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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum energieeffizienten Belüften von Räumlichkeiten.
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Eine effiziente Belüftung von Räumlichkeiten, insbesondere Büro-, Schulungs- oder Verkaufsräumlichkeiten, in denen sich über längere Zeit gleichzeitig mehrere Personen aufhalten, ist für das Wohlbefinden der Personen von Bedeutung. Zusätzliche Anforderungen an eine effizientere Belüftung von Räumlichkeiten wurden in gerade in jüngster Zeit gestellt, in denen aufgrund der Corona-Pandemie eine effiziente Be- und Durchlüftung von Räumlichkeiten erforderlich war.
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In der Gebäudetechnik sind verschiedene Ansätze zur Belüftung bekannt. Ein Ansatz besteht in der freien Lüftung, wobei die einfachste Form hiervon die Fensterlüftung darstellt. Sie hat eine hohe Akzeptanz, da die Öffnung der Fenster von den in den Räumlichkeiten Personen, beispielsweise Beschäftigten, selbst bestimmt werden kann. Dazu kommt, dass die Fensterlüftung technisch den geringsten Aufwand bedeutet und auch hinsichtlich des Energieaufwandes günstig zu betreiben ist. Fenster können beispielsweise über eine zentrale Steuerung gezielt geöffnet und geschlossen werden. Demgegenüber steht eine Vollklimatisierung von Räumlichkeiten mit einem technisch aufwändigen und kostenintensiven Klimatisierungssystem. Der Betrieb solcher Klimatisierungssysteme ist darüber hinaus sehr energieaufwendig. Dazu kommt, dass Frischluft einen verhältnismäßig langen Weg durch das System nehmen muss, bis sie schließlich die Räumlichkeiten und die darin befindlichen Personen erreicht. Auch dies kann im Hinblick auf die Luftgüte Nachteile mit sich bringen. Darüber hinaus lassen sich Bestandsgebäude nur mit sehr großem baulichen Aufwand nachträglich mit einem derart aufwändigen Klimatisierungssystem ausstatten. Andere Formen der freien Lüftung sind z. B. Schacht-, Dachaufsatz- oder Kaminlüftung. Die freie Lüftung von Räumen kann als Stoßlüftung oder kontinuierliche Lüftung erfolgen.
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In Büro- und Arbeitsräumen ist eine ausreichende freie Lüftung nur dann gewährleistet, wenn die erforderlichen Lüftungsquerschnitte und die maximal zulässigen Raumtiefen eingehalten werden. Die Luftgüte wird häufig anhand der CO
2-Konzentration in ppm erfasst. Dabei gelten Grenzwerte der CO
2-Konzentration, wonach sich bestimmte Maßnahmen ergeben, die in der folgenden Tabelle dargestellt sind:
| CO 2 -Konzentration [ml/m 3 ] bzw. [ppm] | Maßnahmen |
| <1000 | Keine weiteren Maßnahmen (sofern durch die Raumnutzung kein Konzentrationsanstieg über 1000 ppm zu erwarten ist) |
| 1000-2000 | Lüftungsverhalten überprüfen und verbessern Lüftungsplanaufstellen(z. B. Verantwortlichkeiten festlegen) |
| | Lüftungsmaßnahme (z.B. Außenluftvolumenstrom oder Luftwechsel erhöhen) |
| >2000 | weitergehende Maßnahmen erforderlich (z. B. verstärkte Lüftung, Reduzierung der Personenzahl im Raum) |
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Für die Fensterlüftung sind Mindestlüftungsquerschnitte erforderlich, um die o.g. Anforderungen gemäß der Tabelle zu erreichen. Die Fensteröffnungen sind so anzuordnen, dass eine ausreichend gleichmäßige Durchlüftung der Arbeitsräume gewährleistet ist. Dabei sind Dauer und Intensität des Luftaustausches bei freier Lüftung sind so zu gestalten, dass Zugluft möglichst vermieden wird.
