Auslegung eines dezentralen, vernetzten Zuluftsystems

Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung eines neuen, an der Professur für Gebäudetechnik der ETH Zürich entwickelten Ansatzes für ein Zuluftsystem.

In Europa entfällt ca. 50% des Gesamtenergieverbrauchs auf Gebäude, so dass in diesem Sektor ein riesiges Einsparpotential besteht. Um dieses nutzen zu können, sind neue gebäudetechnische Systeme zu entwickeln.

Das Zuluftkonzept, welches im Rahmen dieser Dissertation untersucht werden soll, basiert auf dezentraler Technik und versucht durch ein in der statisch tragenden Bodenkonstruktion eingelassenes Verteilnetzwerk die Zuluft gleichmässig über die Nutzflächen zu verteilen. Durch die Vernetzung der verschiedenen Fassadenseiten soll zudem die Nutzung der Windenergie für den Lufttransport ermöglicht werden. Im Gegensatz zu gängigen, meist zentralen Lüftungssystemen, wird der Energieverbrauch in der Zuluftverteilung durch das neue Konzept drastisch reduziert. Basierend auf einer Simulation des Zuluftsystems soll in dieser Arbeit versucht werden, die Topologie des Zuluftnetzwerkes für einen bestimmten Satz von Randbedingungen zu optimieren, so dass im Sinne dieser Randbedingungen ein ”optimaler” Betrieb gewährleistet werden kann. Nebst den theoretischen Untersuchungen werden auch Systemkomponenten entwickelt, um das Zuluftsystem prototypisch in Betrieb nehmen zu können. Die Erstinstallation des neuen Zuluftsystems wird direkt im Arbeitsbereich der Professur für Gebäudetechnik erfolgen. 

Produkteentwicklung: Dezentrale Zuluftgeräte

In den neuen Gebäuden findet eine fortschreitende Dezentralisierung der Technik statt. Der Trend der Dezentralisierung deckt sich mit der technologischen Entwicklung der Miniaturisierung. Geräte werden immer kleiner und intelligenter und können so in grossen Mengen kosteneffektiv eingesetzt werden.

In einer Zusammenarbeit mit der Firma BS2 AG werden dezentrale Zuluftgeräte entwickelt, die sich vor allem durch ihre Kompaktheit von denen am Markt verfügbaren Produkten unterscheiden. Diese Geräte können gut in die bestehende Struktur der Gebäude integriert werden und erlauben elegantere und ressourcenschonendere Lösungen als bisher möglich waren. Der Systemgedanke hinter der Entwicklung dieser Zuluftgeräte ist eine Kombination von zentral geführter Abluft sowie dezentral geführter Zuluft. Konditionierte Zuluft wird von den dezentralen Geräten über die Fassade ins Gebäude gebracht. Dank niedrigen Geschwindigkeiten und kurzen Transportwegen ist der Druckverlust und somit der Stromverbrauch für die Luftförderung minimal. Die Wärmetauscher der Geräte ist so ausgelegt, dass mit niedrigen/hohen Temperaturen geheizt/gekühlt werden kann und somit ein exergieeffizienter Betrieb im Verbund mit einer Wärmepumpe möglich ist.
Das Gerät wird konsequent in Richtung Miniaturisierung und bessere Informierung (Digitalstrom©) weiterentwickelt, so dass sich neue Ansätze für vernetzte und integrierte Systeme realisieren lassen.

Kontakt: Luca Baldini