Kapitel...effektiv arbeiten! Kühlung passiv, z. B. Zuluft durch Erdreich führen aktiv (Klimaanlage) Fachhochschule Dortmund Gebäudeplanung Lüftungsanlagen 3 Bauliche Voraussetzungen:

Fachhochschule

Dortmund

- Planung von Lüftungsanlagen -

Prof. Dr. Ulrich Hahn

SS 2012

Gebäudeplanung

Fachhochschule

Dortmund 2 Gebäudeplanung Lüftungsanlagen

Warum maschinell lüften?

Lüftungsverluste begrenzen

Heizperiode:

bedarfsgerecht lüften

Fensterlüftung

Fugenlüftung

Wärmerückgewinnung Reduktion der Heizenergie

sonst:

Filterung der Zuluft Allergiker

Lärmschutz

aber: Hilfsenergie erforderlich Lüftungsanlage muss

effektiv arbeiten!

Kühlung passiv, z. B. Zuluft durch Erdreich führen

aktiv (Klimaanlage)

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Bauliche Voraussetzungen: luftdichtes Gebäude

Druckdifferenzen am und im Gebäude Luftströmungen

Wind asymmetrische Druckverteilung in Lee und Luv

luftdichtes Gebäude: kein unkontrollierter Luftwechsel

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luftdichte Gebäudehülle Schweredruck der Luft

hgPhPP LuftLuft 0)(TR

P

Luft

Luft

0

Verbundene Räume unterschiedlicher Temperaturen:

•Gleicher Druck P0 an den Verbindungen (neutrale Ebene)

•Druckdifferenzen oberhalb und unterhalb

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Undichtigkeiten

Zustrom kalter Außenluft unterhalb der neutralen Ebene

Abfluss warmer Innenluft oberhalb der neutralen Ebene

Fußkälte

Zugluft

Behaglichkeit zu trockene Luft

Staub Milben

Schimmelbildung an der Austrittsstelle warmer Luft

kritisch: Luftstrom innen außen

Tinnen = 21°C, = 50% Ttau

= 10°C

Taußen = 0°C : ca. 50% des Dampfes kondensiert

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Luft

stro

m d

urc

h F

ug

en

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Feuchteschäden

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Prüfung der Gebäudedichtheit

Dichtes Gebäude: kleiner Luftstrom bei großem DPinnen-außen

Blower-Door-Prüfung: Erzeugen eines Norm-DP (50 Pa)

(Über- und Unterdruck)

Messen des Luftstroms

Lokalisieren von Lecks

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Anforderungen an die Dichtheit

Fensterlüftung: 1

50 h3 n

Mechanische Lüftung: 1

50 h1 n

6,02,0 . infiltrn

2,007,0 . infiltrn

tinfiltriergeregelt nn

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wie bekommt man ein Gebäude luftdicht?

Planung: Dichtheitskonzept

Ausführung: Details beachten

unterscheiden: Dichtheit für

Flächen

Anschlüsse unterschiedlicher Flächen

Durchdringungen von Flächen

Fenster, Türen ....

Kenngröße für Werkstoffe: Pa50@m²

V:50 D Pq

Fugen

i. R. unkritisch, da

Bauteile geprüft werden

Anordnung der Dichtungselemente

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Dichtheitskonzept

Während der Planung des Gebäudes festlegen:

welche Bauteile bilden die wärmeübertragende Hülle?

Konstruktion dieser Bauteile Dämmschicht? Tragschicht?

