Titel: Lüftungsanlagen im Anschlusse an die gebräuchlichen Heizungssysteme.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1890, Band 282 (S. 57–60)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj282/ar282025

Lüftungsanlagen im Anschlusse an die gebräuchlichen Heizungssysteme und eine kritische Beleuchtung dieser letzteren.

(Eine Artikelfolge von F. H. Haase, gepr. Civilingenieur, Patentanwalt in Berlin.)

(Fortsetzung des Berichtes S. 31 d. Bd.)

Mit Abbildung.

Zu 2. Erfolgt die Einführung der Frischluft unter Wirkung eines Druckes, dessen Grösse jeweils der algebraischen Summe eines constanten disponiblen Förderdruckes und des veränderlichen Gegendruckes gleich ist – wie es beispielsweise der Fall ist, wenn die Frischluft durch Einblasen eines besonderen Luftstromes in beliebig gerichtetem oder durch Einblasen eines Wassersprühregens in abwärts gerichtetem oder erhitzt in aufwärts gerichtetem Zuführungskanale beschleunigt wird – so ändert sich mit dem Gegendrucke jeweils auch die in den zu lüftenden Raum einströmende Frischluftmenge.

Ist die Richtung des Abströmungskanales von dem zu lüftenden Raume aus ansteigend und seine Temperatur höher als die der Aussenluft, seine Wirkung auf die Raumluft also eine saugende, so bewirkt ein Abschliessen desselben und das Oeffnen einer dritten Mauerdurchbrechung, welche unmittelbar ins Freie mündet, eine Verminderung der Einströmungsgeschwindigkeit der Druckluft auf

. . . . . . . . . . (6)

wenn bei verschlossener dritter Mauerdurchbrechung und vollständig geöffnetem Abströmungskanale die Einströmungsgeschwindigkeit der Druckluft c1 war und h, t3, tα wie früher die effectiv wirksame Saughöhe des Abströmungskanales bezieh. dessen Lufttemperatur und die Temperatur der Aussenluft bezeichnen.

Denkt man sich andererseits den Zuführungskanal der Frischluft abgeschlossen und den Abströmungskanal nebst der dritten Mauerdurchbrechung geöffnet, so wird – wenn diese letztere eine so grosse Fläche hat, dass man den in ihr auftretenden Contractionswiderstand vernachlässigen kann – die durch die Abströmungsöffnung F2 entweichende Luftgewichtsmenge:

wenn, wie früher, γα. das specifische Gewicht der Aussenluft bezeichnet.

Sind nun alle drei Oeffnungen gleichzeitig offen, so ist die Zugwirkung des Abströmungskanales betreffs der Luftmenge keine andere, als wenn er allein mit der dritten Durchlassöffnung in Wechselwirkung steht, und der Druck der Druckluft im Zuströmungskanale überwiegt den von der dritten Durchlassöffnung her auf die Raumluft drückenden um ebenso viel, wie in dem Falle, in welchem die letztere Oeffnung mit dem Zuströmungskanale allein in Wechselwirkung steht.

Die Luftgewichtsmenge, welche die dritte Durchlassöffnung in den Raum eindringen lässt, ist demnach

lgF1.c'.γ1

Soll also keine Luft durch diese Oeffnung eindringen, so muss:

F1.c'.γ1lg

Substituirt man in diese Beziehungsgleichung die für lg und c' aufgestellten Ausdrücke und ersetzt dann das Verhältniss durch den allgemeinsten Ausdruck desselben Gl. 1b mit Vernachlässigung des Factors , so erhält man nach gehöriger Umformung als Bedingung für |58| die Verhinderung des Einbringens unerwünschter Aussenluft mit Hilfe der Druckluft die Beziehung:

. . . . . . . . . . (7)

Wenn beispielsweise die Temperatur der Druckluft t'' = 30° C, die Aussenlufttemperatur tα= 0° C., die Temperatur im Abströmungskanale t3 = 20° und die effectiv wirksame Saughöhe h = 1 m, so findet man als Bedingung für die Verhinderung einer Lufteinströmung durch die dritte Durchlassöffnung für

c1 = 6,0 m 4,0 m 2,0 m 1,17 m
F2 3,75.F1 2,18.F1 0,64.F1 0

Wenn man nun annimmt, dass bei normalem Gange der Lüftung 10 Proc. der zuströmenden Druckluftmenge durch Wände, Fenster- und Thürspalten entweicht und demnach 90 Proc. dieser Luftmenge durch den Abströmungskanal abströmen muss, so müsste in Anbetracht der Beziehung:

