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Computational and empirical assessment of ventilation methods in buildings
Taheri, Mahnameh
Wien (Österreich)
Selbstverlag
2018, 146 S., Abb., Tab., Lit.
Sprache: Englisch
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[Quelle: https://repositum.tuwien.ac.at]
Der Komfort und die Behaglichkeit von Gebäudenutzern hängen neben den innenklimatischen Bedingungen (Strahlungs- und Lufttemperatur, Luftqualität, Luftbewegung, Feuchtigkeit, etc.) unter anderem auch von den Steuerungsmöglichkeiten der Nutzer ab. In den letzten Jahren konnte beobachtet werden, dass das Ansteigen der Aussentemperatur in urbanen Bereichen nicht nur zu einem Anstieg der Innentemperaturen in innerstädtischen Gebäuden führt, sondern auch zu einer Verschlechterung der Innenluftqualität in den entsprechenden Räumlichkeiten führt. Damit verbunden kommt es zu einen signifikant höheren Einsatz von mechanischen Lüftungsanlagen und Klimageräten, um ausreichende Luftqualität und akzeptable Innentemperaturen zu gewährleisten. Nachhaltige(re) Methoden, wie beispielsweise passive Kühlung mit natürlicher Belüftung bieten zwar eine zufriedenstellende Effizienz, sind aber - aufgrund nur unsicher vorhersagbarer klimatischer Gegebenheiten und Nutzungsmuster - in Design und Betrieb nicht trivial umzusetzen. Oft verwendete konventionelle Klimatisierungssysteme sind auch bei aussenklimatischen Schwankungen in der Lage kontrollierte Innenraumbedingungen zu schaffen. Allerdings werden diese Systeme aufgrund Ihrer - zumeist aus fossilen Energieträgern gespeisten -Energieintensivität, in der Regel nicht als nachhaltig betrachtet. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass Lüftungssysteme bis zu 30% des Energiebedarfs von typischen Bürogebäuden ausmachen. Die Performance von Belüftungssystemen hängt von mehreren Faktoren wie der Effizienz des Systems, der Luftverteilung, der Platzierung der Lufteinlässe und der Auslasse, etwaiger Luftleckagen, des Betriebsablaufs, der (angestrebten) Temperatursollwerte, der zu transportierenden Luftmenge sowie einigen weiteren ab. Typischerweise eingesetzte Lüftungssysteme liefern in der Regel frische (und zumeist kühle) Luft in den Innenraum und ersetzen damit die verbrauchte Raumluft. Zumeist werden solche Systeme auf ganze Räume dimensioniert. Die erforderlichen hohen Lüftungsraten und der sich daraus ergebende hohe Energieverbrauch solcher Systeme könnte durch räumlich gezielte Konditionierung wie zum Beispiel mit einer Verdrängungslüftungsanlage erheblich reduziert werden. Eine weitere Möglichkeit stellt ein "persönliches Lüftungssystem" dar, welches frische und kühle Luft in das direkte Umfeld von Nutzern liefert Solche persönlichen Lüftungssysteme ermöglichen es den Gebäudenutzern die Lüftung gemäass Ihren individuellen Vorlieben und Bedürfnissen anzupassen und zu kontrollieren. Im Rahmen dieser Dissertation wurden mit Hilfe von rechnerischen und empirischen Methoden zur Beurteilung der Funktionalität von Lüftungssystemen in Innenräumen Untersuchungen in Bezug auf Raumluftqualität und thermischen Komfort durchgeführt. Es wurden unterschiedliche innovative Lüftungskonzepte, wie Verdrängungslüftungskonzepte oder individuelle Belüftungssysteme, untersucht. Das Ziel dieser Bemühungen war es den persönlichen Komfort und die Produktivität der Nutzer unter Berücksichtigung von Umweltfaktoren und der jeweiligen Systemeffizienz zu verbessern. Die Beurteilung der untersuchten Systeme erfolgte auf Basis von Messdaten (objektive Evaluierung) und mittels Befragungen von Nutzern in Räumen mit entsprechenden Systemen (subjektive Evaluierung). Darauf aufbauend, wird der Nutzen von CFD (Computational Fluid Dynamics) Simulationen und deren Anwendung zur Leistungsbewertung von Lüftungssystemen sowie der Modellierung und Bewertung von Luftströmungen in Innenraumen untersucht. Die vorliegende Arbeit illustriert, wie der Einfluss unterschiedlicher Gestaltungsmöglichkeiten (z. B. Anzahl und Ort der Diffusoren und Luftströmungsraten in einem architektonischen Raum) mittels einer geringen Anzahl von numerischen Simulationen ermittelt werden kann. Das Ergebnis dieser Studie kann für Architekten, Bauingenieure, Bauwissenschaftler und andere Stakeholder nützlich sein, um die Energieeffizienz und den Komfort in (mechanisch) belüfteten Räumen weiter zu verbessern und entsprechende Vorhersagemodelle zu entwickeln.
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kassel university press
Proceedings from the International Conferenc
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Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2859
2013, 100 S., 53 Abb. u. 20 Tab.,
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