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Untersuchungen zum thermisch induzierten Luftwechselpotential von Kippfenstern

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[Quelle: http://d-nb.info]

Ziel der Arbeit ist es, den thermisch induzierten Luftwechsel über ein Kippfenster unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen zu beschreiben. Hierbei werden Variationen der Kippweite, Laibungs- und Heizungsanordnung berücksichtigt. Die Arbeit gliedert sich in drei Teile: im ersten Teil werden messtechnische Untersuchungen durchgeführt, im zweiten Teil exemplarisch einige messtechnisch untersuchten Varianten mit CFD simuliert und im dritten Teil ein verbesserter Modellansatz zur Beschreibung des Luftwechsels aus den Messwerten abgeleitet. Die messtechnischen Untersuchungen bei einer Kippweite von 10 cm zeigen, dass bei dem Vorhandensein einer raumseitigen Laibung oder einem unterhalb des Fensters angeordneten Heizkörpers mit einer Reduktion des Volumenstroms von rund 20 Prozent gegenüber einem Fenster ohne Laibung bzw. ohne Heizkörper gerechnet werden muss. Die Kombination von raumseitiger Laibung und Heizung vermindert das Luftwechselpotential um ca. 40 Prozent. Simuliert wird die Variante ohne Laibung und ohne Heizung für die Kippweiten 6 cm und 10 cm. Die Ergebnisse der mit CFD simulierten Tracergas-Messung weisen für beide Kippweiten im Mittel rund 13 Prozent höhere Zuluftvolumenströme im Vergleich zu den Messwerten auf. Die Messdaten bilden die Grundlage für die Anpassung eines Rechenmodells. Werden vor Ort die lichte Fensterhöhe und -breite, die Kippweite, die Rahmen- und Laibungstiefe sowie die Abstände der Laibung zum Flügelrahmen gemessen, kann die Öffnungsfläche in Abhängigkeit von der Einbausituation bestimmt werden. Der Einfluss der Heizung - bei einer Anordnung unterhalb des Fensters - wird über den entsprechenden Cd- Wert berücksichtigt.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Torsten Fahrig
Computergestützte Optimierung von Raumluftströmungen
Kooperative Methoden, agentengestützte Regelungstechnik, Computational Steering
2008, 160 S., 22 cm, Softcover
VDM Verlag Dr. Müller

 

 

Die Planung eines Bauwerks im konstruktiven Ingenieurbau erfordert zur Vermeidung von Konstruktionsfehlern eine enge Kooperation zwischen den beteiligten Fachplanern. In der Arbeit wird der Ansatz verfolgt, durch eine kooperative und interaktive Simulation von Entwurfs- und Konstruktionsvarianten der einzelnen Fachmodelle mit gleichzeitiger Visualisierung ihrer Zielfunktionswerte über einen gemeinsamen virtuellen Entwurfsraum eine gegenseitige Verständigung zu verbessern. Durch die schrittweise Modifizierung der einzelnen Fachmodelle, welche in einem IFC Produktmodell vorgehalten werden, ist die interaktive Optimierung des Modells möglich. Der virtuelle Entwurfsraum wird als Softwarelösung realisiert und koppelt Module zur dreidimensionalen Modellierung, Simulation und Visualisierung, welche für einen interaktiven Prozessablauf über automatisierte Schnittstellen verknüpft sind. Ein CAD-System wird zur Modellierung eingesetzt, ein CFD-Kern ermöglicht die Optimierung von Raumluftströmungen unter Berücksichtigung des Klimakomforts. Eine Multi-User-Umgebung erlaubt den vernetzten Zugriff der Fachplaner. Interaktive Elemente des Entwurfsraums wurden durch die Verwendung des Computational Steering Ansatzes unter Einbezug einer Virtual Reality Umgebung sowie einer Großrechenanlage realisiert. Aus dem als Datenbasis eingesetzten IFC Produktmodell wird über einen automatisierten Modelltransfer für den Simulationskern ein interpretierbares Berechnungsmodell abgeleitet, welches auch für die Strömungssimulation notwendige Randbedingungen beinhaltet. Der Software-Prototyp ermöglicht die Konzeption von HVAC-Systemen. Hierbei werden mess-, steuer- und regeltechnische Prozesse einer Klimaanlageninstallation emuliert und mit dem Entwurfsraum gekoppelt. Durch sensorisch erfasste Größen wie Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit wird die einströmende Luft aus den Klimamodulen dynamisch angepasst. Dies erfolgt durch den Einsatz von Software-Agenten.

