Thermo-aeraulische Studie eines Stahlwerkstandorts: die Belüftung optimieren, den thermischen Komfort verbessern und die Luftqualität der Produktionszonen stärken.
In einer industriellen Umgebung, die starken Wärme- und Schadstoffemissionen ausgesetzt ist, zeigt die natürliche Belüftung ihre Grenzen. Dank einer Analyse, die Erfassungen vor Ort und CFD-Simulation verbindet, hat EOLIOS das reale Verhalten der Luftströme untersucht und konkrete Lösungen vorgeschlagen, um die Belüftung zu optimieren, den thermischen Komfort zu verbessern und die Luftqualität in den Produktionszonen zu stärken.
Im Herzen eines rund um die Uhr betriebenen Standorts, der extremen Temperaturen und massiven Emissionen metallurgischer Rauchgase ausgesetzt ist, erfordert die von den Konvertern, den Pfannen mit schmelzflüssigem Metall und dem Stranggießen erzeugte Wärme eine rigorose Steuerung der aeraulischen Ströme.
Bei Temperaturen um die 1 600 °C und Zehntausenden m³/h in Bewegung beruht die Belüftung auf einem komplexen Gleichgewicht zwischen Abfuhr der Rauchgase und Frischluftzufuhr.
Das Wesentliche. An einem rund um die Uhr betriebenen Stahlwerkstandort gibt der schmelzflüssige Stahl (etwa 1 600 °C) Wärme, metallurgische Rauchgase, CO und Feinstäube ab. Ein Audit vor Ort (Anemometrie, Rauchtests, Infrarotbildgebung) und ein kalibriertes 3D-CFD-Modell, im stationären und transienten Regime gelöst, offenbarten Schichtung unter dem Dach und unzureichende Absaugung. Wiedereröffnung windzugewandter Lamellen, Dachbelüfter und bessere Verteilung der Öffnungen erhöhen die abgesaugten Volumenströme und senken Temperaturen und Verweildauer der Schadstoffe, ohne schwere Arbeiten.
Im Herzen eines Stahlwerkstandorts, der rund um die Uhr betrieben wird, extremen Temperaturen und massiven Emissionen metallurgischer Rauchgase ausgesetzt. In dieser gigantischen Industriehalle erfordert die von den Konvertern, den Pfannen mit schmelzflüssigem Metall und dem Stranggießen erzeugte Wärme eine rigorose Steuerung der aeraulischen Ströme.
Die Prozesse zur Umwandlung von Roheisen in Stahl erzeugen bedeutende Emissionen atmosphärischer Schadstoffe: Kohlenmonoxid (CO), feine metallische Stäube, Verbindungen von Mangan, Chrom, Zink oder kristallinem Siliziumdioxid. Diese Rauchgase, oft mit bloßem Auge unsichtbar, können sich in Ermangelung einer wirksamen Absaugung lokal konzentrieren. Neben den Risiken einer chronischen Exposition für die Bediener sind diese Schadstoffe durch strenge Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) geregelt. Die Belüftung spielt eine entscheidende Rolle, um die schädlichen Gase rasch abzuführen und die Schwebstoffe zu verdünnen, um eine den gesundheitlichen und regulatorischen Anforderungen entsprechende Arbeitsumgebung zu erhalten.
Bei Temperaturen um die 1 600 °C und Luftvolumen in Bewegung von mehreren Zehntausend Kubikmetern pro Stunde beruht die Lüftung des Standorts auf einem komplexen Gleichgewicht zwischen Abfuhr der Rauchgase und Frischluftzufuhr. Jede Störung kann die Luftqualität, die Sicherheit der Bediener und die Energieeffizienz der Anlagen beeinträchtigen.
Der thermische Auftrieb ist die aufsteigende Bewegung der warmen, leichteren Luft, die durch die hohen Öffnungen entweicht und unten frische Luft nachzieht. In einem Stahlwerk machen die Quellen mit 1 600 °C ihn zu einem sehr starken Motor der natürlichen Belüftung.