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Es werden folgende Systeme der freien Lüftung unterschieden, nämlich einseitige Lüftung mit Zu- und Abluftöffnungen in einer Außenwand oder Querlüftung mit Öffnungen in gegenüberliegenden Außenwänden oder in einer Außenwand und der Dachfläche Die angegebenen Öffnungsflächen sind die Summe aus Zuluft- und Abluftflächen. Sofern die Personenbelegung oder Nutzung des Bereiches nicht bekannt sind, ist für die Berechnung der Mindestöffnungsfläche von einer Grundfläche von 10 m2 pro Person auszugehen. Bei sehr geringer Personenbelegung ist für die Berechnung der Mindestöffnungsfläche von 1 Person je 100 m2 auszugehen (z. B. Lagerhalle).
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Eine freie Fensterlüftung sollte nur im Zusammenhang mit der Erfüllung entsprechender Schallschutzanforderungen umgesetzt werden. Insbesondere im innerstädtischen Bereich kann dies zu einer Herausforderung werden. Anhaltender Berufsverkehr sowie weitere urbane Einflüsse können von Büronutzenden schnell als störend empfunden werden. Als Konsequenz daraus werden Fenster geschlossen, was allerdings auf Kosten der Luftqualität geht.
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Ebenfalls zu berücksichtigen ist eine Südausrichtung einer Fensterfassade. Während Temperaturhochphasen kann die aufgeheizte und stehende Luft vor der Fassade schnell dazu führen, dass ein Öffnen der Fenster nicht mehr den gewünschten Effekt von Frischluft bietet.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren und ein System zur energieeffizienteren und wirksamen Belüftung von Räumlichkeiten mit geringem technischem Aufwand bereitzustellen, die den vorstehend beschriebenen Anforderungen gerecht werden.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Optionale Weiterbildungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Insbesondere wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein Verfahren zum energieeffizienten Belüftung eines Raumes gelöst, insbesondere eines großflächigen Büro-, Schulungs- oder Verkaufsraumes, wobei der Raum wenigstens eine Außenwand eines Gebäudes aufweist, die mit wenigstens einem öffenbaren und schließbaren Fenster ausgebildet ist, wobei in dem Raum wenigstens ein ansteuerbares Luftströmungsmittel vorgesehen ist, das Luft über eine ansteuerbare Luftfördervorrichtung auf einer Ansaugseite ansaugt und zu einer Luftauslassseite fördert aus der ein gerichteter Luftstrom an den Raum abgegeben wird, wobei das Luftströmungsmittel derart ausgerichtet ist, dass es mit seiner Ansaugseite in Abstand zu dem wenigstens einen Fenster diesen zugewandt und mit seiner Luftauslassseite einem fensterfernen Bereich des Raumes zugewandt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Öffnen des wenigstens einen Fensters über einen Lüftungszeitraum;
- - Aktivieren des Luftströmungsmittels während des Lüftungszeitraum, derart, dass über das Fenster eintretende Außenluft in den fensterfernen Bereich des Raumes gefördert wird;
- - Schließen des wenigstens einen Fensters nach Ende des Lüftungszeitraums;
- - Deaktivieren des Luftströmungsmittels nach Beenden des Lüftungszeitraums.
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Dabei kommt es darauf an, insbesondere die fensterfernen Bereiche des Raumes effizient über eine Fensterlüftung zu erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet hierfür eine energieeffiziente und gerätetechnisch einfache Lösung. Während des Lüftungszeitraum wird das Luftströmungsmittel derart aktiviert, dass es über das geöffnete Fenster eintretende Außenluft, d. h. Frischluft, ansaugt und in entlegenere fensterferne Bereiche des Raumes fördert. Dabei ist vorgesehen, dass das Luftströmungsmittel einen für Personen subjektiv oder objektiv wahrnehmbaren Luftzug vermeidet. Hierzu wird das Luftströmungsmittel vorzugsweise in einem deckennahen Bereich angeordnet, beispielsweise direkt von der Raumdecke abgehängt.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Schritt des Deaktivierens des Luftströmungsmittels unmittelbar nach Beenden des Lüftungszeitraums oder nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer erfolgt, die sich an das Beenden des Lüftungszeitraums anschließt. Diese Zeitdauer kann fest vorgegeben oder beliebig einstellbar sein. Sie kann sich auch nach bestimmten Parametern richten, die im folgenden weiter diskutiert werden.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Lüftungszeitraum in Abhängigkeit von Raumklimaparametern bestimmt wird, wobei die Raumklimaparameter wenigstens eine der folgenden Größen umfassen:
- - Raumtemperatur,
- - Intensität der Sonneneinstrahlung oder/und Außentemperatur außerhalb des Gebäudes;
- - Luftfeuchtigkeit innerhalb des Raumes,
- - Luftfeuchtigkeit außerhalb des Gebäudes,
- - CO2-Gehalt der Raumluft,
- - CO2-Gehalt der Luft außerhalb des Gebäudes
- - Sauerstoffgehalt der Raumluft,
- - Sauerstoffgehalt der Luft des Gebäudes,
- - Wetterbedingungen außerhalb des Gebäudes,
- - Akustikbelastung außerhalb des Gebäudes,
- - Tageszeit.