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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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H.-G. Klingelhöfer, J.F. Pennings, T. Sauerbrey, F. Diekmann
Rauchübertragung bei Lüftungsanlagen mit Absperrvorrichtungen gegen Brandübertragung ohne Rauchauslöseeinrichtungen - Ergänzungsversuche. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3107
2006, 99 S., zahlr. Abb.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Zu einem vorangegangenen Forschungsvorhaben zur Ermittlung der Rauchübertra-gung bei senkrechten Lüftungsleitungen mit geringen Querschnittsabmessungen wurden ergänzend 4 Brandversuche mit senkrechten Lüftungsleitungen größerer Abmessungen (2 isolierte und 2 nicht isolierte Stahlblechleitungen mit eingebauten K90-Brandschutzklappen) und obenliegender Lüftungszentrale in einem zweige-schossigen Versuchsstand durchgeführt. Diese bestanden aus 3 Versuchen mit un-terschiedlich großen natürlichen Brandlasten (Holzkrippen von 100 kg bis 200 kg) und abschließend einem Versuch mit der Einheitstemperaturzeitkurve (ETK) nach DIN 4102-2. Die Zuluftöffnung wurde bei den drei Versuchen mit Holzkrippen in Grö-ße und Breite variiert, bei dem ETK-Versuch verschlossen. Die Brandschutzklappen in der Decke über dem Brandraum wurden bei den ersten drei Versuchen manuell nach dem Auslösen der ersten Klappe betätigt, um eine Vergleichbarkeit der Ergeb-nisse zu erzielen. Beim ETK-Versuch lösten sämtliche Schmelzlote innerhalb einer Zeitspanne von 20 Sekunden nach Schließen der ersten Klappe aus. Sowohl die Lüf-tungsleitungen als auch die Brandschutzklappen wurden nach jedem Versuch kon-trolliert und die eingebauten Schmelzlote ausgewechselt.

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J. Wegner
Untersuchungen des natuerlichen Luftwechsels in ausgefuehrten Wohnungen, die mit sehr fugendichten Fenstern ausgestattet sind
Bau- und Wohnforschung
1982, 47 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Zwang zur Energieeinsparung hat dazu gefuehrt, dass Fenster zunehmend eine Fugendichte aufweisen, die den natuerlichen Luftwechsel stark einschraenken, was zwangslaeufig die Qualitaet der Atemluft unter die zulaessigen Werte bringt. Messreihe zur Ermittlung des Luftwechsels in Aufenthaltsraeumen mit sehr dichten Fenstern. Ergebnis: Die zulaessige Dichtheit von Fenstern muss aus gesundheitlichen und hygienischen Gruenden begrenzt werden. (ha)

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Werner Krueger, Gerhard Hausladen
Einfluss von Wind und thermischen Kraeften auf das Stabilitaetsverhalten von mechanisch betriebenen Entlueftungsanlagen in mehrgeschossigen Wohngebaeuden
Bau- und Wohnforschung
1979, 67 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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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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Hartner, Marco; Carrigan, Svenja; Kornadt, Oliver; Lachmann, Moritz
Normatives vs. realistisches Lüftungsverhalten. Auswirkung von unterschiedlichen Lüftungsstrategien auf den Energiebedarf
Bauphysik, 2021

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Lammers, Daniel; Siebers, Tom; Hausmann, Felix
CO2-Ausstoß in Theorie und Praxis. RLT-Anlagen bemessen (kostenlos)
Moderne Gebäudetechnik, 2021

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Nicolai, Andreas; Fechner, Heiko
Standardkonforme Modellierung der geregelten natürlichen Lüftung in Simulationsprogrammen mit adaptiven Zeitschritt-Lösern
Bauphysik, 2021

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Beike, Martin
Wohnraumlüftung gemäß Bauphysik und Nutzung planen. Schimmelbefall effektiv verhindern
Deutsches Ingenieurblatt, 2021

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Fischer, Manuel
Lüftung in Corona-Zeiten. Leitfaden und Merkblätter zur Verhinderung der Ausbreitung des Coronavirus am Arbeitsplatz
HK Gebäudetechnik, 2021

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