Die Stahlproduktion beruht auf einer Abfolge energieintensiver Prozesse, die große Mengen an Wärme, Gas und Partikeln erzeugen. Das allgemeine Prinzip beruht auf den folgenden Etappen:
Jede Etappe trägt zu einer lokalisierten Produktion von Wärme und Schadstoffen bei, oft konzentriert rund um die Konverter, die Pfannentransferzonen, das Stranggießen oder die Entschlackungsanlagen. Die Arbeitstemperaturen können 1 600 °C überschreiten und erzeugen aufsteigende warme Luftströme, Gasemanationen (CO, CO₂), Feinstäube und metallische Stäube. Diese Phänomene wirken sich direkt auf die thermische Schichtung, das Verhalten der Luftströme und die Dispersion der Schadstoffe aus. Die Charakterisierung dieser Emissionen berührt unsere Kompetenz zur Messung und Wirkungsstudie der Luftverschmutzung.
Diese Mechanismen zu verstehen ist wesentlich, um ein Belüftungssystem zu dimensionieren, das in der Lage ist, die Luft wirksam zu erneuern, die überschüssige Wärme abzuführen und die Exposition der Bediener zu begrenzen.
Der Stahlprozess erzeugt eine große Vielfalt atmosphärischer Schadstoffe, in direktem Zusammenhang mit den hohen Temperaturen und den chemischen Reaktionen in den Konvertern und bei den metallurgischen Behandlungen. Die wichtigsten emittierten Verbindungen sind:
Diese Substanzen, manchmal mit bloßem Auge unsichtbar, können sich in den hohen Volumen ansammeln oder sich langsam ausbreiten, wenn kein wirksamer Absaugmechanismus vorhanden ist.
Die Vorschriften schreiben Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) vor, um die Exposition gegenüber gefährlichen Substanzen zu regeln. Diese Schwellen, ausgedrückt in mg/m³ oder ppm, zielen darauf ab, die kurz- und langfristigen Auswirkungen auf die Gesundheit (Atemwegsbeschwerden, Vergiftungen, chronische Erkrankungen) zu begrenzen.
Die in den Rauchgasen enthaltenen Verbindungen, wie CO oder metallische Partikel, sind streng geregelt. Die Überschreitung dieser Schwellen erfordert sofortige Korrekturmaßnahmen: Erfassung an der Quelle, lokalisierte Belüftung oder das Tragen angepasster persönlicher Schutzausrüstung (PSA).
Arbeitsplatzgrenzwerte legen die maximalen Schadstoffkonzentrationen fest, die in der von den Bedienern eingeatmeten Luft über 8 Stunden oder über kurze Zeiträume toleriert werden. Sie dienen als Kriterium für die Dimensionierung der Absaugung und der Erfassung an der Quelle.
Eine chronische Exposition gegenüber zu hohen Schadstoffkonzentrationen kann zu Atemwegserkrankungen, neurologischen Störungen oder systemischen Wirkungen führen. Zu den in der Stahlindustrie anerkannten Risiken zählen:
Die Beherrschung der Innenraumluftqualität ist daher ein Anliegen der öffentlichen Gesundheit und der Verantwortung für den Betreiber.
Während des Audits ermöglichten punktuelle Messungen, die Schadstoffe zu charakterisieren, insbesondere die Feinstäube. Bestimmte Zonen, wie jene unter dem Dach oder in der Nähe der Anlagen, bleiben jedoch unzugänglich. Um sie zu ergänzen, hat EOLIOS eine skalare CFD-Modellierung umgesetzt, die virtuell reproduziert:
Dieser Ansatz ermöglicht es, die Risikobereiche zu identifizieren, die gezielte Korrekturmaßnahmen erfordern.
