Vorlesung Raumströmung - Unics.uni-hannover.de
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Thema: Raumströmung<br />
Grundlagen<br />
Induzierte Luftstrahlen<br />
Raumströmungsbil<strong>de</strong>r<br />
Mischluft<br />
Quellluft<br />
Luftdurchlässe<br />
Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 1
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Als Raumströmung<br />
wird das durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten<br />
und Richtungen bezeichnete „Bild“ <strong>de</strong>r<br />
Strömung im Raum bezeichnet.<br />
Luftwalze, verursacht durch eine horizontalen<br />
Zuluftstrahl unter <strong>de</strong>r Decke.<br />
Das Empfin<strong>de</strong>n einer RLT-Anlage wird hierdurch<br />
wesentlich geprägt.<br />
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Raumströmung – Begriffe<br />
Eine Luftströmung im Raum wird durch Luftauslässe geprägt.<br />
Die Geschwindigkeit und Temperatur <strong>de</strong>r ausströmen<strong>de</strong>n<br />
Luft bil<strong>de</strong>t eine sogenannte ...<br />
Mischlüftung<br />
Wenn durch Induktion neben <strong>de</strong>m austreten<strong>de</strong>n Luftstrom<br />
Sekundarluft „mitgerissen wird“:<br />
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Bei energiearmer, langsam ausströmen<strong>de</strong>r Luft spricht<br />
man von Verdrängungsströmung.<br />
(Impulsarme Strömung)<br />
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Thermisch induzierte Strömung: die Quellluftströmung<br />
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Mischlüftung<br />
ist die am meisten<br />
verbreitete Art <strong>de</strong>r Raumströmung. Zuluft<br />
tritt über hochinduktive Durchlässe in <strong>de</strong>n<br />
Raum ein und erreicht <strong>de</strong>n Auslass über<br />
gekrümmte Strömungspfa<strong>de</strong>. Die Kontrolle<br />
<strong>de</strong>r Konzentration erfolgt über das<br />
Verdünnungsprinzip.<br />
Verdrängungslüftung basiert<br />
auf <strong>de</strong>r Verdrängungs- (Kolben-) Strömung<br />
und ist aus <strong>de</strong>r Reinigungstechnik<br />
bekannt. Zuluft tritt über laminare Durchlässe<br />
in <strong>de</strong>n Raum ein und erreicht <strong>de</strong>n<br />
Auslass über mehr o<strong>de</strong>r weniger geradlinige<br />
Strömungspfa<strong>de</strong>. In <strong>de</strong>r kontrollierten<br />
Zonestellen sich verhältnismässig<br />
hohe Luftgeschwindigkeiten ein, was<br />
aber wegen <strong>de</strong>r kleinen Turbulenzgra<strong>de</strong><br />
nicht kritisch ist. Die Verunreinigungen im<br />
Raum wer<strong>de</strong>n von <strong>de</strong>r Strömung <br />
und weggeführt.<br />
Quellüftung entsteht, wenn<br />
Personen o<strong>de</strong>r an<strong>de</strong>re Wärmequellen<br />
die Verdrängungsströmung antreiben.<br />
Die Quellüftung ist im Gegensatz zur<br />
Verdrängungslüftung eine Komfortlüftung<br />
mit niedrigen Luftgeschwindigkeiten.<br />
Wenn <strong>de</strong>r induzierte Luftvolumenstrom<br />
groß ist im Vergleich zum Zuluftvolumenstrom,<br />
entsteht infolge Rückströmung eine<br />
<strong>de</strong>r Mischlüftung ahnliche Strömung.<br />
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Mischlüftung<br />
Vorteile<br />
• Gute Regulierbarkeit<br />
• Kühlleistung bis 60 W/m² möglich<br />
• Grosse Auswahl von Zuluftdurchlässen<br />
(je nach Anwendung und<br />
Wünschen <strong>de</strong>s Planungsteams)<br />
• Problemlos mit einem Kühl<strong>de</strong>ckensystem<br />