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In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass mit dem Begriff Lüftungszeitraum sowohl die Dauer des Lüftungszeitraums als auch der gewählte Zeitpunkt gemeint ist. Erfahrungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Lüftungszeitraum beispielsweise während der Tageszeit, insbesondere dann, wenn sich Personen im Gebäude befinden, anders gewählt wird, als zu Nachtzeiten. Dies hängt auch mit den Bedingungen außerhalb des Gebäudes zusammen. So kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass beispielsweise zu Nachtzeiten eine gezielt dauerhafte Öffnung der Fenster erfolgt, bzw. dass die Dauer des Lüftungszeitraums in längeren Intervallen erfolgt. Dadurch kann in besonders bei tagsüber warmen klimatischen Bedingungen mit hohen Außentemperaturen, die in den Abendstunden und nachts abfallen, in einem Gebäude gezielt eine Nachtauskühlung erreicht werden. Durch langes und gezieltes Lüften über das wenigstens eine Fenster und Aktivieren des wenigstens einen Luftströmungsmittels lässt sich so während der Nacht der Raum abkühlen. Gebäudetechnisch kann dies beispielsweise darüber hinaus dazu genutzt werden, um gebäudestrukturelle und baustoffspezifische Wärme-/Kältespeicher, wie beispielsweise Betonwände oder dergleichen, während der dauerhaften Belüftung gezielt abzukühlen und so die während der Nacht eingeleitete Kälte dauerhaft über einen Großteil des Tages in den gebäudestrukturellen und baustoffspezifischen Wärme-/Kältespeicher zu speichern. Dadurch kann durch eine gezielte Nachtauskühlung über einen Großteil des Tages trotz hoher Außentemperaturen und gegebenenfalls starker Sonneneinstrahlung ein angenehmes Raumklima auch ohne dauerhafte aufwändige Klimatisierung erreicht werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Raum nach Maßgabe der Raumfläche sowie der Anzahl der öffenbaren und schließbaren Fenster eine Mehrzahl von Luftströmungsmitteln vorgesehen ist, wobei vorzugsweise jedem Fenster oder zumindest einer Gruppe von Fenstern ein Luftströmungsmittel zugeordnet ist, das mit seiner Ansaugseite dem Fenster oder der Gruppe von Fenstern zugewandt ist. So ist es Beispielweise möglich, entlang einer Fensterfront eine Mehrzahl von nebeneinander (parallel) angeordneten Luftströmungsmitteln im Raum vorzusehen.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht in diesem Zusammenhang ferner vor, dass in dem Raum nach Maßgabe der Raumfläche sowie der Anzahl der öffenbaren und schließbaren Fenster eine Mehrzahl von Luftströmungsmitteln vorgesehen ist, wobei zum Belüften größerer Raumtiefen eine Mehrzahl von Luftströmungsmitteln derart in Reihe zueinander angeordnet ist, dass die Ansaugseite eines fensterfernen Luftströmungsmittels der Luftauslassseite eines fensternahen Luftströmungsmittels zugewandt ist. Durch diese Maßnahme kann zusätzlich oder alternativ zu einer Mehrzahl von nebeneinander (parallel) angeordneten Luftströmungsmitteln entlang einer Fensterfront auch eine gezielte Belüftung tieferer Räume erreicht werden, indem Luftströmungsmittel in Reihe zueinander (d. h. in Richtung der Raumtiefe) fluchtend oder versetzt zueinander vorgesehen werden.