Die Gesamtheit der gesammelten, durch die CFD-Simulation angereicherten Daten bildet eine solide Grundlage, um die regulatorischen Schritte zu begleiten, insbesondere:
Im Gegensatz zu anderen mit kontrollierter mechanischer Belüftung ausgestatteten industriellen Umgebungen stützt sich dieser Standort hauptsächlich auf eine natürliche Belüftung. Sie beruht auf zwei physikalischen Prinzipien: dem Temperaturunterschied zwischen innen und außen (der einen vertikalen thermischen Auftrieb erzeugt) und dem Winddruck auf die Fassaden.
Die warme, leichtere Luft steigt auf und entweicht durch die Dachbelüfter, während die frische Luft durch die unteren Öffnungen eintritt. Dieser passive Ansatz, ohne motorisiertes System, nutzt die natürlichen Bedingungen, um die Lufterneuerung zu gewährleisten. Robust und wirtschaftlich, wirft diese Betriebsweise jedoch mehrere große Probleme im intensiven industriellen Kontext auf:
Wenn die natürliche Belüftung einen Teil der allgemeinen Lufterneuerung gewährleistet, kann sie allein nicht die rasche und lokalisierte Abfuhr der an den Produktionsstationen erzeugten Schadstoffe garantieren. Der Standort stützt sich daher auf ein gezieltes mechanisches Belüftungssystem, das darauf ausgelegt ist, die kritischen Emissionen an ihrem Entstehungsort abzusaugen.
Dieses Prinzip beruht auf Absaughauben, Sensoren und Erfassungsvorrichtungen, die so nah wie möglich an den Quellen (Konverter, Öfen, volle Pfannen, Stranggießen, Entschlackungszonen) positioniert sind. Sie erfassen Rauchgase, Gase und Partikel vor ihrer Dispersion, begrenzen ihre Ausbreitung in der Halle und halten die Konzentrationen unter den AGW-Schwellen.
Diese Art von Anlage bringt mehrere technische Zwänge mit sich: eine präzise Dimensionierung der Absaug-Volumenströme je nach Intensität der Emissionen, eine stark von der Konfiguration der Anlagen und der Nähe der Sensoren abhängige Wirksamkeit und einen nicht zu vernachlässigenden Energieverbrauch. Daher das Interesse, sie intelligent mit der natürlichen Belüftung zu verbinden, um ein ausgewogenes hybrides System zu konzipieren, zugleich leistungsfähig und sparsam.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, hat EOLIOS eine vollständige thermo-aeraulische Studie durchgeführt, die Erfassungen vor Ort und numerische CFD-Simulationen verbindet. Diese Analyse ermöglichte es:
Bevor man irgendeine Optimierung in Betracht zieht, ist es wesentlich, genau zu verstehen, wie die Luft innerhalb des Standorts zirkuliert. EOLIOS hat eine rigorose Methodik des aeraulischen Audits eingesetzt, die Erfassungen vor Ort und numerische Modellierung verbindet. Über mehrere Tage haben die Ingenieure das Verhalten der Luftmassen und die Wechselwirkungen zwischen der natürlichen Belüftung und den industriellen Emissionen analysiert, um eine vollständige Sicht auf die Luftbewegungen zu erhalten und die Verbesserungsachsen zu identifizieren.
Mithilfe eines kalibrierten Anemometers wurden die Luftgeschwindigkeiten an den Ein- und Austrittspunkten des Gebäudes sowie innerhalb der Produktionshallen erfasst, um die aeraulischen Ströme zu quantifizieren und die Intensität der natürlichen Lufterneuerung zu bewerten.
Parallel wurden Temperaturerfassungen in verschiedenen Höhen durchgeführt. Sie haben eine ausgeprägte thermische Schichtung sichtbar gemacht: Die warme Luft sammelt sich in der Höhe an, während die kühlere Luft am Boden bleibt. Diese vertikalen Gradienten spiegeln eine langsame Bewegung der warmen Luftmassen wider, die in Ermangelung eines wirksamen Auftriebs manchmal unter dem Dach eingeschlossen sind.
