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Energetische und wirtschaftliche Bewertung von dezentralen Ventilatoren in zentralen Lüftungsanlagen

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[Quelle: http://d-nb.info]

Bei zentralen Lüftungsanlagen erfolgt die Luftförderung üblicherweise über einen Zuluft- und einen Abluftventilator in der Lüftungszentrale. Jeder Zentralventilator erzeugt eine konstant gehaltene Druckdifferenz, die sich an dem Widerstand des ungünstigsten Stranges orientiert. Zum Aufteilen des Gesamtvolumenstroms auf die einzelnen Gebäudebereiche wird die Druckdifferenz in den anderen Strängen gezielt abgedrosselt. Die Abdrosselung stellt eine Art "Energievernichtung" dar, der kein direkter Nutzen gegenübersteht und die zumindest theoretisch vermieden werden kann bzw. sollte. Mit dem vorgestellten Ansatz soll die Luftförderung in zentralen Lüftungsanlagen durch den Einsatz dezentraler Ventilatoren energieeffizienter realisiert werden. Dabei wird die Druckdifferenz zur Luftförderung durch dezentrale Ventilatoren an dem Ort und in der Höhe erzeugt, wie sie zum Lufttransport erforderlich ist. Auf Drosselorgane wie Volumenstromregler wird im Dezentrale-Ventilatoren-System verzichtet. Die Energieeinsparung des Dezentrale-Ventilatoren-Systems gegenüber Systemen mit Variabel-Volumenstromreglern und konstantem Vordruck liegt bei 20 Prozent bis 54 Prozent. Diese Einsparung ist bezogen auf den elektrischen Energiebedarf zur Luftförderung bei definierten Standardrandbedingungen und typischen Nutzungen wie z. B. in Hörsälen, Besprechungs-, Sitzungs- oder Seminarräumen, Klassenzimmern und Großraumbüros. Bei primärenergetischer Betrachtung, d. h. unter Einbeziehung des Energiebedarfs zur thermischen Luftaufbereitung und des Energiebedarfs von Nebenverbrauchern wie Sensoren und Klappen, liegt das Einsparpotenzial bei 14 Prozent bis 41 Prozent. Bei Büronutzungen mit kleinen Volumenströmen, wie z. B. in Einzel- und Gruppenbüros, ist gegenüber dem VSR-System nur mit einer geringen Einsparung von weniger als 10 Prozent zu rechnen, welche auch negativ werden kann. Die Bewertung der Wirtschaftlichkeit ergibt, dass bei typischen Randbedingungen und den betrachteten Varianten das Dezentrale-Ventilatoren-System wirtschaftlicher als ein konventionelles Volumenstromregler-System ist, wenn eine kostengünstige, autarke Regelung eingesetzt wird, wenn passende, hocheffiziente Rohrventilatoren verfügbar sind, und wenn Systemvarianten ohne kostenintensive Einzelkomponenten wie motorische Absperrklappen verwendet werden. Als Fazit kann festgestellt werden, dass das Dezentrale-Ventilatoren-System für viele Anwendungen in Neubau und Bestand ein potenziell ausgesprochen energieeffizientes und zudem wirtschaftliches Lüftungssystem darstellt, welches aus diesen Gründen zur kommerziellen Vermarktung weiterentwickelt werden sollte.

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Bücher, Broschüren

Thomas Hartmann, Oliver Solcher
Lüftungssysteme für Wohnungen
Konzepte und Praxisbeispiele nach DIN 1946-6
2., Aufl.
2021, 160 S., 297 mm, Softcover
Beuth

 

 

Lüftungssysteme für Wohnungen befasst sich mit den Anforderungen an eine funktionssichere Wohnungslüftung und den daraus resultierenden notwendigen Maßnahmen für risikoarme Lüftungskonzepte. Bei der Planung und Erstellung eines neuen Gebäudes oder einer wesentlichen Änderung eines bestehenden Gebäudes in lüftungstechnischer Hinsicht, ist ein Lüftungskonzept zu erstellen. Ein solches Konzept besteht aus zwei Teilen: der Prüfung der Notwendigkeit von lüftungstechnischen Maßnahmen sowie der Auswahl und Festlegung eines geeigneten Lüftungssystems. DIN 1946-6 beschreibt, wie freie und ventilatorgestützte Lüftungssysteme ausgeführt und betrieben werden sollen, damit die oben genannten Ziele umgesetzt werden können. Der Titel setzt sich praxisnah und ausführlich sowohl mit den rechtlichen als auch mit den normativen Anforderungen auseinander. Musterbeispiele mit konkreten Produkten für verschiedene Lüftungssysteme sollen dem Anwender helfen, die Norm und die weiteren gültigen technischen Regeln sicher anzuwenden und umzusetzen.