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Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Luftströmungsmittel in einem Mindestabstand von einem diesem zugeordneten öffenbaren verschließbaren Fenster angeordnet ist, wobei der Mindestabstand vorzugsweise wenigstens 1m, wenigstens 2m oder wenigstens 3 m beträgt. Zusätzlich oder alternativ kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zwei in Reihe angeordnete Luftströmungsmittel in einem Mindestabstand zueinander angeordnet sind, wobei der Mindestabstand vorzugsweise wenigstens 1m, wenigstens 2m oder wenigstens 3 m beträgt. Es versteht sich, dass die Luftströmungsmittel parallel und in Reihe fluchtend zueinander oder versetzt außerhalb von Fluchtlinien angebracht werden können.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Luftströmungsmittel einen gerichteten Ventilator, vorzugsweise einen Rohrventilator, umfasst. Ein Rohrventilator bietet sich insbesondere aufgrund seiner kostengünstigen Verfügbarkeit, seines geringen Raumbedarfs und seine effizienten Funktionsweise an. Allerdings sind auch andere gerichtete Ventilatoren als Luftströmungsmittel möglich. Dies hängt auch von dem gebäudetechnisch verfügbaren Bauraum ab. Je nach Ausgestaltung des Lüftungsstrom mittels bzw. der Anordnung einer Mehrzahl von Luftströmungsmitteln kann in Abhängigkeiten der auftretenden Luftgeschwindigkeiten der sogenannte Coanda-Effekt genutzt werden, um die Frischluft möglichst weit in den Raumverbund zu befördern.
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Die Erfindung betrifft ferner ein System zum energieeffizienten Belüften eines Raumes, insbesondere eines großflächigen Büro-, Schulungs- oder Verkaufsraumes, insbesondere zum Ausführen des Verfahrens der vorstehend beschriebenen Art, wobei der Raum wenigstens eine Außenwand eines Gebäudes aufweist, die mit wenigstens einem öffenbaren und schließbaren Fenster ausgebildet ist, wobei das System umfasst:
- - wenigstens ein ansteuerbares Luftströmungsmittel, das Luft über eine ansteuerbare Luftfördervorrichtung auf einer Ansaugseite ansaugt und zu einer Luftauslassseite fördert aus der ein gerichteter Luftstrom an den Raum abgebbar ist, wobei das Luftströmungsmittel derart ausgerichtet ist, dass es mit seiner Ansaugseite in Abstand zu dem wenigstens einen Fenster diesem zugewandt und mit seiner Luftauslassseite einem fensterfernen Bereich des Raumes zugewandt ist,
- - eine Fenstersteuerung zum gesteuerten Öffnen und Schließen des wenigstens einen Fensters über einen Lüftungszeitraum; und
- - Strömungssteuerung zum Aktivieren und Deaktivieren des Luftströmungsmittels während des Lüftungszeitraums, derart, dass über das Fenster eintretende Außenluft in den fensterfernen Bereich des Raumes förderbar ist.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass das System wenigstens einen Sensor zum Erfassen wenigstens einer der folgenden Größen umfasst:
- - Raumtemperatur,
- - Intensität der Sonneneinstrahlung oder/und Außentemperatur außerhalb des Gebäudes;
- - Luftfeuchtigkeit innerhalb des Raumes,
- - Luftfeuchtigkeit außerhalb des Gebäudes,
- - CO2-Gehalt der Raumluft,
- - CO2-Gehalt der Luft außerhalb des Gebäudes
- - Sauerstoffgehalt der Raumluft,
- - Sauerstoffgehalt der Luft des Gebäudes,
- - Wetterbedingungen außerhalb des Gebäudes,
- - Akustikbelastung außerhalb des Gebäudes,
- - Tageszeit.
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Es versteht sich, dass die jeweiligen Sensoren mehrfach vorgesehen werden können, um beispielsweise die jeweiligen Parameter an verschiedenen Stellen innerhalb und außerhalb des Gebäudes zu erfassen. Ferner umfasst das System eine Steuerung, in der die verschiedenen Eingangsgrößen erfasst werden und nach Maßgabe einer Steuerungsroutine, die von einem Benutzer nach Bedarf veränderbar ist, dann das System steuert, insbesondere den Lüftungszeitraum sowie den Zeitpunkt der Lüftung und die Betriebsweise des wenigstens einen Luftströmungsmittels.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, den Lüftungszeitraum oder/und eine Betriebsdauer des wenigstens einen Luftströmungsmittels in Abhängigkeit von Raumklimaparametern zu bestimmen, wobei die Raumklimaparameter wenigstens eine der folgenden Größen umfassen:
- - Raumtemperatur,
- - Intensität der Sonneneinstrahlung oder/und Außentemperatur außerhalb des Gebäudes;
- - Luftfeuchtigkeit innerhalb des Raumes,
- - Luftfeuchtigkeit außerhalb des Gebäudes,
- - CO2-Gehalt der Raumluft,
- - CO2-Gehalt der Luft außerhalb des Gebäudes
- - Sauerstoffgehalt der Raumluft,
- - Sauerstoffgehalt der Luft des Gebäudes,
- - Wetterbedingungen außerhalb des Gebäudes,
- - Tageszeit.
