Energetische Sanierung einer pharmazeutischen Fabrik: DTS und CFD-Simulation, um die energetischen Herausforderungen in nachhaltige Leistung und thermischen Komfort der Mitarbeiter zu verwandeln.
Im Rahmen der Sanierung einer pharmazeutischen Fabrik stützt sich die Studie auf einen innovativen Ansatz der CFD-Simulation, um die energetischen Herausforderungen in Chancen nachhaltiger Leistung zu verwandeln.
Die dynamische thermische Simulation (DTS) spielt eine zentrale Rolle, indem sie präzise die Auswirkung des architektonischen Entwurfs auf den Heizbedarf und den thermischen Komfort quantifiziert, insbesondere in der Sommersaison.
Ziele: detaillierte Abschätzung des Energiebedarfs, Bewertung der winterlichen und sommerlichen klimatischen Bedingungen und Erarbeitung von technischen Lösungen für eine optimale, sparsame und umweltverantwortliche thermische Umgebung.
Das Wesentliche. Energetische Sanierung einer pharmazeutischen Fabrik in Carnoux-en-Provence, die dynamische thermische Simulation (DTS) und CFD koppelt. Nach einem thermischen Audit und Rauchtests hat EOLIOS den Bedarf quantifiziert und Hebel getestet: die Frischluftabsaugung zu verringern bringt 36 % Kälteleistung, die Dachdämmung zu verdoppeln 8,5 %, ein helles reflektierendes Dach 10 %. Der digitale CFD-Zwilling prüft eine gleichmäßige Luftverteilung, ohne tote Zone.
Der immersive Einsatz der CFD beruht auf zuverlässigen Wetterdaten (Nähe von Carnoux-en-Provence, über infoclimat®), die als klimatisches Referenzmodell über das gesamte Jahr dienen. Eine detaillierte monatliche Inspektion unterscheidet sommerliche und winterliche Bedingungen, indem sie ein „reales“ Klimajahr nachbildet, das die kritischen Schwankungen (Hitzewellen, intensive Kälteepisoden) einschließt.
Die Rauchtests machen die aeraulischen Strömungen sichtbar und erkennen unerwünschte Luftleckagen (Infiltrationszonen, die die Energieeffizienz beeinträchtigen). Die thermischen Tests analysieren die Oberflächentemperaturen der Maschinen und Anlagen und lokalisieren Wärmeverluste und Überhitzungen. Zusammen liefern sie die wesentlichen Daten, um das Simulationsmodell abzustimmen.
Freisetzung eines Rauch-Tracers, um die Luftströmungen sichtbar zu machen. Sie zeigen die realen Luftwege, die Rezirkulationen und die parasitären Leckagen und dienen dazu, das numerische Modell am vor Ort beobachteten Verhalten abzustimmen.
Die thermischen Eigenschaften der Wände wurden vor Ort abgeleitet: Innenwände aus Hohlblockstein/Blech, Außenwände mit 5 cm Dämmung, Decke und Wände aus Steinwolle, Trägheit durch eine Betonplatte gewährleistet. Die internen Wärmegewinne stammen vor allem von den elektrischen Geräten mit hoher Verlustleistung (Pressen, LED-Beleuchtung). Die Lüftungsgeräte (LFG) und ihre Konfiguration sind strategisch für die Frischluftzufuhr der kritischen Zonen (Reinräume).
Die DTS simuliert und sagt das thermische Verhalten des Gebäudes über das ganze Jahr voraus, indem sie die Wechselwirkungen zwischen dem Baukörper, den HLK-Systemen und dem Klima integriert: Ausrichtung der Fassaden, Eigenschaften der Materialien, Dämmung, Luftdichtheit, interne Quellen, solare Gewinne und Infiltrationen.
Wichtigste Ergebnisse: die Außenluftabsaugung möglichst zu verringern verbessert die Effizienz der Klimatisierung (+36 % Kälteleistung); die Dämmung des Daches zu verdoppeln bringt +8,5 %; eine helle reflektierende Anstrichschicht auf dem Dach fügt etwa +10 % Energiegewinn hinzu.
Stundengenaue Modellierung des thermischen Verhaltens des Gebäudes über ein Jahr, die Baukörper, HLK-Systeme und reales Klima koppelt. Sie beziffert den Heiz- und Kältebedarf und vergleicht die Wirkung jedes Hebels (Dämmung, Frischluft, Dach) vor den Arbeiten.
