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Thermischer Komfort bei Quellluftströmungen

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[Quelle: http://d-nb.info]

Quellluftsysteme werden für die Klimatisierung und Belüftung von Räumen mit hoher Personendichte bevorzugt eingesetzt, um eine gute Luftqualität bei einem gleichbleibenden behaglichen Raumklima zu erreichen. Limitierend für den Einsatz von Quellluftsystemen ist dabei der vertikale Temperaturgradient ΔT/Δy in K/m im Aufenthaltsbereich, der laut der aktuellen Normung nach ANSI/ASHRAE Standard 55 [2013] auf 3 K/m und nach DIN EN ISO 7730 [2006] auf 4 K/m begrenzt ist. In bisherigen Untersuchungen wird der Einfluss des vertikalen Temperaturgradienten Delta T/Delta y und der mittleren Raumtemperatur Tm auf den thermischen Komfort als voneinander unabhängig erachtet. In realen Anwendungen von Quellluftsystemen treten jedoch gegenseitige Überlagerungen beider Einflussgrößen auf. Ziel dieser Arbeit ist, die Limitierung für den Einsatz bisheriger Quellluftsysteme zu erweitern und neue Auslegungskriterien vorzuschlagen. Für die Neubewertung des thermischen Komforts bei Quellluftströmungen sind weitere experimentelle Untersuchungen unter konstanten und reproduzierbaren Randbedingungen notwendig. Dazu wird ein hochmodularer Klimaraum, der Aachen Comfort Cube (ACCu), aufgebaut. Probandenversuche werden unter der Variation des vertikalen Temperaturgradienten von Delta T/delta y = 1 K/m bis 12 K/m und der mittleren Raumtemperatur von Tm = 20 °C, 23 °C und 26 °C durchgeführt und statistisch analysiert. Insgesamt fließen 822 Probandenbewertungen in die Untersuchung ein, wobei Einflussgrößen wie Geschlecht und Alter näher untersucht werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass der Einfluss der mittleren Raumtemperatur auf den thermischen Komfort größer ist als der des vertikalen Temperaturgradienten. Eine optimale mittlere Raumtemperatur liegt für eine sitzende Position (M = 1,0 bis 1,2 met) und einen leichten bis mittleren Bekleidungsgrad (Icl = 0,6 bis 0,9 clo) im Bereich von Tm = 22 °C bis 24 °C. Bei einer Quellluftströmung mit niedriger Temperaturschichtung (Tm = 23 °C, Delta T/delta y = 1 K/m) sind ca. 82 % der Probanden mit den Bedingungen zufrieden. Für einzelne Körperzonen sowie für das Gesamtempfinden steigt der Anteil der unzufriedenen Probanden (PD = percentage of dissatisfied) mit zunehmendem vertikalen Temperaturgradienten und für die verschiedenen mittleren Raumtemperaturen linear an. Signifikante Unterschiede werden verstärkt für lokale anstatt für globale Bewertungen und für das thermische Empfinden anstatt für den thermischen Komfort aufgezeigt. In Anlehnung an die Behaglichkeitsklassen nach DIN EN ISO 7730 [2006] werden neue zulässige Grenzen für vertikale Temperaturgradienten festgelegt. Insgesamt werden deutlich höhere vertikale Temperaturgradienten von bis zu 8 K/m von den Probanden akzeptiert, wobei der Anteil der Unzufriedenen zwischen 0 K/m und 8 K/m allerdings um ca. 10 Prozent ansteigt. Dies entspricht der Behaglichkeitsklasse C. Die bisherige eindimensionale Abhängigkeit in der Beurteilung des Raumklimas kann nicht bestätigt werden. Die durchgeführten Versuche weisen eine mehrdimensionale Abhängigkeit vom vertikalen Temperaturgradienten Delta T/delta y und der mittleren Raumtemperatur Tm nach. Daraus ergeben sich deutliche Abweichungen mit den nach der Norm vorgesehenen Auslegungskriterien. Die verwendete Luftwechselrate ist auf neuartige Lüftungskonzepte in der Flugzeugindustrie ausgerichtet und im Vergleich zum Gebäudesektor deutlich erhöht. Eine Übertragbarkeit auf reale Räume im Gebäudesektor ist zwar teilweise möglich, sollte aber durch weitere Untersuchungen abgesichert werden.

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Bücher, Broschüren

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KOMMENTAR zur M-LüAR
Anwendungsempfehlungen und Beispiele
3., Aufl.
2021, 324 S., 130 farbige Abbildungen und 150 Illustrationen und 61 Karten/Tabellen. 29.6 cm, Hardcover
Feuertrutz Verlag

 

 

