Wenn es um Lüftungsanlagen geht, sind Frischluftanlagen unverzichtbar. Die Abluft muss durch Zuluft ergänzt werden; andernfalls wird das Absaugen der Luft in einem vollständig geschlossenen Raum unwirksam und ineffizient. In der konventionellen Planungspraxis erfolgt die Frischluftzufuhr häufig ausschließlich über Außenfenster. Bei Räumen ohne Außenfenster oder bei Räumen mit Außenfenstern, die dauerhaft geschlossen bleiben, funktioniert die Abgasanlage jedoch nicht ordnungsgemäß. Ein unzureichender Abluftstrom hat in solchen Szenarien nichts mit der Lüfterleistung zu tun, sondern ist hauptsächlich auf die mangelnde Zufuhr von Frischluft zurückzuführen. Aus diesem Grund verwenden die meisten modernen Labore neben dem Belüftungssystem ein abgestimmtes Frischluftsystem, um den Druckausgleich im Innenraum aufrechtzuerhalten.
1. Frischluftsystem mit einem Luftstrom
Das Single-Flow-Frischluftsystem ist eine vielfältige Belüftungslösung, die auf den drei Grundprinzipien der mechanischen Belüftung basiert und zentralisierte mechanische Abluft mit natürlicher Luftzufuhr kombiniert. Es besteht aus Ventilatoren, Lufteinlässen, Luftauslässen sowie verschiedenen Luftkanälen und Anschlüssen. Der in der Decke installierte Ventilator ist über Rohrleitungen mit einer Reihe von Abluftauslässen verbunden. Beim Betrieb des Ventilators wird verunreinigte Raumluft durch Raumluftansaugöffnungen angesaugt und nach außen abgegeben, wodurch im Innenbereich mehrere wirksame Unterdruckzonen entstehen. Die Innenluft strömt kontinuierlich zu diesen Unterdruckbereichen und wird nach außen abgegeben. Gleichzeitig wird die Frischluft von außen kontinuierlich über Lufteinlässe, die oberhalb der Fensterrahmen zwischen Fensterrahmen und Wand angebracht sind, in den Innenbereich zugeführt, wodurch eine konstante Versorgung mit hochwertiger frischer Innenluft gewährleistet wird. Dieses System verfügt über einen Luftversorgungsmodus, der keine spezielle Versorgungskanalanordnung erfordert. Abluftkanäle werden im Allgemeinen in Durchgängen, Toiletten und anderen Deckenbereichen angeordnet und nehmen keinen zusätzlichen Innenraum ein.
2. Doppeltes -Frischluftsystem
Das zweiflutige Frischluftsystem ist eine zentralisierte mechanische Luftzufuhr- und Abluftlösung, die auf den drei Grundprinzipien der mechanischen Belüftung basiert und als wirksame Erweiterung und Ergänzung zum einflutigen Frischluftsystem dient. Die Anordnung der Ablufteinheiten und Innenabluftauslässe im zweiflutigen System stimmt im Wesentlichen mit der des einflutigen Systems überein. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Frischluft über ein spezielles Frischluftgerät in den Innenbereich geliefert wird. Die Frischlufteinheit ist über Rohrleitungen mit Innenluftverteilern verbunden und liefert kontinuierlich Frischluft von außen in den Innenbereich, um den täglichen Bedarf an sauberer und qualitativ hochwertiger Umgebungsluft zu decken. Sowohl Abluftauslässe als auch Frischluftauslässe sind mit Luftmengenregulierventilen ausgestattet. Die mechanische Leistung des Hauptgeräts sorgt für eine koordinierte Luftabfuhr und Luftzufuhr, um einen vollständigen Luftaustausch und eine vollständige Belüftung im Innenbereich zu gewährleisten.
