DE102010044590B4 - Anordnung zur Belüftung eines Raums, insbesondere eines Laborraums und Verwendung eines Zuluftkanals - Google Patents

Abstract

Eine Anordnung zur Belüftung eines Raums (2), insbesondere eines Laborraums, welcher einen Gangbereich (4) besitzt, der zu beiden Seiten hin durch Arbeitstische (6a, 6b) begrenzt wird, mit einem oberhalb des Gangbereichs (4) angeordneten Zuluftkanal (8) zur Zufuhr von Frischluft in den Raum (2) und einem darüber angeordnete Abluftkanal (14) zur Abfuhr von Abluft aus dem Raum (2), wobei der Zuluftkanal (8) eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen (10a, 10b) besitzt, aus denen die Zuluft oberhalb des Gangbereichs (4) austritt, sich dadurch auszeichnend, dass der Zuluftkanal (8) zwei seitliche Luftzufuhrabschnitte (8a, 8b) umfasst, die sich entlang des Gangbereichs (4) erstrecken und die jeweils eine Vielzahl von kreisförmigen Luftaustrittsöffnungen (10a, 10b) aufweisen, aus denen die Zuluft seitlich in Richtung der Arbeitstische (6a, 6b) austritt, dass ein im Wesentlichen luftdichter zentraler Trennabschnitt (8c) vorgesehen ist, der den ersten und den zweiten Luftzufuhrabschnitt (8a, 8b) voneinander trennt, und dass der Abluftkanal (14) zwei sich im Wesentlichen parallel zum Zuluftkanal (8) erstreckende schlitzartige Absaugöllhtmgen (14a, 14b) umfasst, die im Bereich der Decke (16) des Raumes (2) angeordnet sind, derart, dass sich zu beiden Seiten des Gangbereichs (4) eine Luftwalze (18a, 18b) bildet, über welche im Bereich der Arbeitstische (6a, 6b) erwärmte Zuluft in vertikaler Richtung in den Bereich (28) der Decke (16) des Raumes (2) gelangt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Belüftung eines Raums, insbesondere eines Laborraums, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie eine Verwendung eines Zuluftkanals nach Anspruch 12.
• In der Gebäudetechnik werden für die Belüftung von Forschungslaboratorien z.B. für die chemische oder physikalische Forschung, Deckenkonstruktionen eingesetzt, bei denen die Leitungen für Zuluft, Abluft, sowie die im Labor benötigten technischen Gase, Flüssigkeiten, Strom- und Datenleitungen etc. auf einem an der Gebäudedecke montierten Tragrahmen angeordnet werden.
• Aus der es in diesem Zusammenhang bekannt, den Zuluftkanal für die Zufuhr von Frischluft und den darüber angeordneten Abluftkanal oberhalb des Gangbereichs an einem Tragrahmen zu befestigen, wobei der Zuluftkanal in der Ebene des Tragrahmens verläuft und mit Dralldüsen besetzt ist, aus denen die in der Regel gekühlte Zuluft lokal austritt. Dabei wird die austretende Frischluft mit einem starken Drehimpuls versehen und induziert im Bereich der Mitte der Dralldüse eine große Menge Umgebungsluft, die anschließend zur Seite geschleudert wird und zu einer starken Durchmischung von Zuluft und Raumluft führt. Diese Durchmischung sorgt dafür, dass die Temperatur sowie auch die vorhandenen Schadstoffe im ganzen Raum in kurzer Zeit gleichmäßig verteilt werden. Hierdurch entstehen sehr leicht Zugerscheinungen, die von den Benutzern des Labors mitunter als störend empfunden werden und häufig zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen.
• Aus der WO 2007/033821 A1 ist nicht vorveröffentlichten DE 10 2010 006 360 A1 ist es weiterhin bekannt, den Zuluftkanal als einen mit einer Mikroperforation versehenen Textilkanal auszugestalten, welcher die Querschnittsform eines liegenden „D“ besitzt und mit der flachen Seite an der Unterseite des Tragrahmens befestigt ist. Obgleich die Gefahr von Zuglufterscheinungen insbesondere bei hohen Luftwechselraten von mehr als 8 Luftwechseln pro Stunde und vergleichsweise geringen Zulufttemperaturen bezogen auf die Raumluft durch die großflächig eingebrachte Perforation gegenüber den sonst üblichen Anordnungen erheblich verringert ist, ergibt sich durch die Perforation des Textilkanals über dessen gesamte Querschnittsbreite hinweg das Problem, dass die kühle Zuluft nicht nur im Gangbereich, sondern ebenfalls im Bereich der Arbeitstische mit warmer Raumluft durchmischt wird.
• Weitere Belüftungsanordnungen sind aus der DE 20 2005 005 739 U1 und WO 1990 003 540A1 bekannt.
