DE4022392A1 - Verfahren und einrichtung zur belueftung eines raumes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belüftung eines Raumes, insbesondere Aufenthaltsraumes, mit folgenden Schritten: Einbringen von Zuluft mittels mindestens einer Zuluftöffnung, Abführen von Abluft mittels mindestens einer Abluftöffnung.

In der Klima-/Lüftungstechnik ist man stets be­ strebt, ein behagliches Raumklima zu schaffen.

Es sind sogenannte Mischlüftungssysteme bekannt, bei denen mit steigender thermischer Last eines Raums die Raumluftgeschwindigkeiten stetig zuneh­ men. Um Zugbeschwerden zu umgehen, läßt man die Raumtemperatur auf höhere Werte gleiten. Will man die Raumtemperatur zum Beispiel auf 22°C begren­ zen, so ist eine gute thermische Behaglichkeit bis etwa zum 8-fachen Luftwechsel (20 m³/h m²) und bis zu Kühlleistungen von 40-50 W/m² einzuhalten.

Ferner sind Verdrängungsströmungssysteme (Quellüf­ tung) bekannt, die häufig mittels Induktionsgeräten mit großflächigem Luftauslaß oder Linienauslässen mit kleiner Sockelhöhe realisiert sind. Bei dieser Quellüftung kann sich die Zuluft im Kühlfall in ei­ nem turbulenzarmen, dünnen Bodenstrahl maximal um ein bis zwei Grad Celsius erwärmen, wobei die Luft­ temperatur in Knöchelhöhe 20°C nicht unterschrei­ ten darf, um die gewünschte thermische Behaglich­ keit einzuhalten. Außerdem sollte der Temperaturun­ terschied zwischen Kopf und Fuß 2 bis 3 K nicht überschreiten. Damit bleibt die Kühlleistung der Verdrängungsströmung auf etwa 30 W/m² begrenzt.