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Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen System vorgesehen sein, dass in dem Raum nach Maßgabe der Raumfläche sowie der Anzahl der öffenbaren und schließbaren Fenster eine Mehrzahl von Luftströmungsmitteln vorgesehen ist, wobei vorzugsweise jedem Fenster oder zumindest einer Gruppe von Fenstern ein Luftströmungsmittel zugeordnet ist, das mit seiner Ansaugseite dem Fenster oder der Gruppe von Fenstern zugewandt ist. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass in dem Raum nach Maßgabe der Raumfläche sowie der Anzahl der öffenbaren und schließbaren Fenster eine Mehrzahl von Luftströmungsmitteln vorgesehen ist, wobei zum Belüfteten größerer Raumtiefen eine Mehrzahl von Luftströmungsmitteln derart in Reihe zueinander angeordnet ist, dass die Ansaugseite eines fensterfernen Luftströmungsmittels der Luftauslassseite eines fensternahen Luftströmungsmittels zugewandt ist.
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Hinsichtlich der räumlichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Luftströmungsmittel in einem Mindestabstand von einem diesem zugeordneten öffenbaren verschließbaren Fenster angeordnet ist, wobei der Mindestabstand vorzugsweise wenigstens 1m, wenigstens 2m oder wenigstens 3 m beträgt. Zusätzlich oder alternativ kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zwei in Reihe angeordneter Luftströmungsmittel in einem Mindestabstand zueinander angeordnet sind, wobei der Mindestabstand vorzugsweise wenigstens 1m, wenigstens 2m oder wenigstens 3 m beträgt.
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Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Luftströmungsmittel ein Ansaugrohr ein Turbinengehäuse und ein Luftauslassrohr mit einer Luftauslassöffnung aufweist. Eine Weiterbildungserfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass das Luftauslassrohr mit einer Weitwurfdüse oder als Weitwurfdüse ausgebildet ist. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung in einer Weiterbildung vorsehen, dass in dem Turbinengehäuse eine gesteuerte und/oder motorisch angetriebene Luftturbine vorgesehen ist.
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Im Folgenden werden nicht abschließende Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft beschrieben. Es stellen dar:
- 1 eine schematische Darstellung eines Raumes mit einem System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung eines als Rohrventilator ausgebildeten Luftströmungsmittels zur Erläuterung dessen Funktionsweise;
- 3 eine schematische Darstellung der Steuerung des Systems anhand von über Sensoren erfassten Parametern;
- 4 ein Beispiel eines großflächigen Raumes zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Systems gemäß einer Ausführungsvariante; und
- 5 ein Beispiel eines großflächigen Raumes zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Systems gemäß einer alternativen Ausführungsvariante.
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In 1 ist schematisch ein zu belüftender der Raum dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Dieser umfasst einen Betonboden 12, eine Betondecke 14 sowie eine Außenwand 16 eines Gebäudes 18. In der Außenwand 16 ist eine Fensteröffnung 20 mit einem öffenbaren und schließbaren Fenster 22 vorgesehen. Die Fensteröffnung ist durch einen Doppelpfeil 24 gekennzeichnet. Das Fenster ist über einen nicht näher gezeigten ansteuerbaren Öffnungs- und Schließmechanismus 26 gesteuert öffenbar und schließbar. In dem Raum 10 sind eine Mehrzahl von Arbeitsplatzinseln 28, 30 vorgesehen, wobei die Arbeitsplatzinsel 28 fensternah ist, wohingegen die Arbeitsplatzinsel 30 in größerer Entfernung von der Fensteröffnung 20 weiter tiefer im Raum aufgestellt ist. Weitere Arbeitsplatzinseln können weiter tiefer im Raum 10 angeordnet sein (nicht gezeigt).
