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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Luftdichtheit einer Gebäudehülle, welche wenigstens eine zur Atmosphäre führende Gebäudeöffnung aufweist, umfassend mindestens ein von einem Gehäuse umgebendes Gebläse, wobei das Gehäuse eine Lufteinlassseite sowie eine Luftauslassseite aufweist und über Anschlussschürzen rings um die Gebäudeöffnung mit der Gebäudehülle dichtend verbindbar ist.
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Eine Messung der Luftdichtheit von Gebäuden erfolgt üblicherweise mit einem als „Blower-Door-Test” bezeichneten Differenzdruck-Messwertverfahren, bei welchem der Gebäudeinnenraum gegenüber der Umwelt mit einem Messdruck (Differenzdruck) beaufschlagt wird. Um diesen Differenzdruck aufbauen zu können, wird üblicherweise in die Gebäudeöffnung, zum Beispiel eine offene Außentür oder ein geöffnetes Fenster, ein Gebläse eingesetzt und dessen Gehäuse druckdicht mit der die Gebäudeöffnung umgebenden Gebäudewand verbunden. Die Drehzahl des Gebläses wird so geregelt, dass sich ein definierter Druck zwischen Atmosphäre und Gebäudeinnenraum einstellt. Um diesen Druck aufrechtzuerhalten, muss das Gebläse einen so hohen Volumenstrom fördern, dass ein Luftaustritt durch Leckagestellen der Gebäudehülle kompensiert wird. Dieser Volumenstrom wird gemessen und, um eine aussagekräftige Kenngröße für die Luftdichtheit bereitstellen zu können, mit dem Volumen der Gebäudehülle ins Verhältnis gesetzt.
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Ein derartiges Verfahren nebst geeigneter Vorrichtung offenbart die
DE 31 06 191 A1 . Die bekannte Vorrichtung soll einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweisen, wobei zwischen diesen ein Gebläse angeordnet ist und innerhalb der Gebäudehülle einen Unterdruck erzeugt. Sowohl der Lufteinlass als auch das Gebläse befinden sich in betriebsbereiter Arbeitsstellung innerhalb der Gebäudehülle und lediglich der Luftauslass ist abgedichtet aus der Gebäudehülle herausgeführt. Der wesentliche Nachteil der bekannten Vorrichtung liegt darin, dass für eine Messung nach DIN 13829 innerhalb der Gebäudehülle nacheinander sowohl ein Überdruck als auch ein Unterdruck erzeugt werden muss. Hierdurch soll vermieden werden, das zum Beispiel eine überlappend verlegte aber nicht miteinander verklebte Dampfsperre bei einer Unterdruckmessung dichtend aufeinanderliegt und eine vermeintlich dichte Gebäudehülle suggeriert. Bei einer Überdruckmessung könnte diese Stelle als Undichtigkeit identifiziert werden. Für eine entsprechende Messung müsste die komplette Vorrichtung ausgebaut und außerhalb der Gebäudehülle erneut installiert werden, da das Gebläse nur in einer Drehrichtung kalibriert ist.
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Die
JP H04-145 339 A zeigt eine weitere Vorrichtung zum Messen der Luftdichtheit einer Gebäudehülle. Um eine Überdruck- und anschließende Unterdruckmessung durchführen zu können, muss das ein Axialgebläse tragende Gehäusesegment der Vorrichtung ausgebaut, um 180° gedreht und in der neuen Einbaulage wieder eingebaut werden. Eine Änderung der Laufrichtung des Axialgebläses würde keine ausreichend genaue Messwerte liefern, da das Axialgebläse nur in einer Drehrichtung kalibriert ist.