• Genau genommen bildet sich bei den zuvor beschriebenen Textil-, Quell- oder Laminarauslässen, egal in welcher Form, unmittelbar unterhalb des Auslasses eine umgekehrte Tropfenform der austretenden kalten Luft. Die Frischluft beschleunigt dadurch in einem schmalen Band rasch nach unten und erreicht Abtriebsgeschwindigkeiten, die bei den in Labors benötigten Luftwechselraten und Temperaturen der Zuluft zu Geschwindigkeiten führen, die weit außerhalb der erlaubten Maximalwerte liegen und von den Laboranten als Zugluft wahrgenommen werden.
• Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Belüftung eines Raums, insbesondere eines Laborraums, zu schaffen, mit der sich die Gefahr eines Auftretens von Zugluft verringern und die zum Betrieb der Anordnung benötigten Energiekosten reduzieren lassen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Gemäß der Erfindung umfasst eine Anordnung zur Belüftung eines Raums, insbesondere eines Laborraums, welcher einen Gangbereich besitzt, der zu beiden Seiten hin durch Arbeitstische begrenzt wird, einen oberhalb des Gangbereichs angeordneten Zuluftkanal zur Zufuhr von bevorzugt gekühlter Frischluft in den Raum, die nachfolgend auch als Zuluft bezeichnet wird. Der Zuluftkanal besitzt eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen, aus denen die Zuluft oberhalb des Gangbereichs austritt. In einem Abstand von z.B. 0,8 m bis 1,5 m ist oberhalb des Zuluftkanals ein Abluftkanal angeordnet, der sich in gleicher Weise wie auch der Zuluftkanal bevorzugt entlang der vertikalen Mittenebene des Gangbereichs erstreckt und die verbrauchte, und gegenüber der Zuluft erwärmte Abluft aus dem Raum abführt.
• Der Zuluftkanal besitzt zwei seitliche, bevorzugt als Streifen ausgestaltete Luftzufuhrabschnitte, die sich entlang des Gangbereichs erstrecken und jeweils eine Vielzahl von kreisförmigen Luftaustrittsöffnungen aufweisen, die bevorzugt als Perforation z.B. mit Hilfe eines Lasers oder dergleichen in die Luftzufuhrabschnitte eingebracht werden und aus denen die Zuluft bevorzugt ausschließlich in seitlicher Richtung, d.h. schräg im Winkel zur vertikalen Mittenachse des Gangbereichs, in Richtung der Arbeitstische austritt. Die beiden seitlichen Luftzufuhrabschnitte sind durch einen im Wesentlichen luftundurchlässigen zentralen Trennabschnitt voneinander beabstandet, dessen zentrale Längsachse vorzugsweise entlang der zentralen Mittenebene des Gangbereichs verläuft und der den ersten und den zweiten Luftzufuhrabschnitts voneinander trennt.
• Der Abluftkanal weist bei der erfindungsgemäßen Anordnung zwei sich im Wesentlichen parallel zum Zuluftkanal erstreckende schlitzartige Absaugöffnungen auf, die im Bereich der Gebäudedecke des Raumes an einer möglichst hohen Stelle angeordnet sind.
• Die Größe und die Anzahl der in den beiden seitlichen Luftzufuhrabschnitten angeordneten Lochaustrittsöffnungen sowie die Breite des Trennabschnitts und die Größe und Form der Luftabsaugöffnungen des Abluftkanals sind dabei in erfindungsgemäßer Weise derart gewählt, dass sich zu beiden Seiten des Gangsbereichs eine Luftwalze oder ein Luftwirbel bildet, dessen Zentrum bevorzugt jeweils in etwa im Bereich der gangbereichseitigen Kante der Arbeitstische und bevorzugt auf Höhe des halben Abstandes zwischen Zuluftkanal und Boden liegt.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Zuluftkanal aus einer dünnen, bevorzugt lichtdurchlässigen Membran mit geringer Luftdurchlässigkeit, beispielsweise aus einem kunststoffbeschichteten Textilgewebe. Der Zuluftkanal erstreckt sich hierbei vorzugsweise über die gesamte Länge des Gangbereichs des Labors hinweg, und kann im Falle von mehreren nacheinander angeordneten Laborarbeitsplätzen bevorzugt auch über die gesamte Länge der Mittelgänge aller Labore hinweg verlaufen. Die bevorzugt als Mikroperforation mit einer Lochgröße im Bereich zwischen 0,1 mm und 1 mm, bevorzugt 0,4 bis 0,6 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm in das als solches im Wesentlichen luftundurchlässige Material des Zuluftkanals eingebrachte Perforation ist im Bereich des zentralen Trennabschnitts zur Bildung desselben unterbrochen. Die Anordnung der Luftaustrittsöffnungen der Mikroperforation erfolgt in vorteilhafter Weise in Reihen quer zur Längsachse des Gangbereichs mit einem Abstand von einem bis einigen cm, bevorzugt 2 cm. Innerhalb einer Reihe haben die Luftaustrittsöffnungen bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Abstand von ca. 4 mm, wodurch sich im Falle eines Standardlabors eine auf die Fläche bezogene Luftwechselrate im Bereich zwischen 12,5 - 37,5 m³/m²/h ergibt, was in etwa der 4- bis 12-fachen Luftwechselrate in einem Standardlabor entspricht.
• Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass die Menge an zugeführter Zuluft durch eine Änderung der Anzahl und Durchmesser der Luftaustrittsöffnungen in den seitlichen Luftzufuhrabschnitten sehr leicht geändert werden kann, so dass sich die Luftwechselraten insbesondere bei bereits installierten Luftzufuhrkanälen durch Einbringen einer entsprechenden Anzahl von zusätzlichen Löchern oder auch Schlitzen in den Luftzufuhrabschnitten sehr kostengünstig erhöhen lassen, um beispielsweise einer geänderten Nutzung des Labors im Nachhinein noch Rechnung tragen zu können.
• Durch die Anordnung der Mikroperforation in zwei seitlichen Streifen wird ein Abblasimpuls erzeugt, der bedingt durch die Streifenanordnung eine Mikroinduktion an den einzelnen Löchern zulässt und so bereits in unmittelbarer Nähe des Austrittsbereich einer Luftaustrittsöffnung die kühlere Zuluft mit einem bestimmten Maß an warmer Raumluft durchmischt, was in vorteilhafter Weise dazu führt, dass die Abtriebsgeschwindigkeit der austretenden Luft reduziert wird. Die ausgetretene Zuluft vereinigt sich im Anschluss daran bereits nach kurzer Distanz in etwa in der Mitte einer jeden Luftaustrittsöffnung zu einem einzelnen, nach unten gerichteten breiten Luftstrahl. Dieser Luftstrahl senkt sich durch die zuvor induzierte, d.h. mit einem aus einer Luftaustrittsöffnung austretenden Zuluftstrahl vermischten warmen Raumluft, nur noch langsam zum Boden ab, wodurch die dabei im Gangbereich auftretenden Abtriebsgeschwindigkeiten der Zuluft je nach Luftwechselrate und Zulufttemperatur zwischen 0,20 m/s und max. 0,25 m/s liegen. Da die zuvor genannten Werte selbst bei sehr hohen Luftwechselraten und tiefen Zulufttemperaturen, wie sie beispielsweise zur Klimatisierung eines Labors im Sommer erforderlich sind, in vorteilhafter Weise unterhalb derjenigen Geschwindigkeiten liegen, die von Personen als Zugluft empfunden werden, ergeben sich durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung im Gangbereich durchweg klimatisch angenehme Arbeitsbedingungen.
• Die aus den Luftaustrittsöffnungen austretende, teilweise mit warmer Raumluft durchmischte Zuluft senkt sich als Schleier über die gesamte Ganglänge sowie bei einer entsprechend gewählten Breite des Zuluftkanals auch über die gesamte Breite des Gangbereichs hinweg in Richtung zum Boden hin ab. Dabei wird in Abhängigkeit von der gewünschten Luftwechselrate ein Teil der Zuluft an den Kanten der Arbeitstische links und rechts des Ganges über die Tischplatten abgeleitet, wohingegen der Grossteil der zugeführten Frischluft zum Boden des Gangbereichs hin strömt und sich dort nach rechts und links hin aufteilt.
• Durch die üblicherweise in Laborräumen verwendeten Labor-Layouts, bei denen sich die elektrischen Geräte und sonstigen Wärmequellen in der Regel links und rechts des Gangsbereichs oberhalb oder unterhalb der Arbeitstische befinden, wird durch diese Wärmequellen über den Arbeitstischen eine gegenüber der vergleichsweise schwachen Abtriebsströmung der zugeführten Zuluft im Gangbereich starke Auftriebsströmung erzeugt, die dafür sorgt, dass die über den Tischplatten der Arbeitstische befindliche verbrauchte Umgebungsluft regelrecht abgesaugt wird und in Richtung zur Gebäudedecke nach oben aufsteigt. Diese starke Auftriebsströmungen im Bereich der Wärmequellen über und auch hinter den Arbeitsplatten der Arbeitstische erstreckt sich dabei bis unmittelbar unter die Decke des Raums, wo sie in Richtung zum Abluftkanal hin umgelenkt und durch die seitlichen Absaugschlitze abgesaugt wird.
• Dadurch entstehen zwei gegenläufige Luftwalzen, von denen sich die in Ganglängsrichtung betrachtet linke Luftwalze im Uhrzeigersinn und die in Ganglängsrichtung betrachtet rechte Luftwalze im Gegenuhrzeigersinn dreht. Durch die jeweils entstehenden Luftwalzen wird somit die lokal über den Arbeitstischen sowie auch von den Personen im Gangbereich erwärmte Umgebungsluft in einem sehr schmalen Bereich und mit sehr hoher Geschwindigkeit im Wesentlichen auf direktem Wege in vertikaler Richtung in den Bereich oberhalb des Zuluftkanals transportiert und über die Absaugschlitze des Abluftkanals aus dem Raum abgeführt, ohne sich mit der zugeführten kühleren Zuluft im Gangbereich zu durchmischen.
