Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden

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1 Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden Ralf Wagner Stuttgart Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 1

2 Ausgeführte Dezentrale Projekte Bild IBC Bild infraserv hoechst Bild Posttower Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 2

3 Dezentrale Mythen Niedrigere Investitionskosten, da zentrale Luftverteilung entfällt. Platzersparnis im Gebäude: - Steigerung der nutzbaren Mietfläche - zusätzliche Geschosse realisierbar da freut sich der Bauherr Geringerer Energiebedarf Große Nutzerakzeptanz, da ähnlich öffenbare Fenster - durchschaubare Klimatechnik - individuelle Kontrolle des Raumklimas hohe Flexibilität und Nachrüstbarkeit Große architektonische Freiheit, da Installationsvolumen für Haustechnik reduziert wird. da freut sich der Architekt Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 3

4 Stufen der Dezentralisierung zentral dezentral zentral VVS Kälte/Wärme Zuluft Abluft WRG Filterung Kühlung Heizung Induktionsanlage Kälte/Wärme Zuluft Abluft WRG Filtern Kühlung Heizung Dezentrale Zuluftgeräte Kälte/Wärme Abluft WRG Kühlung Heizung Zuluft Filtern Dezentrale Zu/Abluftgeräte Kälte/Wärme? Optimum? Kühlung Heizung Zuluft Abluft WRG Filtern Dezentrale Split/Zu/Abluftgeräte Kälte/Wärme Kühlung Heizung Zuluft Abluft WRG Filtern dezentral Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 4

5 Technische Fragestellungen: zentrale Klimatisierung zentral Abmessungen Kalorische Leistung Volumenstrom Akustik Thermischer Komfort Energiebedarf / Wirkungsgrad Hygiene Filter Wartung Regelung MSR Beispiel: LTG Brüstungsfancoil, Typ VFC Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 5

6 Technische Fragestellungen: dezentrale Klimatisierung zentral Abmessungen Kalorische Leistung Volumenstrom Einfluß Winddruck? Kompensation durch Regelung Akustik + Schallleistung bei Winddruck Thermischer Komfort Energiebedarf / Wirkungsgrad Hygiene dezentral Angaben Kühl/Heizleistung im Raum/Total? DIN 1946/2 erreichbar? Offene Fragestellungen Ansaugtemperatur Fassadengrenzschicht Dynamische Böensimulation Bew.Schalldämmmaß Bauphysik: Wärme/Schallschutz Dichtheit Frostschutz Fassadenanbindung Traglast Filter Wartung Filterklassen F5-F7 Wartungszyklen Luftqualität vor dem Gebäude Regelung MSR Bedarfsgerechtes Lüften besondere Regelstrategien Beispiel LTG: dezentrales Lüftungsgerät, Typ FVD Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 6

7 FLT Prüf/Güterichtlinie + FLT Leitfaden zentral Abmessungen Kalorische Leistung Volumenstrom Einfluß Winddruck? Kompensation durch Regelung Akustik + Schallleistung bei Wind Thermischer Komfort Energiebedarf Wirkungsgrad Hygiene dezentral Angaben Kühl/Heizleistung im Raum/Total? DIN 1946/2 erreichbar? Offene Fragestellungen Ansaugtemperatur Fassadengrenzschicht Dynamische Böensimulation Bew.Schalldämmmaß Bauphysik: Wärme/Schallschutz Dichtheit Frostschutz Fassadenanbindung Traglast Filter Wartung Filterklassen F5-F7 Wartungszyklen Luftqualität vor dem Gebäude Regelung MSR Bedarfsgerechtes Lüften besondere Regelstrategien Beispiel LTG: dezentrales Lüftungsgerät, Typ FVD Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 7

8 Beispiele Messungen gemäß Güte-und Prüfrichtlinie Forschungsvorhaben der FLT Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 8