Bei den bekannten Lüftungsverfahren (Mischlüftung beziehungsweise Quellüftung) werden gegebenenfalls die Anforderungen an die Raumlüftung nur annähernd erfüllt, so daß Verbesserungen wünschenswert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Belüftung eines Raumes der eingangs ge­ nannten Art anzugeben, durch das in wirtschaftli­ cher Weise eine gute Luftqualität und ein behagli­ ches Raumklima erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in ihrer Temperatur gegenüber der Raumluft kältere oder höchstens gleichtemperierte Zuluft aus der als Deckenzuluftöffnung ausgebildeten Zuluft­ öffnung im Bereich der Rauminnenseite derart einge­ bracht wird, daß sich unterhalb der Zuluftöffnung eine lokale Mischungszone mit der Raumluft unter Ausbildung einer Mischungsströmung einstellt, daß die mit Zuluft gemischte Raumluft dann als boden­ nahe Verdrängungsströmung in Richtung auf die Fas­ sade des Raumes strömt und unter Ausbildung eines Teils einer Raumwalze durch Thermik aufsteigt und oberhalb der Raumdecke teilweise zur Abluftöffnung gelangt sowie teilweise der Zuluft beigemischt wird. Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren läßt sich eine stabile Strömung bei guter Raumdurchspü­ lung realisieren, so daß eine wirksame Abfuhr von thermischen Lasten sowie Schad- und Geruchsstoffen erfolgt. Durch einen ausgeprägten Temperaturanstieg oberhalb der Aufenthaltszone wird die Abluft bei größtmöglicher Temperatur abgesaugt, wodurch der Raum wirtschaftlich gekühlt wird und die dem Raum zugeführte Luftmenge begrenzt werden kann. Im Ge­ gensatz zur reinen Quellüftung sind die Temperatur­ unterschiede in der Aufenthaltszone sehr gering, so daß das Raumklima als angenehm empfunden wird. Bei zum Beispiel 70 W/m² Gesamtkühlleistung bleibt die Temperaturdifferenz zwischen 0,05 und 1,3 m kleiner 1 K (Kelvin). Es sind im Raum liegende Ar­ beitsplätze realisierbar, bei denen die maximalen Luftgeschwindigkeiten am Boden zwischen 15 bis 20 cm/s liegen. Sie werden wegen des kleinen Turbu­ lenzgrads (Standardabweichung der Geschwindigkeits­ schwankungen von nur 5 cm/s) nicht als Zugluft emp­ funden. Oberhalb von 20 cm über dem Fußboden werden Raumluftgeschwindigkeiten um 10 cm/s gemessen. Durch die erfindungsgemäße Kombination von Mi­ schungsströmung und Verdrängungsströmung, wobei die Mischungszone unterhalb einer im Raumdeckenbereich befindlichen Zuluftöffnung liegt und -von dort aus eine Verdrängungsströmung zur Fassade (Fenster­ seite) des Raums einsetzt, wird ein Strömungskurz­ schluß zwischen Zu- und Abluft mit Sicherheit ver­ mieden, was zum Beispiel bei reiner Mischungsströ­ mung nicht immer gewährleistet ist. Insofern ist die Luftqualität im Raum mit der bei einer Verdrän­ gungsströmung vergleichbar. Jedoch ist der Schadstofftransport gegenüber einer reinen Verdrän­ gungsströmung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besser, da in allen Raumbereichen eine hinreichende Luftbewegung (zum Beispiel 5 cm/s) feststellbar ist. Trotz eines intensiven Luftaustausches sowie einer hohen Kühlleistung wird das Raumklima als an­ genehm empfunden; Zugluftempfindlichkeiten treten nicht auf. Da die Deckenzuluftöffnung im Bereich der Rauminnenseite angebracht ist, werden Investi­ tionskosten durch kürzere Versorgungsleitungen ein­ gespart, da die Versorgungssysteme zum Beispiel nur bis in die Gebäudemitte reichen müssen, so daß Lei­ tungen bis zur Fassade entfallen können. Dies gilt auch für die Abluftöffnung, die mit gewissem Ab­ stand, jedoch relativ nahe der Deckenzuluftöffnung installiert werden kann, so daß die Abluft eben­ falls auf kurzem Wege einer Versorgungs-/Entsor­ gungstrasse zuleitbar ist. Aufgrund der zulässig niedrigen Temperatur der Zuluft, die stets kälter, höchstens gleichtemperiert wie die Raumluft ist, läßt sich eine wirtschaftliche Kühlung vornehmen, wobei zum Beispiel an einem Arbeitsplatz des Raumes die freie Konvektion an Personen beziehungsweise Geräten mit Wärmeentwicklung dominiert. Es stellt sich eine gute Luftqualität ein, da Schad- und Ge­ ruchsstoffe mit der Thermik zur Decke des Raums ge­ fördert und dort in erhöhter Konzentration mit der Abluft abgesaugt wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Deckenzuluftöffnung die Zuluft etwa in senkrechter Richtung in den Raum einbläst, das heißt, sie wird vorzugsweise von oben nach unten diffus verteilt in den Raum eingebracht. Hier bil­ det sich die Mischungszone aus, die lokal begrenzt ist und in der der Abbau von Temperaturun­ terschieden und die Verringerung der Luftgeschwin­ digkeit erfolgt. Während ein Teil der sich im Raum ausbildenden, bereits erwähnten Raumwalzenströmung durch die Abluftöffnung abgeführt wird, gelangt der verbleibende Anteil der Raumwalzenströmung in die Mischungszone und trifft dort mit der Zuluft zusam­ men. Durch das etwa in senkrechter Richtung erfol­ gende Einblasen der Zuluft wird dieser Anteil der Luftströmung der Raumwalze unter Durchmischung mit der Zuluft vom Deckenbereich in den Bodenbereich des Raumes verbracht, wobei von dort aus dann die Verdrängungsströmung einsetzt.

Besonders sinnvoll ist es, wenn die Deckenzu­ luftöffnung oberhalb eines Verkehrsbereichs des Raumes angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß sich Personen nur kurzzeitig in der lokalen Mi­ schungszone aufhalten und daß zum Beispiel Ar­ beitsplätze nahe der Fassade (Fensterbereich) des Raumes angeordnet werden können. Von der Mischungs­ zone aus geht die Luft in die Verdrängungsströmung über, wobei sich oberhalb der Verdrängungsströmung vorzugsweise eine Temperaturschichtung einstellt. Die Temperaturschichtung bildet sich somit oberhalb der Aufenthaltszone des Raums, insbesondere in ei­ ner Höhe < 1,5 m, aus. Hierdurch können Schad- und Geruchsstoffe mit der Thermik zur Decke des Raums gefördert werden, wobei die wärmere Luft dann den Raum durch die Abluftöffnung verläßt. Durch die Temperaturschichtung wird Kühlenergie eingespart. Es lassen sich thermische Belastungsgrade von 0,65 bis 0,8 (je nach Last) realisieren.

Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbei­ spiel weist der Raum eine Heizeinrichtung auf, die in der Verdrängungsströmung angeordnet ist. Unab­ hängig von der Jahreszeit, also auch im Winter, wird in den Raum durch die Zuluftöffnung stets ein kühlender, gegenüber der Raumluft höchstens gleichtemperierter Luftstrom eingeleitet. Um bei niedrigen Außentemperaturen eine hinreichende Raum­ temperatur zu erzielen, wird die Heizeinrichtung in Betrieb genommen, die einen Teil des Verdrängungs­ luftstroms erwärmt, wodurch sich die Temperatur der Raumwalze entsprechend erhöht. Als Heizeinrichtung wird vorzugsweise ein statischer Wärmetauscher, insbesondere ein Heizkörper, verwendet. Dieser wird vorteilhaft im Bereich der Fassade, insbesondere unter den Fenstern des Raums, angeordnet. Dies ent­ spricht im Hinblick auf die Heizeinrichtung einer Ausbildung wie bei konventionellen, ohne Lüftungs­ einrichtung versehenen Räumen. Durch die Heizein­ richtung kann sozusagen ein Nachheizen der Raum­ luftströmung erfolgen, was energetisch kein Nach­ teil ist.

Vorzugsweise ist die Zuluftöffnung im Bereich der Längswand des Raumes angeordnet, die der Fassade gegenüberliegt. Im Bodenbereich stellt sich dann eine Strömung von der Längswand zur Fassade und im Deckenbereich von der Fassade in Richtung der Längswand ein.

Sofern -nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung- die Abluftöffnung als Deckenabluft­ öffnung ausgebildet ist, wird die belastete Raum­ luft im Deckenbereich des Raums abgeführt. Insbe­ sondere ist es vorteilhaft, wenn die Abluftöffnung zwischen der Zuluftöffnung und der Fassade des Raums angeordnet ist. Bei einer Deckenabluftöffnung wird dann die belastete Luft unter der Decke des Raums in Richtung der Rauminnenseite strömen und teilweise den Raum durch die Abluftöffnung verlas­ sen. Der verbleibende Anteil trifft auf den Zuluft­ strom und vermischt sich mit diesem in der unter­ halb der Zuluftöffnung ausgebildeten Mischungszone.

Eine besonders gleichmäßige Raumdurchlüftung läßt sich dadurch erzielen, daß die Zuluftöffnung und/oder die Abluftöffnung als Zuluft-Schlitzauslaß beziehungsweise Abluft-Durchlaß, insbesondere Ab­ luft-Schlitzdurchlaß, ausgebildet ist. Vorzugsweise verläuft der Zuluft-Schlitzauslaß und/oder der Ab­ luft-Schlitzdurchlaß etwa parallel zur zugehörigen Längswand des Raums. Insbesondere erstrecken sich der Zuluft-Schlitzauslaß und/oder der Abluft- Schlitzdurchlaß etwa über die gesamte Länge des Raums. Um "Kurzschlüsse" in der Raumbelüftung aus­ zuschließen, ist die Abluftöffnung von der Zu­ luftöffnung beabstandet angeordnet. Dieser Abstand beträgt vorzugsweise 0,3 bis 2 m, insbesondere 0,8 bis 1 m.

Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, daß der Raum eine Deckenstufe aufweist, wobei die eine Stufenwandung etwa parallel zur Fassade verläuft und dieser zugewandt ist sowie die Abluft­ öffnung aufweist und wobei die andere, gegenüber dem übrigen Deckenbereich tieferliegende Stufen­ wandung mit der Zuluftöffnung versehen ist. Auch hierdurch sind Strömungskurzschlüsse ausgeschlos­ sen, wobei der Abstand zwischen Zuluftöffnung und Abluftöffnung dann nur noch sehr gering zu sein braucht.

Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen Abluftöff­ nung und Zuluftöffnung bei ebener Decke des Raums mindestens 0,8 m und bei Ausbildung der Deckenstufe mindestens 0,3 m.

Die Abluft kann auch über Abluftleuchten abgeführt werden.