• Der Abluftkanal ist in einem Abstand von bevorzugt 2 bis 5 cm unterhalb der Gebäudedecke, d.h. der in der Regel aus Beton bestehenden Geschossdecke des Raums, installiert, die sich üblicherweise in einer Höhe von z.B. 2,8 m oder 3 m über dem Boden des Gangbereichs befindet. Die Absaugöffnungen befinden sich dabei an der Oberseite des Abluftkanals und sind in der Weise ausgelegt, dass sich über die gesamte Länge des Abluftkanals hinweg zwischen der Gebäudedecke und dem Kanal ein im Wesentlichen konstanter Unterdruck einstellt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass sich die schlitzartigen Luftabsaugöffnungen des Absaugkanals in Richtung vom Absauggebläse weg zunehmend erweitern, bzw. die Anzahl und/oder der Durchmesser von lokal in die schlitzförmigen Absaugöffnungen eingebrachten Luftabsauglöchern in Richtung vom Absauggebläse weg vergrößert wird.
• Durch die Anordnung und Ausgestaltung des Luftabsaugkanals erfolgt die Absaugung der verbrauchten Raumluft an der absolut höchst möglichsten Stelle im Raum und bevorzugt auch über eine möglichst große Länge des Gangbereichs hinweg.
• Gegenüber einer Mischlüftung mit Dralldüsen, bei der im ganzen Raum eine im Wesentlichen homogene Temperaturverteilung der Luft herrscht, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Vorteil, dass die warme Abluft und die kühle Zuluft innerhalb des Raumes in unterschiedlichen und im Wesentlichen getrennten Bereichen voneinander zugeführt und abgeführt werden, ohne dass es zu einer nennenswerten Durchmischung der kühlen Zuluft und der durch die Wärmequellen sowie die Personen innerhalb des Gangbereichs erwärmten Abluft kommt. Wie eine Strömungssimulation auf Basis eines Standardlabors gezeigt hat, ergibt sich bei einer durchschnittlichen Temperatur von 22,5 °C im Gangbereich unmittelbar oberhalb der Raumdecke im Bereich der Absaugschlitze eine Temperatur der Luft von 30 °C, die dadurch entsteht, dass die Luft oberhalb der Wärmequellen auf den Arbeitstischen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit im Wesentlichen vertikal aufsteigt und sich unmittelbar unterhalb der Gebäudedecke sammelt. Durch diese Trennung von kühler und langsamer Zuluft im Gangbereich unterhalb des Zuluftkanals und gegenüber dieser vergleichsweise heißer Luft im Bereich oberhalb der Wärmequellen sowie in Höhe der Absaugöffnungen lässt sich die thermische Effizienz bei der Klimatisierung eines Raumes erheblich steigern.
• Bedingt durch diese zuvor beschriebene thermische Schichtung der Luft im Raum wird mit der erfindungsgemäßen Lösung nicht der gesamte Raum, sondern nur die Aufenthaltszone im Gangbereich durch die kühle Luft temperiert. Die Zone oberhalb des Zuluftkanals, der in der Regel an einem nachfolgend auch als Deckenraster bezeichneten Tragrahmen aufgenommen ist, hat dabei nahezu keinen Einfluss auf die Temperierung der Luft in der Aufenthaltszone. Die Temperatur der Abluft, die bei herkömmlichen Systemen, bei denen eine im Wesentlichen vollständige Durchmischung der gesamten Raumluft mit der über Dralldüsen lokal zugeführten Zuluft erfolgt, im Bereich von 23 °C bis 25 °C liegt, besitzt bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine Temperatur die ca. 5 °C höher liegt, d.h. ca. 28 °C - 30 °C beträgt. Aufgrund der im Vergleich zu einem Mischlüftungssystem des Standes der Technik größeren Temperaturdifferenz zwischen Zu- und Abluft ist der für die Wärmeabfuhr aus dem Raum erforderliche Luftvolumenstrom - und damit der Energieaufwand für die Luftförderung - geringer.