Ein digitaler Zwilling des inneren Volumens wird erstellt, indem die Elemente ohne aeraulische/thermische Auswirkung vereinfacht werden, um die Präzision auf das Wesentliche zu konzentrieren. Zehn Düsenkanäle wurden in den kritischen Zonen installiert (übermäßige Temperaturen bei heißem Wetter) und drei Szenarien getestet (unterschiedliche Absauger-Regime und Zulufttemperaturen, bei konstanter Kälteleistung).
Die Analyse der Geschwindigkeiten zeigt eine gleichmäßige Zirkulation ohne tote Zonen; die thermische Kartografie unterscheidet die Kartenzone (die kühlste), die Reinräume (+2 °C, hohe Maschinendichte) und die Lagerzone (+4 °C, ohne Kanäle). Die Studie empfiehlt, die Absauger abzuschalten und die unteren Lamellen zu schließen, um den Komfort zu verbessern.
Durch die Kombination von DTS und CFD identifiziert EOLIOS die kritischen Luftströme und die Zonen unerwünschten Bypasses und gewährleistet so eine gleichmäßige Luftverteilung, verringert die Überhitzungsrisiken und verbessert die betriebliche Effizienz — für die Langlebigkeit und die Leistung der industriellen Anlagen.
Virtuelle Nachbildung des inneren Volumens, vereinfacht auf die Elemente, die Aeraulik und Thermik beeinflussen. Er erlaubt es, Lüftungsszenarien (Volumenströme, Zulufttemperaturen) zu testen und ihre Wirkung zu messen, ohne in die reale Anlage einzugreifen.
Zu merken. Die Kopplung von DTS und CFD verbindet die globalen Energiegewinne mit dem lokalen Komfort, Zone für Zone. Sie erlaubt es, die Hebel (Frischluft, Dämmung, Dach, Absauger-Einstellung) abzuwägen, bevor kostspielige industrielle Arbeiten begonnen werden.
Energetische Sanierung, thermisches Audit und Reinraumkomfort: die Antworten auf die Fragen, die sich Industrie und Betreiber vor einer Studie stellen.
Die dynamische thermische Simulation beziffert stundengenau über das Jahr den Heiz- und Kältebedarf des Gebäudes; die CFD kartiert fein die Luft im Inneren (Geschwindigkeiten, Temperaturen, tote Zonen). Gekoppelt verbinden sie die globalen Energiegewinne mit dem lokalen Komfort, Zone für Zone.
Die Thermografie lokalisiert die Wärmeverluste und die Überhitzung der Maschinen; die Rauchtests machen die Luftströmungen und parasitären Leckagen sichtbar. Diese Aufnahmen liefern einen verlässlichen Ausgangszustand, der zur Abstimmung des Modells am realen Verhalten des Standorts dient.
Bei diesem Projekt verbessert die Verringerung der Frischluftabsaugung die verfügbare Kälteleistung um 36 %, die Verdopplung der Dachdämmung bringt 8,5 % und ein helles reflektierendes Dach etwa 10 %. Die DTS vergleicht diese Hebel, um die beste Kombination zu bestimmen.
Der digitale CFD-Zwilling testet Lüftungsszenarien (Volumenströme, Zulufttemperaturen, Absauger-Einstellung). Er prüft eine gleichmäßige Luftverteilung ohne tote Zone und identifiziert die Hotspots (Reinräume, Lagerzone) zur Korrektur.
Nein. Das Audit erfolgt vor Ort im laufenden Betrieb, und die Simulation testet die Szenarien anschließend virtuell. Die Änderungen (Einstellungen, Dämmung, Dach) werden vor den Arbeiten validiert, ohne die industrielle Tätigkeit zu stören.
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Energetische Sanierung einer pharmazeutischen Fabrik durch DTS und CFD: lokale Klimadaten, thermisches Audit und Rauchtests (Verluste, Dichtheit), DTS-Ergebnisse (Gewinne von +36 % Kälteleistung durch die Steuerung der Absauger, +8,5 % durch die Dämmung, +10 % durch ein reflektierendes Dach) und Belüftungsszenarien für einen optimalen Komfort und einen reduzierten Verbrauch.
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