Bessere Simulationen von natürlich belüfteten Gebäuden
Die Lüftungsmessrate ist entscheidend für die Steuerung von thermischem Komfort, für Energieeinsparungen und für die Reduzierung von Schadstoffemissionen in Gebäuden. Dies ist in natürlich belüfteten (NV) Gebäuden wegen dynamischer und komplexer Luftzirkulationsmuster, verursacht durch Wind und Auftriebseffekte aufgrund von Unterschieden in der Temperatur, schwieriger. Ziel des Projekts HNVR-CALCULATOR (Handy natural ventilation rate calculator based on computational fluid dynamics) war es, eine leicht zu bedienende CFD-Simulation (Computer Fluid Dynamics) für Informationen über die Lüftungsrate in NV-Gebäuden zu entwickeln. Die Projektpartner schufen ein automatisiertes Simulationswerkzeug, das sich an Landwirte und nicht-CFD-Experten richtet und Gebäude- und Belüftungskonfigurationen sowie die Außenwindverhältnisse berücksichtigt. Das Simulations-Tool mit dem Namen SYS (simulate yourself) verwendet benutzerfreundliche grafische Schnittstellen und ein interaktives 3D-Visualisierungsmodul. Alle SYS-Module wurden automatisiert und die Qualität der einzelnen Prozesse kontrolliert. Ein wichtiger Vorteil war, dass SYS unter Verwendung eines frei verfügbaren Open-Source-Codes entwickelt wurde. Das SYS-Programm und seine Dokumentation stehen auf der Projekt-Website zur Verfügung. Mithilfe von Windkanalexperimenten wurde das CFD-Simulationstool validiert. Diese zeigten, dass die durch das CFD-Tool vorhergesagten Luftgeschwindigkeiten mit Messungen aus drei Windkanaltests übereinstimmten. Die Auswirkungen unterschiedlicher Maschengrößen und Turbulenzmodelle zu den Simulationsergebnissen wurden ebenfalls getestet. Das SYS-Programm wird es nicht-CFD-Experten ermöglichen, aerodynamische Informationen zu nutzen, um ihre Unternehmen und deren Forschungsbedarf zu fördern. HNVR-CALCULATOR geht davon aus, dass seine Arbeit in verschiedenen Bereichen angewendet werden kann. Dazu gehören inspirierende neue Forschungen zu Tieraufzuchtbedingungen in heißen Klimazonen bei gleichzeitiger Reduzierung der Energiekosten. SYS kann auch zur Vorhersage der Ausbreitung von Infektionen zwischen Gebäuden und in Städten in Folge eines Anschlags mit biologischen Waffen verwendet werden.
Schlüsselbegriffe
Computer-Fluiddynamik, natürlich belüftete Gebäude, HNVR-CALCULATOR, interaktive 3D-Visualisierung, Windkanal, Bioterrorismus