Diese feine Analyse ermöglichte es, die Zonen thermischen Diskomforts und die schlecht belüfteten Sektoren zu identifizieren, in denen die natürliche Absaugung unzureichend ist.
Die Rauchtests ermöglichen es, in Echtzeit die Richtung und die Geschwindigkeit der Luftströmungen zu visualisieren. EOLIOS hat eine Kaltrauchmaschine verwendet, die für industrielle Umgebungen geeignet ist: Durch das Verteilen eines feinen und leichten Rauchs in verschiedenen Zonen war es möglich, den Weg der Luft nachzuzeichnen, die Stagnations- oder Rezirkulationszonen zu erkennen und die vorherrschenden Strömungen zu identifizieren. Die Ergebnisse offenbarten mehrere bemerkenswerte Phänomene:
Diese visuellen Beobachtungen bildeten eine wertvolle Grundlage für die CFD-Modellierung und ermöglichten es, die Annahmen zu validieren und die Simulationsparameter anzupassen.
Für eine globale Sicht auf die Wärmebilanz hat EOLIOS die Infrarotbildgebung verwendet. Mithilfe einer hochauflösenden Wärmebildkamera haben die Ingenieure die Oberflächen der Anlagen und Infrastrukturen in direkter Wechselwirkung mit der Luft analysiert, was es ermöglichte, Folgendes zu identifizieren:
Diese Erfassungen waren wesentlich, um die Randbedingungen des CFD-Modells zu definieren: Die Oberflächentemperaturen dienten dazu, die Wärmeströme zu kalibrieren und eine dem realen Verhalten des Standorts treue Simulation zu gewährleisten. Die Ergebnisse bestätigten die Notwendigkeit einer optimierten Belüftung, die in der Lage ist, die überschüssige Wärme abzuführen und zugleich eine ausreichende Lufterneuerung zu gewährleisten.
Das Audit ermöglichte es, sämtliche Öffnungen des Standorts zu erfassen und zu charakterisieren: Betriebstüren, seitliche Lamellen, statische Dachbelüfter, Absaughauben der Entstaubung. Jede Öffnung wurde georeferenziert und gemessen, um ihren Beitrag zur globalen Lufterneuerung zu quantifizieren.
Die Luftgeschwindigkeitsmessungen am Ein- und Austritt offenbarten bedeutende Unterschiede: Manche Eintritte sind stark beansprucht, andere bleiben mangels günstiger Position oder Druckdifferenz wenig aktiv. Insbesondere weisen die dem vorherrschenden Wind ausgesetzten Türen hohe Luftgeschwindigkeiten auf und erzeugen lokal unangenehme Strömungen. Diese Beobachtungen unterstreichen die Notwendigkeit einer homogeneren Verteilung der Öffnungen und einer feineren Regelung.
Die Erfassungen und Rauchtests ermöglichten es, eine detaillierte Kartierung der aeraulischen Strömungen in den Hallen zu erstellen, die mehrere Stagnationszonen aufzeigt, in denen sich die Luft langsamer erneuert und in denen die Rauchgase dazu neigen, sich anzusammeln. Ein besonderer Aufmerksamkeitsbereich betrifft den Raum unter dem Dach, wo sich Wärme und Rauchgase konzentrieren, ohne wirksam abgeführt zu werden, ein durch die thermische Schichtung verstärktes Phänomen.
Die Studie bestätigte den maßgeblichen Einfluss der Herstellungsprozesse auf die aeraulische Dynamik. Die Transfers von schmelzflüssigem Metall, die Entschlackungssequenzen und die Stranggießvorgänge erzeugen starke Emissionen von Wärme und Rauchgasen und verändern die Luftströmungen tiefgreifend. Diese Phänomene müssen bereits bei der Auslegung der natürlichen Belüftungsvorrichtungen integriert werden, um die Abfuhr der Rauchgase zu begünstigen und die Exposition der Bediener zu verringern.
