DE202017007581U1

DE202017007581U1 - Reduzierung der Feinstaubkonzentration in einem Gebäude

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Publication number: DE202017007581U1
Application number: DE202017007581.4U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schweiz AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2027-04-13

Abstract

System zur Reduzierung der Feinstaubbelastung in einem Gebäude mit mehreren Räumen, wobei das System aufweist
- eine HVAC-Anlage (HVAC) mit einer Mehrzahl von Lüftungskanälen (11), von Luftfiltern (12) sowie von ansteuerbaren Lüftern (13) und Luftklappen (14) zur Einstellung der zugeführten Außenluftmenge sowie des Filtergrads der Außenluft und/oder der im Gebäude umgewälzten Umluft, und ggf. zur Heizung und/oder zur Kühlung des Gebäudes,
- ein Gefahrenmeldeanlage (GMA), insbesondere eine Brandmeldeanlage, welche im Gebäude installiert ist und welche eine Gefahrenmeldezentrale (1), ein daran zumindest mittelbar angeschlossenes leitungsgebundenes und/oder drahtloses Bussystem (ML) sowie zumindest einen Feinstaubmelder (2) aufweist, wobei der zumindest eine Feinstaubmelder (2) in zumindest einem Teil der Räume des Gebäudes zur fortlaufenden Erfassung einer Feinstaubkonzentration (PM) an das Bussystem (ML) angeschlossen ist, und
- eine HVAC-Zentrale (10), welche einerseits datentechnisch zur Steuerung der HVAC-Anlage (HVAC) und andererseits datentechnisch mit der Gefahrenmeldezentrale (1) verbunden ist, wobei die HVAC-Zentrale (10) dazu eingerichtet oder programmiert ist, auf Basis der von Feinstaubmeldern (2) über die Gefahrenmeldezentrale (1) empfangenen Feinstaubkonzentrationen (PM) die Drehzahl der jeweiligen Lüfter (13), den Filtergrad der jeweiligen Luftfilter (12) und/ oder die Drehstellung der jeweiligen Luftklappen (14) für die Außen-/Umluftführung zu ändern, um die Feinstaubbelastung im Gebäude zu reduzieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Reduzierung der Feinstaubbelastung in einem Gebäude, wobei das Gebäude eine HVAC-Anlage mit einer Mehrzahl von Lüftungskanälen, von Luftfiltern sowie von ansteuerbaren Lüftern und Luftklappen zur Einstellung der zugeführten Außenluftmenge sowie der im Gebäude umgewälzten Umluft, und gegebenenfalls zur Heizung und/oder zur Kühlung des Gebäudes umfasst.
Die Menge und die Konzentration von Feinstaub in der Luft sind wichtige Faktoren bei der Bestimmung der Luftqualität. Die Feinstaubbelastung wird bestimmt durch Abgase von Verbrennungsmotoren im Straßenverkehr, durch ungefilterte Kohlekraftwerke sowie durch die Emissionen von Heizungsanlagen.
Eine besondere Bedeutung bei der Bestimmung der Feinstaubbelastung wird der Partikelgrösse zugewiesen. Dabei gilt, dass die Gefährlichkeit von Feinstaubpartikel für den Menschen umso höher ist, je kleiner die Partikel sind. Der sogenannte PM-Standard (Particulate Matter) stellt eine allgemein anerkannte Kategorisierung für die Feinstaubpartikelgrösse dar. Hat ein Feinstaubpartikel einen aerodynamischen Durchmesser von 10 oder weniger Mikrometern (pm), fällt der Partikel in die Kategorie PM10. Oftmals wird für die Messung der Feinstaubdetektion die Norm EN 12341 herangezogen, die festlegt, wie die PM10-Fraktion von Schwebstaub zu ermitteln ist. In der EU ist dieser Standard seit 2005 gültig.
Der PM10-Wert ist allerdings keine scharfe Grenze des aerodynamischen Durchmessers der Teilchen. Vielmehr wurde versucht das Abscheideverhalten der oberen Atemwege nachzubilden. Deshalb werden für den PM10 Wert alle Partikel <1µm einbezogen, die größeren Partikel (1-10µm) aber nur zu einem bestimmten Prozentanteil, der dann bei 15µm 0% erreicht. Die Mittelung dieser Gewichtungsfunktion entspricht dann ca.10 µm. Eine Verschärfung wurde mit dem „PM2.5“ Standard eingeführt, welche alle lungengängigen Partikel mit einbezieht. Eine nochmals verschärfte Version des Standards befasst sich mit Teilchen welche <0.1 µm klein sind.

