit, Strahlungstemperatur und die Windgeschwindigkeit.
Studie wertet fast 12000 Unfällen aus
Um die Frage der hitzeabhängigen Unfälle zu beantworten, analysierte Professor Gerhard Arminger von der Gesamthochschule Wuppertal im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) das Unfallgeschehen bei verschiedenen Witterungsverhältnissen. Wirtschaftsstatistiker Arminger und sein Team erstellten erstmals auf der Basis von fast 12.000 Verkehrsunfällen eine langfristig angelegte Studie. “Es ist die erste überregionale Studie, die in den Jahren 1985 und 1991 bis 1993 die Unfallzahlen der alten Bundesländer auswertet”, erläutert Arminger. Man verknüpfte dazu die Zahlen mit den Klimadaten des Deutschen Wetterdienstes, die in dreistündigen Intervallen in 25 Klimamess-Stationen ermittelt wurden.
Die wenigsten Unfälle auf der Autobahn
In der Auswertung zeigte sich: Auto fahren ist eine sehr komplexe psychomotorische Tätigkeit, die einen kühlen Kopf erfordert. Schon bei Innentemperaturen von mehr als 24° C lassen Wachsamkeit, Aufmerksamkeit und Informationsverarbeitung nach; das Reaktionsvermögen sinkt; Stress und Aggressionsneigung nehmen dagegen zu. Diese Faktoren verstärken die Unfallhäufigkeit. So steigen bei 27° C im Fahrzeug (mittlere Wärmebelastung) die Unfallzahlen um 6 % auf Autobahnen und Landstraßen, um 11% in Stadtbereichen; bei 32° C liegen die Unfallzahlen außerorts um 13 %, innerorts um 22 % höher. Ganz dramatisch die Auswirkungen bei etwa 37° C Innentemperatur, wenn die Unfallzahlen um 18 % außerorts und um mehr als 30 % innerorts steigen.
Hitzestrahlung besonders im Brust- und Armbereich
Bekannt ist, dass es schon an mäßig warmen Tagen bei 15 bis 20° C Außentemperatur im Auto ohne Klimaanlage heiss her geht. Die Innenluft beträgt dann 20 bis 35° C. Für den Autofahrer bedeutet dies bei direkter Sonnenbestrahlung im Brust- und Armbereich Spitzentemperaturen von über 70° C. Dieser Wärmestress beeinflusst Körper und Psyche auf vielfache Weise, besonders in komplexen Verkehrssituationen.
Selbst junge Fahrer machen mehr Fahrfehler
Auch der führende Klimaanlagen-Hersteller Behr berichtet von Fahrsimulatorversuchen und Straßentests unter Hitzebedingungen, die die Wirkung einer Klimaanlage unterstreichen. Die Experten überprüften mit je 10 jüngeren Männern und Frauen das Spur halten über eine vierspurige Strecke von 600 km. Auf halber Strecke wurde eine 45-minütige Pause gemacht, die Innentemperaturen lagen bei 24°C und bei 37° C. Ergebnis: Vier Fahrerinnen brachen die Testfahrt wegen der hohen Hitzebelastung vorzeitig ab. Für die Verkehrssicherheit wesentlich kritischer war jedoch das häufigere Verlassen der Fahrspur. Schon im ersten Teil der Fahrt wurde der Mittel- oder Seitenstreifens bei 37° C um etwa 55 % häufiger Überfahren als bei 24° C. In der zweiten Hälfte der Fahrt explodierte dieser Wert auf rund 140 % mehr Überschreitungen. Bei längerer Fahrt wirkt sich die Hitze also noch stärker aus - hier sogar trotz der 45minütigen Pause.
Mentale Reaktion besonders bei Rushhour gefragt
Bei der “einfachen” Reaktionen tritt ein Reiz auf – Licht oder Geräusch -, auf den der Autofahrer reagieren muss. Diese Reaktionen sind weniger anfällig für hohe Temperaturen. Komplex dagegen die "mentale” Reaktion, bei der der Fahrer Informationen aus dem Gedächtnis abrufen muss, die er dann solange im Gehirn präsent hält, bis er eine mentale Strategie zur Lösung entwickelt hat. Beispielsweise bei Suchfahrten in einer fremden Stadt während der Rushhour. Dass diese Aufgaben sehr anfällig für hohe Temperaturen sind, zeigt die verlängerte Reaktionszeit: Steigt die Innentemperatur von 21 auf 27° C  verlängert sich die Reaktionszeit um rund 22 %. Der tatsächliche Anhalteweg, der sich aus der Reaktionszeit und dem Bremsweg ergibt, wird damit länger: mehr als 30 Meter bei einer Bremsung aus Tempo 100. Bei 35° C im Fahrzeug kann sich die Reaktionszeit innerhalb von 90 Minuten Fahrtzeit sogar um 65 Prozent verschlechtern.
