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2008 | Book

Raumklimatechnik – Band 2

Raumluft- und Raumkühltechnik

Editors: H. Rietschel, Klaus Fitzner

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : VDI-Buch

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About this book

Das völlig neubearbeitete Gesamtwerk „Rietschel Raumklimatechnik" ist die Fortführung des erstmal 1893 erschienenen RIETSCHEL „Leitfaden zum Berechnen und Entwerfen von Lüftungs- und Heizungsanlagen". Die von Grund auf veränderte Struktur mit Erweiterung und Vertiefung der Grundlagen und einer verstärkten Ausrichtung auf eine integrierte Behandlung des Gebäudes und seiner klimatechnischen Anlagen sind wichtiges Merkmal der 16. Auflage.

Band 2 behandelt Aufgaben der Klimatisierung und Raumlufttechnik. Einheitliche Ansätze zur Abführung aller Arten von Raumlasten ermöglichen Gesamtkonzepte, auch hinsichtlich des optimalen Energieeinsatz. Moderne Verfahren zur energetischen Bewertung, die Optimierung der Anlagen und die Energieverbrauchsermittlung werden in der Theorie erläutert und praktisch mit Beispielen dargestellt. Die Bauteile raumluft- und raumkühltechnischer Anlagen werden erklärt und deren Bemessung beschrieben.

