Prinzip der Dimensionierung der statischen Belüfter
Die statischen Belüfter ermöglichen es, die Gase, die Rauchgase oder die Kalorien eines geschlossenen Systems abzuführen. EOLIOS begleitet die Industriellen bei ihrer Dimensionierung per CFD-Simulation und Berechnung.
Dimensionieren
- Materialauswahl je nach Nutzung
- Lufteintritte je nach Standortbedingungen
- Berechnung des Volumenstroms des Belüfters
Überprüfen
- Studie kritischer Szenarien
- Messung der Volumenströme vor Ort
- Verteilung & Effizienz der Kühlung
Optimieren
- Studie der Verschmutzungsniveaus
- Optimierung der Platzierung
- Zugehörige Luftbehandlungssysteme
Die für den Betrieb der Werkstatt notwendige Luftmenge bestimmen
Der erste Schritt besteht darin, den Belüftungsbedarf der Werkstatt zu bestimmen: das Frischluftvolumen, das notwendig ist, um die verbrauchte Luft zu ersetzen und eine akzeptable Luftqualität zu erhalten. Dieses Volumen hängt von der Größe der Werkstatt, der Anzahl der Anwesenden, den Schadstoffarten und den lokalen Vorschriften ab. Es ist auch notwendig, die Lufterneuerungsrate zu definieren — die Anzahl der Male pro Stunde, die die Luft erneuert werden muss.
Den Aufstieg der natürlichen Luftströme erleichtern
Es ist wichtig, den natürlichen Luftstrom zu nutzen. Die Temperaturunterschiede zwischen Innen- und Außenluft sind ein wesentlicher Antrieb der natürlichen Belüftung: Um den Aufstieg der Ströme zu erleichtern, wird empfohlen, ausgeprägte thermische Variationen zu schaffen. Die Belüfter müssen so platziert werden, dass sie von den natürlichen Luftströmen profitieren — vorzugsweise an den hohen Punkten des Gebäudes, wo die warme Luft sich natürlich ansammelt.
Die Größe und den Typ der statischen Belüfter wählen
Den Standort wählen
Der Standort ist ein Schlüsselfaktor einer wirksamen Belüftung: Die Wahl muss mehrere Parameter berücksichtigen (Geometrie, Wärmequellen, vorherrschende Winde, Hindernisse), um eine optimale Luftzirkulation zu gewährleisten.
Die optimale Größe definieren
Die Größe ist ein wichtiges Kriterium: Es gilt, Belüfter zu wählen, deren Luftvolumenstrom ausreichend ist, um dem Bedarf zu entsprechen, und zugleich darauf zu achten, dass die maximale Luftgeschwindigkeit am Ausgang im optimalen Betriebsbereich der Vorrichtung bleibt.
Die Anzahl der Belüfter bestimmen
Die Anzahl der Belüfter ergibt sich aus dem abzuführenden Gesamtvolumenstrom bezogen auf den Einzelvolumenstrom des gewählten Belüfters und aus der Anforderung einer gleichmäßigen Abdeckung des Volumens: Man vervielfacht und verteilt die Vorrichtungen, bis die toten Zonen verschwinden, wobei die zulässigen Ausgangsgeschwindigkeiten eingehalten werden.
Die bestehenden mechanischen Systeme berücksichtigen
Vor der Dimensionierung müssen die bereits vorhandenen mechanischen Einblas- oder Absaugsysteme (Ventilatoren, Absauger) verstanden werden. Die Dimensionierung der Belüfter muss sich an ihre Volumenströme anpassen, um ein optimales Gleichgewicht zwischen mechanischen und natürlichen Strömen zu erreichen. Eine eingehende Analyse ermöglicht ein harmonisches Zusammenspiel zwischen statischen Belüftern und mechanischen Systemen; die Expertise eines Spezialisten für Strömungsmechanik ist unerlässlich.