Der Raum kann vorzugsweise als Büroraum oder aber auch als Versammlungsraum verwendet werden. Sofern es sich bei dem Raum um einen Großraum, zum Bei­ spiel um ein Großraumbüro handelt, können etwa in der Raummitte eine oder mehrere Zuluftöffnungen derart ausgebildet sein, daß sich von dort ausge­ hend zwei gegenläufige Raumwalzen ausbilden. Inso­ fern teilt sich entweder die Luftströmung der Mi­ schungszone auf, so daß ein Teilstrom zur einen Fassade des Raumes und ein anderer Teilstrom zur gegenüberliegenden Fassade des Raumes strömt oder aber es werden mittels zweier Deckenzuluftöffnungen zwei Mischungszonen im Raummittenbereich ausgebil­ det, wobei die eine Mischungszone der einen Raum­ hälfte und die andere Mischungszone der anderen Raumhälfte zugeordnet ist. Die Luft der jeweiligen Mischungszone sinkt dann in Richtung auf den jewei­ ligen Bodenbereich der Raumhälften und strömt von dort -in zueinander entgegengesetzten Richtungen­ sowohl zu der einen als auch zu der anderen Raum­ fassade, wobei sich jeweils -aufgrund der Thermik eine Temperaturschichtung einstellt und im jeweili­ gen Deckenbereich eine Rückströmung in Richtung der Raummitte vorliegt. Durch jeweils zugeordnete Ab­ luftöffnungen treten dann entsprechende Strömungs­ anteile der beiden sich ausbildenden, gegenläufig rotierenden Raumwalzen aus. Bei diesem Ausführungs­ beispiel sind dann -nach einer Weiterbildung der Erfindung- zwei Heizeinrichtungen vorgesehen, die vorzugsweise jeweils im entsprechenden Fassadenbe­ reich angeordnet sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel mit zwei gegenläufigen Raumwalzen wird die Raummitte vorzugsweise als Ver­ kehrszone ausgebildet.

Die Zuluftöffnung ist mit Vorteil an eine RLT-An­ lage (Raum-Luft-Technische-Anlage) und/oder an ein Nur-Luft-System mit variablem Volumenstrom und/oder ein Luft-Wasser-System mit konstantem Volumenstrom mit einem Induktionsgerät, insbesondere ein Zwei- Leiter-Induktionsgerät, angeschlossen. Insbesondere kann eine konstante Primärluftmenge zugeführt wer­ den. Die Regelung des Induktionsgeräts kann wasser­ seitig über Ventile und luftseitig über Klappen er­ folgen. Bei dem erwähnten Nur-Luft-System mit va­ riablem Volumenstrom, kann zum Beispiel mit Vorteil eine konstante Zulufttemperatur von 17° eingebracht werden. In bautechnischer Hinsicht ergeben sich be­ sondere Vorteile durch kurze Leitungszüge, wenn die Zuluftöffnung und/oder die Abluftöffnung im Bereich einer Deckenversorgungstrasse des Raums angeordnet werden, so daß sich eine Leitungs- beziehungsweise Rohrführung bis zu den Fassadenbereichen des Gebäu­ des erübrigt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Belüftung eines Raumes, insbesondere Aufenthalts­ raumes, bei der das Einbringen von Zuluft mittels mindestens einer Zuluftöffnung und das Abführen von Abluft mittels mindestens einer Abluftöffnung er­ folgt, wobei die in ihrer Temperatur gegenüber der Raumluft kältere oder höchstens gleichtemperierte Zuluft aus der als Deckenzuluftöffnung ausgebilde­ ten Zuluftöffnung im Bereich der Rauminnenseite derart eingebracht wird, daß sich unterhalb der Zu­ luftöffnung eine lokale Mischungszone mit der Raum­ luft unter Ausbildung einer Mischungsströmung ein­ stellt und die mit Zuluft gemischte Raumluft dann als bodennahe Verdrängungsströmung in Richtung auf die Fassade des Raumes strömt und unter Ausbildung eines Teils einer Raumwalze durch Thermik aufsteigt und unterhalb der Raumdecke teilweise zur Abluft­ öffnung gelangt sowie teilweise der Zuluft beige­ mischt wird.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen zu belüf­ tenden Raum in schematischer Ansicht mit eingetragenen Luftströmungsverhältnissen,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel entspre­ chend der Anordnung in Fig. 1,

Fig. 3 eine Detailansicht einer Deckenstufe des Raums der Fig. 2,

Fig. 4 die Temperaturverteilung innerhalb des Raums gemäß Fig. 2 und

Fig. 5 ein Diagramm der Ergebnisse eines Raum­ strömungsversuchs bei einer Kühllast von 50 W/m².