9 Leistungsgrenzen dezentraler Systeme. Q Außenluft 240W T Raum 26 C T T WE 32 C 32 C Dez. Ohne Lüftungsgerät Induktion (bisheriger Stand der Technik) T KWVL 18 C Leistungserhöhung durch: Mehr Volumenstrom >Energiekosten Absenken T KWVL > Kondensation Physik.Grenze > T Ausblas =T KWVL. Q. K,ges 490W Q 250W K,Raum. Q K.Grenz 560W. Q Außenluft 240W T 32 C 120 T Raum 26 C ~ T WE 29 C ~ 240 Direktinduktion Q. K,ges Q K,Raum Leistungserhöhung durch Vergrößerung des Volumenstroms durch den Wärmetauscher durch Raumluftbeimischung. T KWVL 18 C. 635W 395W Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 9

10 FLT Prüf- und Güterichtlinie Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 10

11 Fassadengrenzschicht / Ansaugtemperatur Messungen des Hermann-Rietschel-Instituts zur Fassadengrenzschicht Gebäude : Hertz-Institut Baujahr : Etagen Höhe : 40m Messstellen : Südfassade 6.OG Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 11

12 Fassadengrenzschicht / Ansaugtemperatur Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 12

13 Fassadengrenzschicht / Ansaugtemperatur Diese Messungen dienen der Verifizierung eines Berechnungsmodells zur Bestimmung der tatsächlichen Temperaturgrenzschicht der Ansaugtemperatur dezentraler Geräte Termin Januar 2004 Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 13

14 Regelbereich der Winddruckregelung Positive Winddrücke bis +500 Pa regelbar durch Klappenregelung Negative Winddrücke bis 300 Pa regelbar dann Leistungsgrenze Ventilator erreicht. Überdruck Unterdruck Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 14

15 Leckagemessungen nach FLT Prüf/Güterichtlinie Gesamtfläche der Klappe: 0.085m x 0.2m =0.017m² Umfang der Fuge: 2 x (0.085m x 0.2m )=0.57m m³/hm² 12.7 Ergebnis: Klasse 3 bez. auf Gesamtfläche Klasse 4 bez. auf Fugenlänge Nach EN12207 ergibt sich resultierend Klasse m³/hm Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei Kurve außerhalb des EN12207 Diagramms

16 Böensimulation Windbö: -200 Pa 60s 60s Sollvolumenstrom: 120 m³/h mittlerer Volumenstrom: 118 m³/h Start: -200 Pa Unterdruckbö Volumenstromspitze 190 m³/h Fan regelt Drehzahl runter Vsoll erreicht Vsoll erreicht Volumenstrom fällt auf 10m³/h Fan regelt Drehzahl hoch Ende Unterdruckbö Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 16

17 Messung der Schalldämmung / IFB Fensterprüfstand nach DIN (ISO 140) Senderaum Bezugsfläche Empfangsraum Prüfling Fassade Empfangsraum Anbindung Gerät Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 17