• Eine weitere Reduzierung des Energieaufwands ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung dadurch, dass die äußere Oberfläche des Zuluftkanals durch die Zuluft selbst gekühlt wird und im Raum ähnlich wie ein Kühlsegel wirkt, indem sie Wärme aus dem Raum über Wärmestrahlung und über freie Konvektion aufnimmt. Diese vorteilhafte Wirkung, die grundsätzlich auch bei anderen thermisch nicht isolierten Zuluftkanälen auftritt, ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung aufgrund der vergleichsweise großen Oberfläche des Zuluftkanals, insbesondere, wenn dieser aus einem dünnwandigen textilen Werkstoff besteht, jedoch wesentlich stärker ausgeprägt. Sie trägt dazu bei, die Wärmeabfuhr aus dem Raum mit einer geringeren Zugluftgefahr zu realisieren als dies bei bekannten Lüftungssystemen der Fall ist. Insbesondere wird bei der erfindungsgemäßen Lösung die sogenannte empfundene Temperatur (Mittelwert aus Lufttemperatur und Strahlungstemperatur) im Aufenthaltsbereich der Laboranten günstig beeinflusst. Die Lufttemperatur im Aufenthaltsbereich kann dadurch bei der erfindungsgemäßen Anordnung etwas höher liegen als bei bekannten Mischlüftungssystemen, wodurch wiederum der Luftvolumenstrom und damit letztlich der Energieverbrauch reduziert werden können.
• So lässt sich bei einem Standardlabor durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung der Bedarf an elektrischer Energie, die zur Erzeugung und Förderung der gekühlten Zuluft benötigt wird, gegenüber einem bekannten Mischlüftungssystem um bis zu 20 % oder gar mehr verringern.
• Ein weiterer Vorteil, der sich durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt, besteht darin, dass sich im Falle eines lokalen Auftretens von Schadstoffen, beispielsweise beim Austritt einer gesundheitsgefährdenden Flüssigkeit auf einem der Arbeitstische, die gesamte Schadstoffkonzentration im Raume im Vergleich zu einer Mischlüftung um mehr als 25 % reduzieren lässt. Dies ist darauf zurück zu führen, dass die lokal mit Schadstoffen beladene Luft oberhalb der Arbeitstische aufgrund der beiden zuvor erwähnten Luftwalzen auf direktem Wege in den Bereich der Gebäudedecke und von dort aus zu den Absaugschlitzen des Abluftkanals geleitet wird. Anders ausgedrückt werden lokal über den Arbeitstischen austretende Schadstoffe nicht mit der gesamten Raumluft durchmischt, wie dies bei den Klimatisierungseinrichtungen des Standes der Technik der Fall ist, sondern die gesundheitsgefährdenden Stoffe werden außerhalb der Aufenthaltszone direkt oberhalb der Arbeitstische auf direktem Wege zur Gebäudedecke in den Bereich oberhalb des Zuluftkanals gefördert und dort über die Absaugöffnungen des Abluftkanals aus dem Raum entfernt.
• Da bei den bestehenden Lüftungssystemen des Standes der Technik aus Sicherheitsgründen eine Luftwechselrate von mehr als acht Luftwechseln pro Stunde vorgeschrieben ist, um eine entsprechende Reduzierung der Schadstoffkonzentration bei einem lokalen Austritt von gesundheitsgefährdenden Stoffen sicher zu stellen, lässt sich aufgrund der deutlich geringeren Durchmischung der von den gesundheitsgefährdenden Stoffen erzeugten Dämpfe mit der Luft im Arbeitsbereich durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung die Anzahl der Luftwechsel pro Stunde gegenüber den Klimatisierungseinrichtungen des Standes der Technik um einen entsprechenden Betrag, d.h. um z.B. 50 % , reduzieren.
• Andersrum bedeutet dies jedoch, dass bei einer vorgegebenen Luftwechselrate von z.B. acht Luftwechseln pro Stunde die Sicherheit innerhalb eines Labors durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung entsprechend erhöht wird, so dass im Falle des Austritts von gesundheitsgefährdenden Stoffen die Belastung der im Aufenthaltsbereich tätigen Personen im Vergleich zu Laboren mit Mischlüftung deutlich verringert ist.
• Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich dadurch, dass sich die erfindungsgemäße Lösung sehr flexibel an unterschiedliche Laborauslegungen anpassen lässt. So wird zur Auslegung der Lüftung eines Laborgebäudes in der Regel aufgrund von Anwenderdaten die Lüftungs- und Kühlleistung festgelegt, was jedoch ein Problem darstellt, wenn derartige Anwenderdaten bei einer groben Auslegung von Großlaboren zu Anfang noch nicht im Detail bekannt sind. Als nahezu einzige Möglichkeit, zusätzliche thermische Lasten, die sich über einen Durchschnittswert hinweg bei einer endgültigen Auslegung des Labors ergeben, abzubauen, besteht bei den bekannten Systemen darin, zusätzliche Umluftkühler einzusetzen, die jedoch sowohl in der Anschaffung als auch im Unterhalt teuer sind und zudem aufgrund der verringerten Temperatur, bzw. des erhöhten Luftdurchsatzes an zugeführter Zuluft, sehr schnell zum Auftreten von störender Zugluft führen.