Table of Contents

Frontmatter
A. Aufgaben der Raumklimatechnik
Zusammenfassung
Räume werden gebaut, weil zum Durchführen einer Aufgabe Bedingungen erwünscht sind, die am jeweiligen Standort nicht den Außenbedingungen entsprechen oder die ohne besondere Vorkehrungen nicht gegeben sind. Die erwünschten Bedingungen können vielfältige Aspekte betreffen, wie z. B. die persönliche Sicherheit vor Angriffen oder eine Vereinfachung der Verteidigung dagegen, die sichere Abgrenzung vor oder für Andere, die Beschränkung der Sichtbarkeit, den Schutz vor Wettereinflüssen, wie Wind, Regen, Schnee, Hitze, Kälte, Sonnenstrahlung, den Schutz vor Umgebungseinflüssen und den Schutz vor inneren Einflüssen, d. h. aus dem Raum selbst bzw. aus Nachbarräumen, wie Geräusch, Geruch, Staub, Schmutz, Keime etc., den Schutz der Umgebung vor den genannten inneren Einflüssen bis hin zur Bereitstellung einer als angenehm empfundenen Umgebung.
Michael Schmidt
B. Abfuhr von Raumlasten
Zusammenfassung
In A2 sind die Lasten den jeweiligen Freisetzungen, den Belastungen zugeordnet worden. In einem weiteren Ordnungsschema können die Lasten nach ihrer Wirkung im Raum unterschieden werden. Bestimmte Lasten rufen eine Konzentration in der Luft hervor. Stofflasten ergeben Stoffkonzentrationen in der Luft. Konvektive Wärme- und Kälteübertragungen ergeben energetische Konzentrationen (Enthalpien, Temperaturen). Alle diese Lasten bezeichnet man als konvektive Lasten. Konvektive Lasten können nur konvektiv abgeführt werden. Dazu wird die Last an einen Luftstrom übertragen und damit die Konzentration der Raumluft durch Konzentrationssteigerung des Luftstroms begrenzt.
Michael Schmidt
C. Raumlufttechnische Anlagen zur konvektiven Abfuhr von Raumlasten
Zusammenfassung
Die Lufttechnik hat zwei grundsätzlich verschiedene Arbeitsbereiche, zum einen die Raumlufttechnik und zum anderen die Prozesslufttechnik. Die Aufgabe der Raumlufttechnik ist die Lastabfuhr, die in Teil B beschrieben ist. Die Prozesslufttechnik hat hingegen die Aufgabe ein Arbeitsmedium zum Antrieb von Maschinen, Geräten u. ä. bereit zu stellen. Bild C1-1 zeigt eine entsprechende Struktur [C1-1]. Die Prozesslufttechnik ist nicht Gegenstand der nachfolgenden Betrachtungen.
Michael Schmidt
D. Energetische Bewertung Raumlufttechnischer Anlagen
Zusammenfassung
Die Optimierung einer technischen Anlage ist nur möglich, wenn einige Voraussetzungen gegeben sind. Die von der Anlage zu erfüllende Aufgabe, d. h. der gewünschte Nutzen, muss eindeutig definiert sein. Es muss eine anlagentechnische Lösung als Ausgangslösung der Optimierung bekannt sein. Die Randbedingungen für die technische Anlage müssen eindeutig definiert sein. Das Optimierungsziel muss definiert sein. Werden mehrere Optimierungsziele verfolgt, dann ist eine Wichtung der Ziele vorzunehmen. Angewendet auf Raumlufttechnische Prozesse ist für die Optimierung festzustellen.
Michael Schmidt
E. Klassifikation von Raumlufttechnischen Anlagen
Zusammenfassung
In der Raumlufttechnik werden folgende Luftarten unterschieden, Bild E1.1-1 zeigt diese in einem Prinzipschema.
Michael Schmidt
F. Luftströmung in belüfteten Räumen
Zusammenfassung
Generell werden zwei Formen der Raumströmung unterschieden (s. a. Bd. 1, J3.1 und Bd. 2 B4.4):
• Verdrängungsströmung,
• Mischströmung.
Klaus Fitzner
G. Bauelemente raumlufttechnischer Anlagen
Zusammenfassung
Bei der Strömung der Luft durch Luftleitungen und Komponenten der Raumlufttechnischen Anlage und durch das Gebäude entstehen Reibungsverluste und Druckunterschiede (Widerstände), die durch Ventilatoren kompensiert werden (C3.2.1; Band 1, Gl. J2-6a, b). Für einen gegebenen Volumenstrom werden die Widerstände berechnet. Addiert ergeben sie den Gesamtdruckverlust der Anlage, der vom Ventilator aufzubringen ist.
Tibor Rákóczy, Klaus Fitzner
H. Dezentrale RLT-Anlagen
Zusammenfassung
Dezentrale RLT-Anlagen (häufig auch als „Dezentrale Fassadenlüftungssysteme“ bezeichnet) sind im Fassadenbereich angeordnet oder weisen eine direkte lufttechnische Anbindung an die Fassade auf. Der Transport der Zu- und der ggf. vorhandenen Abluft erfolgt durch die Fassade. Von einfachen, schallgedämmten Überströmöffnungen bis zu komplexen Zu- und Abluftsystemen mit Ventilatoren, Volumenstromreglern, Wärmerückgewinnungssystemen (WRG), Luft-Wasser-Wärmeübertragern zum Heizen und Kühlen sowie der Anbindung an eine zentrale Gebäudeleittechnik sind eine Vielzahl funktional unterschiedlicher Geräte und Systeme realisierbar.
Thomas Sefker
I. Hygiene in Raumlufttechnischen Anlagen
Zusammenfassung
Die Forderung nach ausreichend gesundheitlich zuträglicher Atemluft in Aufenthaltsräumen ist seit langem bekannt. Sie wird bereits in der Verordnung über Arbeitsstätten (Ausgabe 1975) beschrieben und ist Bestandteil der aktuellen Arbeitsstättenverordnung [I-1] (s. a. Bd. 1; C). Sie kann durch den Einsatz von Raumlufttechnischen Anlagen erfüllt werden, da mit RLT-Anlagen neben thermodynamischen Luftbehandlungsfunktionen auch die Außenluft gefiltert und die Luft im Raum ausgetauscht wird. Es werden Stoffe aus der Außenluft entfernt und Stoffe, die im Raum entstehen, durch die Lüftung abgeführt. Diese Maßnahmen führen zu einer wetterunabhängigen Verbesserung der Luftqualität unter Einhaltung der Behaglichkeitsanforderungen im Unterschied zu frei belüfteten Räumen.