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Georg Tale-Yazdi
Lüftung von Gewerbeküchen: Grundlagen, Berechnungen
Kälte, Klima, Lüftung kompakt, Band cci Buch
2018, 143 S., 210 mm, Softcover
VDE-Verlag

 

 

Das Buch gibt ausführliche Informationen über die Auslegung, die Planung und den Betrieb von Küchenlüftungsanlagen. Es enthält eine Übersicht über die zu beachtenden Normen, Vorschriften, Richtlinien, Arbeitsschutz, Bauordnungsrecht inkl. Anforderungen an den Brandschutz.

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Karl-Heinz Quenzel, Frank Bitter, Heinrich Fischer, Georg Tale-Yazdi
Einrichtungen zur Rauch- und Wärmefreihaltung
Praxis für Architekten - Planer - Fachfirmen
5., Aufl.
2018, 250 S., 230 farb. Abb. 30 Tab. 29.6 cm, Hardcover
Feuertrutz Verlag

 

 

Anlagen zur Rauch- und Wärmefreihaltung haben im vorbeugenden Brandschutz eine besondere Bedeutung. Moderne Brandschutzkonzepte sind ohne diese innovativen Techniken kaum noch zu realisieren. Die 5. Auflage des anerkannten Standardwerkes beschreibt die Anforderungen aus DIN-Normen und Richtlinien. "Einrichtungen zur Rauch- und Wärmefreihaltung" bietet eine übersichtliche Einführung in die Grundlagen des Brandgeschehens. Detailliert beschreiben die Autoren die natürlichen und maschinellen Rauch- und Wärmeabzugsanlagen und lassen hierbei ihre langjährige praktische Erfahrung einfließen. Das Werk beschreibt ausführlich den Betrieb und die Wartung von Rauch-, Wärmeabzugs- und Druckanlagen. Zahlreiche Fotos, Prinzipskizzen, Details sowie Tabellen erleichtern zusätzlich das Verständnis und die direkte Umsetzung in die Praxis.

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Heinrich Huber
Komfortlüftung in Wohngebäuden
Systeme, Konzepte, Umsetzung
2016, 302 S., 152 farb. Abb. 45 Tab. 246 mm, Hardcover
Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH &Co. KG

 

 

Wohngebäude sollen nicht nur den aktuellen Anforderungen an Energieeffizienz entsprechen, sondern auch behaglich und komfortabel für die Nutzer sein. Um konstant ein entsprechendes Raumklima zu ermöglichen, muss für eine bedarfsgerechte Lüftung gesorgt werden. Anlagen mit mechanisch geförderter Zu- und Abluft sowie mit Wärmerückgewinnung (Komfortlüftungssysteme) bieten sich hier als eine Möglichkeit zur Lösung dieser Aufgabe an. Das Buch stellt entsprechende Lüftungskonzepte für Wohngebäude vor. Es beschreibt zur direkten Anwendung in der Praxis die Anforderungen an Lüftungsanlagen im Neubau und Baubestand, deren Planung, Installation, Inbetriebnahme und Instandhaltung. Zudem wird auf nützliche direkt anwendbare Berechnungstolls (Druckverlust, Schall) verwiesen.

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Claus Ihle
Lüftung und Luftheizung
Der Heizungsingenieur, Band 3
7., Aufl.
2015, XIV, 578 S., Beil.: Falttaf. z. Bestimmung d. Kanalquerschnitte lufttechn. Anlagen. 24,5, Softcover
Reguvis Fachmedien

 

 

In gewohnt übersichtlicher und anschaulicher Weise erläutert der Autor alle wesentlichen Systeme im Gesamtzusammenhang von Anlagentechnik und Gebäude: Energieeinsparmaßnahmen, Umweltschutz und Nachhaltigkeit, Gebäude- und Gesundheitsschutz, Arbeitsleistung, Wirtschaftlichkeit und Hygiene sind ebenso Gegenstand der systematischen Darstellung wie Komfortbedürfnisse und Sicherheit. Berücksichtigung finden die spezifischen Anforderungen im Hinblick auf Gebäude- und Nutzungsarten (Wohngebäude, Bürogebäude, Versammlungsräume, Schulen, Küchen, Verkaufs- und Produktionsstätten, Schwimmbäder, Garagen, Labors etc.). Für die 7. Auflage wurde das erfolgreiche Standardwerk für Ausbildung und Praxis neu konzipiert, erweitert und aktualisiert. Die in den letzten Jahren zum Thema "Raumlufttechnik" so zahlreich erschienenen Normen und Verordnungen, sowie neue Produkte und effiziente Verbesserungen der Hersteller wurden berücksichtigt.