Die Feinstaubbelastung nimmt vor allem in Ballungsräumen, wie z.B. in Beijing oder Warschau, immer mehr zu und wird zu einem gesundheitlichen wie auch volkswirtschaftlichem großem Problem. Besonders hoch ist die Feinstaubbelastung in China. Nach Angaben des Ministry of Environmental Protection of China (MEP) liegt der PM2.5-Grenzwert bei 75 µg/m³. Dieser Grenzwert wird, wie z.B. in Beijing, regelmäßig überschritten. Tatsächlich erreichen die Feinstaubwerte ein Mehrfaches des gesetzlichen Grenzwerts (siehe nachstehende Tabelle). Tabelle :

Luftverschmutzung in China 2013 nach PM2.5 (Top 20 Städte)
Platz	Stadt	Provinz	Jahresmittel	Höchstwert
1	Xingtai	Hebei	155.2 µg/m3	688 µg/m³
2	Shijiazhuang	Hebei	148.5 µg/m³	676 µg/m3
3	Baoding	Hebei	127.9 µg/m³	675 µg/m³
4	Handan	Hebei	127.8 µg/m³	662 µg/m³
5	Hengshui	Hebei	120.6 µg/m³	712 µg/m³
6	Tangshan	Hebei	114.2 µg/m³	497 µg/m³
7	Jinan	Shandong	114.0 µg/m³	490 µg/m³
8	Langfang	Hebei	113.8 µg/m³	772 µg/m³
9	Xian	Shanxi	104.2 µg/m³	598 µg/m³
10	Zhengzhou	Henan	102.4 µg/m³	422 µg/m³
11	Tianjin	Tianjin	95.6 µg/m³	394 µg/m³
12	Cangzhou	Hebei	93.6 µg/m³	380 µg/m³
13	Peking	Peking	90.1 µg/m³	646 µg/m³
14	Wuhan	Hubei	88.7 µg/m³	339 µg/m³
15	Chengdu	Sichuan	86.3 µg/m³	374 µg/m³
16	Urumqi	Xinjiang	85.2 µg/m³	387 µg/m³
17	Hefei	Anhui	84.9 µg/m³	383 µg/m³
18	Taizhou	Jiangsu	80.9 µg/m³	474 µg/m³
19	Taizhou	Jiangsu	80.8 µg/m³	513 µg/m³
20	Changsha	Hunan	79.1 µg/m³	325 µg/m³

Die Feinstaubbelastung macht keinen Halt vor Gebäuden, wie z.B. vor Bürogebäuden, Fertigungshallen oder Wohngebäuden, da über Klima- und Lüftungsanlagen auch „Frischluft“ angesaugt wird. Je nach Auslegung sowie Anordnung und Verteilung der Luftkanäle der gesamten Klima- und Lüftungsanlage erfolgt eine unterschiedliche Feinstaubbelastung in den einzelnen Räumen des Gebäudes.
Der apparative Aufwand zur Ermittlung der aktuellen Feinstaubkonzentration ist dabei sehr hoch. Bekannt ist auch, dass - zumindest teilweise - pro Raum ganze Gerätschaften aufgestellt werden, nur um die Feinstaubkonzentration pro Raum unter Kontrolle zu halten.
Zur Abhilfe dieses Problems wird die Bevölkerung aufgefordert, einen Mundschutz zu tragen oder im Gebäude zu bleiben bzw. nicht ins Freie zu gehen.
Aus der internationalen Veröffentlichung WO 2015/036204 A1 der Anmelderin ist ein Detektionsgerät zur Feinstaubbestimmung bekannt.
Aus der chinesischen Offenlegungsschrift CN 104 296 362 A ist eine Gebäudeluftfilteranlage bekannt, die nach der PM2.5-Außenluftkonzentration geregelt wird. Sie umfasst einen Grobfilterkanal, einen Feinfilterkanal, einen Lüfter für einen Outdoor- und Indoor-Partikelsensor, zwei ansteuerbare Luftventile sowie eine Steuereinheit. Der Grobfilterkanal und der Feinfilterkanal sind parallel geschaltet. Beide Filterkanäle sind zwischen dem Lufteintritts- und Luftaustrittsende des Luftkanals angeordnet. Mittels der dortigen Steuereinheit kann die am Lufteintrittsende einströmende Luft mittels der Luftventile wahlweise über das Grob- oder über das Feinfilter geführt werden. Mit der dortigen Vorrichtung kann die Filtereffizienz und die Betriebssicherheit gewährleistet werden.