Um die Beobachtungen des Audits in konkrete Empfehlungen umzuwandeln, stützt sich EOLIOS auf die CFD-Simulation (Computational Fluid Dynamics), die das Verhalten der Luft und der Wärme mit unübertroffener Präzision numerisch nachbildet. Der erste Schritt besteht darin, den gesamten Standort in 3D zu modellieren: Ausgehend von den Felderfassungen, den Kundenplänen und der Satellitenbildgebung haben die Ingenieure ein vollständiges geometrisches Modell nachgebildet, das die Produktionshallen und ihre nahe Umgebung integriert.
Alle die Luftströme beeinflussenden Strukturen (Wände, Öffnungen, Tragwerke, Anlagen, Belüfter) wurden getreu integriert, während die sekundären Elemente vereinfacht wurden, um die Rechenleistung zu optimieren. Die internen Wärmequellen wurden sorgfältig modelliert: Jede Anlage mit hohem Wärmeeintrag (Konverter, Pfannen, Brammen, Trockner) wurde anhand der vor Ort gemessenen Oberflächentemperaturen parametriert.
Schließlich wurden die bestehenden Belüftungsvorrichtungen (Lamellen, Belüfter, Hauben) als Randbedingungen integriert, mit Volumenströmen oder Geschwindigkeiten aus dem Audit. Dieses Modell ermöglicht es, die aktuelle Leistung des Systems zu bewerten, aber auch verschiedene Konfigurationen virtuell zu testen, um die Auslegungsentscheidungen zu leiten.
EOLIOS verwendet einen numerischen Ansatz auf Basis der Finite-Elemente-Methode, die die Gleichungen löst, die die Luftbewegungen und die Wärmeaustausche im simulierten Volumen bestimmen. Ein sehr feines hybrides 3D-Netz wurde erzeugt, mit einer spezifischen Verfeinerung rund um die Zonen intensiver Wärme und die Öffnungen. Eine erste Berechnungsreihe wurde im stationären Regime durchgeführt, auf den bei dem Audit beobachteten Nominalbedingungen, um die Leistung des bestehenden Systems zu validieren und die kritischen Zonen zu identifizieren. Die Simulationen haben Folgendes aufgezeigt:
Einer der großen Vorteile der Simulation besteht darin, dass sie Zugang zu durch direkte Messung unzugänglichen Daten gibt: Volumenströme durch die Dachbelüfter, die nicht sicher instrumentierbar sind, und Luftgeschwindigkeiten über Anlagen mit mehr als 1 200 °C. Ergänzend zu den stationären Berechnungen waren bestimmte kritische Zonen Gegenstand einer dynamischen Analyse im transienten Regime, um die Entwicklung der Ströme und die Dispersion der Schadstoffe im Zeitverlauf besser zu verstehen. Mithilfe skalarer Tracer oder Emissivitätslinien ermöglichen diese Visualisierungen, die Expositionsspitzen, die Verweildauer der Rauchgase oder die Zonen anhaltender Rezirkulation zu antizipieren.
Eine stationäre Berechnung friert die Strömung in einem mittleren Gleichgewichtszustand ein; eine transiente Berechnung verfolgt ihre zeitliche Entwicklung. Die erste validiert die Gesamtvolumenströme, die zweite offenbart die Expositionsspitzen und die Verweildauer der Rauchgase.
