Textile Luftleitungen gibt es in runden, halbrunden und viertelrunden Ausführungen zum Einbringen und Verteilen von Zuluft in einen Raum. Vorteilhaft gegenüber ihren Pendants aus Metall sind vor allem das geringe Gewicht und die Möglichkeit der Reinigung in der Waschmaschine, Stichwort Hygiene. Darüber hinaus gibt es keine Probleme mit Kondensat. Für textile Luftleitungen eingesetzte Polyester können unter 0,5 % Feuchtigkeit absorbieren.
Textilfasern sind grundsätzlich in der Lage, Wasserdampf aus der sie umgebenden Luft zu absorbieren und zu desorbieren, wenn der Feuchtigkeitsgehalt der umgebenden Luft steigt und fällt. Diese Eigenschaft wird als Hygroskopizität bezeichnet. Das Gewicht des Wassers in der Faser, ausgedrückt als Prozentsatz des Trockengewichts, wird als Rückgewinnung bezeichnet. Es besteht eine feste Beziehung zwischen der Rückgewinnung und den vorherrschenden Bedingungen in der Umgebungsluft, insbesondere der relativen Luftfeuchtigkeit und in geringerem Maße der Temperatur. Bei den meisten Kunstfasern liegt die Sättigungsrückgewinnung unter 10 %. Einige Kunstfasern werden modifiziert, um die Rückgewinnung zu verbessern, indem dem Polymergerüst wasseranziehende Gruppen hinzugefügt werden – allerdings mit mäßigem Erfolg. Speziell gewebte Materialien, die auch in textilen Belüftungssystemen verwendet werden, absorbieren dagegen bei Sättigung weniger als 0,5 % Wasser.
Niederimpulslüftung mit abwärtsgerichteten Strömungsmustern
Grundsätzlich wird bei textilen Luftverteilungssystemen zwischen Niederimpuls- und Hochimpulsanwendungen unterschieden. Bei Niederimpulsanwendungen (synonym „Quellluft“) funktioniert die gesamte textile Leitung als Luftdiffusor. Das bewirkt eine sehr gleichmäßige Verteilung der Luft im ganzen Raum, sodass sich diese Variante gut für den Komfortbereich eignet. Als Material kann dafür zum Beispiel gewebtes, schwerentflammbares Polyester nach DIN EN 13501 Teil 1 „Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten“ (2019), Bauprodukteklasse B-s1-d0 (keine/geringe Rauchentwicklung, kein brennendes Abtropfen) verwendet werden, durch das sich gekühlte Luft langsam „durchquellt“ und langsam nach unten strömt.
Charakteristisch für die Niederimpulsbelüftung mit textilen Luftleitungen sind abwärtsgerichtete Strömungsmuster. Bei mäßiger Kühlleistung führt die eingeblasene Luft in der Regel nicht zu Zugproblemen in der Nahzone, auch nicht bei Personen in Ruheposition. Grundsätzlich funktionieren Niederimpulslösungen nach dem Verdrängungsprinzip, das heißt, im Raum stellt sich eine gewisse Temperaturschichtung ein. Vereinfacht gesagt heißt das: Oben ist es warm, unten kühl.
Hochimpulslüftung zum Kühlen, Belüften und Heizen
Braucht man dagegen eine Lösung nach dem Umwälzprinzip (Mischlüftung), um überall im Raum die gleiche Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Luftqualität zu haben, ist es notwendig, ein Hochimpulssystem einzusetzen. Dabei wird die Luft durch Löcher (bis Raumhöhen von 5 m) oder Düsen (Raumhöhen ab 5 m bis 30 m) mit hoher Geschwindigkeit außerhalb der Aufenthaltszone eingeblasen. Durch die hohe Luftgeschwindigkeit entsteht im Außenbereich des Luftstrahls ein Unterdruck, der die Umgebungsluft induziert und mitreißt. Im Bereich der Löcher oder Düsen ist die Luftgeschwindigkeit zunächst hoch, nimmt jedoch während der Durchmischung mit der Raumluft kontinuierlich ab. Ist das System korrekt dimensioniert, wird die eingeblasene Luft vollständig mit Raumluft vermischt, bevor sie die Aufenthaltszone erreicht.
Textile Hochimpulssysteme können im Gegensatz zu textilen Niederimpulssystemen zur Kühlung, Belüftung und Heizung eingesetzt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Hochimpulssysteme in geringerem Maße von äußeren Einwirkungen wie konvektiven Wärmeströmen im Raum beeinflusst werden. Der Einblasluft wird eine hohe Initialenergie in Form von Geschwindigkeit (Impuls) zugeführt. Damit wird erreicht, dass die Luft mit der strömungstechnisch erforderlichen Eindringtiefe in den Raum „geworfen“ wird, statt mit geringer Geschwindigkeit durch eine Textiloberfläche verteilt zu werden.
Was bedeuten Wurflänge und Eindringtiefe?
Die Wurflänge ist als der größte Abstand vom Einblaskanal zu einem bestimmten Punkt im Raum definiert, an dem die Luftgeschwindigkeit genau die gewünschte Endgeschwindigkeit hat, beispielsweise viso = 0,20 m/s. Zu beachten ist, dass die Wurflänge per Definition bei isothermen Bedingungen gilt. Daher sind Berechnungen der Luftgeschwindigkeit zu korrigieren, wenn die eingeblasene Luft kälter oder wärmer ist als die umgebende Raumluft.
Die thermische Eindringtiefe ist entscheidend dafür, ob die Luftverteilung in der Praxis wie erwartet erfolgt. Die Theorie der Deckenströmung beruht darauf, dass der Strahl nicht so „schwer“ wird, dass er die Deckenfläche vorzeitig verlässt. Geschieht dies, so wird die Luftgeschwindigkeit beim Eintritt in die Aufenthaltszone höher als vorhergesehen. Personen in der Zone, in der der Strahl auftrifft, empfinden das als unangenehm. Um dem Kälteniederschlag zu begegnen, ist zu kontrollieren, ob die thermische Eindringtiefe mindestens 75 % der waagerechten Länge, die sich die Luft an der Decke entlang bewegt, ausmacht.
Druckverluste und Luftgeschwindigkeiten
Typische Druckverluste für beide Systeme (Quell- und Mischluft) liegen zwischen 80 und 120 Pa. Die Lufteintrittsgeschwindigkeiten betragen etwa 4 bis 7 m/s. Bei der Mischlüftung werden die Durchmesser der Auslässe nach dem gewünschten Luftvolumenstrom berechnet. Grundsätzlich sind diese Parameter individuell zu betrachten und zu dimensionieren, um darauf basierend maßgeschneiderte Luftverteilsysteme aus Fasertechnologie zu erstellen.
Der von der dänischen KE Fibertec AS erstellte Beitrag wurde von der Redaktion von cci Wissensportal redigiert und ergänzt. (Stand: November 2022)
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