Bestimmung des realen Luftwechsels bei Fensterlüftung aus energetischer und bauphysikalischer Sicht. Abschlussbericht.

Erscheinungsjahr 2003
ISBN: 978-3-8167-6002-3
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag

Buch, Deutsch, Band F 2425, 168 Seiten

Reihe: Bau- und Wohnforschung

Die nach geltenden Vorschriften anzuwendende Luftwechselzahl berücksichtigt nicht die Lüftungseffektivität und besitzt einen problematischen Bezug auf das Raumvolumen. Im Forschungsbericht werden charakteristische Luftwechselarten definiert, die sowohl die energetischen als auch die hygienischen Belange berücksichtigen. Die beschriebenen Untersuchungen basieren auf einer rechnerischen, gekoppelten Simulationsmethode, die an der TU Dresden entwickelt wurde. Damit ist es erstmals gelungen, einzelne signifikante Parameter für den Luftwechsel getrennt voneinander zu bewerten, wobei energetische von hygienischen Luftwechseln unterschieden werden und die Dauer der Lüftungsphase einfließt. Anhand der beschriebenen Methode können die Luftwechselzahlen für verschiedene Fensteranordnungen und Öffnungswinkel der Fensterflügel ermittelt werden.

Autoren/Hrsg.

Richter, W.

Seifert, J.

Gritzki, R.

Rösler, M.

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 3
2 Literaturrecherche 4
3 Theoretische Grundlagen 8
3.1 Grundgleichungen 8
32 Randbedingungen 9
3.3 Kriterien zur Bewertung von Lüftungsvorgängen 10
3.3.1 Grundlagen -Ausgangsbasis 10
3.3.2 Eingesetzte Kriterien 11
4 Das Programmpaket ParallelNS/TRNSYS 14
4.1 ParallelNS 14
4.1.1 Besonderheiten der Diskretisierung 14
4.1.2 Verbesserung der Implementierung 15
4.2 TRNSYS 15
4.3 Kopplung zwischen ParallelNS und TRNSYS 16
5 Validierung des Programmsystems 17
5.1 Einführende Bemerkungen 17
5.2 Beschreibung der Testkonfiguration 17
5.3 Analyse der Resultate aus Messung und Simulation 19
5.3.1 Variante A - vollständig geöffnetes Fenster 20
5.3.2 Variante B - 9° angekippter Fensterflügel 22
5.4 Fazit 24
6 Modell-/ Variantenbeschreibung 25
6.1 Der Referenzraum - geometrische Variationen 25
6.1.1 Überblick 25
6.1.2 Ausgangsvarianten - Fenster in Front- und Seitenwand 26
6.1.3 Einfluss verschiedener Fensterflügel und Anstellwinkel 29
6.1.4 Modifizierte Fenstergeometrie - übereinander angeordnete Fensterbänder 32
6.1.5 Modifizierte Raumgeometrie 33
6.1.6 Untersuchung von Windlasten 34
6.1.7 Voll gekoppelte instationäre Simulationen - Nachtlüftung 34
6.2 Diskretisierung des Berechnungsgebietes 35
6.3 Rand- und Anfangsbedingungen 35
7 Analyse der durchgeführten Berechnungen 38
7.1 Einführende Bemerkungen 38
7.2 Grundvarianten- Bewertung aus hygienischer Sicht 38
7.3 Grundvarianten- Bewertung aus energetischer Sicht 40
7.4 Varianten mit Windeinfluss 42
7.5 Varianten mit dynamischer Gebäudeanbindung 43
8 Vergleich mit Angaben aus der Literatur 47
9 Aufbereitung der Ergebnisse für die Praxis 50
9.1 Allgemeine Erläuterungen 50
9.2 Analyse und Auswertung der Ergebnisse 51
9.3 Praktisch Aufbereitung der Ergebnisse (Stoßlüftung/Dauerlüftung) . . . 56
9.4 Vergleich von energetischer und hygienischer Bewertung 69
9.5 Praktische Bewertung der Varianten mit Windeinfluss 72
10 Zusammenfassung 73
Literatur 75
A Testkonfiguration 77
A.1 Position der Messstellen 77
A.2 Wandaufbauten 77
A.3 Vektordarstellung der Geschwindigkeitsfelder 79
B Tabellarische Darstellung ausgewählter Parameter 80
B.1 Ergebnisse der Simulationsrechnungen 80
8.2 Berechnungskoeffizienten globaler Luftwechsel 86
8.3 Berechnungskoeffizienten hygienischer Luftwechsel 87
8.4 Berechnungskoeffizienten energetischer Luftwechsel 88
C Diagrammatische Darstellung des hygienischen Luftwechsels 90
D Diagrammatische Darstellung des globalen Luftwechsels 94
E Diagrammatische Darstellung des energet. Luftwechsels 99
F Luftalter / Vektordarstellung des Geschwindigkeitsfeldes 103