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Forschungsberichte

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Tim Röder, Paul Mathis, Dirk Müller
EwWalt - Energetische Bewertung der dezentralen kontrollierten Wohnraumlüftung in alternierender Betriebsweise
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3147
2019, 111 S., 79 Abb. u. 24 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Dezentrale alternierende Wohnungslüftungsgeräte finden zunehmend Verbreitung im Markt. Zur Wärmerückgewinnung werden Wärmespeicher verwendet, die zeitlich variant durchströmt werden; zur Luftförderung kommen meist Axialventilatoren zum Einsatz, deren tatsächliche Volumenströme von äußeren Druckdifferenzen abhängen. Beides birgt Unsicherheiten hinsichtlich eines energetischen und lüftungstechnischen Vergleichs mit anderen Lüftungskonzepten. Zur Bewertung dezentraler alternierender Wohnungslüftungsgeräte werden durch die drei Forschungsstellen sowohl Untersuchungen zur lüftungstechnischen Funktion auf Basis von numerischer Strömungssimulation (RWTH Aachen) durchgeführt, als auch experimentelle Verfahren zur energetischen Bewertung (HLK Stuttgart) erarbeitet. Aus den Ergebnissen werden geeignete Kennwerte für die gesamtheitliche Bewertung in der Normung abgeleitet (ITG Dresden).

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Florin Vondung, Thomas Adisorn, Rike Carpantier, Andreas Kaschuba-Holtgrave, Christopher Moore, Raphael Moser, Dietmar Schüwer
Lüftungsinnovationen: Vom Nischenphänomen zum Mainstream
Entwicklung eines Diffusionskonzepts für innovative Lüftungstechnologien auf Basis einer Hemmnisanalyse. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3115
2019, 182 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsvorhaben zielt darauf ab, innovative Strategien und Handlungskonzepte zu entwickeln, um die Verbreitung von KWL-Anlagen mit WRG im Wohnungsbestand und speziell in Mehrfamilienhäusern (MFH) zu befördern. Im Rahmen der Untersuchung stand die Frage im Zentrum, welche akteursspezifischen und -übergreifenden Hemmnisse einer Verbreitung von effizienten Lüftungsanlagen im Geschosswohnungsbau entgegenstehen und wie diese adressiert werden können. Konkret wurde die jeweilige Perspektive verschiedener an der Entscheidung für oder gegen eine entsprechende Investition beteiligter Akteure, deren Rolle/Handlungsrationalität sowie Verhältnis zueinander beleuchtet. Es wurde eine Vielzahl von akteursspezifischen oder -übergreifenden Hemmnissen identifiziert, die sich in sieben Hemmniskategorien einordnen lassen. Basierend auf den Ergebnissen der ExpertInnen- und Tiefeninterviews und der Befragungen ergab die Hemmnisanalyse vielfältige Lösungsvorschläge zur Unterstützung der Diffusion von KWL mit WRG in MFH.

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Kristin Bräunlich, Martina Broege, Alfred Bruns, Thomas Hartmann, Oliver Kah, Christine Knaus, Sven Knothe, Matthias Weinert, Julia Sophie Weiser, Enrico Zönnchen
Studie zur technischen, energetischen und wirtschaftlichen Bewertung von Abluft- und Umluft-Dunstabzugshauben in Wohnküchen in energieeffizienten Gebäuden
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3142
2019, 156 S., 66 Abb. u. 38 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll für Dunstabzugssysteme in Wohnküchen der energetische Einfluss im Gebäude und die Wirksamkeit der Systeme in Bezug auf die Reduzierung von Küchendünsten untersucht werden und dies insbesondere im Abluft- und Umluftbetrieb. In einem ersten Arbeitsschwerpunkt wurden normative und gesetzliche Rahmenbedingungen ermittelt. Die sich daraus ergebenden Anforderungen sind sowohl für die weiteren Untersuchungen als auch zur Ableitung von Planungsempfehlungen grundlegend. Außerdem befasst sich das Forschungsvorhaben mit der technischen Bewertung von Dunstabzugssystemen. Hierbei sollen wesentliche Bewertungsverfahren und Kennzeichnungen einer kritischen Prüfung unterzogen werden. Der dritte Themenbereich behandelt die Wechselwirkung von Dunstabzugssystemen mit dem Gebäude und weiteren technischen Systemen. Werden Dunstabzugssysteme im Abluftbetrieb verwendet, muss für eine ausreichende Nachführung von Außenluft gesorgt werden, andernfalls können kritische Unterdrücke in der Wohnung auftreten. Die Erkenntnisse aus der Studie sind ferner in einem Leitfaden für Nutzer, Planer und Gutachter zusammengefasst.