Aus der chinesischen Offenlegungsschrift CN 103 499 123 A ist ein Luftreiniger bekannt, der aus einem PM2.5-Sensor, einer Tastatur, einem Display, einer Soundbox, einem Speichergerät und einer USB-Schnittstelle besteht. Im Arbeitsmodus kann der Luftreiniger die PM2.5-Feinstaubpartikelkonzentration in der Luft detektierten und die Luft reinigen. Der Luftreiniger kann unabhängig davon Musik spielen.
Aus der der Internationalen Patentanmeldung WO 2015/161471 A1 ist eine tragbare Smogwarnvorrichtung mit einer Batterie, einem Smog-Detektor, einem Steuermodul und einem Warnmodul bekannt. Der Smog-Detektor dient zur Echtzeiterfassung der PM2.5-Konzentration. Wird ein vorgegebener Schwellenwert überschritten, so wird eine Warninformation an das Warnmodul zur Ausgabe eines Warnsignals ausgegeben.
Aus der chinesischen Offenlegungsschrift CN 106 288 151 A ist ein Verfahren zur Steuerung eines Luftreinigers bekannt. Der Luftreiniger umfasst eine Partikeladsorptionsvorrichtung und einen Partikelsensor. Bei dem Verfahren wird der Luftreiniger gestoppt, die Partikelkonzentration des Raumklimas seit dem letzten Start ermittelt und der Luftreiniger in Abhängigkeit davon wieder gestartet. Dadurch wird sichergestellt, dass der Luftreiniger automatisch zur richtigen Zeit gestartet wird, um die Qualität der Innenluft zu verbessern.
Aus der veröffentlichten Patentanmeldung US 2017/0082305 A1 ist eine Luftreinigungsvorrichtung bekannt, die ein Stellglied für den Luftströmungspfad und einen Primärfilter umfasst. Das Stellglied ist in der Lage, den Pfad des Luftstroms innerhalb der Luftreinigungsvorrichtung so zu ändern, dass die Luft, die den Primärfilter im Bypass umgeht oder durch ihn hindurchgeht, aktiviert wird.
Aus der US-Patentanmeldung 2015/0061877 A1 ist ein drahtloses Sensorsystem 100 mit einer Vielzahl von batteriebetriebenen Sensoreinheiten 102-106 bekannt, die über Repeater 110-111 mit einer Basiseinheit 112 kommunizieren (1). Die Sensoreinheiten weisen einen Sensor 201 zur Erfassung von Rauch, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Feuchtigkeit, Wasser, Wassertemperatur, Kohlenmonoxid, Erdgas, Propangas, Radon, giftigen Gasen usw. auf. Die Sensoreinheiten können in einem Gebäude, einer Wohnung, einem Büro, einem Wohnhaus usw. platziert werden. In der dortigen 9 ist ein optischer Rauchsensor 900 mit einer Rauchmesskammer 901 als Beispiel für einen solchen Sensor 201 gezeigt. Die Rauchmesskammer kann mit einem optionalen Lüfter 930, wie ein Rotationslüfter oder piezoelektrischer Lüfter, ausgestattet sein, um vorteilhaft den Austausch von Luft/Rauch zwischen der Rauchmesskammer und dem umgebenden Raum hin zum Sensor zu erhöhen. In einer Ausführungsform wird der Lüfter von einem Controller 202 der Sensoreinheit so gesteuert, dass der Controller bestimmt, wann und ob der Lüfter betrieben wird. Weiterhin wird optional ein Ausgangssignal von einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage (HVAC) an der Sensoreinheit bereitgestellt, um auf den Betrieb der HVAC-Anlage aufmerksam zu machen. Wenn die HVAC-Anlage ein- oder ausgeschaltet wird, ändern sich die Luftströmungsmuster im Raum und damit auch die Art und Weise, in der sich Rauch, brennbare Gase oder toxische Gase verändern.
Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ein System zur Reduzierung der Feinstaubbelastung, insbesondere auf gesundheitlich vertretbare Grenzwerte, in einem Gebäude anzugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Systems sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem System zur Reduzierung der Feinstaubbelastung in einem Gebäude gelöst, wobei das Gebäude mehrere Räume umfasst. Das System weist eine HVAC-Anlage mit einer Mehrzahl von Lüftungskanälen, von Luftfiltern sowie von ansteuerbaren Lüftern und Luftklappen zur Einstellung der zugeführten Außenluftmenge sowie des Filtergrads der Außenluft und/oder der im Gebäude umgewälzten Umluft sowie gegebenenfalls zur Heizung und/oder zur Kühlung des Gebäudes auf. Das System weist eine Gefahrenmeldeanlage auf, insbesondere eine Brandmeldeanlage, welche im Gebäude installiert ist und welche eine Gefahrenmeldezentrale, ein daran zumindest mittelbar angeschlossenes leitungsgebundenes und/oder drahtloses Bussystem sowie zumindest einen Feinstaubmelder aufweist. An dem Bussystem, welches auch als Melderbus bezeichnet wird, können neben den Feinstaubmeldern eine Mehrzahl von Rauchmeldern sowie eine Mehrzahl von optischen Alarmgebern wie Blitzleuchten, eine Mehrzahl von akustischen Alarmgebern wie Soundern und/oder eine Mehrzahl von kombinierten optischen/akustischen Alarmgebern wie sogenannte Sounder/Beacon angeschlossen sein. Der zumindest eine Feinstaubmelder ist in zumindest einem Teil der Räume des Gebäudes zur fortlaufenden Erfassung einer Feinstaubkonzentration an das Bussystem angeschlossen. Eine HVAC-Zentrale, welche einerseits datentechnisch zur Steuerung der HVAC-Anlage und andererseits datentechnisch mit der Gefahrenmeldezentrale verbunden ist, ist dazu eingerichtet oder programmiert, auf Basis der von den Feinstaubmeldern über die Gefahrenmeldezentrale empfangenen Feinstaubkonzentrationen die Drehzahl der jeweiligen Lüfter, den Filtergrad der jeweiligen Luftfilter und/oder die Drehstellung der jeweiligen Luftklappen für die Außen-/Umluftführung zu ändern, um die Feinstaubbelastung im Gebäude bzw. in den jeweiligen Räumen des Gebäudes zu reduzieren.
Der Kern der Erfindung liegt somit in der übergeordneten Erfassung der Feinstaubbelastung in einem Gebäude und in der zielgerichteten Alarmierung der dort anwesenden Personen sowie in zielgerichteten lüftungstechnischen Maßnahmen, um die Feinstaubbelastung im Gebäude zu reduzieren.
Hierzu kann die Umwälzgeschwindigkeit reduziert werden, auf Umluftbetrieb geschaltet werden, sodass keine Außenluft bzw. „Frischluft“ mehr ins Gebäude gelangt, oder ein Feinstaubfilter in den Ansaugbereich der Außenluft oder in die umgewälzte Luft geschaltet werden. Der Feinstaubfilter kann als Bypass geschaltet sein, über den bedarfsweise die Außenluft oder die umgewälzte Luft geführt wird. Die lüftungstechnischen Maßnahmen können in Abhängigkeit der lüftungs- und klimatechnischen Ausrüstung des Gebäudes lokal oder für das gesamte Gebäude erfolgen, wie z.B. durch Ansteuerung von Lüftungsklappen oder Lüftern einer jeweiligen Gebäudezone.
Der Luftfilter ist vorzugsweise ein Mikrofilter, der geeignet ist Feinstaub der Kategorie PM10 und PM2.5 wirksam auszufiltern. Der Filtergrad liegt vorzugsweise im Bereich von 0 % bis zu einem Wert von weniger als 100 %, wie z.B. von weniger als 90 %, 95% oder 98%. Ein Filtergrad von 0 % bedeutet, dass die zu filternde Luft, wie z.B. die Außenluft oder die Umluft, ungefiltert bleibt. Die Einstellung des Filtergrads eines Luftfilters erfolgt vorzugsweise durch die Drehstellung einer Luftklappe, welche je nach Drehstellung den Luftfilter mehr oder weniger als Bypass zum Lüftungskanal schaltet, durch den die zu filternde Luft gefördert wird.
Alternativ umfasst das System eine Cloud-Infrastruktur mit einer Datenbank und mit zumindest einer Cloud-Service-Applikation oder mit zumindest einem Webservice, bereitgestellt durch die Cloud-Infrastruktur. Das System weist weiter eine HVAC-Zentrale zur Steuerung der HVAC-Anlage auf, welche über eine Internetverbindung mit der Cloud-Infrastruktur verbunden und dazu programmiert ist, aktuelle Einstellwerte für die Drehzahl der jeweiligen Lüfter, für den Filtergrad der jeweiligen Luftfilter und/oder für die Drehstellung der jeweiligen Luftklappen von der Cloud-Service-Applikation oder vom Webservice zu empfangen und mit diesen die jeweiligen Lüfter und Luftklappen anzusteuern. Weiterhin weist das System zumindest einen IoT-fähigen Feinstaubmelder auf, der in zumindest einem Teil der Räume des Gebäudes angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine fortlaufend erfasste Feinstaubkonzentration über eine Internetverbindung in der Datenbank der Cloud-Infrastruktur zu speichern. Die Cloud-Service-Applikation oder der Webservice ist dazu programmiert, auf Basis der in der Datenbank gespeicherten Feinstaubkonzentrationen eine geänderte Drehzahl der jeweiligen Lüfter, einen geänderter Filtergrad der jeweiligen Luftfilter und/oder eine geänderte Drehstellung der jeweiligen Luftklappen für die Außen-/Umluftführung zu ermitteln, um dadurch die Feinstaubbelastung im Gebäude zu reduzieren.
