Umsetzung der semizentralen Lüftung im Erweiterungsbau einer Schule

SLIM in Kürze erklärt

Die semizentrale Lüftung ist ein energieeffizientes System zur bedarfsgeführten Lüftung insbesondere für Nicht-Wohngebäude. Entwickelt wurde diese Lüftungsart im Rahmen des bereits abgeschlossenen Forschungsprojekts „Einsatz von dezentralen Ventilatoren zur Luftförderung in zentralen RLT-Anlagen insbesondere bei Nicht-Wohngebäuden“. Das Forschungsprojekt „SLIM“ (Semizentrale Lüftung und intelligentes Betriebsmonitoring, Laufzeit: 06/2019 bis 11/2025) geht darüber hinaus: Es generiert Praxiserfahrungen durch die Umsetzung der semizentralen Lüftung in vier Modellprojekten (Neubau und Bestand, eine Schule und drei Büro- und Laborgebäude) und analysiert das Betriebsverhalten durch ein umfangreiches Monitoring. Gefördert wird SLIM vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Neben der Universität Kassel sind mit der Howatherm Klimatechnik GmbH, Brücken, als Verbundpartner und der ebm-papst Mulfingen GmbH zwei Industriepartner sowie die Ingenieurbüros innovaTec Energiesysteme GmbH, Ahnatal, und Schiller engineering, Hamburg, beteiligt.

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Im Forschungsprojekt SLIM (Semizentrale Lüftung und intelligentes Betriebsmonitoring) wird das Konzept der semizentralen Lüftung in vier Gebäuden beispielhaft implementiert. Hierdurch soll die Praxistauglichkeit des semizentralen Lüftungssystems demonstriert und der Anlagenbetrieb messtechnisch erfasst, optimiert und energetisch bewertet werden. Neben dem nachfolgend vorgestellten Schulneubau der Grundschule „Auefeldschule“ in Kassel wird das semizentrale Lüftungssystem im Rahmen des Forschungsprojekts in drei Büro- und Laborgebäuden der Universität Kassel umgesetzt.

Abb. 1: Anlagenschemata, Links: Aufbau eines konventionellen CO2-geführten zentralen Lüftungssystems mit Variabel-Volumenstromreglern. Rechts: CO2-geführte semizentrale Lüftung mit dezentralen Ventilatoren (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
Abb. 1: Anlagenschemata, Links: Aufbau eines konventionellen CO2-geführten zentralen Lüftungssystems mit Variabel-Volumenstromreglern. Rechts: CO2-geführte semizentrale Lüftung mit dezentralen Ventilatoren (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
Abb. 2: Mensa-Aula-Bereich des Neubaus der Auefeldschule (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
Abb. 2: Mensa-Aula-Bereich des Neubaus der Auefeldschule (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
Abb. 3: Strangschema zur semizentralen Lüftung der Auefeldschule mit Nennluftmengen; Zuluft (blau), Abluft (gelb), Luftqualitätsfühler (Q), Taster (T), Schlüsseltaster (ST) (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
Abb. 4: Teilausschnitt Lüftungspläne Untergeschoss Auefeldschule (EDL Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik GmbH) (Abb. © Anderhalten Architekten GmbH)
Abb. 5: Für das Monitoring wurde das gesamte semizentrale Lüftungssystem mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet. Das Schema liefert eine Übersicht über die Messpunkte. (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
Abb. 6: Messdatenverlauf von Luftvolumenstrom und CO2-Konzentration eines Klassenraums in einer typischen Schulwoche (Klassenraum EG_0005 in der 4. KW 2025) (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
Abb. 7: Betriebspunkte des Ventilators des Klassenraums EG_0005 in der 4. KW 2025. Farblich ersichtlich ist der Ventilatorwirkungsgrad des jeweiligen Betriebspunkts. (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
Abb. 8: Gesamtenergieverbrauch der Lüftungsanlage in der 4. KW 2025 (Zuluft: 48,1 kWh/Woche; Abluft: 46,4 kWh/Woche) sowie die jeweiligen Anteile des Energieverbrauchs der dezentralen Ventilatoren und der Zentralventilatoren. (Abb. © Fachgebiet TGA, Universität Kassel)
*M. Sc. Verena Stutrucker und Prof. Jens Knissel, Fachgebiet TGA, Uni Kassel (Abb. © Sonja Rode/Lichtfang.net)

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