Die Fig. 1 zeigt einen Raum 1, der beispielsweise als Büroraum verwendet wird und mit einem Arbeits­ platz 2 (Schreibtisch) versehen ist. Der Raum 1 weist eine abgehängte Decke 3 auf. Ferner bildet die eine Längswand 4 eine Fassade 5, das heißt, hier sind (nicht dargestellte) Fenster angeordnet. Die gegenüberliegende andere Längswand 6 liegt im Bereich der Rauminnenseite 7. Ferner ist der Raum 1 mit einer Heizeinrichtung 8 ausgestattet, die im Bereich der Fassade 5, insbesondere unterhalb der dort vorhandenen Fenster angeordnet ist. Im Bereich der Rauminnenseite 7 ist oberhalb der abgehängten Decke 3 ein Induktionsgerät 9 installiert. Das In­ duktionsgerät 9 ist an einer Zuluftöffnung 10 ange­ schlossen, die als Deckenzuluftöffnung 11 ausgebil­ det ist. Im Fassadenbereich des Raums 1 befindet sich eine Abluftöffnung 12, die als Deckenabluft­ öffnung 13 ausgebildet ist. Sie liegt -in bezug auf die Raumtiefe- zwischen der Fassade 5 und dem Ar­ beitsplatz 2. Nach anderen Ausführungsbeispielen ist es jedoch auch möglich, daß die Deckenabluft­ öffnung 13 etwa in der Mitte der Raumtiefe oder so­ gar relativ nahe der Deckenzuluftöffnung 11 ange­ ordnet ist. Der Abstand zur Deckenzuluftöffnung 11 liegt dann vorzugsweise im Bereich zwischen 0,8 bis 1 m. Ein Lufteinlaß 14 des Induktionsgeräts 9 ist ebenfalls an der Decke 3 ausgebildet; er liegt zwi­ schen der Deckenzuluftöffnung 11 und der Deckenab­ luftöffnung 13.

Im Betrieb des Induktionsgerätes 9, das durch die Deckenzuluftöffnung 11 Zuluft mit einer Temperatur einbläst, die gegenüber der Raumluft geringer oder höchstens gleichtemperiert mit der Raumluft ist, stellen sich die in Fig. 1 dargestellten Strö­ mungsverhältnisse ein: Unterhalb der Deckenzuluft­ öffnung 11, die die Zuluft in etwa senkrechter Richtung in den Raum 1 einbläst, bildet sich eine Mischungszone 15 aus, das heißt, hier liegt eine Mischungsströmung vor. Diese geht -etwa ab der mittleren Raumhöhe- in eine Verdrängungsströmung 16 über, die sich in Richtung auf die Fassade 5 be­ wegt. Durch thermische Lasten, zum Beispiel durch den Arbeitsplatz 2, steigt ein Teil der eine Tempe­ raturschichtung aufweisenden Verdrängungsströmung auf (Pfeile 17). Dieses Aufsteigen wird durch Ther­ mik verursacht. Der bis zur Fassade 5 gelangende Teil der Verdrängungsströmung 17 steigt dort auf (Pfeil 18), so daß sich unter der Decke 3 eine Luftströmung 19 einstellt, die von der Fassade 5 in Richtung auf die Rauminnenseite 7 verläuft. Ein Teil dieser Luftströmung wird mittels der Deckenab­ luftöffnung 13 abgeführt (Pfeil 20). Ein weiterer Anteil (Pfeil 21) gelangt über den Lufteinlaß 14 zum Induktionsgerät 9. Der verbleibende Rest (Luft­ strömungsanteil 22) gelangt bis zur lokalen Mi­ schungszone 15 und wird dort in die kühlere Zuluft eingemischt. Insgesamt ist ersichtlich, daß die Raumluftströmung eine Raumwalze 23 ausbildet, wobei die Luft im Bodenbereich des Raums 1 von der Raum­ innenseite 7 zur Fassade 5 und im Deckenbereich des Raums 1 von der Fassade 5 zur Rauminnenseite 7 im Kreislauf strömt. Um über die gesamte Raumlänge eine möglichst gleichmäßige Raumbelüftung zu erzie­ len, sind Zuluftöffnung 10 und Abluftöffnung 12 so­ wie Lufteinlaß 14 als Zuluft-Schlitzauslaß 24, Ab­ luft-Schlitzdurchlaß 25 beziehungsweise Luftein­ laßschlitz 26 ausgebildet. Auch die Heizeinrichtung 8 kann sich über ein Großteil der oder die gesamte Raumlänge erstrecken. Diese Heizeinrichtung 8 ist als stationärer Wärmetauscher, insbesondere als Heizkörper 27, ausgebildet. Da die mittels der Deckenzuluftöffnung 11 eingeleitete Zuluft -unabhängig von der Jahreszeit- vorzugsweise eine konstante Temperatur (zum Beispiel 17°C) aufweist und insofern kälter als die übrige im Raum 1 vor­ handene Luft ist, läßt sich -bei Bedarf- eine Nach­ heizung mittels des Heizkörpers 27 erzielen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Decke 3 des Raums 1 eine Deckenstufe 28 aufweist, die im Bereich der Rauminnenseite 7 liegt. Die Deckenstufe 28 weist eine Stufenwandung 29 auf, die etwa parallel zur Fassade 5 verläuft und die Ab­ luftöffnung 12 aufweist. Ferner wird durch die Deckenstufe 28 eine weitere Stufenwandung 30 ausge­ bildet, die etwa parallel zum Boden des Raums 1 be­ ziehungsweise zum übrigen Deckenbereich 31 verläuft und die Zuluftöffnung 10 aufweist. Im durch die Deckenstufe 29 gebildeten Hohlraum ist das Indukti­ onsgerät 9 angeordnet. Mithin braucht der übrige Deckenbereich 31 nicht abgehängt zu sein.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 stellen sich ähnliche Strömungsverhältnisse wie beim Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 1 ein, wobei die Luftströ­ mung 19 jedoch bis zur Deckenstufe 28 zurückströmt und dort zum Teil in die Abluftöffnung 12 eintritt und zu einem anderen Teil in die Mischungszone 15 gelangt. Ein Lufteinlaß 14 des Induktionsgeräts 9 ist der Einfachheit halber im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 nicht dargestellt.

