Simulation von Raumluftströmungen: Luftbewegung, Temperatur und Schadstoffe sichtbar gemacht

Einleitung (Definition)

Das Verfahren der CFD (Computational Fluid Dynamics) wird bei INNIUS für die Berechnung der Raumluftströmungen verwendet. So wird die Bewegung von Luft, die Temperaturverteilung und der Transport von Schadstoffen in Räumen und Anlagen mit hoher räumlicher Auflösung simuliert. Die Strömungssimulation zeigt, was eine eindimensionale Auslegung nicht zeigen kann: die dreidimensionale Verteilung im Raum.

Damit lassen sich Lüftungskonzepte, der lokale thermische Komfort in Aufenthaltsbereichen und die Wirksamkeit anlagentechnischer Maßnahmen vor der Ausführung nachweisen und vergleichen.

 

Wann ist eine Strömungssimulation sinnvoll?

Eine Strömungssimulation ist insbesondere sinnvoll:

• zur Bewertung des thermischen Komforts beispielsweise an Arbeitsplätzen (Zugluft, Temperaturschichtung);
• zur Auslegung der Lüftung in großen oder hohen Räumen, Hallen und Atrien, insbesondere bei hohen inneren Lasten oder überdurchschnittlichen Komfortanforderungen;
• zur Bewertung der Schadstoff- oder Abgaskonzentration, etwa in Tiefgaragen;
• zum Vergleich verschiedener Luftführungskonzepte im Vorfeld der Planung.

 

Wie INNIUS vorgeht:

INNIUS erstellt ein dreidimensionales Strömungsmodell des Raums oder der Anlage und berechnet Geschwindigkeits-, Temperatur- und Konzentrationsfelder. Auf dieser Basis werden Konzepte verglichen und hinsichtlich Behaglichkeit, Funktionssicherheit und Wirtschaftlichkeit optimiert. Als Bewertungsmaßstab dienen beispielsweise die einschlägigen Regelwerke zur thermischen Behaglichkeit (zum Beispiel DIN EN ISO 7730).

Eingesetzte Software:
Ansys Fluent, Ansys Meshing, TGrid, Ansys Spaceclaim, Gambit, AutoCAD, Revit

 

Projektbeispiele:

Schloss Dresden:
Schaffung eines Raumklimas mit musealen Anforderungen an Feuchte und Temperatur, „versteckt“ hinter historischer Raumgestaltung / Auslegung der Klimatisierung von Vitrinen für besonders schützenswerte Kulturgüter mit hohen konservatorischen Anforderungen

Militärhistorisches Museum:
Planungsbegleitende Simulationen zur Entwicklung eines Klimatisierungskonzeptes für die Ausstellungsbereiche, die einen komplexen Luftverbund darstellen, unter Verwendung der Ergebnisse der thermischen Gebäudesimulation.

Deutsche Nationalbibliothek Leipzig:
Komfortbetrachtungen sowie Vermeidung von Zuglufterscheinungen, insb. im Winter im historischen Lesesaal und der vorgelagerten Buchausleihe  / Sicherstellung der thermisch-hygrischen Anforderungen im neu entstandenen Buchmuseum im 4. Erweiterungsbau

House of One:
Komfortbetrachtungen und Bewertung der Lüftungseffektivität für einen vielseitig genutzten Veranstaltungsraum über 4 Etagen