Nach einer Ausführungsform weist ein jeweiliger Feinstaubmelder eine optische und/oder akustische Alarmgebereinheit auf und ist dazu eingerichtet, bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts für die Feinstaubbelastung im jeweiligen Raum des Gebäudes eine optische und/oder akustische Feinstaubalarmierung auszugeben.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge ist die Funktionalität eines Feinstaubmelders in einen in seiner Funktionalität erweiterten Feinstaub-/Rauchmelder als kombinierte Baueinheit integriert.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist der kombinierte Feinstaub-/Rauchmelder dazu eingerichtet, eine fortlaufend erfasste Feinstaubkonzentration zumindest mittelbar an eine übergeordnete HVAC-Zentrale zu übertragen. Zudem ist er dazu eingerichtet, im Falle eines detektierten Brandes einen Brandalarm an eine übergeordnete Gefahrenmeldezentrale, insbesondere an eine Brandmeldezentrale, auszugeben.
Wird ein Grenzwert der Feinstaubkonzentration überschritten, so kann dies optisch oder akustisch am Feinstaubmelder angezeigt werden. Über einen solchen Rauchmelder kann eine zusätzliche Meldung ‚Feinstaub‘ getriggert werden. Eine Feinstaubmeldung bzw. Feinstaubalarm wird je nach vorliegender Feinstaubkonzentration erzeugt. Auf diese Meldung bzw. auf diesen Alarm hin können sich Brandmeldezentralen, HVAC-Zentralen, Management-Stations, cloud-basierte Logic-Engines oder HVAC-Controller referenzieren und entsprechende Steuerungen auslösen.
Alternativ dazu kann der kombinierte Feinstaub-/Rauchmelder ein IoT-fähiger Feinstaub-/Rauchmelder sein und dazu eingerichtet sein, eine fortlaufend erfasste Feinstaubkonzentration an eine Cloud-Service-Applikation oder an einen Webservice, bereitgestellt durch eine Cloud-Infrastruktur, zu übertragen oder in einer von der Cloud-Infrastruktur bereitgestellten Datenbank zu speichern. Weiterhin ist der kombinierte Feinstaub-/Rauchmelder dazu eingerichtet, im Falle eines detektierten Brandes einen Brandalarm an eine übergeordnete Gefahrenmeldezentrale, insbesondere an eine Brandmeldezentrale, auszugeben.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden am Beispiel der nachfolgenden Figur erläutert.
Mit HVAC ist eine HVAC- oder HLK-Anlage bezeichnet, die in einem Gebäude installiert ist. Sie umfasst eine Mehrzahl von im Gebäude und in den Räumen des Gebäudes installierte Lüftungskanäle 11, Lüfter 13 zur Förderung von Außenluft oder von Umluft sowie eine Mehrzahl von Luftfiltern 12 zur Filterung der Außenluft und/oder der im Gebäude umgewälzten Umluft. Die Lüfter 13 sind über eine HVAC-Zentrale 10 der HVAC-Anlage HVAC ein- und ausschaltbar. Sie können auch dazu eingerichtet sein, mit einer von der HVAC-Zentrale 10 vorgegebenen veränderbaren Lüfterdrehzahl betrieben zu werden. Der beispielhaft gezeigte Luftfilter 12 ist im gezeigten Lüftungskanal 11 als Bypass geschaltet und in seinem Filtergrad einstellbar. Erreicht wird dies durch eine geänderte Einstellung der dortigen Luftklappe 14, gesteuert durch die HVAC-Zentrale 10. Dadurch ist entsprechend der eingestellten Drehstellung der Luftklappe 14 ein vollständiges Abschalten bis zu einem vollständigen Zuschalten des Luftfilters 12 zur Filterung der durch den Luftfilter 12 hindurchströmenden Außenluft oder Umluft auf Feinstaub hin möglich.
