Thema: Raumlufttechnik Aufbau und Bezeichnung Systeme Zentrale Luftaufbereitung Flächenbedarf von RLT-Zentralen Luftkanäle Dezentrale Fassadenlüftungsgeräte Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 1
Außenluft Umluft Zuluft Abluft Mischluft Abkürzung AUL Abkürzung UML Abkürzung ZUL Abkürzung ABL Abkürzung MIL Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 2
Symbole Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 3
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RLT Anlage Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 6
RLT Anlage Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 7
Raumlufttechnische Anlagen werden weiterhin eingeteilt in Nurluftanlagen Luftwasseranlagen Luftkältemittelanlage Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 8
Schematischer Aufbau einer Ein-Kanal-RLT-Anlage mit konstantem Volumenstrom Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 9
Schematischer Aufbau einer Mehrzonen-Ein-Kanal-RLT- Anlage mit Nacherhitzern und konstantem Volumenstrom Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 10
Schematischer Aufbau einer Mehrzonen-Ein-Kanal- RLT-Anlage mit Mischklappen und konstantem Volumenstrom Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 11
Schematischer Aufbau einer Mehrzonen-Ein-Kanal- RLT-Anlage mit Zusatzventilatoren und konstantem Volumenstrom Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 12
Schematischer Aufbau einer RLT-Ein-Kanal-Anlage mit variablem Volumenstrom (die variable Luftmenge wird über Mengeneinstellung in den Räumen angefordert, die Ventilatoren sind drehzahlgeregelt) Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 13
Schematische Darstellung Einer Zwei-Kanal-Anlage mit zusätzlichem Minimalaußenluftanteil und konstantem Volumenstrom Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 14
Schematischer Aufbau einer Induktionsklimaanlage Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 15
Schematischer Aufbau einer Ein-Kanal-RLT-Anlage (Lüftungsanlage) mit Wärmerückgewinnung im Kreislauf- Verbund-System (KV-System) Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 16
(Klima-Konvektoren) enthalten Wärmetauscher in Form von Rippenrohren, die mit Heizungswasser, im Sommer auch mit Kühlwasser beschickt werden. Beim Ausblasen der zentral aufbereiteten Außenluft (der Primärluft P) wird auch Raumluft R als Sekundärluft S infolge Induktionswirkung ins Gerät gezogen und dabei an den Wärmetauscherflächen nachgeheizt bzw. nachgekühlt. Die Sekundärluft erfüllt hierbei die Funktion der Umluft.Nachts Beheizung ohne Ventilatorbetrieb. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 17
Gebläsekonvektoren unterschiedlicher Bauart: (a: Brüstungsgerät, b: Quellluftgerät, c: Deckengerät) Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 18
RLT Zentrale Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 19
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Diagramme zur überschläglichen Ermittlung der erforderlichen Flächen und Raumhöhen für RLT-Zentralen bei Aufstellung mehrerer Geräte für Luftströme bis 50m3/s gem. VDI 3803, oben für kleinere Anlagen, unten für größere RLT-Systeme Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 21
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Zentralgeräte für RLT-Anlagen werden im Baukastenprinzip zusammengestellt Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 23
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Zentralgerät, zusammengesetzt aus unterschiedlichen Komponenten Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 25
Zentralgerät für RLT-Anlage Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 26
RLT Zentralgerät BV BKRZ Frankfurt Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 27
Zentralgerät mit Anschlüssen Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 28
Funktion eines Radialventilators Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 29
Wärmerückgewinnung im rotierenden Wärmerad Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 30
Wärmerückgewinnung mit Kreuzstromwärmetauscher Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 31
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Zusammensetzung von Bauteilen Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 33