Ein wesentlicher Vorteil der CFD besteht darin, eine schnelle Erkundung von Verbesserungsszenarien zu ermöglichen, indem verschiedene Änderungen virtuell getestet werden, ohne den Betrieb zu stören. EOLIOS hat mehrere Konfigurationen simuliert, indem es mit dem Öffnen oder Schließen bestehender Lamellen, dem Hinzufügen zusätzlicher Belüfter und der Änderung ihrer Positionierung oder Ausrichtung gespielt hat. Um die Robustheit der Lösungen zu gewährleisten, haben die Simulationen mehrere extreme Szenarien integriert:
Diese Simulationen ermöglichten es, die leistungsfähigsten Konfigurationen zu identifizieren. Zu den wirksamen Lösungen: die Wiedereröffnung von Lamellen an den dem vorherrschenden Wind ausgesetzten Fassaden, das gezielte Hinzufügen statischer Dachbelüfter in den Stagnationszonen und eine bessere Verteilung der Öffnungen zwischen den Hallen. Die Vorteile konnten quantifiziert werden: Erhöhung der abgesaugten Volumenströme, Senkung der Umgebungstemperaturen, Verbesserung des thermischen Komforts und Verringerung der Verweildauer der Schadstoffe. Die Ergebnisse, nutzbar als Temperaturkarten, Luftgeschwindigkeitskarten, Stromlinien oder vergleichende Bilanzen, ermöglichen es, die Auslegungsentscheidungen technisch zu begründen.
Die CFD ermöglicht es nicht nur, die aktuelle Funktionsweise der Anlage zu verstehen, sondern auch ihre Entwicklung und ihr Verbesserungspotenzial zu projizieren. Sie ist ein wertvolles Werkzeug zur Entscheidungshilfe für Betreiber, Ingenieurbüros und Sicherheitsverantwortliche. Indem sie die kritischen Zonen, die aeraulischen Störungen und die Optimierungsmöglichkeiten präzise identifiziert, ermöglicht sie es:
Dank der durchgeführten Berechnungen hat EOLIOS eine detaillierte Kartierung der Luftströme, der Stromlinien, der Stagnationszonen und der Volumenströme durch das gesamte untersuchte Volumen erstellt. Die Zonen mit starkem thermischem Auftrieb, in der Nähe der Konverter, der vollen Pfannen oder der heißen Brammen, äußern sich in schnellen Aufstiegen warmer Luft, die teilweise zu den Belüftern kanalisiert werden. Mehrere kritische Zonen wurden jedoch identifiziert:
Um sich der Robustheit der Lösungen zu vergewissern, wurden die Simulationen durch die Untersuchung mehrerer ungünstiger Szenarien über die Nominalbedingungen hinaus verlängert:
Obwohl punktuell, ermöglichen diese Situationen es, die Resilienz des Belüftungssystems zu testen und die Öffnungen zu dimensionieren, um unter allen Umständen eine minimale Lufterneuerung zu gewährleisten.
Ausgehend von diesen Analysen hat EOLIOS mehrere Optimierungsszenarien getestet und verglichen, indem es die Belüftungsvorrichtungen virtuell angepasst hat: Wiedereröffnung inaktiver Lamellen an den dem vorherrschenden Wind zugewandten Fassaden, Hinzufügen statischer Belüfter in den Stagnationszonen, homogenere Verteilung der Öffnungen zwischen den Hallen und Neukalibrierung bestimmter mechanischer Absaugungen oder Erfassungssysteme an der Quelle.
Eines der wirksamsten Szenarien bestand darin, die Lufteintrittsfläche an den windzugewandten Fassaden zu vergrößern und neue Dachbelüfter zu installieren. Diese Konfiguration ermöglichte eine signifikante Erhöhung der abgesaugten Luftvolumenströme, eine spürbare Senkung der Umgebungstemperaturen und eine deutliche Verringerung der Anwesenheitsdauer der Schadstoffe, ohne schwere Investitionen oder größere Produktionsunterbrechung.
Zu beachten. In einem Stahlwerk ist die wirksamste Belüftung nicht die teuerste: An Position und Öffnung der bestehenden Belüfter anzusetzen genügt oft, um den thermischen Auftrieb wiederherzustellen und Temperaturen sowie Schadstoffe zu senken, ohne schwere Arbeiten oder Produktionsstopp.