Bei den vielen Komponenten und Parametern für Lüftungs- und Leitungsanlagen in Gebäuden wird deutlich, dass frühzeitig die Abstimmung zwischen allen Fachplanern für das Brandschutzkonzept i. V. mit einer vollständigen Ausschreibung für die brandschutztechnische Qualität wichtig ist. Eine Ausführungsplanung und Errichtung, ergänzt durch sorgfältige Überwachung der ausgeführten Brandschutzmaßnahmen, gewährleisten, dass die vorhandenen Brand- übertragungs- und -entstehungsrisiken von Lüftungs- und Leitungsanlagen hinreichend berücksichtigt werden. Der Fachkommentar mit seinen Anwendungsempfehlungen unterstützt Sie sowohl bei der Umsetzung grundlegender Lösungsvorschläge der M-LüAR im Rahmen einer ganztheitlichen Betrachtung eines Einzelfalles als bei der vereinfachten Nachweisführung für die Schutzzielerfüllung. Sie erhalten wichtige Planungs- und Ausführungsinformationen zu Lüftungsanlagen durch eine fachliche und praxisorientierte Kommentierung. Die Autoren erläutern Ihnen die eingeführten Lüftungsanlagen-Richtlinien der Bundesländer auf Basis der im September 2020 neu beschlossenen Muster Lüftungsanlagen-Richtlinie - M-LüAR, die bereits als Muster durch die ARGEBAU veröffentlicht wurde. Die Einführung wird in der nächstmöglichen Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen formell erfolgen, eine bereits davor erfolgende Anwendung und Beachtung ist fachlich schon möglich.

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Georg Tale-Yazdi
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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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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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Wolfgang Richter, Thomas Ender, Ralf Gritzki, Thomas Hartmann
Bewertung von dezentralen, raumweisen Lüftungsgeräten für Wohngebäude sowie Bestimmung von Aufwandszahlen für die Wärmeübergabe im Raum infolge Sanierungsmaßnahmen
Bauforschung für die Praxis, Band 67
2005, 152 S., zahlr. Abb., Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Geltungsbereich der EnEV umfasst in erster Linie das Neubaugeschehen. Im Rahmen von evtl. Sanierungsmaßnahmen fehlen dem Hauseigentümer i.a. nähere Informationen zur Effektivität und damit zur Wirtschaftlichkeit der einzelnen anlagentechnischen Möglichkeiten zur Energieeinsparung. Im Forschungsvorhaben werden die im Rahmen der DIN 4701-12 notwendigen Aufwandszahlen speziell für die so genannte "Wärmeübergabe im Raum" rechnerisch ermittelt. Für freie Heizflächen (Heizkörper) ergeben sich hinsichtlich der Überdimensionierung, der Raumtemperaturregelung, der Betriebsweise und der Anordnung im Raum keine gravierenden Unterschiede gegenüber Neubauten. Der bei Sanierungsmaßnahmen veränderte Einfluss von Systemtemperaturen und Rohrleitungswärmeabgabe kann durch Zuschläge auf die Aufwandszahlen für Neubauten berücksichtigt werden. Für Fußbodenheizungen ist keine Neufestlegung der Aufwandszahlen erforderlich. Bei Sanierungsmaßnahmen und Nachrüstungen haben dezentrale Lüftungsgeräte mittlerweile einen hohen Stellenwert erreichen können. Den Vorteilen - einfache Nachrüstbarkeit (keine Kanalverlegung), - vergleichsweise geringe Investitionskosten, - Beschränkung auf wenige relevante Räume, stehen unzureichende Kenntnisse zur energetisch optimalen Auslegung, zur günstigen Anordnung im Raum und zum wirtschaftlichen Betrieb gegenüber. Das Forschungsvorhaben liefert für den Einsatz von dezentralen Lüftungsgeräten praxisnahe Aussagen (Energie- und Lüftungseffizienz, Schimmelpilzvermeidung, Raumluftqualität). Für DIN 4701 Teil 10 und 12 werden Kennwerte abgeleitet.

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Expositionen und gesundheitliche Beeinträchtigungen in Bürogebäuden. Ergebnisse des ProKlimA-Projektes
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In einer Studie zum "Sick Building Syndrome" untersuchte eine aus sieben Disziplinen bestehende Projektgruppe die Bedeutung des Innenraums und seiner raumlufttechnischen Gegebenheiten für die Befindlichkeit und Leistungsfähigkeit am Büroarbeitsplatz. Dabei wurden Daten aus den Bereichen Arbeitswissenschaft, Bauphysik, Biologie, Chemie, Medizin, Psychologie und Technik ermittelt. Das Buch beschreibt Methoden und Durchführung der Analyse. Die gewonnenen Ergebnisse werden in Tabellen, Diagrammen und Texterläuterungen dargestellt. Die Verfasser zeigen mögliche Schlussfolgerungen aus der Studie auf und geben Hinweise zum fachgerechten Betreiben von Bürogebäuden sowie zur zukünftigen Gestaltung von Büroarbeitsplätzen.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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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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Rohde, Wesko
Lüftungsanlagen auf dem Prüfstand. Gemeinsames Forschungsprojekt der DTHG und des NRW-Ministeriums für Kultur und Wissenschaft
BTR Bühnentechnische Rundschau, 2021

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Lachenmayr, Winfried; Müller, Karlheinz
Den Goldstandard bewahren. Verbesserung der Podiumsakustik im Gewandhaus zu Leipzig
BTR Bühnentechnische Rundschau, 2021

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Weinberger, Tina
Hygienisch reinigen - aber richtig! Neue Richtlinie VDI/ÖFR/SWKI 6022 Blatt 8 "Lüftungsreinigung" (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2021

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Külpmann, Rüdiger; Rohde, Wesko
Lüftungsanlagen auf dem Prüfstand
BTR Bühnentechnische Rundschau, 2021

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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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Highlights aus dem Programm 2022