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Thomas Kirmayr
High Tech Membranen zur energiesparenden und hygienischen Raumluftbefeuchtung
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3073
2018, 94 S., 75 Abb. u. 11 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Eine zu geringe Luftfeuchte zählt nachweislich zu den häufigsten Beschwerdegründen hinsichtlich des Raumklimas in Bürogebäuden. Heute verfügbare Lösungen weisen allesamt einen sehr hohen technischen wie energetischen Aufwand auf. Ionomere weisen interessante Potentiale zur Lösung dieses Problems auf und sind daher Schwerpunkt dieser Untersuchung. Das Ziel dieser Untersuchung lag demzufolge in der Untersuchung der Verwendbarkeit sowie der Ermittlung der Leistungskennwerte dieser High-Tech-Membranen zur Raumluftbefeuchtung in Gebäuden. Zu diesem Zweck wurden gemeinsam mit den Industriepartnern insgesamt 6 Funktionsmuster für unterschiedliche Einsatzzwecke entwickelt, hergestellt und vermessen. Insgesamt weisen die untersuchten Lösungen ein sehr interessantes Umsetzungspotential für eine industrielle Anwendung auf. Die entwickelten Funktionsmuster belegen die Möglichkeit einer zentralen Verwendung in klassischen Lüftungsanlagen sowie einem dezentralen manuellen Einsatz in Kombination mit einem Heizkörper.

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Rolf-Peter Strauß, Timo Kaiser
Anwendungsorientierte Untersuchung eines in einer Wohnungslüftungsanlage integrierten Messsystems zur Diagnose der Luftdichtheit von Gebäuden
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2782
2011, 51 S., 34 Abb. u. 6 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Forschungsarbeit "Anwendungsorientierte Untersuchung eines in einer Wohnungslüftungsanlage integrierten Messsystems zur Diagnose der Luftdichtheit von Gebäuden" beschäftigt sich mit der Thematik, eine Raumdichtheitsprüfung analog zu der DIN EN 13829 mit Hilfe einer im Haus installierten Lüftungsanlage durchführen zu können. Im Zuge dieser Forschungsarbeit wurden zuerst verschiedene Verfahren und Abläufe erarbeitet, die aufzeigen, mit welchem Umfang eine Lüftungsanlage modifiziert werden muss, um eine Dichtheitsanalyse eines mit ihr ausgerüsteten Gebäudes durchführen zu können. Hierbei gliederte sich die Arbeit in die Bereiche der Analytik, der Sensorik, der entsprechenden Softwareentwicklung sowie einer praktischen Untersuchung im direkten Vergleich zu einem Blowerdoor-Test anhand modifizierter Lüftungsanlagen in zwei Häuser. Im analytischen Teil der Arbeit wurden Strukturen erarbeitet, die eine einfache und sichere Handhabe der Abläufe zur Luftdichtheitsanalyse, auch von nicht sachkundigen Personen gewährleisten. Die Sensorik beschäftigte sich mit der Entwicklung von Verfahren, die eine objektive Beurteilung der im Vorfeld bemusterten Sensoren auf ihre Tauglichkeit den Anforderungen des Messsystems entsprechend machen zu können. Als zu bestimmende Parameter zur Auswertung einer Luftdichtheitsanalyse müssen verschiedene Volumenströme und Drücke aufgenommen werden. Hierbei zeigte sich schnell, dass direkte Verfahren zur Volumenstrommessung in Rohrleitungen sehr kostenintensiv sind und nicht die geforderte absolute Genauigkeit des momentan herrschenden Volumenstroms erfüllen. Als praktikable, kostengünstige Variante wurde eine Kombination aus einem Messkreuz, in Verbindung mit einem Differenzdrucksensor als Volumenstromaufnahme gewählt. Es wurde außerdem eine Software, die eine sichere und unkomplizierte Durchführung der Luftdichtheitsanalyse durch den Endverbraucher gewährleistet, entwickelt. Anschließend, nach der Durchführung der Gebäudeanalyse, erhält der Benutzer hiermit einen Prüfbericht analog der DIN E

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Alsaad, Hayder; Völker, Conrad
Der Kühlungseffekt der personalisierten Lüftung
Bauphysik, 2020

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Händel, Claus
Neuer Rahmen für die Lüftung. Überarbeitung der DIN 1946-6 - SBZ-Serie. Tl.1 (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2020

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Weinberger, Tina; Mez, Jörg
Luftdichtheitsklasse C als neuer Standard. Dichtheit von Luftleitungen
HLH Lüftung/Klima, Heizung/Sanitär, Gebäudetechnik, 2020

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Krüger, Roland
Ionen vs. Aerosole
BTR Bühnentechnische Rundschau, 2020

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Meyer Primavesi, Andreas
Die Lüftungsfrage am Objekt beantworten. Hightech oder Lowtech: Nachhaltigkeit verlangt differenzierte Konzepte
Werk Bauen + Wohnen, 2019

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