F2.c2.γ2 = 0,9.F1.c1.γ1

wenn γ2 die Raumluftdichtigkeit und c2 die normale Abströmungsgeschwindigkeit bezeichnet, nothwendig

sein. Wenn also die Raumlufttemperatur t2 = 20° C, so würde den vorstehenden Beispielen entsprechend die normale Abströmungsgeschwindigkeit sein müssen:

c2 = 1,4 m 1,6 m 2,7 m

Man sieht also, dass, wenn selbst die normale Einströmungsgeschwindigkeit der Druckluft eine sehr hohe ist, es niemals möglich ist, das Verhältniss der Abströmungsöffnung zur Zuströmungsöffnung derart zu bestimmen, dass demzufolge beim Oeffnen eines Fensters oder einer Thür von aussen keine Luft in den unter der Einwirkung eines saugenden Abströmungskanales stehenden gelüfteten Raum eindringe, weil ein solches Verhältniss dieser Oeffnungen, wie es hierzu erforderlich wäre, immer unzulässig hohe Abströmungsgeschwindigkeiten benöthigen würde. Es bleibt deshalb zur Verhinderung des Eindringens unerwünschter Luft im Falle einer saugenden Wirkung des Abströmungskanales nichts anderes übrig, als die Oeffnung dieses Kanales zu vermindern, sobald eine Thür oder ein Fenster geöffnet wird.

Trotzdem eine sehr hohe Einströmungsgeschwindigkeit somit den Vortheil der Verhinderung eines Gegenstromes beim Oeffnen einer unmittelbar ins Freie führenden Thür nicht bietet, darf man diese Geschwindigkeit doch auch nicht unter einem gewissen Betrage wählen, weil sonst ein solcher Gegenstrom selbst bei Verminderung der Abströmungsöffnung noch eintreten und sogar verursachen kann, dass Aussenluft in den Zuführungskanal der Druckluft eindringt. Denn, wie ein Blick auf den Ausdruck (6) belehrt, wird c' negativ, sobald der Werth des zweiten Gliedes dieses Ausdruckes den der normalen Einströmungsgeschwindigkeit c1 übertrifft. Beträgt beispielsweise die effective Saughöhe h 4 m und ist t3 = 20° und tα = 0, so wird c' schon negativ, wenn die normale Einströmungsgeschwindigkeit c1 weniger als 2,3 m beträgt.

Man ersieht daraus, wie irrig die frühere Regel war, die Einströmungsgeschwindigkeit nicht über 1 m betragen zu lassen. –

Ist die Richtung des Abströmungskanales von dem zu lüftenden Raume aus abwärtsgehend und seine Temperatur höher als die der Aussenluft, seine Wirkung also eine der Abströmung entgegengesetzte, so strömt beim Abschliessen des Zuführungskanales und Oeffnen einer dritten Mauerdurchbrechung Luft durch den Abströmungskanal herbei, in den Raum ein und durch die dritte Durchlassöffnung aus demselben ab, und zwar erfolgt hierbei die Einströmung unter einem effectiven Auftrieb, welcher die Geschwindigkeit

in der dritten Durchlassöffnung zu erzeugen vermag, wenn h die effectiv wirkende Saughöhe, welche die Lufteinführung aus dem Abströmungskanale in den Raum verursacht, t3 die Temperatur der Luft in diesem Kanal und tα die Aussenlufttemperatur bezeichnet.

Denkt man sich andererseits den Abströmungskanal geschlossen und den vollständig geöffneten Zuströmungskanal mit der dritten Durchlassöffnung in Wechselwirkung, so wird; zufolge des Wegfallens der Gegenwirkung des Abströmungskanales, die Einführungsgeschwindigkeit der Druckluft bis auf

. . . . . . . . . . (8)

erhöht.

Befinden sich aber alle drei Oeffnungen in Wechselwirkung, so wird von dem Abströmungskanale her eine Lufteinströmung nicht mehr erfolgen, sobald derselben ein Widerstand entgegenwirkt, der ebenso gross oder grösser ist als derjenige, den der Auftrieb der Luft in diesem Kanäle zu überwinden vermag. Dies ist aber dann der Fall, wenn der Luftdruck in dem zu lüftenden Raume diesem Auftriebe gleich ist, oder mit anderen Worten, wenn der im Zuführungskanale wirksame Druck selbst – unter Ueberwindung des gleichen Widerstandes, den der Auftrieb des Abströmungskanales bei geschlossener dritter Mauerdurchbrechung der Drucklufteinströmung entgegensetzt – in den Raum eine Luftgewichtsmenge fördert, deren Hinausdrängen durch die dritte Durchlassöffnung in dieser die Ausströmungsgeschwindigkeit

benöthigt; d.h. wenn:

sofern F3 die Grösse der dritten Durchlassöffnung und γα das specifische Gewicht der Aussenluft am Fusse des Abströmungskanales bezeichnet.