Mit GMA ist eine Gefahrenmeldeanlage bzw. eine Brandmeldeanlage bezeichnet. Im Beispiel sind eine drahtlose Brandmeldeanlage GMA sowie eine leitungsgebundene Brandmeldeanlage GMA gezeigt. Im ersten Fall sind zwei drahtlose Feinstaubmelder 2, ein drahtloser Rauchmelder 3 und ein drahtloser Feinstaub-/Rauchmelder 4 über ein Gateway GW mittelbar drahtlos mit einer Gefahrenmelderzentrale 1 verbunden, jeweils symbolisiert durch ein Antennensymbol. Im zweiten Fall sind zwei leitungsgebundene Feinstaubmelder 2, ein Rauchmelder 3, ein Feinstaub-/Rauchmelder 4 sowie ein Alarmgeber 5 an einer gemeinsamen Melderleitung ML als Bussystem an die Gefahrenmeldezentrale 1 angeschlossen. In beiden Fällen können die Feinstaubmelder 2 oder Feinstaub-/Rauchmelder 4 optische und akustische Alarmierungseinheiten 6, 7 aufweisen. Über das drahtlose wie leitungsgebundene Bussystem ML können jeweilige Feinstaubkonzentrationen PM sowie ein jeweiliger Bandalarm bzw. Branddetektionslevel DL an die Gefahrenmeldezentrale 1 übertragenen werden. In umgekehrter Richtung kann die Gefahrenmeldezentrale 1 einen Feinstaubalarm FAL sowie einen Brandalarm DL auf das Bussystem ML ausgeben, um diese FAL, DL vorort über die optischen und akustischen Alarmierungseinheiten 6, 7 auszugeben. Die jeweiligen Feinstaubkonzentrationen PM sowie ein Feinstaubalarm FAL können über eine Internetverbindung INT auch drahtlos von der Gefahrenmeldezentrale 1 an ein mobiles Gerät 20, insbesondere an ein Smartphone, ausgegeben und dort mittels einer geeigneten Applikation APP auf einem Display DIS angezeigt und/oder optisch/akustisch alarmiert werden.
Die Gefahrenmeldezentrale 1 kann gemäß der Erfindung dazu eingerichtet oder programmiert (PRG1) sein, die empfangenen Feinstaubkonzentrationen PM an die HVAC-Zentrale 10 weiterzuleiten, sodass letztere darauf die Drehzahl der jeweiligen Lüfter 13, der Filtergrad der jeweiligen Luftfilter 12 und/ oder die Drehstellung der jeweiligen Luftklappen 14 für die Außen-/Umluftführung ändern oder anpassen kann, um die Feinstaubbelastung im Gebäude, d.h. in den jeweiligen durch lufttechnische Maßnahmen im Gebäude erreichbaren Räumen, zu reduzieren. Die Durchführung der Feinstaubreduzierung wird mittels einer auf der HVAC-Zentrale 10 durch eine prozessorgestützte Steuereinheit erreicht, auf der eine geeignete Software PRG2 geladen ist. Zudem kann die HVAC-Zentrale 10 dazu eingerichtet oder programmiert sein (PRG2), auf umgekehrtem Wege basierend auf den empfangenen Feinstaubkonzentrationen PM einen jeweiligen Feinstaubalarm FAL an die Gefahrenmeldezentrale 1 auszugeben, falls ein jeweiliger Feinstaubgrenzwert in einem oder in mehreren Räumen überschritten worden ist. Die Gefahrenmeldezentrale 1 kann zudem dazu eingerichtet oder programmiert (PRG1) sein, einen empfangenen Feinstaubalarm FAL an die mit ihr verbundenen Feinstaubmelder 2, Feinstaub-/Rauchmelder 4 oder an die Alarmgeber 5 auszugeben.
Die Alarmgeber 5 können eingerichtet sein, einen sich optisch und/oder akustisch voneinander unterscheidenden Brandalarm DL oder Feinstaubalarm FAL auszugeben, wie z.B. durch unterschiedliche Lautstärke, Blitzfrequenz, Blitzfarbe, Tonhöhe.
Alternativ kann die Gefahrenmeldezentrale 1 dazu eingerichtet oder programmiert (PRG1) sein, geänderte Einstellwerte SET für die Drehzahl der Lüfter 13, für den Filtergrad der jeweiligen Luftfilter 12 und/oder für die Drehstellung der jeweiligen Luftklappen 14 für die Außen-/Umluftführung zur Reduzierung der Feinstaubbelastung im Gebäude zu ermitteln und lediglich diese Einstellwerte SET an die HVAC-Zentrale 10 auszugeben. In diesem Fall gibt die HVAC-Zentrale 10 die entsprechenden Stellbefehle direkt an die Lüfter 13 und Luftklappen 14 aus.