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An der Decke 14 erkennt man zwei als Rohrventilatoren ausgebildete Luftströmungsmittel 32 und 34. Zum Aufbau des Rohrventilators 32 wird auf 2 verwiesen. Dort erkennt man, dass der Rohrventilator 32 ein Ansaugrohr 40 aufweist, das mit einer in den Raum offenen Luftansaugseite 42 versehen ist. Das Ansaugrohr 40 kann beispielsweise als Wickelfalzrohr ausgebildet sein. Es kann auch nicht näher dargestellter Weise im Inneren mit einem Schalldämpfer versehen sein oder als Ganzes schalldämpfend ausgebildet sein. Der Rohrventilator 32 umfasst ferner ein Turbinengehäuse 44, in dem eine nicht näher gezeigten motorisch angetriebene Luftturbine vorgesehen ist. Ferner umfasst der Rohrventilator 32 ein Luftauslassrohr 46 mit einer Luftauslassöffnung 48. Das Luftauslassrohr kann als Weitwurfdüse mit entsprechenden dem Fachmann bekannten strömungsmechanischen Vorkehrungen ausgebildet sein, um den Luftstrom hinreichend stark abzugeben. Im Betrieb wird die im Turbinengehäuse 44 vorgesehene Luftturbine gesteuert und motorisch angetrieben. Dadurch wird gemäß dem Pfeil 50 Luft auf der Luftansaugseite 42 in das Ansaugrohr 40 eingesaugt, durch die Luftturbine gefördert und in Form des Luftstroms 52 gerichtet über das Luftauslassrohr 46 aus der Luftauslassöffnung 48 an den Raum abgegeben.
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Wendet man sich unter diesem Verständnis des Aufbaus und der Funktionsweise des Rohrventilators 32 wieder 1 zu, so erkennt man, dass die beiden Rohrventilatoren 32 und 34 über entsprechende Befestigungsmittel 36 an der Decke 14 angebracht sind. Bei Öffnung des Fensters 22 tritt über den Lüftungsspalt ein Frischluftstrom 60 in den Raum 10 ein. Bei Aktivierung der Rohrventilatoren 32 und 34 infolge der Fensteröffnung wird während eines Lüftungszeitraum im Bereich der Decke ein Luftstrom gemäß den Pfeilen 52 und 54 erzielt. Durch geeignete Wahl eines Mindestabstands d1 des Rohrventilators 32 von der Wand 16 bzw. eines Mindestabstands d2 des Rohrventilators 34 vom Rohrventilator 32 wird erreicht, dass nicht nur ein Luftstrom im Wesentlichen parallel zur Decke 14 gemäß den Pfeilen 50 und 52 erzielt wird, sondern zusätzlich Frischluft innerhalb dieser Bereiche der Mindestabstände zwischen den Rohrventilatoren 32 und 34 gemäß den Pfeilen 62 und 64 zu den jeweiligen Arbeitsplatzinseln 28 und 30 „abfällt“ und so in diesen Bereichen für eine effiziente und angenehme Belüftung sorgt.
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In 3 erkennt man das mit Bezug auf 1 und 2 schematisch beschriebene erfindungsgemäße System zum Belüften von großflächigen Räumen schematisch dargestellt. Man erkennt eine zentrale Steuereinheit 70, die mit einem Computer 72 als Schnittstelle zu einem Benutzer gekoppelt oder koppelbar ist.
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Beispielsweise kann die Steuereinheit als digitaler Controller ausgeführt sein, in dem verschiedene Anwendungsfälle und Belüftungsprogramme als vorbestimmte Steuerprogramme, in Form einer vorher festgelegten „Map“ oder Konfiguration in einem Speicher hinterlegt sind, die sich dann über eine Bedienungseinheit abrufen lassen. Es ist auch denkbar, dass eine Steuerung bzw. Regelung vorgesehen ist, die vollautomatisch nach Maßgabe erfasster Parameter, beispielsweise über nachfolgend beschriebene Sensoren, und gegebenenfalls unter Berücksichtigung eine Eingabe über die Bedienungseinheit dann das jeweils gewünschte Belüftungsprogramm auswählt.