Ulrich Finke
J. Kälteversorgung
Zusammenfassung
Die Kälteversorgung raumlufttechnischer Anlagen hat die Aufgabe, Luft zu kühlen und zu entfeuchten. Im Fall „nur kühlen“ darf im Luftkühler an keiner Stelle die Taupunkttemperatur unterschritten werden, um Kondensation von Wasser zu vermeiden. Im Fall „entfeuchten“ wird im allgemeinen eine Taupunkttemperatur von 8 bis 12 °C angestrebt, in besonderen Fällen 5 °C oder sogar noch tiefer, neben sensibler ist auch latente Wärme abzuführen (s. a. D1.3.2).
Anton Reinhart
K. Regelung, Steuerung von Raumlufttechnischen Anlagen
Zusammenfassung
Bei kommerziell genutzten Gebäuden entfällt ein großer Teil der Baukosten auf die technische Ausrüstung. Nicht nur Beleuchtung und Heizung, sondern auch Lüftungs- und Klimatechnik, Beschattung und Sicherheitsüberwachung usw. gehören zum Bereich der technischen Gebäudeausrüstung und zum technischen Gebäudemanagement. Der energieoptimierte Betrieb solcher hochkomplexen Anlagen ist überhaupt nur möglich, wenn sie automatisch betrieben und überwacht werden.
Siegfried Baumgarth, Georg-Peter Schernus
L. Schall- und Schwingungsdämpfung in raumlufttechnischen Anlagen
Zusammenfassung
In Anlagen der Raumlufttechnik werden auch Geräusche erzeugt und weitergeleitet (s. a. Bd 1, D). Es handelt sich dabei meist um Luftschall; aber auch in Form von Körperschall und Flüssigkeitsschall kann Schall entstehen und übertragen werden. Die mechanischen Energien, die dabei als Wellen weitergeleitet werden, sind zwar im Vergleich zu den Strömungsenergien verschwindend klein, aber da das menschliche Gehör extrem empfindlich ist, reichen schon erstaunlich kleine akustische Energien aus, um Störungen und Belästigungen hervorzurufen. Aus diesem Grunde hat die Vermeidung oder Reduzierung akustischer Beeinträchtigungen einen nicht unerheblichen Einfluss auf die Dimensionierung von RLT-Anlagen (z. B. der Kanalquerschnitte). Eventuell sind auch ziemlich hohe Investitions- und Betriebskosten für Maßnahmen zur Lärm- und Schwingungsminderung erforderlich.
Manfred Heckl, Michael Möser
M. Wasserbehandlung in Kühlwasser-, Rückkühl-, Kaltwasser- und Befeuchtungs-Systemen
Zusammenfassung
Bei Kühlwasser- und Rückkühlsystemen ist zu unterscheiden zwischen Durchlauf- und Kreislauf-Systemen, bei letzteren noch zwischen offenen und geschlossenen Kreisläufen.
Ludwig Höhenberger
N. Sensorische Bestimmung der Luftqualität
Zusammenfassung
Die Luftqualitätsforschung hat ihren Ursprung Mitte des 19. Jahrhunderts mit den Untersuchungen des Hygienikers Max von Pettenkofer. Er führte den CO2- Gehalt der Raumluft als Indikator für die Verunreinigung durch Personen ein Pettenkofer [N-1]. In Innenräumen wird die Luftqualität jedoch in den meisten Fällen nicht nur durch die Verunreinigungsquelle Mensch bestimmt, sondern es müssen auch die geruchsaktiven Emissionen aus Baumaterialen und Einrichtungsgegenständen beachtet werden. Eine Bestimmung der Luftqualität auf Basis des CO2-Gehalts ist deshalb nur bedingt möglich. Auch darauf hat Pettenkofer [N-1] schon hingewiesen, indem er schreibt: „Erst wo die Reinlichkeit durch rasche Entfernung oder sorgfältigen Verschluss luftverderbender Stoffe nichts mehr zu leisten vermag, beginnt das Feld für die Ventilation.“
Frank Bitter, Arne Dahms, Johannes Kasche, Birgit Müller, Dirk Müller, Jana Panaskova
O. Rentabilität von Verbesserungen des Raumklimas
Zusammenfassung
Seit es Raumlufttechnische Anlagen gibt, wurde über ihre Wirtschaftlichkeit nachgedacht, am häufigsten, um verschiedene Anlagenkonzepte miteinander zu vergleichen. Ein Zusammenhang von Raumklima und Produktivität wurde früher auch schon untersucht. Ein Überblick über einige sehr frühe und ausführliche Arbeiten wird in [O-36, 37] gegeben, bei denen vor allem der Einfluss zu niedriger und zu hoher Temperaturen und zu starken Lärms auf die Arbeitsproduktivität untersucht wurde. Jetzt gibt es eine viel umfassendere Untersuchung [O-25], die hier in etwas gekürzter Fassung wiedergegeben werden soll. Diese Untersuchung ist die Basis eines REHVA Guide Books [O-38]. Hier wird der Einfluss des Raumklimas, also auch der Einfluss der Luftqualität, des Außenluftwechsels auf die Leistungsfähigkeit, aber auch auf Fehlzeiten durch Infektionskrankheiten ausgedehnt. Die Schwierigkeit der Materie und die Unsicherheit der Aussagen werden nicht bestritten, aber das Argument, dass unsichere Annahmen zu besseren Ergebnissen führen können als gar keine, überzeugt und gibt den Mut sie [O-25] hier wiederzugeben.
Olli Seppänen, William J. Fisk
Backmatter
Metadata
Title
Raumklimatechnik – Band 2
Editors
H. Rietschel
Klaus Fitzner
Copyright Year
2008
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-540-68267-7
Print ISBN
978-3-540-57011-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-540-68267-7