In der Fig. 3 ist die Deckenstufe 28 nochmals im Detail wiedergegeben. Hieraus ist ersichtlich, daß die Abluftöffnung 12 im Bereich der sogenannten Schattenfuge angeordnet ist, das heißt, sie grenzt mit einem Öffnungsrand an die Decke 3 des Raums 1 an. Der Zuluft-Schlitzauslaß 24 ist mit mehreren Luftleitelementen 32 versehen, die die Zuluft in einzelne, aufgefächerte Luftströmungen unterteilen.

Die Fig. 4 verdeutlicht die Temperaturverteilung im Raum 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2. Die Temperaturen sind in °C angegeben. Die Zu­ lufttemperatur beträgt 18°C. Der Raum weist eine gesamte Last von 75 W/m² auf. Im Bereich des Ar­ beitsplatzes 2 ist ein Meßort M angegeben, der im Hinblick auf die Fig. 5 bis 7 von Interesse ist. Es ist ersichtlich, daß sich die einströmende Zu­ luft von 18°C im Bereich der lokalen Mischungszone 15 auf 23°C und schließlich auf 24°C erwärmt wird. Im Bodenbereich beträgt die Temperatur dann 23,5°C, wobei diese im Bereich der Fassade 5 auf 24°C ansteigt. Die Luftschichtung im Bereich der Verdrängungsströmung 16 ergibt sich -aufsteigend­ von 23,5°C beziehungsweise 24°C zu 24°C bezie­ hungsweise 24,5°C bis zu 25°C. Die Abluft weist eine Temperatur von 27°C auf. Aus alledem wird deutlich, daß eine relativ gleichmäßige Temperatur­ verteilung in der Aufenthaltszone gegeben ist, die ein angenehmes Raumklima schafft. Oberhalb der Auf­ enthaltszone bildet sich jedoch eine ausgeprägte Temperaturschichtung aus, die eine gezielte Lastab­ führung ermöglicht.

Die Fig. 5 zeigt ein Diagramm der Temperatur und des Luftgeschwindigkeitsprofils am Arbeitsplatz 2. Am Meßort M (Fig. 4) ist über die Raumhöhe R (in Meter) die Temperaturdifferenz (in Kelvin) sowie die Luftgeschwindigkeit (in Zentimeter pro Sekunde) angegeben. Die Temperaturkurve Delta T gibt die Differenz zur Temperatur in einer Raumhöhe von 1,3 m an.