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Ferner umfasst das System eine Reihe von Sensoren S1, S2, S3, ..., Sn, mit denen verschiedene Parameter erfasst werden können und der zentralen Steuereinheit zugeführt werden. Diese Parameter sind beispielsweise einzelne oder alle der im folgenden aufgelisteten Parameter:
- - Raumtemperatur,
- - Intensität der Sonneneinstrahlung oder/und Außentemperatur außerhalb des Gebäudes;
- - Luftfeuchtigkeit innerhalb des Raumes,
- - Luftfeuchtigkeit außerhalb des Gebäudes,
- - CO2-Gehalt der Raumluft,
- - CO2-Gehalt der Luft außerhalb des Gebäudes
- - Sauerstoffgehalt der Raumluft,
- - Sauerstoffgehalt der Luft des Gebäudes,
- - Wetterbedingungen außerhalb des Gebäudes,
- - Lärm- bzw. Akustikbelastung außerhalb des Gebäudes
- - Tageszeit.
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Dabei kann beispielsweise die Raumtemperatur an mehreren verschiedenen Stellen innerhalb des zu belüftenden Raumes über eine Mehrzahl von entsprechend positionierten Temperatursensoren erfasst werden, umso gezielt eine Ansteuerung mehrerer Luftströmungsmittel zu erreichen. Gleiches gilt für die Parameter Luftfeuchtigkeit, CO2-Gehalt der Raumluft, Sauerstoffgehalt der Raumluft etc. Es lässt sich auch außerhalb des Gebäudes zur Ermittlung einer geeigneten Dauer einer Fensteröffnung an verschiedenen Stellen die Außentemperatur mit einer Mehrzahl von Sensoren erfassen, beispielsweise um je nach Intensität der aktuellen Sonneneinstrahlung die Fensteröffnung hinsichtlich Zeitpunkt und Dauer gezielt zu steuern. Bei hoher Sonneneinstrahlung und dementsprechend hohe Außentemperatur sieht das System - wenn überhaupt - eine kürzere Lüftungsdauer vor, als bei geringerer Sonneneinstrahlung. Auch eine externe Lärm- bzw. Geräuschbelastung, beispielsweise bedingt durch ein höheres Verkehrsaufkommen, kann mittels eines Akustiksensors erfasst werden und Einfluss auf die Lüftungsdauer haben. Hierzu kann ein gesonderter Akustiksensor Sn vorgesehen sein.
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Ferner erkennt man in 3 eine Mehrzahl von Fenstern 201, 202, 203, ... 20n mit von der zentralen Steuereinheit 70 ansteuerbaren zugeordneten Öffnungs- und Schließmechanismen 261, 262, 263, ... 26n. Darüber hinaus erkennt man in 3 eine Mehrzahl von Luftströmungsmitteln 321, 322, 323, ... 32n mit von der zentralen Steuereinheit 70 ansteuerbaren zugeordneten Luftströmungsmittelcontrollern 381, 382, 383, ... 38n. Nach Maßgabe der über die Sensoren S1, S2, S3, ..., Sn erfassten Parameter sowie nach Maßgabe der über die Schnittstelle 72 zum Benutzer vorgenommenen Einstellungen ermittelt die zentrale Steuereinheit 70 geeignete Zeitpunkte und Dauern von Lüftungsintervallen für die Fenster 201, 202, 203, ... 20n und steuert die jeweils zugeordneten Öffnungs- und Schließmechanismen 261, 262, 263, ... 26n entsprechend an. Parallel hierzu werden die jeweiligen Luftströmungsmittelcontroller 381, 382, 383, ... 38n der Luftströmungsmittel 321, 322, 323, ... 32n von der zentralen Steuereinheit 70 angesteuert, um deren Betriebsdauer und Intensität des Luftstroms einzustellen.
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Alternativ zu den Luftströmungsmittelcontrollern 381, 382, 383, ... 38n kann auch eine zentrale Steuerung 70 vorgesehen werden, wobei dann die einzelnen Luftströmungsmittelcontrollern 381, 382, 383, ... 38n entfallen können.
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Demnach kann gezielt über eine Fensterlüftung mit dem beschriebenen System eine Belüftung von großflächigen Räumlichkeiten auch in fensterfernen Bereichen erfolgen.
