Strömungssimulation optimiert Lüftungsplanung
Eingesparte Ventilatorleistung reduziert Anschaffungs- und Betriebskosten
In vielen Produktions- und Lagerhallen beeinträchtigt Staub die Raumluftqualität. Die Partikel belasten nicht nur die Gesundheit der Mitarbeiter, sondern machen bei Maschinen auch häufige und kostenintensiven Wartungs- und Reinigungsarbeiten notwendig. Beim Bau einer neuen Lagerhalle mit Gefahrgutbereich und LKW-Betrieb im badischen Gottenheim wollte das Recycling-Unternehmen Metallverwertungsgesellschaft daher sichergehen, dass die Lüftungsanlage gefährliche Stäube, die beim Umschütten des Lagerguts entstehen, perfekt absaugt. Sie ließ das geplante Lüftungskonzept vor der Umsetzung mittels computergestützter Simulation überprüfen.
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CFD-Strömungssimulationen mit dem System fluiobuild des Ingenieurbüros HTCO aus Freiburg im Breisgau erbrachten für den Bauherrn ein überraschendes Resultat. Es zeigte sich zwar, dass mit der vorliegenden Lüftungsplanung alle Hallenbereiche belüftet werden konnten. Die geplante hohe Ventilatorleistung hätte aber zu starken Luftströmungen in der Halle geführt, mit denen die kritischen Stäube in der ganzen Halle verteilt worden wären. Die Absaugung der Partikel wäre dadurch extrem erschwert worden.
Für die beauftragten Ingenieure war das Untersuchungsergebnis nicht ungewöhnlich, denn Strömungen verhalten sich meist anders, als angenommen. Es entstehen Wirbel oder Totzonen, die man mit herkömmlichen Methoden im Rahmen der konventionellen Lüftungsplanung nicht vorhersagen kann.
Durch die Strömungssimulationen ließ sich das Partikelverhalten unter Berücksichtigung der örtlichen Luftströmungen und weiterer Faktoren, wie geöffnete Hallentore oder abgegebene Maschinenwärme visualisieren und berechnen. Die Ingenieure ermittelten die optimale Position der Absaugvorrichtungen und erreichten eine Absaugung der schädlichen Stäube mit einer wesentlich geringeren Ventilatorenleistung. Die Lüftung kommt nun mit lediglich dreißig Prozent der ursprünglich geplanten Luftmenge aus, was die Anschaffungs- und Betriebskosten deutlich reduziert.
Mit weiteren Simulationen ließen die Betreiber das Lüftungskonzept auch in Hinblick auf den LKW-Verkehr innerhalb der Halle überprüfen. Sie konnten so sicherstellen, dass die Mitarbeiter nicht durch Feinstaub beeinträchtigt werden. Zugleich dienten die Ergebnisse als Immissionsnachweis für die Behörden im Baugenehmigungsverfahren.
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