Hupbereitschaft der Fahrer steigt dann
Experten des Medizinisch-Psychologischen Instituts des TÜV Hannover/Sachsen-Anhalt haben festgestellt, dass sommerliche Temperaturen aggressives Verhalten und Gereiztheit fördern. Interessant ist, dass der Fahrer selbst diesen Vorgang noch nicht einmal bemerkt. Zum Beispiel steigt die Hupbereitschaft: an einer Ampel, an der das erste Auto während einer 12 Sekunden langen Grünphase stehen blieb, hupten bei 38° C und über 70 % relativer Luftfeuchtigkeit ein Drittel der wartenden Fahrer länger als 6 Sekunden - während bei 32° C Niemand hupte. In Autos mit Klimaanlage drückten die Fahrer deutlich weniger auf die Hupe.
Autofahrer drehen manchmal sogar durch
Solche Reaktionen könnten auch Ursache für das Verhalten amerikanischer Autofahrer während der heißen Jahreszeit sein: in L.A. kommt es fast jeden Sommer bei Spitzentemperaturen zum tragischen "Highway Shooting", wenn Autofahrer "durchdrehen" und auf andere Verkehrsteilnehmer schießen, von denen sie sich vermeidlich beim Auto fahren gestört fühlen.
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Klimaanlage Skoda “Fabia”

Geht es um ein angenehmes Klima im Fahrzeuginnern, haben es Autofahrer im unteren Fahrzeugsegment ungleich schwerer als in der Mittel- und Oberklasse: Die Temperatur muss eingestellt werden, Gebläse und Luftverteilung je nach Außenbedingungen und Fahrweise angepasst werden.
Neu entwickelte Klimaanlage
Für den Fahrer im Skoda “Fabia” mit Klimaanlage gehört dies der Vergangenheit an. Einmal auf einen Temperaturwert eingestellt, regelt die Klimaanlage automatisch die Innenraumtemperatur. Erstmals in dieser Fahrzeugklasse ist eine neu entwickelte Heiz-/Klimageneration im Fabia integriert, die im Bereich Leistung und Geräuschreduzierung Maßstäbe setzt.
Anlage arbeitet wie “Kühlschrank auf Rädern”
Im Prinzip ist eine Autoklimaanlage nichts anderes als ein Kühlschrank auf Rädern. Ein Kompressor verdichtet und verflüssigt das gasförmige Kältemittel und leitet es an den Kondensator weiter. Die Flüssigkeit kühlt sich dort ab und wird anschließend in den Verdampfer eingespritzt, wo sie verdampft. Der Verdampfer entfeuchtet dann die einströmende Außenluft und kühlt diese auf die gewünschte Austrittstemperatur in das Fahrzeuginnere ab.
Subcooling-Effekt kühlt besser
Verbesserungen erreichten die Ingenieure im Energieverbrauch der Klimaanlage, im Kältemittelkreislauf, in der Akustik und in der Regelung. Herausragendes Merkmal ist hierbei die neue Kompressorgeneration. Es ist nun möglich, den Kompressor extern elektronisch so zu steuern, dass er immer nur soviel Kälteleistung bereitstellt, wie jeweils zur Abkühlung des Luftstroms in das Fahrzeuginnere benötigt wird. Dazu unterstützt ihn ein neu entwickelter Kondensator mit sogenanntem Subcooling-Effekt, der das komprimierte Kältemittel schneller und wirkungsvoller abkühlt als bisherige Kondensatoren.