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Die
US 5,050,667 A beschreibt eine ortsfest in einem Gebäude installierte Belüftungs- und Wärmetauscheranlage, mit deren Hilfe die von außen zugeführte Luft zyklisch erwärmt oder gekühlt wird. Im Winter befördert die Anlage warme Luft vom Gebäudeinneren nach außen und erwärmt eine Wärmespeicheroberfläche. Anschließend wird die Strömungsrichtung gewechselt und es strömt kalte Luft von außen über die Wärmespeicheroberfläche nach innen und erwärmt sich dabei. Im Sommer wird die Wärmespeicheroberfläche dazu genutzt, die wärmere Außenluft zu kühlen. Die bekannte Vorrichtung setzt eine kurze Luftwechselzeit von zwei bis sechs Sekunden voraus, da andernfalls zwischen der Wärmespeicheroberfläche und der daran vorbeiströmenden Luft kein Temperaturgefälle mehr bestünde.
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Somit lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart zu verbessern, dass ein gegenüber dem Stand der Technik exakteres Messergebnis ohne Auf- und Abbau des Gehäuses möglich ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, bei welcher das mindestens eine Gebläse innerhalb des Gehäuses schwenkbar gelagert ist, wobei durch ein Schwenken des mindestens einen Gebläses gegenüber dem Gehäuse die Lufteinlassseite und die Luftauslassseite wechselt. Unter einer schwenkbaren Lagerung wird eine permanente Befestigung des mindestens einen Gebläses verstanden, welche eine einzige Drehachse aufweist. Das Schwenken findet insbesondere als 180° Bewegung des mindestens einen Gebläses statt.
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In betriebsbereiter Stellung wird zum Beispiel zunächst mittels des Gebläses ein Unterdruck erzeugt, das heißt es wird ein Volumenstrom aus der Gebäudehülle herausgefördert. Nach Abschluss dieser Messung in einer ersten Position erfolgt eine 180°-Drehung des Gebläses innerhalb des Gehäuses in eine zweite Position, so dass die vormalige Luftauslassseite nunmehr Lufteinlassseite wird und umgekehrt. In der zweiten Position des mindestens einen Gebläses wird ein Volumenstrom in die Gebäudehülle hineingefördert und ein Überdruck aufgebaut. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, dass die Volumenstrommessung stets in der einzigen kalibrierten Förderrichtung des mindestens einen Gebläses stattfindet.
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Darüber hinaus brauchen keine erneuten Abdichtungsmaßnahmen zwischen dem Gehäuse und der Gebäudehülle nach einem Schwenken des Gebläses vorgenommen werden.
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Nach oder vor dem Schwenken kann das mindestens eine Gebläse mittels von Verriegelungselementen festgesetzt sein, um eine unbeabsichtigtes Verstellen des mindestens einen Gebläses gegenüber dem Gehäuse zu verhindern.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Gebläse in einer Trennwand angeordnet und an dieser ortsfest befestigt. Die Trennwand rotiert dann karussellartig zusammen mit dem mindestens einen Gebläse zwischen der Lufteinlassseite und der Luftauslassseite des Gehäuses. Der Vorteil der Trennwand liegt darin, Druckverluste zwischen dem mindestens einen Gebläse und der Innenwandung des Gehäuses zu reduzieren. Die Trennwand trägt außerdem modulartig stets ein oder mehrere Gebläse und zweckmäßigerweise auch deren zugehörige Energieversorgungsleitungen sowie Datenleitungen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Trennwand mittels zweier gegenüberliegender Schwenklager drehbar gelagert. Hierbei kann es sich insbesondere um an der Trennwand angeordnete Zapfen handeln, die in komplementären Aufnahmen des Gehäuses gehalten sind. Ebenso können die Zapfen an dem Gehäuse ausgebildet sein und in Aufnahmen der Trennwand eingreifen. Bei den Schwenklagern handelt es sich vorzugsweise um Gleitlager.
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Günstigerweise fluchten die Schwenklager in einer vertikalen Schwenkachse. Diese Ausführungsform führt dazu, dass lediglich das untere Schwenklager durch das Eigengewicht der Trennwand als Drucklager und das obere Schwenklager als Zuglager beansprucht ist. Die Schwenklager können insbesondere an der Trennwand und dem Gehäuse angreifen. Die auf das untere Schwenklager wirkende Druckkraft lässt sich jedoch vergleichsweise einfach in das Gehäuse und einen mithin darunter befindlichen Unterbau abführen.
