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4. Oktober 2017 Autor: Dr.-Ing. Manfred Stahl (Bearbeiter)
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Energieeffizienz von Gebäuden durch kontrollierte natürliche Lüftung

Im Forschungsprojekt "KonLuft" hat die Hochschule für Technik Stuttgart (HFT) unter Leitung von Prof. Ursula Eicker von Mai 2013 bis April 2016 die Systeme kontrollierte natürliche und mechanische Lüftung numerisch (Simulationen) und in der Praxis in Büroräumen untersucht. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) finanziert und vom Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) als Projektpartner unterstützt. Die Endfassung des Forschungsberichts (215 Seiten) wurde Ende Oktober 2016 veröffentlicht. Der Bericht enthält auch Ergebnisse aus einem weiteren vom BMWi geförderten Monitoringprojekt, in dem die HFT eine Plusenergieschule in Rostock mit natürlicher Lüftung untersucht hat.

Das Forschungsziel

Ziel des KonLuft-Projekts war die messtechnische Analyse und Simulation kontrollierter natürlicher Lüftung (KNL). Bei der kontrollierten natürlichen Lüftung handelt es sich um ein System, bei dem sensorgestützt in Abhängigkeit von aktuellen Innen- und Außenbedingungen einzelne oder mehrere Fenster durch eine Mechanik mehr oder weniger geöffnet werden. Durch das Projekt sollen einerseits Berechnungsverfahren zur Dimensionierung von Fensteröffnungen bewertet und gegebenenfalls verbessert werden. Zum anderen werden Regelungsstrategien analysiert und optimiert, die maximalen Komfort bei höchstmöglicher Energieeffizienz sicherstellen sollen. Die Ergebnisse ermöglichen eine Bewertung der in den Lüftungsnormen eingesetzten Korrelationen zur Volumenstrombestimmung bei natürlicher Lüftung. Die Leistungsfähigkeit, aber auch Einschränkungen der natürlichen Lüftung (Luftwechsel, CO2-Gehalt in der Raumluft, thermische Behaglichkeit) werden aufgezeigt und sowohl experimentell als auch mit validierten Simulationsstudien demonstriert. Im Sprachgebrauch wird natürliche Lüftung synonym zu „freier Lüftung“ (DIN EN15242 "Lüftung von Gebäuden - Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Luftvolumenströme in Gebäuden einschließlich Infiltration") verwendet.

Die Versuchsorte
Die Versuche wurden in einem Büroneubau der Aumüller Aumatic GmbH in Thierhaupten (Baujahr 2012) und in einem Altbau der HFT Stuttgart durchgeführt. In beiden Gebäuden wurden vier Räume untersucht.

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Artikelnummer: cci60685

Kommentare (2):

Guten Tag,

die Wirtschaftlichkeitsberechnung mit einer Wärmepumpe als Wärmeerzeuger finde ich recht spannend. Mal davon ausgehend das man in Schule aufgrund der sich schnell ändernden inneren Lasten keine Fußbodenheizung bauen sollte, wären Heizkörper bzw. mit Bezug auf den Unfallschutz Stahlröhrenradiatoren zu planen.
Hier wäre für die Auslegung der Heizköper die tatsächliche Öffnungszeit pro Stunde wichtig. Bsp.: dT 20K im Winter (IT 22°C, AT 2°C) LW ca. 8h-1. Wenn von den 45 Minuten Unterrichtseinheit in Summe ca. 15 Minuten die Fenster offen sind, bleibt im Mittel ein LW von 15/60 x 8 = 2. Hat schon mal jemand die Heizlast eines Raumes mit LW 2 gerechnet? Das bedeutet sehr viel größere Heizlast=Heizflächen. Wenn man das wie hier im Beispiel dann mit einer Wärmepumpe leisten will, dürften einem die Baukosten KG 421 ordentlich um die Ohren fliegen. Auch die KG 423 bei den Heizflächen dürfte sich deutlich nach oben bewegen, da man von der WP keine zu hohen Vorlauftemperaturen erwarten sollte.
Auch wenn am Ende die automatisierte Fensterlüftung immer noch günstiger in Vollkosten sein sollte, wurde nicht ganz zu Ende gedacht.

mit freundlichen Grüßen

M.Blumenthal
Marcel Blumenthal 09.10.2017
Auch Heizkörper in Klassenzimmern sind in Verbindung mit niedrigen Vorlauftemperaturen nicht sinnvoll. Der hohe Wasserinhalt hat zwangsweise eine hohe Trägheit zur Folge, die Raumtemperatur steigt über den Sollwert an, wenn ein Klassenzimmer plötzlich 2 kW innere Heizlast durch Schüler aufweist.

Als geeignet sehe ich hier Konvektoren mit Ventilatorunterstützung ohne Filter an. Diese können mit Betriebstemperaturen unterhalb 30°C im Vorlauf betrieben werden und haben sehr geringe Wasserinhalte (< 2 dm³/kW) Heizleistung bei Ventilatormotorleistungen < 2 W und einem Schallpegel von ca. 25 dB(A).

Diese Produkte sind allerdings nicht im Standardlieferprogramm von namhaften deutschen Firmen vertreten. In Schweizer Schulgebäuden werden sie vermehrt eingesetzt.

Die Lösung ist auch in Verbindung mit nachträglicher Belüftung der Klassenzimmer geeignet. Wenn die Geräte in die Flurtrennwand eingebaut werden kann eine gute Luftqualität mit hybrider zentraler Lüftung ohne waagerechte Kanalführung im Gebäude realisiert werden. Wenn Sie Bedarf haben, ich helfe gerne.
Herbert Haser Betic S.A. Dippach Luxemburg 14.12.2017

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