Ersetzt man in diesem Ausdrucke wieder das Verhältniss durch dessen allgemeinsten Werth Gl. 1b unter Vernachlässigung des Factors , so erhält man die Bedingung für die Verhinderung des Eindringens von Luft durch den Abströmungskanal in einer der Gleichung 5 identischen Form ausgedrückt.

Es ist daher aus gleichen Gründen wie bei constanter Druckluftbeschaffung, auch im Falle einer Druckluftbeschaffung, wie sie hier in Betrachtung steht, das Einströmen von Luft durch einen abwärts gerichteten Abströmungskanal nur dadurch mit Sicherheit verhinderbar, dass man diesen letzteren beim Oeffnen eines Fensters oder einer ins Freie führenden Thür abschliesst.

|59|

Genau dasselbe gilt auch für Abströmungskanäle, welche von den zu lüftenden Räumen aus ansteigen und dabei niedrigere Temperatur als die Aussenluft besitzen, da für sie die Beziehungsgleichung 5 ebenfalls gültig ist, wenn man in derselben unter dem Wurzelzeichen die Stellungen der Temperaturgrössen t3 und tα gegenseitig vertauscht.

Wenn endlich die Abströmungskanäle von den zu lüftenden Räumen aus abwärts gehende Richtung und dabei niedrigere Temperatur als die Aussenluft haben, so gelten wieder die Beziehungen 6 und 7, wenn man in denselben unter dem Wurzelzeichen die Stellungen der Temperaturgrössen t3 und tα gegenseitig vertauscht. –

Ganz allgemein ergeben demnach die bisherigen Untersuchungen mit Bestimmtheit die Lehren:

1) Bei allen Drucklüftungsanlagen – gleichviel ob deren Druckluftbeschaffung mittels maschineller Mittel fortwährend in constantem Maasse bewirkt wird oder nicht – sind abwärts gerichtete Abströmungskanäle, deren Temperatur eine höhere ist oder werden kann als die Temperatur der Aussenluft, sowie aufwärts gerichtete Abströmungskanäle, deren Temperatur eine niedrigere ist oder werden kann als die Temperatur der Aussenluft, thunlichst zu vermeiden, wenn Thüren und Fenster nicht während der Dauer der Benützung der zu lüftenden Räume dauernd geschlossen gehalten werden können. Kann aber die Anordnung derartiger Abströmungskanäle nicht umgangen werden, so ist entweder durch automatisch bewegliche Klappen jeder gegen die Räume hin gerichtete Luftstrom in ihnen zu verhindern, oder es ist nothwendig, diese Kanäle jedesmal, so oft eine nach aussen führende Thür oder ein Fenster geöffnet wird, für den betreffenden Raum, auf andere Weise zu schliessen.

2) Bei allen Drucklüftungsanlagen sind Abströmungskanäle, welche eine saugende Wirkung auf die Raumluft ausüben (d. i. aufwärts gerichtete Abströmungskanäle, deren Temperatur eine höhere ist als die der Aussenluft, und abwärts gerichtete Abströmungskanäle, deren Temperatur eine niedrigere ist als die der Aussenluft), nur dann zweckmässig, wenn ihre Wirkung beim Oeffnen von Fenstern oder nach aussen führenden Thüren, jeweils den Aenderungen der Aussentemperatur entsprechend, durch Verstellen von Verschlussvorrichtungen mehr oder weniger erheblich vermindert wird.

