Wohnungs- und Bürolüftung

Fassadendämmung mit integrierten Zu- und Abluftkanälen
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Fassadendämmung mit integrierten Zu- und Abluftkanälen zur Sicherstellung des hygienischen Luftwechsels mit Wärmerückgewinnung.

Wir entwickeln und bewerten komfortorientierte und energieeffiziente Lüftungskonzepte für Wohn- und Bürogebäude. Unser Fokus liegt dabei auf dezentralen Lüftungslösungen, die gerade im Kontext der Renovierung und Sanierung von Bestandsgebäuten einen hohen Stellenwert einnehmen.

Hierfür sind Luftqualität, -temperatur und -feuchte sowie deren räumliche Verteilung mit effizienten Wärmerückgewinnungskonzepten und geeigneter Strömungsführung zu kombinieren. Energetische Aspekte werden hierbei ebenso berücksichtigt wie die Bewertung der Raumluftqualität hinsichtlich Behaglichkeit und Nutzerverhalten.

Auf Basis von Simulationen und experimenteller Charakterisierung bewerten wir den Energiebedarf und die Raumluftqualität auf verschiedenen Skalen. Dies ermöglicht uns die anwendungsnahe Entwicklung und Analyse von Gerätekonzepten oder Teilkomponenten wie Verteilsystemen oder neuartigen Wärmeübertragern.

Unsere FuE Leistungen umfassen:

Thibault Pflug

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Dr. Thibault Pflug

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5868

Arnulf Dinkel

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Arnulf Dinkel

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5887

Simulation von Lüftungsgeräten, Raumströmung und Gebäudesimulation / Entwicklung von Regelungen

Übersicht eines Gebäudesimulationsmodells
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Übersicht eines Gebäudesimulationsmodells.

Wir simulieren und modellieren auf verschiedenen Ebenen, um innovative Lüftungsgeräte zu optimieren und neue Lüftungskonzepte zu entwickeln. So modellieren wir die Strömungen auf Wohnungsebene anhand der Airflow Network Methode und berechnen dabei Volumenströme zwischen Räumen, Energieverbrauch, Heiz- und Kühllasten , Komfort und Luftaustauschraten. Auch das Nutzerverhalten, wie beispielsweise Anwesenheit, Fensteröffnung, CO2- und Feuchtelasten, fließt mit in unsere Modellierungsbetrachtungen ein. Somit können wir innovative Regelungen für Lüftungsgeräte bewerten, optimieren und weiterentwickeln.

Strömungssimulation
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Strömungssimulation eines Wohnungslüftungsgerätes.

Mithilfe der numerischen Strömungsmechanik (CFD Computational Fluid Dynamics) untersuchen wir das Strömungsverhalten im Lüftungsgerät. Die CFD Simulation auf Geräteebene ermöglicht es, dass Geräte schon in der frühen Entwicklungsphase strömungstechnisch optimiert werden können. So können Druckverluste, Geschwindigkeiten, tote Volumen und Regelung frühzeitig ermittelt und optimiert werden.

Raumströmungen werden ebenfalls mithilfe der CFD-Strömungssimulation untersucht. Damit ergibt sich eine ganzheitliche Betrachtungsweise für die Lüftung von Wohnungen.

Lüftungskonzepte für Bestandsgebäude und fassadenintegrierte HLK

Fassadenintegrierte Lüftungsleitungen
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Fassadenintegrierte Lüftungsleitungen im Modell (links) und im realen Einsatz während der Renovierung eines Wohngebäudes (rechts).

Wir entwickeln innovative Lüftungskonzepte, die bei der Sanierung oder Renovierung von Gebäuden einfach und kostengünstig in die Fassade integriert werden können. Zusätzlich zu fassadenintegrierten Lüftungsleitungen kommen hierbei wohnungszentrale Lüftungsgeräte zum Einsatz. Energiebedarf und CO2-Emissionen der auf diese Weise nachgerüsteten Gebäude können spürbar gesenkt werden.

Neben der Entwicklung, Optimierung und der Bewertung von dezentralen, fassadenintegrierten Lüftungsgeräten sowie Wohnungslüftungsgeräten untersuchen wir auch die Integration von Heizungs-, Lüftungs- und Elektronikkomponenten in Gebäudefassaden.

Entwicklung innovativer Lüftungsgeräte

SWIRL
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Am Fraunhofer ISE entwickeltes Wohnungslüftungsgerät »SWIRL«.

Gemeinsam mit Projektpartnern aus der Industrie entwickeln wir innovative Wohnungslüftungsgeräte. Zudem führen wir ein Monitoring von Lüftungsanlagen und Labormessung in unserem Zentrum für Wärme- und Kältetechnologien durch.

Beim patentierten Wohnungslüftungsgerät SWIRL handelt es sich zum Beispiel um einen Gerät mit Rotationswärmeübertrager, bei dem jeder Raum über seinen eigenen kleinen Lüfter mit Drehzahlregelung verfügt. Somit kann ganz genau in jedem Raum bedarfsgeregelt (CO2, Feuchte, VOCs, usw.) werden.

Monitoring von Lüftungsanlagen und Labormessung

Labormessung eines Lüftungsgerätes
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Labormessung eines Lüftungsgerätes. Bewertet werden Lüftungseffizienz und Raumkomfort.

Wir bewerten Lüftungsanlagen und Raumkomfort sowohl in unseren Labors als auch im Rahmen von Feldtests in Wohn- und Bürogebäuden. Dabei berücksichtigen wir energetische Aspekte und verschiedene Indikatoren zum hygrothermischen Komfort (Temperatur, Feuchte, CO2, VOCs), Behaglichkeit, Lüftungseffektivität sowie deren räumliche Verteilung. Auch das Nutzerverhalten, z.B. öffnen von Fenstern und Türen, fließt in die Untersuchung ein.

In unserem Zentrum für Wärme- und Kältetechnologien bewerten und messen wir Komponenten sowie dezentrale und zentrale Lüftungsgeräte und optimieren diese z.B. hinsichtlich der Temperatur, der Feuchte, der Wärmerückgewinnung, des Druckverlustes, des Volumenstroms/Massenstroms und der Entfeuchtung und Befeuchtung.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema

Forschungsprojekt »RenoZEB«

Fördern von energetischen Sanierungslösungen für Nullenergiegebäude und Wohngebiete

Forschungsprojekt »RetroKit«

Speziell entwickelte integrierte Fassadenelemente ermöglichen die flexible Verlegung von Dämmung, Heizung, Lüftung, Strom und ICT bei der Gebäudesanierung.

Forschungsprojekt »FIHLS«

Fassadenintegrierte Heizung+Kühlung, Lüftung und Sanitär

Forschungsprojekt »HEAVEN«

Modulierende Sole-Wärmepumpe mit Mehrquellensystem und dezentrale Lüftungsanlagen