18 Bewertetes Schalldämmmaß Rechenprogramm R W, res Berechnung des resultierenden Schalldämm-Maßes von Fassade und Fassadenlüftungsgerät LTG FVD Berechnungsfeld Tabelle 1 Messungen am LTG FVD-Gerät nach DIN EN Spektrum-Anpassungsw ert Rw_1 39 db Eingabe vom für Verkehrslärm S_1 9 m² Eingabe FVD Zustand Rw_2 C tr Rw_2 28 db Auswahl bewertetes Schalldämmmaß Rw_2 Klappe auf 28 db -7 db S_2 0,018 m² fest bewertetes Schalldämmmaß Rw_2 Klappe zu 36 db -8 db Rw_res 39 db Ergebnis Ansaugquerschnitt S_2 in Fassade 0,018 m² R w_res 37 db korrig. Ergebnis Legende Rw_1 db bewertetes Schalldämmmaß der Fassade ohne Schallnebenwege S_1 m² Fassadenfläche der Rauminnenseite, die einem FVD-Gerät zugeordnet ist (s. Bild 1) Rw_2 db bewertetes Schaldämmmaß vom FVD-Gerät, bei offener und geschlossener Außenluftklappe (s. Tab. 1) S_2 m² Ansaugquerschnitt in Fassade für FVD-Gerät ( bei Abweichungen von 0,018m² kleinere Rw-Werte) R_res db resultierendes, bewertetes Schalldämmmaß von Fassade und FVD-Gerät, bezogen auf 0,018m² R _res db resultierendes, bewertetes Schalldämmmaß mit 2 db Vorhaltemaß für bauübliche Flankenübertragung erf R w db erforderliche resultierende Gesamt-Schalldämmung mit erf R w >= R w_res C tr db ist zu Rw zu addieren, wenn das Spektrum des A-bewerteten städt. Straßenverkehrslärms zu berücksichtigen ist Tab.2: Vorgabe nach DIN 4109 Bild 1 für Büroräume S_1 Hinweis: Lärmpegelbereich erf R w Ist die bewertete Normschallpegeldifferenz I db Rw_1 D_n_e_w gegeben, erfolgt Umrechnung gemäß: II 30 db Raumhöhe III 30 db Rw_2 S_2 2 10m IV 35 db Rw = Dn, e, w 10 lg S2 V 40 db VI 45 db Raumbreite pro Gerät für FVD gilt: D_n_e_w = Rw_ db VII 50 db letzte Änderung vom 15. Juli 2003 Aus Prorammierfehler entstandener Schaden geht nicht zu Lasten der LTG Technische Änderungen im Rahmen der Weiterentw icklung vorbehalten Rechte allein bei Bauphysikalische Grundlagen 07/03 CI/DRRO 13 Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 18

19 Raumströmung 120m3/h / 380W im Raum / T= 6K Verteilung der Frischluft in der gesamten Aufenthaltszone Untertemperatur wird innerhalb 0.5m von Fassade abgebaut In Aufenthaltszone: max.tempschichtung: 1.7 K/m min. Bodentemperatur: 24.2 C Ausblasgeschwindigkeit wird an der Fassade innerhalb 0.5m abgebaut In Aufenthaltszone: max.geschwindigkeit: 13.0 cm/s Höchster Thermischer Komfort im Kühlfall Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 19

20 Partikeltrenngrade für F5 und F7 Filter Lungenschädl.Staub Pollen Tabakrauch Ruß / Öl Pilzsporen Bakterien Smog Nebel / Wolken Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 20

21 Filtrationsprinzipien Oberflächenfiltration Tiefenfiltration z.b. in Kompaktfiltern, Cassettenfiltern z.b. in Taschenfiltern mit herkömmlichen Filtermedien Progressive Tiefenfiltration z.b. in Taschenfiltern mit KompositFiltermedien längere Filterstandzeit Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 21

22 Zusammenfassung Dezentrale Technik Dezentrale Lüftung ist ein System, das bestehende Klimasysteme sinnvoll ergänzt. Ob der Einsatz dieses Systems sinnvoll ist, muss in jedem Projekt neu entschieden werden Technisch sinnvoll? Außenluftqualität, Außenlufttemperatur Schallschutzanforderungen Topographie / Windsituation Sinnvolle Sekundärkühlsysteme Wirtschaftlich sinnvoll? Sanierung oder Neubau Einsparung von Bauvolumen...mehr nutzbare Mietfläche Bewertung der Flexibilität Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 22

23 Zusammenfassung FLT Vorhaben FLT Güte- und Prüfrichtlinie für dezentrale Lüftungsgeräte wird aufgehen in einem VDMA Einheitsblatt (Termin voraussichtlich 2004) Als PDF-File ist eine Version bereits verfügbar. Bitte Adresse angeben, dann kann diese zugesandt werden. FLT Planungsleitfaden für dezentrale Klimatisierung wird voraussichtlich eingehen in eine VDI Richtlinie VDI 6033 Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 23

24 Grenzstrasse 7 D Stuttgart Tel: Fax: raumluft@LTG-AG.de prozessluft@LTG-AG.de ingenieurdienstleistung@LTG-AG.de Dezentrale Lüftungstechnik in Fassaden VDI 8.Dezember 2003 CER/Ralf Wagner Rechte allein bei 24