Nach den Lufteintritten dimensionieren
Es ist wesentlich, die Dimensionierung der Lufteintritte zu berücksichtigen: Sie gewährleisten die Frischluftzufuhr, ergänzend zu den Belüftern, die die verbrauchte Luft abführen. Eintritte und Abzüge müssen in kohärenter aeraulischer Verbindung stehen.
Akustik und Wartungsfreundlichkeit berücksichtigen
Weitere Faktoren zählen: leisere Belüfter, um die Nachbarschaft nicht zu stören, energiesparende, um die Kosten zu senken, die Frage der Vögel und Schädlinge je nach Tätigkeit und schließlich Vorrichtungen, die leicht zu installieren und zu warten sind.
Wie dimensioniert man präzise statische Belüfter?
Welche physikalischen Prinzipien untersuchen?
Die Dimensionierung ist eine entscheidende Etappe eines wirksamen natürlichen Belüftungssystems. Mehrere Faktoren sind zu berücksichtigen: die neutrale Druckebene, die Druckbeiwerte und die Verteilung der statischen Oberflächendrücke.
CFD-Studie der Druckbeiwerte
Der Wind übt eine Kraft auf die Belüfter aus, mit erheblichem Einfluss auf ihren Betrieb. Wenn das Dach dem Wind ausgesetzt ist:
- entsteht ein Überdruck auf der dem Wind zugewandten Seite;
- entsteht ein Unterdruck auf der gegenüberliegenden Seite;
- der Unterdruck saugt die Innenluft an; ein zur Windkraft proportionaler Überdruck stellt sich im Volumen ein und erzeugt die natürliche Zirkulation;
- die Überdruckzonen begünstigen die Lufteintritte, die Unterdruckzonen die Luftaustritte;
- die Unterdrücke an den Abzügen sind der Antrieb der Belüftung: Der Unterdruck am Dach muss stark genug sein, um alle unteren Öffnungen in Lufteintritte umzuwandeln.
Was ist der thermische Auftrieb?
Der thermische Auftrieb beruht auf dem Dichteunterschied zwischen warmer und kalter Luft: Von einer Quelle (Feuerstelle, Kessel) erwärmt, wird die Luft weniger dicht und steigt natürlich auf. Er beeinflusst direkt die Effizienz der Belüfter und berechnet sich nach dem Temperaturunterschied innen/außen, der Höhe des Abzugsschornsteins und der Konfiguration des Belüfters. Der Wind kann die thermischen Ströme verändern und Turbulenzen erzeugen: Diese Wechselwirkung ist zu berücksichtigen.
Analyse und Prinzip der neutralen Druckebene
Was ist die neutrale Druckebene?
Die neutrale Druckebene ist entscheidend, um die dem thermischen Auftrieb ausgesetzten Öffnungen zu dimensionieren: Es handelt sich um eine imaginäre horizontale Ebene, in der der Innendruck dem äußeren Atmosphärendruck gleicht. Auf ihrer Höhe sind die Lufteintrittsöffnungen wenig wirksam; darüber ist der Innendruck höher — ideale Zone für die Luftaustritte; darunter entsteht eine Unterdruckzone — bevorzugter Standort für die Lufteintritte.
Wichtige Punkte
- Auf Höhe der neutralen Ebene sind die Ein- und Auslassöffnungen wenig wirksam;
- Darüber übersteigt der Innendruck den äußeren: Die Luftaustritte müssen sich hier befinden (unter Berücksichtigung der Windeffekte, die den Auftrieb punktuell aufheben können);
- Darunter macht der Unterdruck den Standort ideal für die Lufteintritte.
Bei der Konzeption: Die Höhe der neutralen Ebene muss im Voraus bestimmt, der verfügbare Druckunterschied zwischen Eintritten und Austritten verteilt und die genaue Position der Ebene sowie die Anordnung der Öffnungen durch eine iterative Methode überprüft werden.
Expertise: Konzeption der industriellen natürlichen Belüftung