Gegenüber diesem Bezugspunkt weicht die Temperatur im Bodenbereich um ca. 0,5 K nach unten und bis zu einer Raumhöhe von 1,8 Metern um ca. 0,5 K nach oben ab. Das Geschwindigkeitsprofil (Luftgeschwin­ digkeit v) zeigt, daß im Raumhöhenbereich zwischen 1 m und 1,50 m keine eindeutige Strömungsrichtung vorliegt. Oberhalb von 1,50 m wird eine maximale mittlere Luftgeschwindigkeit von -10 cm/s gemessen, wobei das Minuszeichen andeutet, daß sich die Luftströmung von der Fassade 5 in Richtung auf die Rauminnenseite 7 bewegt. Im Bodenbereich liegt bei etwa 10 cm Raumhöhe die maximale Luftgeschwindig­ keit v von etwa 20 cm/s vor, wobei dieser positive Wert verdeutlicht, daß sich die Strömung von der Rauminnenseite 7 aus in Richtung der Fassade 5 be­ wegt.

Durch die erfindungsgemäße Lehre läßt sich ein guter Temperaturabbau durch eine zulässig niedrige Zulufttemperatur erzielen, wobei der Raum dann wirtschaftlich kühlbar ist. Trotzdem ergeben sich nur geringe Temperaturunterschiede in der Aufent­ haltszone. Es ist eine stabile Raumströmung und eine gute Raumdurchspülung realisierbar, so daß wirksam eine Abfuhr von thermischen Lasten und Schad- sowie Geruchsstoffen erfolgt. Die Vorteile einer Verdrängungsströmung (Quellüftung) werden voll erzielt, das heißt, es liegen niedrige Raum­ luftgeschwindigkeiten vor; am Arbeitsplatz domi­ niert die freie Konvektion an Personen und Geräten mit Wärmeentwicklung sowie im Bereich von Raumflä­ chen, die durch Sonneneinstrahlung erwärmt werden. Da sich in der Verdrängungströmung eine Temperatur­ schichtung einstellt, werden wärmere Luftschichten unter der Decke 3 des Raumes 1 abgesaugt. Der ther­ mische Belastungsgrad beträgt -je nach Last- im Raum 0,65 bis 0,8. Da die Luftzufuhr in der Nähe der Rauminnenseite erfolgt, ist es nicht erforder­ lich, lange Rohrleitungen, zum Beispiel Wasserlei­ tungen zu einem Induktionsgerät bis in den Bereich der Fassade des Raumes zu führen. Alle Versorgungs­ leitungen können in einer Versorgungstrasse ver­ bleiben, die im Bereich der Rauminnenseite angeord­ net ist. Bei dem Zuluft-Schlitzauslaß 24 handelt es sich vorzugsweise um einen Schlitzauslaß mit 2 bis 3 parallelen Auslaßreihen, so daß die Induktion trotz hoher Beaufschlagung mit Zuluft begrenzt ist.

Claims (25)