Lage der luftdichten Schicht in den Bauteilen

Verbindung einzelner Bauteilschichten

Anschließen einzelner Bauteile

Lage der Installationsführungen

Bei der Festlegung beachten:

Koordination der Herstellung

Beanspruchung durch mechanische Einflüsse Benutzung

Beanspruchung durch klimatische Einflüsse

Beanspruchung durch chemische Einflüsse Alterung

Beanspruchung durch Manipulationen durch den Nutzer

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Sch

wac

hst

elle

n

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Systematik der Lüftungsanlagen

Ventilatoren saugen die Abluft aus dem Raum Abluftanlage

Frischluft strömt frei in den Raum

Zu-Abluftanlage Ventilatoren saugen die Abluft aus dem Raum

Ventilatoren pumpen Frischluft in den Raum

dezentrale Anlage jeder Raum: eigenes Lüftungsgerät

zentrale Anlage Lüftungsgerät versorgt mehrere Räume

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Vergleich dezentrale – zentrale Lüftung

dezentral: individuelle Regelung

kein Schadstoffübertrag

hohe Luftwechselrate

Geräusch

zentrale Entlüftung:

Querlüftung möglich

Schadstoffübertrag möglich

Abluftkanäle erforderlich

zentrale Be- und Entlüftung:

Zu- und Abluftkanäle erforderlich

Wärmerückgewinnung Zuluft Abluft

Querlüftung möglich

Schadstoffübertrag möglich

Brandschutz b

eachten!

Wärmerückgewinnung Heizung, TWW

Wärmerückgewinnung bedingt möglich

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Querlüftungskonzept

Idee: Luft mehrfach nutzen

Abluft von Räumen mit kleiner Schadstoffkonzentration

Zuluft anderer Räume

kleiner Gesamtluftwechsel

Zonierung des Wohnraums:

Zuluftbereich: Schadstoffe

durch Menschen, Pflanzen

Abluftbereich: zusätzliche

Schadstoffe

Überströmzone: wenig

Schadstoffe

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freie Luftströmung im Raum

Ziel: gleichmäßige Luftdurchspülung

„Kurzschlüsse“ vermeiden!

Lage von Zu- und Abluftdurchlässen

Zuluftgeschwindigkeit

TZuluft, TRaum

Behaglichkeit: keine Zugluft Temperaturen, Geschwindigkeit

Schadstoffabfuhr

Wärmezu- oder -abfuhr

Geräusche

Bauliche

Aspekte: Lage von Schadstoffquellen

Aufenthaltsbereiche (Büro …)

Lage von Wärmequellen (-senken)

Ästhetik

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Mischlüftung

Verdrängungs-

lüftung

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freie Luftströmung im Raum Querlüftung „geordnete“ Luftströmung

„Kurzschlüsse“ vermeiden! Zugerscheinungen vermeiden!

Anordnung der Zu- und

Abluftöffnungen:

Zuluft: oben, nahe Fenster

Abluft: unten

Beachten: Coanda-Effekt:

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zentrale Abluftanlage

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zentrale Zu-Abluftanlage

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semi-zentrale Zu-Abluftanlage

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dezentrale Zu-Abluftanlage

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Systematik Zu-Abluftanlagen

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Auslegung von Lüftungsanlagen Randbedingung: „typische“ Nutzung während der Heizperiode

Zahl der Menschen: Pers.h

30m³

LVZuluft

Entfeuchtung und Entstänkerung: Abluft

Küche: 60 m³/h Bad: 40 m³/h

WC: 20 m³/h

nmin = 0,3 h-1:

),,(max min WohnAbluftZuluftNenn VnVVV

gefangener Raum: bei Bedarf 200 m³/h

1h8,0 n

erhöhte Schadstoffabfuhr erforderlich?

Pers.h

600m³

LV

raumluftabhängige Feuerstätten?

Sommernutzung (Kühlung)?

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Auslegung von Lüftungsanlagen

bedarfsgerechte Steuerung der Luftströme

im Mittel: 2 Menschen dauerhaft in einem Raum

Party Lüftung über andere Räume oder Fenster

Umleitung der Luftströme: tags: Wohn-/ Arbeitszimmer nachts: Schlafzimmer

Bad/WC Küche

Anforderungen an die Außenluftfilterung:

belastete Außenluft? Allergiker?

bauliche Randbedingungen:

sind mehrere Geschosse zu versorgen?