kombinierbar<br />
• Sehr gute Ausnutzung <strong>de</strong>r freien<br />
Kühlung<br />
Nachteile<br />
• Tiefere Einblastemperaturen im<br />
Vergleich zur Quellüftung<br />
• Leicht höherer Energiebedarf im<br />
Kühlfall als Quellüftung<br />
• Gleichmässige Konzentration <strong>de</strong>r<br />
Schadstoffe im gesamten Raum<br />
(ε v
Quellüftung<br />
Vorteile<br />
• Hohe thermische Behaglichkeit (insbes.<br />
Niedrige Luftgeschwindigkeiten und Turbulenzgra<strong>de</strong><br />
im Aufenthaltsbereich)<br />
• Wirksame Schadstoffentfernung (Verunreinigungsabtransportwirksamkeit<br />
ε v < 1)<br />
• Gute Ausnutzung <strong>de</strong>r freien Kühlung<br />
• Problemloser Betrieb mit variablem Zuluftvolumenstrom<br />
• Verringerter Energiebedarf da nur Kühlung<br />
<strong>de</strong>s Aufenthaltsbereichs<br />
• Problemlos mit einem Kühl<strong>de</strong>ckensystem<br />
kombinierbar (Erhöhung <strong>de</strong>r Behaglichkeit<br />
dank Strahlungskühlung)<br />
Nachteile<br />
• Beschränkte Kühlleistung für Räume mit<br />
hohen thermischen Lasten (Grenze liegt bei<br />
ca. 25 W/m² Kühlleistungsbedarf, ansonsten<br />
wird <strong>de</strong>r Temperaturgradient im Aufenthaltsbereich<br />
zu gross)<br />
• Nur für Kühlung und nicht für Heizung geeignet<br />
• Bei Kombination mit Kühl<strong>de</strong>cke schlechte<br />
Ausnützung <strong>de</strong>r kühlen Aussenluft<br />
• Kühl<strong>de</strong>ckenbetrieb zerstört das charakteristische<br />
Temperaturprofil und reduziert daher<br />
die Vorteile <strong>de</strong>r Quellüftung bezüglich<br />
Raumqualität.<br />
• Grosse Zuluftdurchlässe<br />
• Genutzte Räume nicht frei möblierbar<br />
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S t r ö m u n g s b i l d m i t P r i m ä r -<br />
u n d S e k u n d ä r w i r b e l , v e r u r -<br />
s a c h t d u r c h e i n e n Z u l u f t -<br />
s t r a h l v o m B o d e n s e n k r e c h t<br />
n a c h o b e n .<br />
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Die Quellüftung ist charakterisiert<br />
durch:<br />
• Impulsarmer Lufteintritt meist im Bo<strong>de</strong>nbereich<br />
• Zulufttemperatur ist kleiner als die<br />
Raumlufttemperatur<br />
• Abluftabsaugung im Deckenbereich<br />
• Wärmequellen im Raum<br />
• Summe <strong>de</strong>r Konvektionsströme <strong>de</strong>r<br />
Wärmequellen ist größer als <strong>de</strong>r Zuluftvolumenstrom.<br />
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Prinzipdarstellung<br />
Quelluft und Wärmequelle<br />
Auftriebsströmung und<br />
Luftgeschwindigkeiten<br />
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Luftauslass für Quellüftung<br />
Nahzone > 0,2 m/s<br />
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Systembild Büroraum mit Quellüftung<br />
und Deckenkühlung<br />
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Saalbelüftung Mischlüftung<br />
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Saalbelüftung Quelllüftung<br />
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Q u e l l a u s l a s s f ü r W<br />
a n d a n b a u<br />
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Q u e l l a u s l a s s f ü r S o c k e l a n b a u<br />
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B o d e n q u e l l a u s l a s s<br />
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R e c h t e c k i g e r Q u e l l a u s l a s s<br />
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