VERMEIDBARE GEFAHREN VERMEINTLICH SICHERER LABORABZÜGE , Christoph Lodes, Nürnberg

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1 VERMEIDBARE GEFAHREN VERMEINTLICH SICHERER LABORABZÜGE , Christoph Lodes, Nürnberg

2 STRÖMUNGSSIMULATION

3 AGENDA 1. Hintergrund Laborabzüge 2. Anwendungsbeispiel 1: Labor Pharmakonzern 3. Anwendungsbeispiel 2: Labor Hochschule 4. Anwendungsbeispiel 3: Robustheitstest

4 HINTERGRUND LABORABZÜGE LABORABZUGSPRÜFUNGEN Onsite und im Prüflabor Europäische Norm EN 14175, Messung Rückhaltevermögen Beratung, Optimierung, Entwicklungen, Zertifizierung Vielfältige Aufgaben in Laboren, Hochschulen, Produktionshallen, etc Fußzeile ändern unter Einfügen > Kopf- und Fußzeile 4

5 HINTERGRUND LABORABZÜGE ROBUSTHEITSTEST Wichtiger Teil der Europäischen Norm EN Vorbeifahrend Platte simuliert das Vorbeigehen eines Mitarbeiters Dabei darf kein schädliches Gas den Abzug verlassen

6 HINTERGRUND LABORABZÜGE ENGINEERING-EMERGENZ Integratives Vorgehen Strömungsmechanik-Knowhow Numerische Methoden können Probleme visualisieren und Erkenntnisse liefern CFD profitiert in diesem Bereich Im Gegenzu von dem tiefen Lufttechnik-Knowhow der Experten der praktischen Messtechnik

7 AGENDA 1. Hintergrund Laborabzüge 2. Anwendungsbeispiel 1: Labor Pharmakonzern 3. Anwendungsbeispiel 2: Labor Hochschule 4. Anwendungsbeispiel 3: Robustheitstest

8 LABOR PHARMAKONZERN PRÜFUNG EINES ABZUGS IN EINEM LABOR Onsite Messungen nach EN Messung des, im Abzug aufgegebenen, ausgebrochenen Testgases Messungen ergaben starken Austritt aus Abzügen Wichtiges Kriterium: Abluftmenge ok Trat nur im Sommer auf, Winter ok Zunächst keine Lösung: Betriebssicherheit gab das Labor nicht frei Simulation einer ausgewählten Laborzeile des Gesamtlabors

9 LABOR PHARMAKONZERN NUMERISCHE UNTERSUCHUNG DES LABORS Simulation einer ausgewählten Laborzeile des Gesamtlabors mit allen Einbauten Zuluftschläuche (türkis) Laborabzug (orange) Untersuchung verschiedener Parameter Zuluft in den Raum hat entscheidenden Einfluss Wichtigstes Kriterium: Temperaturdifferenz Zuluft zu Labor

10 LABOR PHARMAKONZERN NUMERISCHE UNTERSUCHUNG DES LABORS Zuluft in den Raum hat entscheidenden Einfluss Wichtigstes Kriterium: Temperaturdifferenz Zuluft zu Labor Bei isothermer oder wärmerer Zuluft alles in Ordnung

11 LABOR PHARMAKONZERN NUMERISCHE UNTERSUCHUNG DES LABORS Zuluft in den Raum hat entscheidenden Einfluss Wichtigstes Kriterium: Temperaturdifferenz Zuluft zu Labor Kalte Zuluft führt zu einer starken Strömung von oben nach unten Ungünstiges Strömungsbild vor dem Abzug

12 LABOR PHARMAKONZERN NUMERISCHE UNTERSUCHUNG DES LABORS Ungleichverteilung in der Fensteröffnung Es kommt in einigen Bereichen sogar zu negativen Strömungen Dadurch kann es dazu kommen, dass mit Schadstoffen beladene Luft aus dem Abzug herausströmt RESULTAT Die Ursache für das Versagen einiger Abzüge konnte erklärt werden Die Bedeutung der Temperaturdifferenz konnte verdeutlicht werden Eine Änderung in den Einstellungen der Klimaanlage optimierte die Zuströmung

13 LABOR PHARMAKONZERN VERIFIKATION DURCH EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG Messungen Vor-Ort Rückhaltevermögen gemäß Norm EN Variation der Zulufttemperatur Mit zunehmend kälterer Zuluft wird die Störung des Abzugs größer Ab -5 Temperaturdifferenz werden Grenzwerte überschritten Statische Outer Grid Messungen bei verschiedenen Zuluft- Temperaturen

14 LABOR PHARMAKONZERN VERIFIKATION DURCH EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG Messungen der Luftgeschwindigkeit 1 Meter vor der Fensteröffnung Rückhaltevermögen des Abzugs sinkt, wenn die Raumluftgeschwindigkeit größer als die mittlere Einströmgeschwindigkeit in den Abzug ist Statische Outer Grid Messungen in Relation zur Luftgeschwindigkeit 1 m vor dem Abzug

15 AGENDA 1. Hintergrund Laborabzüge 2. Anwendungsbeispiel 1: Labor Pharmakonzern 3. Anwendungsbeispiel 2: Labor Hochschule 4. Anwendungsbeispiel 3: Robustheitstest

16 LABOR HOCHSCHULE LABORABZÜGE IN EINEM LABOR Komplettes Labor 4 Laborabzüge (orange) in der Mitte Rechteckige Auslässe Strömungsbild in der Fensterebene entscheidend Untersuchung Sommer und Winter-Situation

17 LABOR HOCHSCHULE SIMULATION DES LABORS Oben Sommer: Kalte Zuluft Unten Winter: Warme Zuluft Senkrechter Schnitt Starke Strömung von oben nach unten durch Temperaturdifferenz Hohe Geschwindigkeit kann Probleme verursachen Hohe Geschwindigkeit verstärkt in jedem Fall andere Störungen

18 LABOR HOCHSCHULE SIMULATION DES LABORS Oben Sommer: Kalte Zuluft Unten Winter: Warme Zuluft Vektoren in der Fensterebene Im Sommer Ungleichverteilung Vektoren zeigen nach außen Schadstoffbelastete Luft kann nach außen strömen

19 AGENDA 1. Hintergrund Laborabzüge 2. Anwendungsbeispiel 1: Labor Pharmakonzern 3. Anwendungsbeispiel 2: Labor Hochschule 4. Anwendungsbeispiel 3: Robustheitstest

20 TRANSIENTE BERECHNUNG ROBUSTHEITSTEST ROBUSTHEITSTEST IM PRÜFLABOR Reales Prüflabor mit einem Laborabzug Aufgabe von SF6 nach Norm (blau) Vergleich mit Praxis Robustheitstest nach Norm Vorbeifahrende Platte (rot) Transiente Berechnung

21 TRANSIENTE BERECHNUNG ROBUSTHEITSTEST ROBUSTHEITSTEST IM PRÜFLABOR Resultat Robustheitstest kann berechnet werden Möglichkeit Laborabzüge schon vor dem Bau testen zu lassen Fußzeile ändern unter Einfügen > Kopf- und Fußzeile 21

22 DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! , Christoph Lodes, Nürnberg