Untersuchungen zur Intensivierung des Wärmeüberganges und Lüftungskonzepte bei Hochleistungs-Verdunstungskühlung für Gebäude
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Für einen nach Süden ausgerichteten Raum mit 90 m3 Raumvolumen und 4,5 m2 Fensterfläche sind mittels Gebäudesimulation zahlreiche Untersuchungen zur Wirksamkeit von direkter Verdunstungskühlung im Sommer vorgenommen worden. Der Verdunstungskühler wurde in eine einfache Lüftungsanlage integriert und wird mit Außenluft versorgt. Die Kombination mit natürlicher Lüftung ist möglich. Durch verschiedene Lüftungsstrategien, Wetterverhältnisse, verschiedene Bauweisen und Dämmstandards sowie Annahmen zur Effizienz des Kühlers entstanden zahlreiche Parameterkonstellationen. Experimentelle Untersuchungen an einem Prototyp eines Kühlers sind im Rahmen des Projektes in Kooperation mit dem IIT Roorkee, Indien vorgenommen worden. Die Ergebnisse belegen, dass direkte Verdunstungskühlung einen wirksamen Beitrag zur Verbesserung der raumklimatischen Verhältnisse im Hochsommer erbringen kann. In Kombination mit Verschattung und Nachtlüftung werden bei deutschen Wetterbedingungen im Niedrigenergiehaus sogar thermisch behagliche Verhältnisse der höchsten Kategorie erreicht. Der Energiebedarf dafür ist vergleichsweise gering. Die Ergebnisse für einen Raum mit niedrigem Wärmedämmstandard aber in schwerer Bauweise sind nicht wesentlich schlechter, hängen aber sehr stark von den Wetterbedingungen ab. Eine besonders wirkungsvolle Außenverschattung reduziert unter deutschen Wetterverhältnissen das Potential für den Einsatz des Verdunstungskühlers beträchtlich, allerdings wurde hierbei nicht analysiert, ob die Ausleuchtung mit Tageslicht noch gewährleistet ist. Der Verdunstungskühler hat die größte Auswirkung auf die thermische Behaglichkeit im Raum wenn eine übliche Verschattung angewendet wird. In einem solchem Fall ist auch die Steigerung der Effizienz vorteilhaft für die Verhältnisse im Raum. Der Einsatz des Kühlers ist preisgünstig und erfordert, wie in den Berechnungen gezeigt, keine aufwendige Reglung. Wegen seiner relativ geringen Leistung muss der Verdunstungskühler allerdings als eine zusätzliche Maßnahme zur Erhöhung der Behaglichkeit gesehen werden. Ohne andere bauliche und anlagetechnische Maßnahmen, wie Verschattung und Nachtlüftung, schafft er nicht, behagliche Verhältnisse im Raum zu gewährleisten. Durch eine Reihe von Langzeit-Berechnungen konnte gezeigt werden, dass der Verdunstungskühler aus Sicht des Kondensationsrisikos keine Gefahr für das Innenklima darstellt. Die Unbedenklichkeit aus Sicht des Schimmelbefalls wurde nicht untersucht. Die Profile der Luftfeuchtigkeit an der Innenseite der Außenwände erlauben jedoch Optimismus in dieser Hinsicht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Modelling of an evaporative cooling system for low energy buildings. 14. Hermann-Rietschel-Colloquium, 14.-21. März 2010, Hirschegg 2010
W. Kozak
- Studies on the enhancement of heat transfer and ventilation strategies during high performance evaporative cooling of buildings. Final project report, TU Dresden and IIT Roorkee, 2010
R. Kumar, M. Rösler, M. Mittal, W. Kozak, N. Reese
- Untersuchungen zum Einsatz von Verdunstungskühlung innerhalb eines hybriden Lüftungskonzeptes. Bauphysik 32 (2010), Heft 6
W. Kozak, M. Rösler, A. Perschk
- Untersuchungen zum Einsatz von Verdunstungskühlung innerhalb eines hybriden Lüftungskonzeptes. Proceedings of BauSIM 2010, Wien 2010
W. Kozak, M. Rösler, A. Perschk
