Raumluftströmung und Lüftungseffektivität

Mischströmung: Strömungsimpulseintrag der Luftmasse über hohe Geschwindigkeit

• Turbulente Durchströmung

• Gleiche Zustände im ganzen Raum

• Verdünnung von Belastungsstoffen

Verdrängungsströmung: Strömungsimpulseintrag der Luftmasse über große Fläche

• Laminare Durchströmung

• Unterschiedliche Zustände im Raum

• Verdrängung von Belastungsstoffen

Mischlüftung:

Vorteile

• Für Kühl- und Heizzwecke einsetzbar

• Hohe Induktion ermöglicht große Temperaturunterschiede zwischen Zu- und Raumluft

• Kleiner Temperaturgradient

• Keine Einschränkung der Raumfläche

• Kombination mit Kühldeckensystem möglich

Nachteile

• Gefahr eines Kurzschlusses (besonders im Heizfall)

• Gefahr von Zugluftbildung bei hoher Kühllast

• Leicht höherer Energiebedarf im Kühlfall als Quellüftung

• Gleichmäßige Konzentration von Schadstoffen im gesamten Raum

Quelllüftung:

Vorteile

• Zur Kühlung hoher Räume geeignet

• Niedrige Geschwindigkeiten im Aufenhaltsbereich

• Wirksame Schadstoffentfernung

• Verringerter Energiebedarf da nur Kühlung des Aufenthaltsbereichs

• Kombination mit Kühldeckensystem möglich

Nachteile

• Nur für Kühlung und nicht für Heizung geeignet

• Große Zuluftdurchlässe, Reduzierung der Nutzfläche

• Hoher vertikaler Temperaturgradient

• Differenz zwischen Raum- und Zulufttemperatur nicht größer als 12 Kelvin

• Zulässige Luftgeschwindigkeiten

• Stabilität der Raumluftstruktur

• Raumluftströmung beeinflusst Lüftungseffektivität

• Erneuereung der Luft bei geringem Volumenstrom

• Geringe Schadstoffkonzentration in der Atemluft

• Statistisches Durchschnittsalter an der Luft Tau P an einem Ort P

• CFD-Simulation: Transportgleichung mit Quellterm Sp

  • Quellterm “Luftvolumen altert jede Sekunde um eine Sekunde” —>Sp=Vp

• Raumzeitkonstante Tau n: kürzeste Zeit für den Luftaustausch —>unabhängig von der Luftführung!

• Mittleres Alter der Luft—>abhängig von der Luftührung!

Lokaler Luftaustauschwirkungsgrad

• Maß für die Schadstoffbeseitigung in einem Raum

• Berechnung auf Basis von Schadstoffkonzentrationen

• Für Mischlüftung gilt epsilon C=1

• Gleichmäßige Verteilung der Schadstoffquellen:

  • Alter der Luft steigt in jedem Luftvolumen jede Sekunde um genau eine Sekunge

  • Schadstoffkonzentration steigt in jedem Luftvolumen jede Sekunde um einen festen Wert X

• Die Lüfter fungiere sowohl als Zu- und Abluftgeräte

• Lüftung mehrerer zusammenhängender Räume

—>Alter der Luft in jedem Raum abhängig vom Eintrittszustand

—>je schmaler die Verteilungsfunktion desto besser die Durchmischung (kleine Varianz)