• Bei der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich demgegenüber auch im Nachhinein an nahezu jeder beliebigen Stelle im Raum rechts und links des Gangbereichs bei Bedarf zusätzliche Abluftanschlüsse mit weiteren Abzügen, Essen, Spotabsaugungen, Geräteeinhausungen etc. installieren. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Abwärme der Wärmequellen nicht in den Laborraum abgegeben wird, sondern auf direktem Wege in den Abluftkanal gelangt. Dazu können von einem Hauptabluftkanal, in welchen der Abluftkanal oberhalb des Gangbereichs im rechten Winkel abzweigt, parallel zu letzterem ein oder auch zwei Blind-Abluftkanläle vorgesehen sein, die bevorzugt oberhalb des gangfernen Endes der Arbeitsplatten der Arbeitstische verlaufen. An diese können die Spotabsaugungen etc. bei Bedarf auch nachträglich an den gewünschten Stellen über den Arbeitstischen herunter geführt werden.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Zuluftkanal ein Passstück, welches bevorzugt vor dem Volumenstromregler für den Zuluftkanal angeordnet ist und welches durch einen oder auch zwei oder mehr Wärmetauscher ersetzt werden kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf einfache und preisgünstige Weise entlang einer Laborachse eine zusätzliche Kühlleistung von bis zu 2,5 kW/h nachinstalliert werden kann. Der maximale Betrag an zusätzlich installierter Kühlleistung hängt dabei von der Temperatur der Zuluft und deren relativer Feuchte ab.
• Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken kann die dem Raum zugeführte Kühlleistung dadurch noch weiter erhöht werden, dass beidseitig vom Zuluftkanal jeweils ein zusätzlicher Kühlkörper - nachfolgend auch als „Kühlbaffel“ bezeichnet - parallel zur Mittenachse des Raums, bevorzugt quer zur Mittenachse verschiebbar am Tragrahmen aufgehängt wird. Die Aufhängung der Kühlbaffels erfolgt dabei so, dass diese in einem Abstand von z.B. 10 cm neben dem Zuluftkanal bevorzugt bündig mit der Unterseite desselben angeordnet werden, so dass durch die entstehende Öffnung zwischen dem Zuluftkanal und jedem Kühlbaffel eine entsprechende Menge Raumluft aus dem Bereich oberhalb des Zuluftkanals hindurch induziert, d.h. von der Zuluft mitgerissen werden kann. Zudem ergibt sich durch die Querverschiebbarkeit des Kühlbaffels eine Zugangsmöglichkeit zur Oberseite des Zuluftkanals, welche Arbeiten an den bevorzugt oberhalb des Zuluftkanals verlaufenden Sanitär- und Elektroinstallationen ermöglicht, ohne den Zuluftkanal zuvor demontieren zu müssen.
• Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
• In den Zeichnungen zeigen,
• 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Laborraums mit einer erfindungsgemäßen Belüftungsanordnung, und
• 2 eine vergrößerte Detailansicht des Zuluftkanals und Abluftkanals einer erfindungsgemäßen Belüftungsanordnung.
• Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zur Belüftung eines Raums 2, insbesondere eines Laborraums, welcher einen Gangbereich 4 besitzt, der zu beiden Seiten hin durch Arbeitstische 6a, 6b begrenzt wird, einen oberhalb des Gangbereichs angeordneten Zuluftkanal 8, über den bevorzugt gekühlte Frischluft von einem nicht näher gezeigten Frischlufterzeuger oder einem Frischluftgebläse zugeführt wird. Der Zuluftkanal 8 besitzt zwei seitliche Luftzufuhrabschnitte 8a, 8b, die sich entlang des Gangbereichs 4 erstrecken und die jeweils eine Vielzahl von kreisförmigen Luftaustrittsöffnungen 10a, 10b aufweisen, aus denen die Zuluft seitlich in Richtung der Arbeitstische 6a, 6b austritt. Die beiden seitlichen Luftzufuhrabschnitte 8a, 8b werden durch einen im Wesentlichen luftdichten zentraler Trennabschnitt 8c voneinander getrennt, der z.B. 1/3 der Breite des Zuluftkanals 8 besitzt und keine Luftaustrittsöffnungen aufweist. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung besteht der Zuluftkanal 8 aus einem flexiblen textilen Werkstoff, der im Wesentlichen luftundurchlässig ist und die Querschnittsform eines hängenden D besitzt, welches an zwei beabstandeten Trägern 12a, 12b eines sonst nicht näher gezeigten Tragrahmens aufgenommen ist. Oberhalb des in zugehörige Längsnuten der Träger 12a, 12b eingeklemmten und bevorzugt gespannten ebenen Abschnitts des D-förmigen Zuluftkanals 8 sind erfindungsgemäß Medienleitungen 30 für z.B. Wasser, Gas, Strom etc. geführt, die z.B. durch eine nicht näher bezeichnete Traverse abgestützt werden und von der Seite aus zugänglich sind.
