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Heizung, Lüftungs- und Klimaanlagen eingegangen. Druckverteilungen über die Gebäudehöhe sowie Druckverluste z.B. durch Leckagen werden allerdings nicht berücksichtigt (vgl. Engels et al. [2]). 3. Physikalische Randbedingungen der Druckberechnung Die natürliche Druckverteilung über die Höhe kann durch den hydrostatischen Auftrieb bzw. über die Differenz der Lageenergie (potentielle Energie) beschrieben werden zu: p h g h (1) Da die Dichte der Luft von deren Temperatur abhängt ist, stellt sich für unterschiedliche Lufttemperaturen eine unterschiedliche Druckverteilung über die Höhe ein. In Tabelle 1 ist dies exemplarisch für ein 100m hohes Gebäude dargestellt für Temperaturunterschiede von 0°C, 40°C und 20°C zwischen Gebäudeinnen- und außentemperatur. Als Referenz wurde hier der Druck von 101325Pa nach Normbedingungen verwendet. Eine Druckdifferenz induziert eine Strömung vom höheren zum niedrigeren Druck, hier wird bei wärmerer Luft (geringere Dichte) durch die erhöhte Impulsdichte der Luftmoleküle ein erhöhter Druck im Vergleich zur kälteren Luft verursacht. Tabelle 1 – Druckverlauf über die Höhe Tinnen T außen innen Taußen Nur geodätischer Druck wirkt T (Winter) Tinnen Taußen (Sommer) Kamineffekt Geodätische Druckdifferenz wird verstärkt Strömungsrichtung ↑ ↑↑ ↓(1) ↑(2) Entgegengesetzter Kamineffekt Dichtedifferenz aufgrund Temperaturunterschied (1) wirkt geodätischer Druckdifferenz (2) entgegen
Unter Beachtung der Massenerhaltung führt dies bei einem Gebäude mit Öffnungen oben und unten ( m m ) zu einer Einströmung durch die untere Öffnung und einer Ausströmung ein aus durch die obere Öffnung für den Fall Tinnen Taußen ( innen außen ) bzw. einer Ausströmung unten bei gleichzeitiger Einströmung oben für Tinnen T ( außen innen ). außen Der Druckaufbau im Gebäudeinneren durch die maschinelle Zuluft einer Druckbelüftungsanlage überlagert sich mit dem thermisch bedingten natürlichen Druckprofil (vgl. Abb. 1). Tabelle 1 zeigt den Druckverlauf einschließlich eines exemplarisch gewählten Druckverlustes von 2 Pa pro m. Für die Vermeidung des Raucheintrittes in den Sicherheitstreppenraum sind für die Auslegung der Druckbelüftungsanlage unterschiedliche Kräfte und Einwirkungen, welche lokal an den Systemgrenzen des Treppenraumes, bzw. im Treppenraum wirken, zu berücksichtigen: F Raucheintritt aus Brandgeschoss = F natürliche Druckdifferenz + E Druckverlust = F maschinelle Zuluft (2) Abbildung 1 – Druckprofil natürlich und maschinell Für den Auslegungsfall „Winter“ mit T T folgt daraus, innen außen dass sich die natürliche Druckdifferenz unterstützend auf die Druckbelüftungsanlage auswirkt. Bei klimatisierten Gebäuden muß im Sommer mit T T . die maschinelle Zuluft, innen außen neben der Strömungskraft aus dem Brandgeschoss und dem Druckverlust bei Durchströmung des Treppenraumes, auch der natürlichen Druckdifferenz entgegenwirken. Weitere, miteinander interagierende Einflussfaktoren der Druckbelüftungsauslegung sind, wie z.T. bereits beschrieben: Windeinflüsse auf die Gebäudehülle Leckagen der äußeren Gebäudehülle Leckagen auf den Strömungswegen der inneren Gebäudezonen Druckverteilung im Gebäudeinneren. Das Nutzerverhalten hinsichtlich Fensterlüftung, Raumheizung und Lüftung hat ebenfalls Auswirkungen auf die Druckverteilung im Gebäudeinneren. Sämtliche Einflüsse müssen objektspezifisch für die sichere Auslegung der Überdruckbelüftung eines Treppenraumes beispielsweise durch Netzwerkmodelle ermittelt werden. Im nordamerikanischen Raum wird nach Klote [3] beispielsweise die Auslegung von druckbelüfteten Treppenräumen standardmäßig mit dem vom NIST entwickeltem Multizonenmodell CONTAM durchgeführt. Insbesondere die Druckverteilung im Gebäudeinneren und die damit zusammenhängenden Leckagen werden von DIN EN 12101-6:2005-09 nicht berücksichtigt.
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Seite 9 und 10: Abb.8 - Druckverlauf „offene Stuf
Seite 11 und 12: inkompressible Strömungen mit gro

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