Untersuchung des natürlichen Luftwechsels infolge Fensterlüftung über Tracergasmesstechnik
Zusammenfassung
Die freie Lüftung über Fenster, Türen und sonstige Öffnungen in der Gebäudehülle stellt heutzutage die am weitesten verbreitete Form der Lüftung dar. Über den Luftaustausch, der sich bei dieser Lüftungsart raum- oder gebäudeweise einstellt, existieren derzeit weder abgesicherte Erkenntnisse hinsichtlich des jahreszeitlichen Verlaufs noch der resultierenden mittleren Werte einer Periode.
Grundlagen der durchgeführten Arbeit bilden messtechnische Untersuchungen zur Ermittlung des Luftwechsels unter natürlichen meteorologischen Randbedingungen in einem Versuchsgebäude am Standort Kassel. Als Messverfahren wird die Tracergastechnik eingesetzt, deren prinzipielle Anwendungsmöglichkeiten und Methoden umfassend vorgestellt werden.
Die detaillierte Darstellung des Versuchsaufbaus umfasst die Dokumentation des Tracergasmesssystems und der Meteorologiestation. Ein Schwerpunkt wird auf die Auslegung des Regelungssystems gelegt.
Als Messvarianten werden unterschiedliche Öffnungsstellungen eines Dreh- bzw. Kippflügelfensters bei freier Öffnungsfläche und tiefer Anordnung des Kippfensters in der Laibung betrachtet.
Die Messergebnisse für den thermisch bedingten Luftwechsel werden hinsichtlich der Anordnung des Heizkörpers und des Fenstereinbaus in der Laibung dargestellt. Der windinduzierte Zuluftvolumenstrom wird in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit und der Anströmrichtung betrachtet. Weiterhin sind die gewonnenen Messergebnisse bei gleichzeitigem Wind- und Thermikeinfluss aufgeführt.
Die Messdaten werden für die Anpassung eines Rechenmodells herangezogen, welches den Zuluftvolumenstrom in Abhängigkeit von Windgeschwindigkeit, Temperaturdifferenz Raum-/Außenluft und einem Turbulenzanteil beschreibt. Als geometrische Bezugsgröße gilt die lichte Fensteröffnung. Die jeweilige Fensterstellung wird über ein experimentell ermitteltes Durchflussverhältnis berücksichtigt.
Zur Betrachtung des Luftwechsels und der damit verbundenen Lüftungswärmeverluste werden die meteorologischen Verhältnisse am Standort der Versuchseinrichtung herangezogen und hinsichtlich unterschiedlichen Nutzerverhaltens diskutiert.