Im oberen Teil der Figur ist eine Cloud-Infrastruktur CLOUD gezeigt, durch welche eine Datenbank DB zur Speicherung von empfangenen Feinstaubkonzentrationen PM sowie zumindest eine Cloud-Service-Applikation CSA oder Webservice bereitgestellt wird. Erfindungsgemäß sind die Feinstaubmelder 2 sowie die Feinstaub-/Rauchmelder 4 und gegebenenfalls die Rauchmelder 3 und die Alarmgeber 5 IoT-fähig. Sie können über eine drahtlose Internetverbindung INT, wie z.B. über WLAN, Bluetooth, 6LoWPAN, 3G, LTE, EDGE) oder über eine leitungsgebundene Internetverbindung INT, wie z.B. über Ethernet (LAN), eine datentechnische Verbindung mit der Cloud-Infrastruktur CLOUD aufnehmen. Die IoT-Feinstaubmelder 2 und IoT-Feinstaub-/Rauchmelder 4 sind dazu eingerichtet, eine jeweilige fortlaufend erfasste Feinstaubkonzentration PM in der Cloud-Infrastruktur CLOUD, vorzugsweise in der dort bereitgestellten Datenbank DB abzuspeichern. Auf Basis dieser Feinstaubkonzentrationen PM werden mittels der Cloud-Service-Applikation CSA oder des Webservices eine geänderte Drehzahl der jeweiligen Lüfter 13, ein geänderter Filtergrad der jeweiligen Luftfilter 12 und/oder eine geänderte Drehstellung der jeweiligen Luftklappen 14 für die Außen-/Umluftführung ermittelt, um die Feinstaubbelastung im Gebäude, d.h. in den jeweiligen Räumen, zu reduzieren. Die dann ermittelten Einstellwerte SET werden von der Cloud-Service-Applikation CSA oder vom Webservice über eine Internetverbindung INT an die HVAC-Zentrale 10 weitergeleitet. Letztere gibt die entsprechenden Stellbefehle wieder direkt an die Lüfter 13 und Luftklappen 14 aus. Die Cloud-Service-Applikation CSA oder der Webservice können zudem programmiert sein, um die jeweiligen in der Cloud-Infrastruktur CLOUD bzw. in der Datenbank DB gespeicherten jeweiligen Feinstaubkonzentrationen PM oder einen Feinstaubalarm FAL, wie zuvor beschrieben, an das mobile Gerät 20 zu übertragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015036204 A1 [0009]
CN 104296362 A [0010]
CN 103499123 A [0011]
WO 2015161471 A1 [0012]
CN 106288151 A [0013]
US 20170082305 A1 [0014]
US 20150061877 A1 [0015]

Claims

System zur Reduzierung der Feinstaubbelastung in einem Gebäude mit mehreren Räumen, wobei das System aufweist - eine HVAC-Anlage (HVAC) mit einer Mehrzahl von Lüftungskanälen (11), von Luftfiltern (12) sowie von ansteuerbaren Lüftern (13) und Luftklappen (14) zur Einstellung der zugeführten Außenluftmenge sowie des Filtergrads der Außenluft und/oder der im Gebäude umgewälzten Umluft, und ggf. zur Heizung und/oder zur Kühlung des Gebäudes, - ein Gefahrenmeldeanlage (GMA), insbesondere eine Brandmeldeanlage, welche im Gebäude installiert ist und welche eine Gefahrenmeldezentrale (1), ein daran zumindest mittelbar angeschlossenes leitungsgebundenes und/oder drahtloses Bussystem (ML) sowie zumindest einen Feinstaubmelder (2) aufweist, wobei der zumindest eine Feinstaubmelder (2) in zumindest einem Teil der Räume des Gebäudes zur fortlaufenden Erfassung einer Feinstaubkonzentration (PM) an das Bussystem (ML) angeschlossen ist, und - eine HVAC-Zentrale (10), welche einerseits datentechnisch zur Steuerung der HVAC-Anlage (HVAC) und andererseits datentechnisch mit der Gefahrenmeldezentrale (1) verbunden ist, wobei die HVAC-Zentrale (10) dazu eingerichtet oder programmiert ist, auf Basis der von Feinstaubmeldern (2) über die Gefahrenmeldezentrale (1) empfangenen Feinstaubkonzentrationen (PM) die Drehzahl der jeweiligen Lüfter (13), den Filtergrad der jeweiligen Luftfilter (12) und/ oder die Drehstellung der jeweiligen Luftklappen (14) für die Außen-/Umluftführung zu ändern, um die Feinstaubbelastung im Gebäude zu reduzieren.
