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Natürliche Lüftung von Gebäuden

Anonim

Lüftungsprinzip bei Ställen mit natürlicher Belüftung über die Fenster (Juni 2019).

In Gebäuden ist eine Belüftung erforderlich, um alte Luft zu entfernen und durch frische Luft zu ersetzen:

  • Hilft, innere Temperaturen zu mildern.
  • Hilft, die innere Luftfeuchtigkeit zu mildern.
  • Sauerstoff auffüllen.
  • Verringerung der Ansammlung von Feuchtigkeit, Gerüchen, Bakterien, Staub, Kohlendioxid, Rauch und anderen Verunreinigungen, die sich während der besetzten Zeiträume ansammeln können.
  • Luftbewegung erzeugen, die den Komfort der Insassen verbessert.

Die Lüftung in Gebäuden kann allgemein als „natürlich“ oder „mechanisch“ eingestuft werden.

  • Die mechanische Belüftung (oder Zwangsbelüftung) erfolgt durch Lüfter oder andere mechanische Anlagen.
  • Die natürliche Belüftung wird durch Druckunterschiede zwischen einem Gebäudeteil und einen anderen oder durch Druckunterschiede zwischen Innen und Außen angetrieben. Weitere Informationen finden Sie unter Natürliche Belüftung.

Gemischte, hybride oder unterstützte Belüftungssysteme umfassen natürliche Belüftung, die durch mechanische Systeme ergänzt wird.

Natürliche Lüftung kostet normalerweise weniger als mechanische Lüftung zu bauen, zu betreiben und zu warten, daher ist dies im Allgemeinen die erste Option, die während des Konstruktionsprozesses untersucht wurde. Es kann jedoch Situationen geben, in denen eine natürliche Belüftung nicht möglich ist und daher eine mechanische Belüftung erforderlich ist:

  • Das Gebäude ist zu tief, um vom Umkreis aus zu lüften.
  • Die Luftqualität vor Ort ist schlecht, wenn sich zum Beispiel ein Gebäude an einer viel befahrenen Straße befindet.
  • Lokale Geräuschpegel bedeuten, dass Fenster nicht geöffnet werden können.
  • Die örtliche Stadtstruktur ist sehr dicht und schützt das Gebäude vor dem Wind.
  • Luftkühlung oder Klimaanlagen bedeuten, dass Fenster nicht geöffnet werden können.
  • Datenschutz- oder Sicherheitsanforderungen verhindern, dass Fenster geöffnet werden.
  • Interne Trennwände blockieren Luftwege.
  • Die Erstellung von Luftzügen neben Öffnungen.

Einige dieser Probleme können durch sorgfältige Lage, Ausrichtung, Standortwahl, Zoneneinteilung und Gestaltung des Gebäudes vermieden oder gemildert werden.

Natürliche Belüftung wird im Allgemeinen wie folgt eingestuft:

  • Windgesteuerte (oder windinduzierte) Querlüftung, bei der Druckunterschiede zwischen einer Gebäudeseite und der anderen Seite Luft auf der Hochdruckseite und auf der Niederdruckseite anziehen.
  • Die durch Auftrieb getriebene Stapellüftung (Stack-Effekt), bei der kühlere Luft auf niedrigem Niveau in das Gebäude eintritt, wird durch Insassen, Geräte, Heizungssysteme usw. erwärmt, wird weniger dicht und schwebt dadurch und steigt durch das zu belüftende Gebäude auf die Außenseite oben.