Schleimhäute werden weniger belastet
Bei einer herkömmlichen Regelung des Kältekreislaufs wird die Luft am Verdampfer auf etwa 0 bis 2° C abgekühlt. Da sie dann für den Innenraum zu kalt ist, musste sie bisher wieder erwärmt werden (Reheat-Betrieb). Dies gehört der Vergangenheit an: mittels einer neuen Regelung wird die erzeugte Kälteleistung direkt an den Kühlungsbedarf im Fabia angepasst ohne die abgekühlte Luft nachträglich wieder zu erwärmen, was erheblich viel Kraftstoff spart. Gleichzeitig wird weiterhin die Luft entfeuchtet, so dass die Schleimhäute der Insassen nicht belastet werden.
Weniger Bauraum im Armaturenbrett nötig
Die kompakten Module und die integrierte Technik der Heiz-/Klimaanlage sind bis zu den Luftdüsen hin genau aufeinander abgestimmt. So lässt die kompakte Einheit im Armaturenbrett mehr Platz für den Beifahrerairbag, für ein größeres Handschuhfach, für mehr Ablagefläche und für ein Navigationssystem. Verdampfer, Wärmetauscher und Luftverteilergehäuse sind in der Fahrzeugmitte angeordnet. So ist für den Beifahrer im Handschuhfach eine Kühlung integriert und für den Fahrer ein weiteres Klappfach zum Kühlen einer Getränkedose. Die Kühlöffnungen beider Fächer können unabhängig voneinander je nach Bedarf geöffnet oder verschlossen werden.
... zu dem noch leiser
Die Anordnung der Bauteile, die hohe Gleichteilstrategie und die präzise Abstimmung gelang den Ingenieuren gemeinsam mit den Akustikspezialisten und dies macht den Fabia deutlich leiser: der Innengeräuschpegel konnte nochmals um 3 dB (A) reduziert werden (etwa eine Halbierung des Schallpegels).
.... und ohne Geruch
Bei starker Luftverschmutzung oder unangenehmen Gerüchen kann man die Klimaanlage auf Umluftbetrieb stellen. Schad- und Geruchstoffe bleiben dann draußen. So schaltet automatisch beim Rückwärtsfahren die Elektronik auf Umluftbetrieb, damit die Auspuff-Schadstoffe nicht ins Innere dringen. Auch im Umluftbetrieb läuft der Luftstrom über den Partikelfilter, der die Insassen zu 100 % vor BlütenpolIen, Staub und Schmutz schützt. Bakterien, Ruß und Industriestaub bleiben immerhin noch bis zu 70 % im Filter zurück. Wahlweise ist für den Fabia auch ein Aktivkohlefilter erhältlich, der zusätzlich geruchsintensive und gasförmige Stoffe filtert, wie beispielsweise Benzindämpfe oder Benzol.
Elektrische Zusatzheizung bei Dieselmotoren
Während die Heiz-/Klimaanlage im Sommer kühlen muss, ist sie im Winter als Heizung gefragt. Um eine angenehme Atmosphäre im Fahrzeug zu erzeugen, ist eine Heizleistung von etwa 5 kW nötig. Hierzu wird die Abwärme des Motors genutzt. Ein kleiner direkteinspritzender Dieselmotor bringt je nach Betriebspunkt jedoch nur um die 4 kW Abwärme. Deshalb entwickelten die Ingenieure die elektrische Zusatzheizung PTC (positive temperature coefficent). Die PTC-Heizung im Fabia-Diesel hat ein Leistung von 0,9 kW. Ihr Aufbau gleicht einem normalen Heizkörper: leistungsfähige Kiemenrippen erlauben eine geringe Bautiefe, haben aber eine große Heizfläche, die schnell  im Fahrzeug Wohnzimmer-Atmosphäre erzeugen kann.
Deutlich weniger Kraftstoffverbrauch
Gegenüber einem vergleichbaren Modell verbraucht die Klimaanlage des Fabia etwa 25% weniger Kraftstoff. Wenn man die durchschnittliche Fahrstrecke, Geschwindigkeit und ein für Deutschland typisches Klima zugrunde legt, die Antriebsleistung des Verdichters, den elektrischen Leistungsbedarf und das Mehrgewicht der Klimaanlage berücksichtigt, verbraucht eine Klimaanlage jährlich etwa 93 Litern Kraftstoff oder 0,62 l/100 km. Dies hat der führende Klimaanlagenhersteller Behr errechnet. Auch hier bietet der Skoda-Fabia Spitzenwerte in dieser Fahrzeugklasse: In der Summe können mit den technischen Innovationen jährlich etwa 24 Liter Kraftstoff eingespart werden.
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