Die Studie ermöglichte es, die Innenraumluftqualität zu charakterisieren und die Exposition der Bediener gegenüber den Schadstoffen des Stahlprozesses (Kohlenmonoxid, feine und ultrafeine metallische Stäube, Rauchgase der Entschlackung und der Oxidation der Brammen) zu antizipieren. Die Simulation integrierte skalare CFD-Studien, die die Dispersion der Schadstoffe je nach mehreren Belüftungsszenarien reproduzieren. Die Ergebnisse haben Folgendes aufgezeigt:
Gekreuzt mit den Ergebnissen des Audits und den regulatorischen Referenzen ermöglichten diese Analysen es, den Bedarf an persönlicher Schutzausrüstung (PSA), die Notwendigkeiten der Erfassung an der Quelle und die gezielten Belüftungsverstärkungen zu bestimmen. Sie bilden zudem eine wertvolle Unterstützung für ein ICPE-Konformitätsdossier, falls erforderlich.
Durch die Kombination der Felddaten, der numerischen Simulationen und der Sicherheitsanforderungen hat EOLIOS eine globale Belüftungsstrategie vorgeschlagen, die an die Besonderheiten des Standorts angepasst ist:
Diese Strategie kann schrittweise umgesetzt werden, durch einfache und pragmatische Maßnahmen, um ein robustes, dauerhaftes und mit den künftigen Entwicklungen des Standorts kompatibles Belüftungssystem aufzubauen.
Know-how: die Konzeption der industriellen natürlichen BelüftungNatürliche Belüftung, AGW und CFD-Simulation in einem Stahlwerk.
Sie gewährleistet die allgemeine Lufterneuerung durch thermischen Auftrieb, reicht aber nahe den Quellen nicht allein aus: Sie wird durch eine mechanische Erfassung möglichst nah an den Konvertern und am Gießen ergänzt. Ein ähnlicher Ansatz wurde bei unserem Projekt natürliche Belüftung eines Stahlwerks verfolgt.
Arbeitsplatzgrenzwerte legen die maximal zulässigen Schadstoffkonzentrationen (CO, metallische Stäube) in der eingeatmeten Luft fest. Ihre Überschreitung erfordert Korrekturmaßnahmen: Erfassung an der Quelle, lokalisierte Belüftung oder PSA.
Die natürliche Belüftung ist robust und sparsam, aber schwer steuerbar; die mechanische Erfassung zielt auf die Emissionen an der Quelle, verbraucht aber Energie. Ihre Kombination ergibt ein hybrides System, das zugleich leistungsfähig und sparsam ist.
Sie gibt Zugang zu durch Messung unzugänglichen Daten: Volumenströme durch die Dachbelüfter, Luftgeschwindigkeiten über Anlagen mit mehr als 1 200 °C. Sie erlaubt zudem, Szenarien zu testen (Sommer ohne Wind, Winter mit Gegenwind), ohne die Produktion zu stören.
Wiedereröffnung von Lamellen an den dem vorherrschenden Wind zugewandten Fassaden, gezieltes Hinzufügen statischer Belüfter in den Stagnationszonen und bessere Verteilung der Öffnungen zwischen den Hallen. Ergebnis: höhere abgesaugte Volumenströme, niedrigere Temperaturen und kürzere Verweildauer der Schadstoffe, ohne schwere Arbeiten.
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Thermo-aeraulische CFD-Studie eines Stahlwerks: Audit vor Ort (Anemometrie, Rauchtests, Infrarotbildgebung), vollständiges, auf die Wärmequellen kalibriertes 3D-Modell, stationäre und transiente Simulationen der Ströme und Schadstoffe sowie Szenarien zur Optimierung der Belüfter für einen besseren thermischen Komfort und eine AGW-konforme Luftqualität.
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