Danach gelangt man zu dem Schlusse, dass es am empfehlenswerthesten ist, bei Drucklüftungsanlagen weder aufwärts gerichtete noch abwärts gerichtete Abströmungskanäle anzuordnen, wenn die Eingangsthüren der zu lüftenden Räume häufiger geöffnet werden, wie es beispielsweise bei Gastwirthschaftsräumen, Auslegeräumen von Bücher- und Schriftensammlungen u. dgl. zu geschehen pflegt. Die Abströmungskanäle solcher Räume sollen vielmehr möglichst wagerecht verlaufen. Dies allein ist jedoch noch nicht genügend, unerwünschte Luftströmungen beim Oeffnen von Fenstern und Thüren zu vermeiden, die Abströmungskanäle müssen vielmehr möglichst der gleichen Aussenlufttemperatur wie die Eingangsthüren ausgesetzt sein (also wo möglich auf derselben Seite wie diese liegen), oder da dies im Allgemeinen schwer zu ermöglichen ist, so ist dafür zu sorgen, dass der Widerstand, den sie der Luftdurchströmung darbieten, so gross sei, dass ihre eigene active Wirkung dadurch vollständig aufgehoben wird. Dies ist aber ohne Nachtheil zu bewirken, wenn man die Abströmungskanäle möglichst zahlreich und mit dementsprechend möglichst kleinen Mündungen nach dem Raume hin versieht und solchermaassen entweder unmittelbar ins Freie ausmünden lässt, oder besser in einen gemeinschaftlichen wagerechten (oder doch nur wenig ansteigenden oder abwärts gerichteten) Sammelkanal münden lässt.

Es erübrigt nun nur noch, zu zeigen, in welcher Weise man den Einfluss einer vierten Durchlassöffnung bestimmen kann.

Diese Bestimmung ist allgemein auf folgende Weise möglich:

Denkt man sich zunächst den Zuführungskanal der Lüftungsanlage abgeschlossen, so werden sich von den drei übrig bleibenden Oeffnungen zwei der dritten gegenüber entweder als saugend oder als Druckwirkung zulassend bemerkbar machen, wenn man sie einzeln mit dieser dritten Oeffnung in Beziehung setzt; aber sie werden sich bezüglich dieser Saug- oder Druckwirkung im Allgemeinen als ungleichwerthig erweisen und deshalb werden sie durch gegenseitige Beeinflussung ihre gemeinsame Einwirkung auf die dritte Oeffnung vermindern.

Addirt man daher die Einzelwirkung der, gleichartig zur Geltung kommenden zwei Oeffnungen auf die dritte, in Luftgewichtsmengen ausgedrückt, und zieht von dem Ergebnisse die gegenseitige Wirkung der beiden ersten Oeffnungen, ebenfalls in Luftgewichtcsmenge ausgedrückt, ab, so erhält man als Resultat diejenige Luftgewichtsmenge, welche unter der gegenseitigen Beeinflussung der drei genannten Oeffnungen bei abgeschlossenem Zuführungskanale in den zu lüftenden Raum als unerwünschte Luft eindringt.

Das Eindringen solcher Luft wird verhindert, wenn, unter Ueberwindung des durch die drei genannten Oeffnungen in dem Raume verursachten Druckes, eine der daraus resultirenden Luftgewichtsmenge gleiche Luftgewichtsmenge durch den Zuführungskanal eingeführt wird. Auf welche Weise dieselbe hierbei beschaffen wird, ist gleichgültig.

Als Beispiel mag angenommen werden, der Abströmungskanal habe eine von dem zu lüftenden Raume aus aufwärts gehende Richtung und die Luft in ihm besitze eine höhere Temperatur als die ausserhalb der dritten Durchlassöffnung befindliche Aussenluft, desgleichen besitze die ausserhalb der vierten Durchlassöffnung befindliche Aussenluft, beispielsweise die eines engen Hofraumes von der Höhe h', eine höhere Temperatur als die ausserhalb der dritten Durchlassöffnung befindliche Luft und demzufolge eine Dichtigkeit γ4, welche geringer ist als die der letzteren Luft, deren Dichtigkeit mit γα bezeichnet sei, während die Dichtigkeit der Luft im Abströmungskanale y3 und die effectiv zur Wirkung kommende Saughöhe dieses Kanales h sei.

Textabbildung Bd. 282, S. 59
Bezeichnet man nun die Höhe der Atmosphäre, von |60| der mittleren Höhe der dritten Durchlassöffnung an gerechnet, mit a, so hat man im Hinblick auf umstehende schematische Figur nach dem Gesetz der communicirenden Rühren für die beschleunigende Druckdifferenz der beiden mit einander communicirenden Luftsäulen den Ausdruck:

p = (ah')γa + h'.γ4 – [(ah)γa + h.γ3]

= h(γaγ3) – h'(γaγ4)

und demnach für die beschleunigende Differenzdruckhöhe einer Luftsäule von dem specifischen Gewichte γα:

entsprechend einer Geschwindigkeit

Führt man anstatt der specifischen Gewichte die denselben entsprechenden Temperaturen tα, t3, t4 in Rechnung, so erhält man:

In Luftgewichtsmenge ausgedrückt, ergibt sich die Beeinflussung der Saugwirkung der vierten Durchlassöffnung durch diejenige des Abströmungskanales, wenn dieser die grössere Wirkung hervorbringt und wenn seine Oeffnung F2 kleiner ist als die vierte Durchlassöffnung, als:

Ist F2 grösser als die vierte Durchlassöffnung, so tritt diese für F2 in dem Ausdrucke lg° an dessen Stelle.