Anforderungen an den Brandschutz

Anforderungen an den Schallschutz

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Ausl

egung e

iner

Ablu

ftan

lage

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Beispiel: Auslegung einer Abluftanlage

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Beispiel: Auslegung einer Abluftanlage Luftmengenplan

Auslegung Kanalnetz Druckverluste bestimmen

Außenluftdurchlässe

Öffnungen zur Überströmzone

Abluftdurchlässe

Kanal (längste Strecke), vLuft < 3m/s

Schalldämpfer, Filter

Ventilatorleistung

(elektrisch):

nicht überschreiten:

Abluftanlage Pel [W/(m³/h)]

Grenzwert 0,25

Zielwert 0,13

Zu-Abluftanlage (WRG)

Grenzwert 0,50

Zielwert 0,25

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Regelung von Lüftungsanlagen Benutzer muss Einfluss nehmen können

Benutzer muss Auswirkungen bemerken

Luftstrom NennNenn VVV 2

1 manuell Luftgüte (Feuchte, CO2)

Stoßlüftung zeitgesteuerte Rückstellung

einfache Lösung: 4-Stufen

(0) Aus, Sommerstellung

(1) Grundlüftung, niemand anwesend n 0,3 h-1

(2) Teilbelegung

(3) Normalbetrieb

(4) erhöhte Lüftung (Kochen, Besuch...) Taster in Bad, WC, Küche

Luftstrom umlenken:

Zu-/ Abluftanlage: Klappen im Zuluftkanal

Abluftanlage: Außenlufteinlässe

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Stellglieder für den Volumenstrom

Drehzahländerung des Ventilatormotors

effizient, wenig Energieverluste

nur für EFH, Anlage für Einzelwohnung

Drosselung des Volumenstroms

Erhöhung des Strömungswiderstandes (Klappen)

Förderdruckabhängige Drehzahlregelung

für Teillastbetrieb

Lüfter mit „flacher“ Kennlinie

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Effizienzmindernde Faktoren

Abluftanlagen:

mangelhafte Dichtheit der Gebäudehülle

Unterdruck Außenluft strömt durch Lecks nach

meist unkritisch in der Zuluftzone

Überström-/ Abluftzone: „Kurzschluss“

verminderte Lüftung in der Zuluftzone

Zu-/ Abluftanlagen (mit Wärmerückgewinnung):

Zustrom kalter Außenluft

Entweichen warmer Raumluft

n = 0,5/h

hRück = 60%

n = 0,5/h

DIN 4108: n50

< 1/h

bei mechanischer Lüftung

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Effizienzmindernde Faktoren unpassende Überströmöffnungen Zu-/ Abluftanlagen

Überdruck in der Zuluftzone

Unterdruck in der Abluftzone

Umgehung der

Wärmerückgewinnung

Abluftanlagen schlechte Lüftung der Zuluftzone

nicht ausbalancierter Zu-/ Abluftstrom Zu-/ Abluftanlagen

schlecht ausgelegtes Kanalnetz hoher Druckabfall

hoher Lüfterleistung

Dämmung Außenluft / Fortluftkanäle in beheizten Zonen

Dämmung Zuluft / Abluftkanäle in unbeheizten Zonen

Kondenswasser

Dämmung des Lüftungsgerätes keine Fensterlüftung!

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Lüftungswärmebedarf bei Fensterlüftung

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Lüftungswärmebedarf

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Kennlinie Ventilator

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Kennlinie Ventilatoreffizienz

AC-Motor

41 Gebäudeplanung Lüftungsanlagen

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Kennlinie Ventilatoreffizienz

Motor mit elektronischer Kommutierung


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Kennlinie Türschlitz


Druckabfall

in Rohren

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Kennlinie Außenluftdurchlass, Abluftventil


Außenluftdurchlass

Abluftventil

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