Optimierung von Atrien und Verbesserung der Anwendung von Planungswerkzeugen (ATRIEN II)

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1 F 2879 Mani Zargari Optimierung von Atrien und Verbesserung der Anwendung von Planungswerkzeugen (ATRIEN II) Fraunhofer IRB Verlag

2 F 2879 Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes einer vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung -BMVBS- im Rahmen der Forschungsinitiative»Zukunft Bau«geförderten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder. Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt. Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druckqualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung gestellt wurde. by Fraunhofer IRB Verlag 2013 ISBN Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages. Fraunhofer IRB Verlag Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau Postfach Stuttgart Nobelstraße Stuttgart Telefon Telefax irb@irb.fraunhofer.de

3 Optimierung von Atrien und Verbesserung der Anwendung von Planungswerkzeugen (ATRIEN II) Abschlussbericht Gesamtleitung Institut für Gebäude- und Solartechnik - IGS Univ. Prof. Dr.-Ing. M. N. Fisch (Institutsleiter) Dipl.-Ing. Mani Zargari (Projektleiter und Projektbearbeiter) Kooperation IRMB TU Braunschweig (Dipl.-Phys. Sonja Uphoff, Prof. Dr.-Ing M. Krafcyk) Förderung Förderkennzeichen SF / II 3 F Stand 30. Juli 2012 Projektlaufzeit 27. September Juli 2012 Seite 1

4 Der Forschungsbericht wurde mit Mitteln der Forschungsinitiative Zukunft Bau des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung gefördert. (Aktenzeichen: SF / II 3 F Die Verantwortung für den Inhalt des Berichtes liegt beim Autor. Der Dank gilt der LBS Nord für Ihre Unterstützung bei der Durchführung der Messungen und der Umsetzung der Optimierungsmaßnahmen und Frau Dipl. - Phys. Sonja Uphoff für die Durchführung der Large Eddy Simulationsuntersuchungen am Institut für rechnergestützte Modellierung im Bauwesen, Prof. Dr.-Ing. M. Krafcyk TU - Braunschweig. Seite 2

5 INHALTSVERZEICHNIS ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ZUSAMMENFASSUNG ANALYSE UND OPTIMIERUNG DER LBS VERWALTUNGSGEBÄUDE DER LBS NORD IN HANNOVER KRONSBERG UNTERSUCHUNG DES GEGENWÄRTIGEN LÜFTUNGS-UND ENERGIEKONZEPTES Vorüberlegungen zur Optimierung des Energiekonzeptes Experimentelle Voruntersuchungen Kurzzeitversuch Abschaltung der Lüftungsanlage Ende Februar Simulationsuntersuchung Kurzzeitversuch Untersuchung alternativer Belüftungskonzepte Kurzzeitversuch Februar Untersuchung der mechanischen Belüftung Prüfung des Außentemperatursensors der GLT CFD-Untersuchung zur Optimierung des Raumklimas der Grünhöfe ÄNDERUNG DES REGELSCHEMAS UND NEUPROGRAMMIERUNG DER GLT Ursprüngliches Regelschema Optimiertes Regelschema Überprüfung und Anpassungen des neuen Regelschemas im Betrieb SOMMERLICHES RAUMKLIMA IN DEN GRÜNHÖFEN VOR UND NACH DER OPTIMIERUNG ENERGETISCHE ANALYSE Zielsetzung Ausgangsbasis Analyse der Verbrauchswerte Schlussfolgerung ANWENDUNG VON CFD METHODEN FÜR DIE BERECHNUNG DES RAUMKLIMAS VON ATRIEN BERECHNUNG DES TEMPERATURNIVEAUS MIT CFD - METHODEN BESTIMMUNG DES HYDRAULISCH WIRKSAMEN QUERSCHNITTES EINSATZ VON CFD IN DER ATRIENPLANUNG DARSTELLUNG TURBULENTER LUFTSTRÖMUNGEN WINDEINFLUSS Seite 3

6 3.6 UNTERSUCHUNG DER TURBULENTEN EINSTRÖMBEDINGUNGEN MIT NUMERISCHEN METHODEN (DIPL. - PHYS. SONJA UPHOFF) RESULTIERENDE LEITLINIEN FÜR DIE PLANUNG VON ATRIEN EINBINDUNG EINES ATRIUMS IN DAS ENERGIEKONZEPT DES GEBÄUDES BERÜCKSICHTIGUNG DER VEGETATION REGELUNG DER ATRIEN KONSTRUKTIVE EMPFEHLUNGEN HINWEISE FÜR DIE BERECHNUNG DES THERMISCHEN VERHALTENS DER ATRIEN BERECHNUNG DES ENERGIEBEDARF EINES ATRIUMGEBÄUDES ANHANG A1: DEFINITION DER LÜFTUNGSSTUFEN ANHANG A2: OPTIMIERTES REGELSCHEMA DER LBS HANNOVER ANHANG A3: DEFINITION DER KLAPPENGRUPPEN DER LBS HANNOVER LITERATURVERZEICHNIS NORMEN UND RICHTLINIEN Seite 4