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4 zeigt eine Auslegungsvariante für einen großflächigen Raum 80 mit einer einseitigen Fensterfront an der Außenwand 82. Die übrigen Wände 84, 86 und 88 des Raumes 80 sind Innenwände. Man erkennt in dem Raum parallel zur Außenwand 82 drei Reihen 90, 92, 94 von jeweils drei doppelt besetzten Arbeitsplatzinseln, wobei die Arbeitsplatzinseln der Reihen 90, 92, 94 vorschriftsmäßig in hinreichendem Abstand voneinander entfernt angeordnet sind. In den beiden Seitenwänden 84 und 86 ist jeweils eine Tür 96 und 98 vorgesehen. Ferner erkennt man, dass die Außenwand 82 insgesamt sechs öffenbaren und schließbar Fenster 201 bis 206 aufweist. Diese sind über die nicht näher gezeigte zentrale Steuereinheit mit entsprechenden Öffnungs- und Schließmechanismen öffenbar und schließbar, wie mit Bezug auf 3 beschrieben. Darüber hinaus erkennt man auch eine Reihe von insgesamt sechs als Rohrventilatoren ausgebildeten Luftströmungsmitteln 321 bis 326, die an der Raumdecke angebracht sind, wie etwa in 1 gezeigt. Jedem Fenster 201 bis 206 ist eines der Luftströmungsmitteln 321 bis 326 zugeordnet, wobei jedes der Luftströmungsmitteln 321 bis 326 in Richtung der Raumtiefe, d. h. im wesentlichen senkrecht zu Erstreckungsrichtung der Außenwand 82 ausgerichtet ist, um einen deckennahen Luftstrom von den Fenstern 201 bis 206 in fensterferne Bereiche des Raumes 80. Auch dies ist in 1 gezeigt und erläutert.
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Mit der Ausgestaltung gemäß 3 lässt sich auch in fensterfernen Bereichen etwa in der Reihe 94 der Arbeitsplatzinseln nahe der Innenwand 88 eine effiziente Belüftung erzielen. Zusätzlich könnte auch als Option zur weiteren Verbesserung der Belüftung zwischen den beiden Reihen 92 und 94 der der Arbeitsplatzinseln an der Decke noch eine Reihe von Luftströmungsmitteln 341 bis 346 (siehe 1, in 3 jedoch nicht gezeigt) deckennah angeordnet werden.
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In 5 erkennt man eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die gegenüber der Ausgestaltung der 4 dahingehend abweicht, dass bei dem dort gezeigten Raum 100 auch die Wand 84 als Außenwand mit fünf zusätzlichen Fenstern 207 bis 2011 ausgebildet ist. Die drei Reihen 90, 92, 94 mit Arbeitsplatzinseln sind in gleicher Weise angeordnet. Aufgrund der Tatsache, dass jedoch eine Belüftung über die Fenster 201 bis 2011 an zwei Außenwänden stattfinden kann, kann das System mit den Luftströmungsmitteln anders ausgestaltet werden. Es finden sich bei dieser Ausführungsvariante eine erste Reihe von Luftströmungsmitteln 321 bis 325 zwischen den beiden Reihen 90 und 92 der Arbeitsplatzinseln. Ferner finden sich zwei Luftströmungsmittel 341 und 342 zwischen den beiden Reihen 92 und 94 der Arbeitsplatzinseln. Zusätzlich ist noch ein weiteres Luftströmungsmittel 35 im wesentlichen senkrecht zur Außenwand 84 fluchtend mit dem Fenster 2010 deckennah angeordnet.
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Das erfindungsgemäße System kann je nach Größe und Geometrie der Räume und je nach Position der öffenbaren und schließbaren Fenster ausgelegt werden. Es ist hinsichtlich seiner Ausgestaltung und Ansteuerung flexibel und kann auch bei bestehenden Gebäuden mit relativ geringem Aufwand nachgerüstet werden. Insbesondere im Hinblick auf die Flexibilität der Ansteuerung, nicht zuletzt auch im Zusammenhang mit der eingangs beschriebenen Möglichkeit zur Ausnutzung einer Nachtauskühlung bietet das System im Vergleich zur aufwändigen Klimatisierungsanlagen erhebliche Vorteile.