Kühlung durch Befeuchtung (Desiccant Cooling) Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 34
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Kanalnetzberechnung Festlegung System: Niederdruck (2...12 m/s) Hochdruck (15... 25 m/s) Druckgefälle: Auslegung - nach gleichm. Druckgefälle in allen Leitungen - Druckverbrauch - konst. Geschwindigkeit Geschwindigkeit in m/s Komfort Industrie ---------------------------------- Außenluftjalousien 2...3 4...16 Hauptkanäle 4...8 8...12 Abzweigkanäle 3...5 5...8 Abluft- o. Umluftgitter 2...3 3...4 Berechnung nach konstanter Geschwindigkeit V = v A v: Geschwindigkeit A: Querschnittsfläche d. Kanals V : Volumenstrom [m³/s] Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 36
Die einzige horizontale Verbindungsmöglichkeit vom Schacht zum abgehängten Deckenbereich ist bei A ungünstig schmal.ausreichend breite Schachtöffnungen im Bereich der abgehängten Decke bei B ermöglichen eine kreuzungsfreie Anordnung von Zu- und Abluftkanälen im Deckenbereich Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 37
Vertikaler Versorgungsschacht zur Aufnahme von Luftkanälen und Rohrleitungen. Sie sollten begehbar sein, um Regelorgane, Absperrventile usw. warten zu können. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 38
Horizontal verlaufende Kanäle, Rohre und Kabel finden im Hohlraum zwischen Rohdecke und abgehängter Decke Platz. Durchfahrungen von Trägern, Balken und Unterzügen sind dabei meist unvermeidlich. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 39
Stahlkonstruktionen Iassen sich Ieichter als Stahlbetonbalken so ausbilden, gegebenenfalls auch nachträglich verstärken bzw. auswechseln, daß sie für die Aufnahme von Lüftungskanälen und Rohrleitungen geeignet sind. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 40
Schrägeisen und eine verstärkte Bügelbewehrung zur Aufnahme von Querkräften erschweren die Anordnung größerer Aussparungen seitlich neben Auflagern von Stahlbetonbalken Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 41
Bei normal belasteten Unterzügen (gleichmäßige Streckenlast) eignet sich die Feldmitte wegen des Fehlens von Querkräften am besten für größere Aussparunge Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 42
Aussparungen mit abgerundeten Querschnittsformen passen sich Stahlbetonkonstruktionen (Kräftefluß, Bewehrung) besser an als Öffnungen mit rechteckigem Querschnitt Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 43
In Plattenbalken (A) Iassen sich größere Öffnungen vorsehen als in einfachen Balken (B), weil bei ersteren die Deckenplatten zur Aufnahme der Druckspannung herangezogen werden können. Die untere Begrenzung der Öffnungen ergibt sich aus der erforderlichen Betondeckung der Zugbewehrung. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 44
Druckverluste von Kanälen annähernd gleicher Querschnittsfläche, aber unterschiedlicher Querschnittsform. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 45
Wo ausreichende Krümmungsradien nicht zu realisieren sind, können eingebaute Luftleitbleche die Luftumlenkung günstig beeinflussen, so daß sich die Druckverluste in vertretbaren Grenzen halten. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 46
Absorptions-Schalldämpfer. Kulissen aus Glas- oder Mineralwolle wandeln Schallenergie infolge Reibung in Wärme um. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 47
Fassadenlüftungsgerät 400-550 mm AU ZU 150-200 mm Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 48
Dezentrale Lüftungsgeräte in den unterschiedlichen Kombinationen: die lüftungstechnischen Funktionen sind in jedem Einzelgerät integriert. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 49
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warum dezentrale Lüftungstechnik? individuelleres Raumklima ~ bessere Akzeptanz einfache Anpassung an Raumnutzung, Raumgröße ~ Nachrüsten einfach ~ variable Luftströme Redundanz bei Störungen niedrigerer Energiebedarf ~ kurze Luftwege, kleinere Druckverluste ~ Lüftung bei Anwesenheit niedrigere Investitionskosten ~ weniger zentrale Technik und Räume ~ flexible Anpassung an Bedarf größerer architektonischer Freiraum ~ kleinere Geschosshöhen ~ weniger Schächte Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Quelle: Prof. Dr.-Ing. Dirk Roth, Bohne LTG Folie Stuttgart 2004 51