• Die Luftaustrittsöffnungen 10a, 10b sind in diesem Falle als Mikroperforierung mit insbesondere kreisrunden Luftaustrittsöffnungen 10a, 10b in die Luftzufuhrabschnitte 8a, 8b eingebracht, und der Trennabschnitt 8c wird dadurch erzeugt, dass der im Wesentlichen luftundurchlässige flexible textile Werkstoff in diesem streifenförmigen Trennabschnitt 8c unperforiert belassen wird.
• Die Öffnungen der Mikroperforierung, die bevorzugt vor der Montage des Zuluftkanals 8 mit Hilfe eines Lasers oder einer geeigneten Stanzeinrichtung in die seitlichen Luftzufuhrabschnitte 8a, 8b eingebracht werden, besitzen bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Durchmesser im Bereich zwischen 0,3 und 0,7 mm, bevorzugt 0,4 bis 0,6 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm. Die Luftaustrittsöffnungen können jedoch auch eine längliche oder ovale Form besitzen.
• Das Material des Zuluftkanals 8 kann zumindest abschnittsweise aus einem lichtdurchlässigen Werkstoff bestehen, wobei in diesem Falle innerhalb des Zuluftkanals 8 eine Lichtquelle 32 angeordnet ist, um den Raum 2 zu beleuchten.
• Oberhalb des Zuluftkanals 8 ist in einem Abstand von z.B. 80 cm bis Im ein Abluftkanal 14 angeordnet, der zwei sich im Wesentlichen parallel zum Zuluftkanal 8 erstreckende schlitzartige Absaugöffnungen 14a, 14b umfasst, die im Bereich der Decke 16 des Raumes 2 angeordnet sind, derart, dass sich zu beiden Seiten des Gangbereichs 4 jeweils eine Luftwalze 18a, 18b bildet, die die im Bereich der Arbeitstische 6a, 6b durch Wärmequellen 20a, 20b, wie z.B. Bildschirme, elektrische Arbeitsgeräte oder Kocheinrichtungen etc. erzeugte Warmluft in vertikaler Richtung in den Bereich der Decke 16 des Raumes 2 fördert, von wo aus sie in Richtung der Absaugöffnungen 14a, 14b umgelenkt und in diese hinein durch ein nicht näher gezeigtes Gebläse abgesaugt wird, wie dies durch die nicht näher bezeichneten Pfeile in den 1 und 2 angedeutet ist.
• Um vorzugsweise über die gesamte Länge des Gangbereichs 4 hinweg einen im Wesentlichen konstanten Unterdruck an den Absaugöffnungen 14a, 14b zu erzeugen, erweitern sich die bevorzugt als Längsschlitze ausgestalteten Absaugöffnungen 14a, 14b des Abluftkanals 14 vom gebläseseitigen Ende des Kanals aus zu dessen Ende hin, welches bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lediglich durch ein Verschlussstück oder Verschlussblech gegen den Eintritt von Luft verschlossen ist.
• Wie der Darstellung von 1 weiterhin entnommen werden kann, sind an der Decke 16 des Raums plattenförmige schallabsorbierende Elemente 22, z.B. bekannte Hartschaumstoff- oder Holzplatten mit einer nicht dargestellten Lochung aufgenommen, die sich bevorzugt von der Decke 16 des Raums bis zu den Absauöffnungen 14a, 14b des Abluftkanals 14 hinab erstrecken, so dass der oben liegende Rand des jeweiligen Absaugschlitzes 14a, 14b bündig mit der Unterseite des schallabsorbierenden Elements abschließt oder aber wenige cm unterhalb der Unterseite der Elemente 22 verläuft. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine sehr effiziente und kostengünstige Schalldämmung im Raum 2, da die Elemente 22 unmittelbar ohne gesonderte Tragkonstruktion an der Decke 16 montiert werden können, sondern es wird auch sichergestellt, dass die Abluft im Wesentlichen ohne Strömungshindernisse in die Absaugöffnungen 14a, 14b eintreten kann.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in einem vorgegebenen Abstand A von z.B. 10 cm zu beiden Seiten des Zuluftkanals 8 jeweils ein von einem Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, welches über eine oder mehrere der Medienleitungen 30 zugeführt wird, durchströmter Kühlkörper 24a, 24b angeordnet, der eine Vielzahl von gekühlten Luftdurchtrittsöffnungen 26a, 26b besitzt, durch die hindurch Luft aus dem Bereich 28 oberhalb des Zuluftkanals 8 in Richtung zum Boden des Gangbereichs 4 hin geleitet wird.
• Bezugszeichenliste