Die unter der gegenseitigen Wirkung der beiden zusätzlichen Oeffnungen (der dritten und der vierten Oeffnung) und des vollständig geöffneten Abströmungskanales, bei Abschluss der Druckluft in den Raum eindringende Luftgewichtsmenge ist nun ohne weiteres ausdrückbar durch:

wenn F4 die Grösse der vierten (der saugenden) Durchlassöffnung bezeichnet und die dritte Durchlassöffnung F3F4 und ≧ F2; ist dagegen F3 < F4 aber > F2, so tritt F3 an die Stelle F4 und ist endlich F3 < F4 und < F2, so tritt auch F3 an die Stelle von F2 (jedoch in dem Ausdrucke lg° nur dann, wenn auch F4 < F2).

Soll nun das Eindringen dieser unerwünschten Luftgewichtsmenge l g durch Einführen von Druckluft verhindert werden, so muss ganz allgemein F1.c1.γ1lg, d.h. es muss die Bedingungsgleichung:

erfüllt sein, in welcher c1 diejenige Geschwindigkeit und γ1 diejenige Dichtigkeit bezeichnet, mit welcher die Druckluft unter einem Gegendrucke einströmt, der die Geschwindigkeit

zu vernichten vermag.

Ist beispielsweise h' = 10 m, h = 1 m, t4 = 1° C., t3 = 20° C. und tα = 0° C., so findet man, dass c0' = 1,21 m; wenn daher die normale Einströmungsgeschwindigkeit von Druckluft, welche unter constantem Förderdrucke steht, 2,5 m beträgt, so beträgt deren Einströmungsgeschwindigkeit beim Oeffnen von zwei um 1° C. verschieden temperirter Aussenluft ausgesetzten Durchlassöffnungen nur noch c1 = 1,29 m.

Ist ferner die Temperatur, mit welcher die Druckluft in den Raum einströmt t'' = 30° C. und demnach

und ist F4= 4. F2, so findet man als Bedingung für die Verhinderung des Eindringens unerwünschter Aussenluft F1 ≧ 15,3 F2, eine Bedingung, welche gewiss niemals erfüllt ist. Ohne andere Fälle näher zu untersuchen, übersieht man auf Grund der vorstehenden Ermittelungen schon ohne weiteres, dass wenn zwei ungleicher Aussenlufttemperatur ausgesetzte zusätzliche Durchlassöffnungen eines gelüfteten Raumes geöffnet werden, dessen Abströmungskanal saugend oder Druckwirkung zulassend in Betracht kommt, die Möglichkeit, dem Eindringen unerwünschter Luft durch Wahl der Verhältnisse der Lüftungsanlage entgegen zu wirken, nicht besteht. Schliesst man aber den Abströmungskanal oder macht man ihn in geeigneter Weise wirkungslos, so gelten für die Wirkung der beiden zusätzlichen Oeffnungen die gleichen Beziehungen, wie sie bei dem Vorhandensein einer einzigen zusätzlichen Oeffnung in Gemeinschaft mit dem Abströmungskanale platzgreifen.

Glücklicher Weise ist die gegenseitige Wirkung von zwei gleichzeitig geöffneten Thüren eines Raumes; zufolge der zumeist bestehenden baulichen Anordnungen, keine so bedeutende wie die von zwei in einander gegenüberliegenden Wänden befindlichen Fensteröffnungen, weil gleichzeitig geöffnete Thüren nicht unmittelbar ins Freie zu führen pflegen und die Wirkung der einen Thüröffnung durch geeignete Einrichtungen fast vollständig aufgehoben werden kann, so dass man im Allgemeinen bei Drucklüftungsanlagen für Räume, deren Besucher häufig wechseln, nur die Wirkung einer einzigen zusätzlichen Oeffnung zu berücksichtigen hat, wenn die baulichen Verhältnisse nicht die Möglichkeit bieten, auch diese Oeffnung fast oder ganz wirkungslos zu machen.

In welcher Weise dies geschehen kann, lernt man durch Beurtheilung gut ausgeführter baulicher Anordnungen am besten kennen.

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