Dezentrale Lüftung-Anforderungen Fassade ~ Lüftungsgerät Schallschutz ~ therm. Behaglichkeit - Heizen, Kühlen - Be- Entfeuchtung Wärmeschutz - Zugluft ~ Luftqualität Brandschutz - definierter Außenluftstrom - Trennung Au- Fortluftströme - Luftfilterung - Hygiene, Wartung ~ Geräuschpegel - Ventilatoren - Windgeräusche Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Quelle: Prof. Dr.-Ing. Dr. Dirk Roth, Bohne LTG Folie Stuttgart 52004
Muss Dezentrale Luftbehandlung Kann Fraglich Heizen Frostschutz Zuluft auf Raumtemperatur mit Lüftung heizen, statische Raumheizung Heizen nachts mit Außenluftbetrieb Befeuchten nein Feuchteregelung Nachheizung Hygiene, Komfort? Kosten für Betrieb, Energie Kühlen nein, wenn Kühllast durch Außenluft akzeptabel Zuluft auf Raumtemp Raumkühlung Kühlen mit 7 C Vorlauftemperatur Entfeuchten nein Vorlauf 7-10 C Kondensatnetz erf. Regelung, Nachheizen Hygiene? Kosten für Betrieb, Energie Filtern Gerätestaubschutz, F5; Wetterschutz Verbesserung Zuluft F7- Filterqualität Filterüberwachung WRG nein Kreuzstrom-WRG, Bypass; alternativ zentr. Abluft-WRG ~ > 0,6 : Vereisung, Kondensatnetz erf. Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 53 Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004
Dezentrale Luftbehandlung Ist dezentrale Befeuchtung notwendig? ~ keine sicheren Grenzwerte für Minimalfeuchte ~ 30% rf mit gelegentlichen Unterschreitungen aktuelle Forschungsergebnisse vom Fanger-Institut - bei 5% und 15% rf über 5h messtechnisch kaum feststellbare Beeinträchtigungen (Augen, Haut, Atmung) und geringe subjektive Beschwerden - Raumlufttemperatur 20 22 C - bei niedrigen Raumtemperaturen und Feuchten ist die empfundene Luftqualität am besten Universität Quelle: Hannover Dr. Roth, Fakultät LTG Architektur Stuttgart und 2004 Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 54
Dezentrale Luftbehandlung Sommerliche Kühlung ohne Entfeuchtung Feuchtepufferung im Raum Außenluftwechsel bei hohem Wassergehalt der Außenluft begrenzen ~ kleine Lüfterstufe ~ Lüftung nur bei Anwesenheit höhere Kühlleistung auch ohne Kondensation möglich ~ Erhöhung der sensiblen Raumkühlleistung - durch Beimischung von Raumluft zum Außenluftstrom - Außenluftstrom bleibt dabei gleich - Energiebedarf geringer als mit Kondensation zentrale Überwachung der KW-Vorlauftemperatur ~ über Taupunkt der Außenluft Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 55
Dezentrale Luftbehandlung Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 56
Dezentrale Luftbehandlung Klappe bleibt / wird 100% geöffnet Ventilator erhöht die Drehzahl wird der Unterdruck zu groß wird Ventilator abgeschaltet und Klappe geschlossen Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 57
Dezentrale Luftbehandlung Ventilator senkt Drehzahl Klappe drosselt Volumenstrom bis Vsoll erreicht Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 58
Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 59
Dezentrale Luftbehandlung Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 60
Dezentrale Luftbehandlung Einsatzgrenzen dezentraler mech. Lüftung keine verkleinerte Abbildung einer zentralen Klimaanlage ~ Kombination mit zentraler Lüftung erforderlich, bei ~ schlechter Außenluftqualität in unteren Geschossen ~ innenliegenden Räumen wirtschaftliche Aspekte ~ prinzipiell höhere Wartungskosten können durch geringere Energiekosten (mehr als) ausgeglichen werden ~ prinzipiell höhere Investitionskosten dezentraler Lüftungsgeräte im Vergleich zu Lüftungszentralen können durch - Wegfall der Luftverteilung (Luftleitungen, Luftdurchlässe) - Einsparungen an Technikräumen, Funktionsflächen (mehr als) ausgeglichen werden Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 61 Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004
Dezentrale Luftbehandlung Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 62
Dezentrale Luftbehandlung Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 63
Dezentrale Luftbehandlung Quelle: Dr. Roth, LTG Stuttgart 2004 Universität Hannover Fakultät Architektur und Landschaft Institut für Entwerfen und Konstruieren Abtl. TGA Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne Folie 64