Bewertung Lüftungsflügelsteuerung für Nachtlüftung in Kombination mit mechanischer Lüftung

Für einen Klinik-Neubau soll untersucht werden, ob die geplanten Lüftungs- und Sonnenschutzmaßnahmen für heiße Tage im Sommer ausreichen oder ob eine zusätzliche aktive Kühlung notwendig sein wird. Die als kritisch erachteten Patienten- und Behandlungszimmer an der Süd- und Westfassade sollen für die dynamisch thermische Simulation herangezogen werden. 

Vorgaben für die Simulation

In jeweils drei Patienten- und Behandlungszimmer sollen die zeitlichen Verläufe der gefühlten Raumtemperatur an heißen Sommertagen ausgewertet werden und auf Überschreitung der SIA 180:2014 Vorgaben untersucht werden. Um die in Zukunft zu erwartenden höheren Sommertemperaturen zu berücksichtigen, soll der lokale „warme“ Wetterdatensatz verwendet werden. Die geplanten Regelungsvorgaben für die sommerliche Fensternachtlüftung und den einstrahlungsabhängigen Sonnenschutzrollos sollen eingesetzt und bewertet werden. Patientenbelegung, tageslichtabhängige Beleuchtungsregelung, Gerätenutzung und eine zeitabhängige Volumenstromregelung der mechanischen Lüftung sind vorgegeben.       

Simulation

Mit dem dynamisch thermischen Gebäudesimulationsprogramm EDSL TAS wird die Wechselwirkung zwischen Fassade, Lüftung, Wärmspeicherung der Bauteile und internen Lasten in Stundenschritten über das ganze Sommerhalbjahr simuliert. Die Steuerung der Lüftungsflügel und der Sonnenschutzrollos sowie die Zulufttemperatur für die mechanischen Lüftung wird stundengenau anhand der Klimadaten vorgegeben. Die Druckverlustbeiwerte für die Lüftungsflügel werden anhand der genauen Geometrievorgaben und maximalen Öffnungswinkel bestimmt und es werden verschiedene Szenarien für die Luftvolumenströme der mechanischen Lüftung in den unterschiedlichen Zimmern untersucht. Die Speichermassen und Dämmeigenschaften der Gebäudestruktur werden im Bereich der zu untersuchenden Räume genau modelliert, um die Nachtabkühlung durch die zeitweise geöffneten Lüftungsflügel realitätsnah ermitteln zu können. Ausgewertet wird die gefühlte Raumtemperatur in den Patienten- und Behandlungsräumen und die Anzahl der Stunden mit erhöhten Temperaturen.

Ergebnisse / Empfehlungen

Die geplante Nachtlüftung und der Sonnenschutz sind effektiv, jedoch muss darauf geachtet werden, dass an besonders heißen Tagen die Lüftungsflügel nicht zu früh geöffnet werden. Die vorhandenen Speichermassen an den Decken führen zur gewünschten Phasenverschiebung des Temperatureintrags. In allen Bereichen werden die Temperaturvorgaben eingehalten. Die teilweise größeren Temperaturunterschiede zwischen den einzelnen Räumen können noch durch Anpassung der Volumenströme der mechanischen Lüftung verringert werden.

(Bildquelle: AFC)