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Es ist grundsätzlich auch möglich, die Schwenkachse der Trennwand horizontal auszuführen. Hierbei muss jedoch das Eigengewicht der Trennwand in die beiden seitlichen Abschnitte des Gehäuses eingeleitet werden, deren Lagerzapfen dann orthogonal zu ihrer axialen Erstreckung belastet sind und entsprechend massiv ausgeführt sein müssen.
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Zweckmäßigerweise sind mehrere Gebläse vorhanden, die jeweils einzeln zu- und abschaltbar sind. Hierdurch lassen sich äußerst große Gebäudehüllen wie Baumärkte oder Lagerhallen auf ihre Luftdichtheit überprüfen. Insbesondere bei mehreren Gebläsen und der daraus resultierenden großen Masse ist die Integration der Gebläse insbesondere bei Anbringung in einer gemeinsamen Trennwand besonders von Vorteil. Darüber hinaus können die Gebläse stets an die zugehörige Steuer- und Regeltechnik angeschlossen bleiben. Sollte sich vor Ort herausstellen, dass ein größerer Volumenstrom von der Vorrichtung gefördert werden muss, lässt sich die gewünschte Fördermenge zum Beispiel durch Zuschalten eines weiteren Gebläses erreichen. Besonders große Fördermengen lassen sich zwar auch mit einem einzigen großen Gebläse realisieren; dieses ist jedoch aufgrund seiner anlagenspezifischen Kennlinie nicht geeignet ist, in einem anderen Anwendungsfall einen sehr geringen Volumenstrom bereitzustellen.
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Sofern nur ein Teil der installierten Gebläse in Betrieb genommen sind, werden die nicht benötigten Gebläse dichtend abgedeckt, um einen Druckausgleich zur Atmosphäre über das stehende/die stehenden Gebläse zu verhindern.
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Vorteilhafterweise weisen die Gebläse eine gemeinsame Förderrichtung auf. In dieser Förderrichtung sind die Gebläse kalibriert und erzielen aufgrund anlagenspezifischer Parameter ihren optimalen Wirkungsgrad.
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Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, wenn in der Trennwand mehrere Gebläse in Form von Axiallüftern angeordnet sind. Diese lassen sich aufgrund Ihrer kompakten Bauweise auf einfache Weise nebeneinander anordnen und benötigen keine zusätzlichen Strömungskanäle oder Einbauten, welche die Effizienz der gesamten Vorrichtung mindern würden. Dabei sollten die Axiallüfter vorzugsweise achsparallel zueinander ausgerichtet sein.
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Vorteilhafterweise ist in Förderrichtung beidseitig der Axiallüfter ein einziger, gemeinsamer Strömungskanal ausgebildet. Dieser Strömungskanal durchsetzt das Gehäuse in der Förderrichtung vollständig.
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Zweckmäßigerweise füllt die Trennwand in einer betriebsbereiten Arbeitsstellung den lichten Querschnitt zwischen dem oder den Axiallüfter(n) und der Innenwandung des Strömungskanals aus, wodurch Druckverluste zwischen der Druckseite und der Saugseite des Gebläses minimiert werden.
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Günstigerweise ist das Gehäuse ortsfest auf einem Anhänger befestigt. Diese Ausführungsform begünstigt das Aufstellen großer Vorrichtungen mit mehreren Gebläsen. Der Anhänger wird vor der zu messenden Gebäudehülle aufgestellt und braucht während der gesamten Messung nicht verfahren zu werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mit Seitenwänden verschließbar, wobei die Seitenwände gegenüber dem Gehäuse schwenkbar angeordnet sind und Anschlussschürzen bilden. Hierfür kann zum Beispiel eine seitliche Wand geteilt ausgeführt sein und dadurch mittig aneinandergrenzende Seitenwände aufweisen. Diese können vorzugsweise über äußere, am Gehäuse befindliche Scharniere ausgeschwenkt werden und eine Verbindung zur Gebäudehülle herstellen.