System zur Reduzierung der Feinstaubbelastung in einem Gebäude mit mehreren Räumen, wobei das System aufweist - eine HVAC-Anlage (HVAC) mit einer Mehrzahl von Lüftungskanälen (11), von Luftfiltern (12) sowie von ansteuerbaren Lüftern (13) und Luftklappen (14) zur Einstellung der zugeführten Außenluftmenge sowie des Filtergrads der Außenluft und/oder der im Gebäude umgewälzten Umluft, und ggf. zur Heizung und/oder zur Kühlung des Gebäudes, - eine Cloud-Infrastruktur (CLOUD) mit einer Datenbank (DB) und mit zumindest einer Cloud-Service-Applikation (CSA) oder mit zumindest einem Webservice, bereitgestellt durch die Cloud-Infrastruktur (CLOUD), - eine HVAC-Zentrale (10) zur Steuerung der HVAC-Anlage (HVAC), wobei die HVAC-Zentrale (10) über eine Internetverbindung (INT) mit der Cloud-Infrastruktur (CLOUD) verbunden und dazu programmiert ist, aktuelle Einstellwerte für die Drehzahl der jeweiligen Lüfter (13), für den Filtergrad der jeweiligen Luftfilter (12) und/oder für die Drehstellung der jeweiligen Luftklappen (14) von der Cloud-Service-Applikation (CSA) zu empfangen und mit diesen die jeweiligen Lüfter (13) und Luftklappen (14) anzusteuern, - zumindest einen IoT-fähigen Feinstaubmelder (2), der in zumindest einem Teil der Räume des Gebäudes zur Erfassung einer Feinstaubkonzentration (PM) angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine fortlaufend erfasste Feinstaubkonzentration (PM) über eine Internetverbindung (INT) in der Datenbank (DB) der Cloud-Infrastruktur (CLOUD) zu speichern, und - die Cloud-Service-Applikation (CSA) oder der Webservice, welche bzw. welcher programmiert ist, auf Basis der in der Datenbank (DB) gespeicherten Feinstaubkonzentrationen (PM) eine geänderte Drehzahl der jeweiligen Lüfter (13), einen geänderter Filtergrad der jeweiligen Luftfilter (12) und/oder eine geänderte Drehstellung der jeweiligen Luftklappen (14) für die Außen-/Umluftführung zu ermitteln, um dadurch die Feinstaubbelastung im Gebäude zu reduzieren.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein jeweiliger Feinstaubmelder (2) eine optische und/oder akustische Alarmgebereinheit (6, 7) aufweist und eingerichtet ist, bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts für die Feinstaubbelastung im jeweiligen Raum des Gebäudes eine optische und/oder akustische Feinstaubalarmierung (FAL) auszugeben.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Funktionalität eines Feinstaubmelders (2) in einen in seiner Funktionalität erweiterten Feinstaub-/Rauchmelder (4) als kombinierte Baueinheit integriert ist.
System nach Anspruch 4, wobei der kombinierte Feinstaub-/Rauchmelder (4) dazu eingerichtet ist, eine fortlaufend erfasste Feinstaubkonzentration (PM) zumindest mittelbar an eine übergeordnete HVAC-Zentrale (10 zu übertragen, und wobei der kombinierte Feinstaub-/Rauchmelder (4) dazu eingerichtet ist, im Falle eines detektierten Brandes einen Brandalarm (DL) an eine übergeordnete Gefahrenmeldezentrale (1), insbesondere an eine Brandmeldezentrale, auszugeben.
System nach Anspruch 4, wobei der kombinierte Feinstaub-/Rauchmelder (4) ein IoT-fähiger Feinstaub-/Rauchmelder (4) ist und dazu eingerichtet ist, eine fortlaufend erfasste Feinstaubkonzentration (PM) an eine Cloud-Service-Applikation (CSA) oder an einen Webservice, bereitgestellt durch eine Cloud-Infrastruktur (CLOUD), zu übertragen oder in einer von der Cloud-Infrastruktur (CLOUD) bereitgestellten Datenbank (DB) zu speichern, und wobei der kombinierte Feinstaub-/Rauchmelder (4) dazu eingerichtet ist, im Falle eines detektierten Brandes einen Brandalarm (DL) an eine übergeordnete Gefahrenmeldezentrale (1), insbesondere an eine Brandmeldezentrale, auszugeben.