1. Verfahren zur Belüftung eines Raumes, insbe­ sondere Aufenthaltsraumes, mit folgenden Schritten: Einbringen von Zuluft mittels mindestens einer Zuluftöffnung, Abführen von Abluft mittels min­ destens einer Abluftöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Temperatur gegenüber der Raumluft kältere oder höchstens gleichtemperierte Zuluft aus der als Deckenzuluftöffnung (11) ausgebil­ deten Zuluftöffnung (10) im Bereich der Raumin­ nenseite (7) derart in den Raum (1) eingebracht wird, daß sich unterhalb der Zuluftöffnung (10) eine lokale Mischungszone (15) mit der Raumluft unter Ausbildung einer Mischungsströmung ein­ stellt, daß die mit Zuluft gemischte Raumluft dann als bodennahe Verdrängungsströmung in Richtung auf die Fassade (5) des Raumes (1) strömt und unter Ausbildung eines Teils einer Raumwalze (23) durch Thermik aufsteigt und un­ terhalb der Raumdecke (Decke 3) teilweise zur Abluftöffnung (12) gelangt sowie teilweise der Zuluft beigemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deckenzuluftöffnung (11) die Zu­ luft vorzugsweise von oben nach unten diffus ver­ teilt in den Raum (1) einbläst.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenzu­ luftöffnung (11) oberhalb eines Verkehrsbereichs des Raums (1) angeordnet ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrän­ gungsströmung derart ausgebildet wird, daß sich eine Temperaturschichtung oberhalb der Verdrän­ gungsströmung einstellt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (8), die in der Verdrängungsströmung angeordnet ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizein­ richtung (8) ein statischer Wärmetauscher, insbe­ sondere Heizkörper (27), verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizein­ richtung (8) im Bereich der Fassade (5) des Raumes (1) angeordnet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizein­ richtung (8) unter den Fenstern des Raumes (1) an­ geordnet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöff­ nung (10) im Bereich der Längswand (6) des Raumes (1) angeordnet wird, die der Fassade (5) gegenüber­ liegt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftöff­ nung (12) als Deckenabluftöffnung (13) ausgebildet ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöff­ nung (10) und/oder die Abluftöffnung (12) als Zu­ luft-Schlitzauslaß bzw. Abluft-Durchlaß, insbeson­ dere Abluft-Schlitzdurchlaß (25), ausgebildet ist.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluft- Schlitzauslaß (24) und/oder der Abluft-Durchlaß, insbesondere Abluft-Schlitzdurchlaß (25), etwa par­ allel zur zugehörigen Längswand (4, 6) des Raumes (1) verläuft.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zu­ luft-Schlitzauslaß (24) und/oder der Abluft-Durch­ laß, insbesondere Abluft-Schlitzdurchlaß (25), etwa über die gesamte Länge des Raumes (1) erstreckt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftöff­ nung (12) zwischen der Zuluftöffnung (10) und der Fassade (5) des Raumes (1) angeordnet wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftöff­ nung (12) von der Zuluftöffnung (10) beabstandet angeordnet ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand im Bereich zwischen ca. 0,3 bis 2 m, insbesondere 0,8 bis 1 m, liegt.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (1) eine Deckenstufe (28) aufweist, wobei die eine Stu­ fenwandung (29) etwa parallel zur Fassade (5) ver­ läuft und dieser zugewandt ist sowie die Abluftöff­ nung (12) aufweist und wobei die andere, gegenüber dem übrigen Deckenbereich (31) tiefer liegende Stu­ fenwandung (30) mit der Zuluftöffnung (10) versehen ist.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Abluftöffnung (12) und Zuluftöffnung (10) bei ebener Decke (3) mindestens 0,8 m und bei Aus­ bildung der Deckenstufe (28) mindestens 0,3 m be­ trägt.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (1) als Büroraum oder Versammlungsraum verwendet wird.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (1) als Großraum, insbesondere Großraumbüro, ausgebil­ det ist, wobei etwa in der Raummitte eine oder meh­ rere Zuluftöffnungen (10) derart ausgebildet sind, daß sich von dort ausgehend zwei gegenläufige Raum­ walzen (23) ausbilden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Raummitte eine Verkehrszone ausgebildet ist.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöff­ nung (10) an eine RLT-Anlage und/oder an ein Nur- Luft-System mit variablem Volumenstrom und/oder an ein Luft-Wasser-System mit konstantem Volumenstrom mit einem Induktionsgerät, insbesondere Zwei-Lei­ ter-Induktionsgerät, angeschlossen ist.

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöff­ nung (10) ein Luftauslaß mit verminderter Induktion ist.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöff­ nung (10) und/oder die Abluftöffnung (12) in einer Deckenversorgungstrasse des Raums (1) angeordnet sind.

25. Einrichtung zur Belüftung eines Raumes, insbe­ sondere Aufenthaltsraumes, die zum Einbringen von Zuluft mindestens eine Zuluftöffnung und zum Abfüh­ ren von Abluft mindestens eine Abluftöffnung auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Temperatur gegenüber der Raumluft kältere oder höchstens gleich temperierte Zuluft aus der als Deckenzuluftöffnung (11) ausgebildeten Zuluftöff­ nung (10) im Bereich der Rauminnenseite (7) derart in den Raum (1) eingebracht wird, daß sich unter­ halb der Zuluftöffnung (10) eine lokale Mischungs­ zone (15) mit der Raumluft unter Ausbildung einer Mischungsströmung einstellt, daß die mit Zuluft ge­ mischte Raumluft dann als bodennahe Verdrängungs­ strömung in Richtung auf die Fassade (5) des Raumes (1) strömt und unter Ausbildung eines Teils einer Raumwalze (23) durch Thermik aufsteigt und unter­ halb der Raumdecke (Decke 3) teilweise zur Abluft­ öffnung (12) gelangt sowie teilweise der Zuluft beigemischt wird.