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Vorzugsweise greifen auf einer Seite des Gehäuses doppelte Seitenwände an, die sich in vier Teilflächen in Richtung der Gebäudehülle ausschwenken lassen und dadurch einen Anschlusskanal bilden.
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Nachfolgend wird die Erfindung zum besseren Verständnis anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen die
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1: eine Seitenansicht auf eine Vorrichtung mit vier Gebläsen;
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2: eine Draufsicht auf eine Vorrichtung bei geöffnetem Gehäuse in Arbeitsstellung vor einer Gebäudehülle;
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3: einen Querschnitt durch das Gehäuse ohne Gebläse bei ausgestellten Anschlussschürzen und
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4: eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer auf einem Anhänger angeordneten Vorrichtung.
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Die 1 zeigt eine Seitenansicht auf die Luftauslassseite 6 eines kastenförmigen Gehäuses 3, entgegen einer Förderrichtung X (siehe 2) der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Gehäuse 3 umgibt einen in axialer Richtung diesen durchlaufenden Strömungskanal 12.
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Der Strömungskanal 12 ist in betriebsbereiter Stellung auf der Hälfte seiner axialen Länge von einer Trennwand 8 verschlossen, die unmittelbar bis an eine Innenwandung 13 des Strömungskanals 12 heranreicht. Die Trennwand 8 trägt insgesamt vier Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d und bildet mit diesen eine integrale Baueinheit. Die Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d sind jeweils als Axiallüfter 10 ausgebildet.
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Die vier Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d ermöglichen einen Volumenstrom von 100.000 m3/h bis 150.000 m3/h, welcher durch eine zum Beispiel 2 m × 2 m große Gebäudeöffnung 2 (siehe 2) gefördert wird. Für die Förderung eines derartigen Volumenstroms bietet sich die Anordnung mehrerer Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d an. Aufgrund der Komplexität der Energieversorgung sowie der Datenübertragung und des hohen Eigengewichts der mehreren Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d besteht in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verschwenkbarkeit ein besonderer synergistischer Effekt, da die Vorrichtung während der Messung nicht umgebaut zu werden braucht.
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Die Trennwand 8 ist ausschließlich und im Betrieb unlösbar über zwei Schwenklager 9a, 9b an das Gehäuse 3 angebaut. Die Schwenklager 9a, 9b greifen an gegenüberliegenden Seiten an die Trennwand 8 an und befinden sich zudem in der Symmetrieachse, so dass ein Schwenken der Trennwand 8 um 180° ohne lateralen Versatz möglich ist. Die Schwenkrichtung a kann im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinns um eine Schwenkachse Z erfolgen. Die Trennwand 8 ist auf einer Seite mit einem Tragrahmen 16 ausgesteift.
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In betriebsbereiter Position ist die Trennwand 8 gegen ein unbeabsichtigtes Verschwenken mit Verriegelungselementen 17a, 17b an dem Gehäuse 3 gesichert. Die Verriegelungselemente 17a, 17b können insbesondere Bolzen, Gewindebolzen oder Keile sein, die vorzugsweise von außen durch das Gehäuse 3 in komplementär ausgebildete Aufnahmen der Trennwand 8 eingeschoben werden und diese formschlüssig halten.
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Die seitlich vom Gehäuse 3 abstehenden Seitenwände 14a, 14b bilden Anschlussschürzen 7, welche während eines Messeinsatzes in, an oder seitlich neben einer Gebäudeöffnung 2 dichtend mit dessen Gebäudehülle 1 verbunden werden, wie besonders gut in 2 zu erkennen ist. Die Gebäudehülle 1 umfasst insbesondere eine Seitenwand eines Gebäudes oder einer Halle. Die beiden horizontalen Ebenen zwischen den Anschlussschürzen 7 werden zwischen Gehäuse 3 und Gebäudehülle 1 mit Folie abgedichtet.
