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26. April 2016 Autor: Dr.-Ing. Manfred Stahl (Bearbeiter)
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Untersuchungen zur Lüftungseffektivität des Systems "persönliche Lüftung" im Vergleich zur Mischlüftung und zur Quelllüftung

Personen halten sich in ihren Büros oft lange an denselben Orten auf, meist am Schreibtisch. Daher wird von ihnen nur ein geringer Teil der in den Raum eingebrachten Zuluft (Außenluft) tatsächlich genutzt. Eine bislang noch wenig in der Praxis verbreitete Möglichkeit zum Energiesparen bei der Luftförderung bei gleichzeitiger Sicherung des thermischen Komforts und der Luftqualität für die Nutzer besteht darin, dass ausschließlich das direkte Umfeld eines Arbeitsplatzes (Schreibtisch) mit Zuluft belüftet wird. Dazu wurde am Institut für Energietechnik an der TU Dresden anhand von Simulationen ein System zur „persönlichen Lüftung“ untersucht und die Ergebnisse im Hinblick auf die Lüftungseffektivität mit den konventionellen Lüftungssystemen Quell- und Mischlüftung verglichen. Die Simulationen berücksichtigen die Betriebszustände Winter (Heizen) und Sommer (Kühlen) und liefern Aussagen über Luftaustauschwirkungsgrade und Lüftungswirksamkeiten der drei Lüftungssysteme.

Die Grundlagen der Untersuchungen

Der Raum

Für die Simulationsrechnungen wird ein typischer Büroraum (8 m lang, 3,92 m breit, 2,84 m hoch; Volumen = 94 m³) für zwei Personen angenommen. Dies entspricht einer Fläche pro Person von etwa 15,7 m².

Die Lüftungssysteme

Das Mischlüftungssystem und das Quellluftsystem werden mit Zuluftvolumenströmen von je 90 m³/h betrieben, also mit einem knapp einfachen Luftwechsel. Beim System der persönlichen Lüftung wird aufgrund der direkten Einbringung der Zuluft in den Atembereich der Volumenstrom auf 70 m³/h verringert (= 0,75-facher Luftwechsel). In Tabelle 1 sind die Zuluftvolumenströme sowie die Untertemperaturen der Zuluft zusammengefasst.

Lüftungssystem Zuluftvolumenstrom [m³/h] Temperaturdifferenz
    Heizfall Kühlfall
Mischlüftung 90.0 0 K -4 K
Quelllüftung 90.0 -2 K -4 K
Persönliche Lüftung 70.0 0 K -2 K

Tabelle 1: Randbedingungen der Lüftungssysteme

Zur Mischlüftung wird die Zuluft über einen Dralldurchlass eingebracht, der sich in der Mitte der Decke befindet. Bei der Quelllüftung erfolgt die Luftzufuhr impulsarm über einen großflächigen Wanddurchlass. Die persönliche Lüftung wird über zwei Luftdurchlässe realisiert, die sich oberhalb der Monitore befinden. Die Abluft wird bei allen Untersuchungen in der rechten Ecke des Modellraums im Deckenbereich abgeführt.

Abbildung 1: Die Anordnung der Schreibtische, der Personen und der drei Lüftungssysteme im simulierten Büroraum. Die linke Stirnseite des Raums simuliert Fensterflächen, die rote Fläche die äußere Umgebung.Abbildung 1: Die Anordnung der Schreibtische, der Personen und der drei Lüftungssysteme im simulierten Büroraum. Die linke Stirnseite des Raums simuliert Fensterflächen, die rote Fläche die äußere Umgebung.

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