3. Boden-Luftversorgungssystem
Kohlendioxid ist dichter als Luft, was zu einer geringeren Sauerstoffkonzentration in Bodennähe führt. Unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung kann durch die Anordnung der Frischluftzufuhr auf Bodenhöhe eine bessere Belüftungsleistung erzielt werden. Kalte Luft, die durch Bodenlüftungsöffnungen oder Diffusoren an der unteren Wand zugeführt wird, verteilt sich über die Bodenoberfläche und bildet ein organisiertes Luftstrommuster. Um Wärmequellen werden thermische Auftriebsfahnen erzeugt, um überschüssige Wärme abzutransportieren. Bei geringer Luftströmungsgeschwindigkeit und milder turbulenter Luftströmung ohne starke Wirbel bleibt die Lufttemperatur im Innenarbeitsbereich horizontal gleichmäßig und bildet gleichzeitig eine ausgeprägte vertikale Temperaturschichtung, die mit größerer Bodenhöhe deutlicher wird. Durch Wärmequellen erzeugte, nach oben gerichtete Luftströme entfernen nicht nur thermische Lasten, sondern befördern auch verschmutzte Luft vom Arbeitsbereich in den oberen Innenraum, wo sie durch oben-montierte Abluftauslässe abgeführt wird. Die von den unteren Lüftungsöffnungen zugeführte Frischluft bewegt sich zusammen mit Abwärme und Schadstoffen nach oben, angetrieben durch thermischen Auftrieb und einen organisierten Luftstrom. Daher kann das bodenebene Frischluftversorgungssystem eine hervorragende Luftqualität im Innenarbeitsbereich aufrechterhalten.
Bestimmung der Frischluftmenge
Bei der Standardausführung wird die Frischluftmenge auf der Grundlage der Raumlüftungsmenge berechnet und im Allgemeinen auf etwa 80 % der maximalen Raumlüftungsmenge eingestellt. Das zentrale Designziel besteht darin, einen stabilen Unterdruck im Innenbereich von mindestens 10 Pascal aufrechtzuerhalten und einen gleichmäßigen Abluftstrom sicherzustellen.
Für ein integriertes, vollständiges Frischluftsystem ist es nicht erforderlich, die Frischluftmenge anhand der Gesamtlüftungsmenge aller Räume zu berechnen. Da bei den Lüftungsanlagen verschiedener Räume gleichzeitige Nutzungsfaktoren vorliegen, kann die Frischluftmenge durch Anwendung entsprechender Nutzungskoeffizienten ermittelt werden. Diese Anordnung stellt eine ausreichende Frischluftversorgung für jeden einzelnen Raum sicher und reduziert gleichzeitig die erforderliche Luftmenge des Haupt-Frischluftkanals. Ein solches Design bietet eine bessere Energiesparleistung, senkt die Gesamtprojektkosten und erfüllt die betrieblichen Anforderungen vollständig.
Unter begrenzten Budgetbedingungen können Investitionen in das Frischluftsystem optimiert werden, indem die Luftversorgung für stark verschmutzte Bereiche priorisiert wird, während die Frischluftkonfiguration für andere Zonen entsprechend reduziert wird oder nur grundlegende hygienische Frischluftbedarfsstandards erfüllt werden.
Frischluftbehandlung
Frische Luft wird direkt aus der Außenatmosphäre mit natürlicher Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit entnommen und ist im Winter kalt und im Sommer heiß. Daher ist vor der Zufuhr von Frischluft in Innenräume eine ordnungsgemäße Behandlung erforderlich, um den thermischen Komfort im Innenraum zu gewährleisten. Dennoch muss die Frischluftaufbereitung nicht den Standard zentraler Klimaanlagen erreichen und auch nicht die volle Wärme- und Feuchtigkeitslast im Innenraum tragen. Da die zugeführte Frischluft irgendwann ins Freie abgegeben wird, reicht es aus, die Temperatur an die Umgebungsbedingungen im Innenbereich anzupassen. Eine übermäßige Frischluftaufbereitung führt zu einem erheblichen Energieverbrauch und langfristig hohen Betriebskosten. Normalerweise erfolgt keine zusätzliche gezielte Feuchteanpassung der einströmenden Frischluft.
Methoden zur Reduzierung des erforderlichen Frischluftvolumens
Neben der oben erwähnten Priorisierung der Frischluftversorgung für verschmutzte Bereiche kann auch eine sinnvolle Layoutplanung in der Architektur- und Prozessgestaltung dazu beitragen, den Frischluftbedarf zu reduzieren. Es empfiehlt sich, Laboratorien mit verschmutzungserzeugenden Funktionen zentral anzuordnen und experimentelle Betriebe, die Schadstoffe erzeugen, zu bündeln. Durch diese Anordnung wird die Ausbreitung von Schadstoffen in Innenräumen minimiert, wodurch der Gesamtbedarf an Frischluftzufuhr effektiv gesenkt wird.
