Raumströmungssimulation - CFD

Für besonders kritische Räume oder Situationen ist es oft angebracht die Bewegung der Raumluft sehr detailliert zu berechnen. Hierzu wird das Betrachtungsgebiet, in der Regel ein Raum oder eine Halle, in viele hinreichend kleine Volumenelemente unterteilt. Für jedes der Volumenelemente wird dann die örtliche Verteilung von Luftgeschwindigkeit, -temperatur und -druck berechnet. Je nach Anwendungsfall werden stationäre (zeitunabhängige) oder instationäre (dynamische) Luftströmungsvorgänge simuliert. Aufgrund des hohen Rechenaufwandes für die hochauflösenden räumlichen Berechnung der Luftbewegung ist es in der Regel nur möglich, kurze Zeiträume zu analysieren. Die CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) ergänzen somit die längerfristig angelegten thermischen Berechnungen der dynamischen Gebäudesimulation.

Typische Anwendungen sind:

• Die Optimierung der Behaglichkeit am Arbeitsplatz. Hierbei werden die Raumlufttemperaturen, die Oberflächentemperaturen und die Luftgeschwindigkeit am Arbeitsplatz analysiert und mit den Vorgaben für Arbeitsstätten verglichen.
• Die Optimierung eines natürlichen Lüftungskonzepts. Hierbei wird z.B. die Gestaltung der Fenster und Fassadenöffnungen überprüft und ggf. so optimiert dass ein ausreichender Außenluftwechsel erreicht wird.
• Die Optimierung eines technischen Lüftungskonzeptes. Hierbei werden z.B. die Orte der Lufteinbringung, bzgl. Behaglichkeit und Raumdurchspülung untersucht.
• Die Optimierung der Raumströmung großer Hallen. Diese zeigen aufgrund ihrer Geometrie oft ein signifikant anderes Verhalten, besonders wenn es sich um verglaste Flächen handelt. So können im Winter Zugerscheinungen als Folge von Luftabfällen an kalten Glasflächen auftreten. Im Sommer kann durch aufsteigende Warmluft an den Glasflächen der Effekt einer Fensterlüftung deutlich vermindert werden.
• Die Untersuchung der Ausbreitung von Schadstoffen und Rauchgasen.
• Die Untersuchung der Luftumströmung eines Gebäudes.