1

Anordnung

2

Raum

4

Gangbereich

6a, 6b

Arbeitstisch

8

Zuluftkanal

8a

Luftzufuhrabschnitt

8b

Luftzufuhrabschnitt

8c

Trennabschnitt

10a, 10b

Luftaustrittsöffnung

12a, 12b

Träger

14

Abluftkanal

14a, 14b

Absaugöffnung

16

Decke

18a, 18b

Luftwalze

20a, 20b

Wärmequellen

22

schallabsorbierende Elemente

24a, 24b

Kühlkörper

26a, 26b

Luftdurchtrittsöffnungen

28

Bereich

30

Medienleitungen

32

Lichtquelle

A

Abstand

Claims (12)

1. Anordnung zur Belüftung eines Raums (2), insbesondere eines Laborraums, welcher einen Gangbereich (4) besitzt, der zu beiden Seiten hin durch Arbeitstische (6a, 6b) begrenzt wird, mit einem oberhalb des Gangbereichs (4) angeordneten Zuluftkanal (8) zur Zufuhr von Frischluft in den Raum (2) und einem darüber angeordneten Abluftkanal (14) zur Abfuhr von Abluft aus dem Raum (2), wobei der Zuluftkanal (8) eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen (10a, 10b) besitzt, aus denen die Zuluft oberhalb des Gangbereichs (4) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (8) zwei seitliche Luftzufuhrabschnitte (8a, 8b) umfasst, die sich entlang des Gangbereichs (4) erstrecken und die jeweils eine Vielzahl von kreisförmigen Luftaustrittsöffnungen (10a, 10b) aufweisen, aus denen die Zuluft seitlich in Richtung der Arbeitstische (6a, 6b) austritt, dass ein luftdichter zentraler Trennabschnitt (8c) vorgesehen ist, der den ersten und den zweiten Luftzufuhrabschnitt (8a, 8b) voneinander trennt, und dass der Abluftkanal (14) zwei sich parallel zum Zuluftkanal (8) erstreckende schlitzartige Absaugöffnungen (14a, 14b) umfasst, die im Bereich der Decke (16) des Raumes (2) angeordnet sind, derart, dass sich zu beiden Seiten des Gangbereichs (4) eine Luftwalze (18a, 18b) bildet, über welche im Bereich der Arbeitstische (6a, 6b) erwärmte Zuluft in vertikaler Richtung in den Bereich (28) der Decke (16) des Raumes (2) gelangt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (8) einen D-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der abgeflachte Bereich des Zuluftkanals (8) der Decke (16) des Raums (2) und die abgerundete Seite desselben dem Gangbereich (4) zugewandt ist.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (8) aus einem im Wesentlichen luftdichten flexiblen textilen Werkstoff oder einem flexiblen dünnwandigen Kunststoffmaterial besteht.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnungen (10a, 10b) als Mikroperforierung mit insbesondere kreisrunden Luftaustrittsöffnungen (10a, 10b) in die Luftzufuhrabschnitte (8a, 8b) eingebracht sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der Mikroperforierung einen Durchmesser im Bereich zwischen 0,1 und 1 mm, bevorzugt 0,4 bis 0,6 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm besitzen.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugöffnungen (14a, 14b) des Abluftkanals (14) zur Erzeugung eines im Wesentlichen konstanten Unterdrucks eine sich vom gebläseseitigen Ende des Abluftkanals (14) aus erweiternden Öffnungsquerschnitt für die eintretende Abluft besitzen.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Decke (16) des Raums (2) plattenförmige schallabsorbierende Elemente (22) aufgenommen sind, die sich bevorzugt von der Decke (16) des Raums (2) bis zu den Absaugöffnungen (14a, 14b) des Abluftkanals (14) erstrecken.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (8) ein Passstück enthält, welches durch wenigstens einen Wärmetauscher ersetzbar ist, um die zugeführte Zuluft zusätzlich zu kühlen.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Zuluftkanals (8) und in einem vorgegebenen Abstand (A) von diesem jeweils ein von einem Kühlmedium durchströmter Kühlkörper (24a, 24b) angeordnet ist, der eine Vielzahl von gekühlten Luftdurchtrittsöffnungen (26a, 26b) besitzt, durch die hindurch Luft aus dem Bereich (28) oberhalb des Zuluftkanals (8) in Richtung zum Boden des Gangbereichs (4) geleitet wird.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (8) aus einem lichtdurchlässigen Werkstoff besteht, und dass innerhalb des Zuluftkanals (8) eine Lichtquelle (32) angeordnet ist.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Abluftkanal (14) ein weiterer, als Blindkanal ausgestalteter Abluftkanal angeordnet ist, welcher von einem den Abluftkanal speisenden (14) HauptAbluftkanal abzweigt.
12. Verwendung eines Zuluftkanals (8), welcher zwei seitliche Luftzufuhrabschnitte (8a, 8b) umfasst, die dazu eingerichtet sind, sich entlang eines Gangbereichs (4) zu erstrecken, und die jeweils eine Vielzahl von kreisförmigen Luftaustrittsöffnungen (10a, 10b) aufweisen, die dazu eingerichtet sind, dass Zuluft seitlich aus diesen austritt, und welcher einen luftdichten zentralen Trennabschnitt (8c) ausweist, der den ersten und den zweiten Luftzufuhrabschnitt (8a, 8b) voneinander trennt, in einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

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