Die Wirksamkeit dieser Mechanismen hängt von einer großen Anzahl von Variablen ab, jedoch sehr breit:

  • Die Querlüftung eignet sich für Gebäude mit einer Tiefe von ca. 12 bis 15 m (fünffache Höhe von Boden zu Decke oder 2, 5-fache Höhe von Boden zu Decke, wenn Öffnungen nur an einer Seite vorgesehen werden können). Darüber hinaus erzeugt die Bereitstellung von ausreichend Frischluft Zugluft in der Nähe von Öffnungen. Zusätzliche Gestaltungselemente wie Innenhöfe oder der Einschluss von Elementen wie Atrium, die Querbelüftung und Stapeleffekte kombinieren, sind erforderlich. Ein Nachteil der Querlüftung ist, dass sie an heißen Tagen, an denen sie am dringendsten benötigt wird, am wenigsten effektiv ist.
  • Die Wirksamkeit der Stapelbelüftung wird beeinflusst durch: die effektive Fläche der Öffnungen, die Höhe des Stapels, die Temperaturdifferenz zwischen dem Boden und der Oberseite des Stapels und Druckunterschiede außerhalb des Gebäudes. Wenn eine hohe Belüftung im Gebäude erforderlich ist, kann dies das Hinzufügen von Belüftungsstapeln erfordern, die die Höhe erreichen, die erforderlich ist, um einen Druckunterschied zwischen den Einlässen und Auslässen zu erzeugen. Weitere Informationen finden Sie unter Stapeleffekt.

Kombinationen dieser Lüftungsstrategien mit der zusätzlichen Nutzung der thermischen Masse können zu einer breiten Palette natürlicher Lüftungslösungen führen, wie Trombe-Wände, Solarkamine und so weiter.

Die Gestaltung einer natürlichen Lüftung kann aufgrund des Zusammenspiels zwischen Querlüftung und Stapeleffekt sowie komplexer Gebäudegeometrien und der Verteilung von Öffnungen äußerst komplex werden. Dies kann eine Analyse unter Verwendung spezieller Softwareanalysesysteme, wie z. B. der Computational Fluid Dynamics, erfordern.

Die natürliche Belüftung kann auch durch das Insassenverhalten beeinflusst werden, beispielsweise durch eine Person in der Nähe eines Fensters, die sich dafür entscheidet, dieses zu schließen. Aus diesem Grund kann es vorteilhaft sein, natürliche Lüftungssysteme zu automatisieren oder Insassen zu schulen. Es ist daher wichtig, das Verhalten zu überwachen, um sicherzustellen, dass die Systeme weiterhin wie beabsichtigt betrieben werden.

Die Automatisierung von Lüftungssystemen kann dazu führen, dass sich die Insassen enttäuscht fühlen, nicht in der Lage sind, die Umgebungsbedingungen lokal zu beeinflussen (z. B. durch Öffnen oder Schließen eines Fensters) und daher mit diesen Bedingungen eher unzufrieden zu sein.

In modernen Gebäuden, die tendenziell so gestaltet sind, dass sie von außen vollständig abgedichtet sind, wenn keine Fenster oder andere Ventilatoren geöffnet sind, können Probleme wie Kondensation im Winter auftreten, wenn die Öffnungen geschlossen sind. Infolgedessen wird in der Regel eine "Rieselbelüftung" oder eine "Hintergrundbelüftung" bereitgestellt, um sicherzustellen, dass immer ein ausreichendes Belüftungsniveau vorhanden ist. Trickle-Ventilatoren können selbstausgleichend sein, wobei die Größe der offenen Fläche von der Luftdruckdifferenz abhängt.

Obwohl es relativ kompliziert ist, die Wärmerückgewinnung in natürliche Lüftungssysteme einzubauen, ist es möglich, die aus Abluft gewonnene Wärme unter kühleren Bedingungen zum Vorwärmen der in das Gebäude eintretenden Frischluft zu verwenden.

Zusätzlich kann thermische Masse zur Vorwärmung der Zuluft verwendet werden. Zum Beispiel siehe Vorlernen der thermischen Labyrinthe und des Bodens der Zuluft.

Die Lüftung in Gebäuden ist in Teil F der Bauvorschriften geregelt. Das genehmigte Dokument F enthält Normen für Lüftung und Luftqualität für alle Gebäude und Anforderungen zur Verhinderung von Kondensation. Die Arten der Belüftung umfassen: mechanisch, passiver Stack, Hintergrund und Bereinigung (schnell).

Weitere Informationen finden Sie unter Genehmigtes Dokument F.

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