Lüftungs- und Kühlanlagen

CFD-Simulationen für optimale Raumluftverteilung

Durch die gezielte Planung von Lüftungs- und Kühlanlagen lässt sich die Raumluftverteilung optimieren. Mit CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) unterschiedlicher Belüftungssituationen und Lösungsvarianten schafft TÜV SÜD belastbare Entscheidungsgrundlagen.

Simulation einer Aerosolausbreitung im Büro. Quelle: TÜV Süd
Simulation einer Aerosolausbreitung im Büro. Quelle: TÜV Süd

Von Dr. Thomas Oberst, TÜV SÜD AG

Lüftungsanlagen haben die Aufgabe, einen Raum mit einer ausreichenden Menge an Frischluft zu versorgen und ein behagliches Raumklima zu schaffen. „Zudem ist durch die Corona-Pandemie sehr klar geworden, wie wichtig die gezielte Abführung der Atemluft und der Aerosole für die Reduzierung der Ansteckungsgefahr ist“, sagt Yannick Renaud, Projektingenieur Simulation und Energietechnik der TÜV SÜD Advimo GmbH. Während bei geschlossenen Fenstern eine hohe Konzentration von verbrauchter Atemluft um die einzelnen Personen entsteht, bewirkt die Lüftung über gekippte Fenster eine chaotische Luftführung mit einer zufälligen Verteilung der Frischluft im Raum. Im Gegensatz dazu ermöglichen beispielsweise Drallauslässe oder horizontale Bodenzulässe eine gute Führung der Abluft und eine gute Verdünnung der Atemluft.

Komplexe Berechnungen

Die besondere Schwierigkeit bei der Raumluftverteilung besteht darin, dass die Situation in jedem Raum anders ist und unter anderem von der Belegung, den Möbeln sowie der Anordnung der Fenster und der Zu- und Auslässe von Lüftungs- und Kühlanlagen beeinflusst wird. „Aufgrund der vielen Einflussfaktoren ist die Berechnung von Luftströmungen ausgesprochen komplex“, erklärt Renaud. „Aber mit unseren CFD-Simulationen können wir nicht nur den Ist-Zustand in einem Raum aufzeigen, sondern auch verschiedene Zustände und Situationen simulieren.“ Das ist Voraussetzung für die Entwicklung eines individuellen Lüftungskonzeptes und die Optimierung der Luftstromführung, was die Energieeffizienz und die Behaglichkeit verbessert und auch der Gesundheit zuträglich ist. Die Untersuchungen der TÜV SÜD-Experten basieren auf wissenschaftlichen Veröffentlichungen zu CFD-Simulationen und den Empfehlungen des US-amerikanischen Ingenieurverbandes ASHRAE.

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