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Wie der Draufsicht gemäß 2 auch zu entnehmen ist, sind die Seitenwände 14a, 14b mittels Scharnieren 21 an dem Gehäuse 3 befestigt. In der vollständig ausgeschwenkten Position stehen die Seitenwände 14a, 14b maximal von dem Gehäuse 3 ab und überbrücken den Abstand zwischen dem Gehäuse 3 und der Gebäudehülle 1.
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Die 2 zeigt eine Stellung der Trennwand 8, bei welcher die Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d in Förderrichtung X arbeiten und die Gebäudehülle 1 von innen mit einem Überdruck gegenüber der Atmosphäre beaufschlagen. Das Gehäuse 3 weist auf gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Lufteinlassseite 5 und eine Luftauslassseite 6 auf. Für eine Unterdruckmessung werden die Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d angehalten und die Verriegelungselemente 17a, 17b gelöst. Anschließend lässt sich die Trennwand 8 um ihre Schwenkachse Z und ihr sichtbares, oberes Schwenklager 9a um 180° drehen. Während des Schwenkens bleiben das Gehäuse 3 und die Trennwand 8 in ständigem Wirkkontakt. In der um 180° gedrehten Stellung der Trennwand 8 werden die Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d erneut gestartet. In dieser Stellung hat sich die Förderrichtung X umgedreht und ein einstellbarer Volumenstrom wird aus der Gebäudehülle 1 herausgefordert.
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Jedes Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d verfügt über einen eigenen Lüftermotor 15a, 15b, 15c, 15d, wobei in der Draufsicht der 2 lediglich die oberen beiden Lüftermotoren 15a, 15b sichtbar sind. Die Lüftermotoren 15a, 15b, 15c, 15d sind in Förderrichtung X stets vor den zugehörigen Lüfterrotoren 22a, 22b, 22c, 22d angeordnet.
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Die 3 zeigt einen Querschnitt durch das Gehäuse 3 ohne Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d. Der Strömungskanal 12 verläuft horizontal durch das Gehäuse 3, wobei mittig darin das obere Schwenklager 9a angeordnet ist. Die Seitenwand 14a ist maximal ausgeschwenkt und weist ungefähr die vertikale Höhe des Gehäuses 3 auf. Für den Transport lassen sich die Seitenwände 14a, 14b an das Gehäuse 3 anklappen und verschließen es dadurch auf einer Seite vollständig.
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Die 4 stellt eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, die auf einem Anhänger 18 ortsfest befestigt ist. Der Anhänger 18 kann über eine Deichsel 19 und eine endseitig daran angebrachte Kupplung 20 mit einem Fahrzeug lösbar verbunden werden und somit zum Einsatzort einer Messung verbracht werden. Der Anhänger 18 wird vor der Gebäudeöffnung 2 einer Gebäudehülle 1 (siehe 2) abgestellt und die Anschlussschürzen 7 aufgeklappt. Nach dem Herstellen einer elektrischen Spannungsversorgung zum Betrieb der Gebläse 4a, 4b, 4c, 4d sowie einem Fertigstellen restlichen Abdichtungsarbeiten zwischen dem Gehäuse 3 und der Gebäudehülle 1 kann unmittelbar mit der Messung begonnen werden. Die Vorrichtung ist stets Einsatzbereit, so dass zusätzliche Rüstzeiten zum Auf- oder Umbau nicht benötigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gebäudehülle
- 2
- Gebäudeöffnung
- 3
- Gehäuse
- 4a–d
- Gebläse
- 5
- Lufteinlassseite
- 6
- Luftauslassseite
- 7
- Anschlussschürzen
- 8
- Trennwand
- 9a, b
- Schwenklager
- 10
- Axiallüfter
- 12
- Strömungskanal
- 13
- Innenwandung Strömungskanal
- 14a, b
- Seitenwand
- 15a–d
- Lüftermotor
- 16
- Tragrahmen
- 17a, b
- Verriegelungselemente
- 18
- Anhänger
- 19
- Deichsel
- 20
- Kupplung
- 21
- Scharnier
- 22a–d
- Lüfterrotor
- a
- Schwenkrichtung
- X
- Förderrichtung
- Z
- Schwenkachse
