Abschätzung der Luftqualität in Räumen mit SOLIDWORKS Flow Simulation HVAC Module

Wir alle kennen den Effekt, den die kontaminierte Luft an uns haben kann. Durch diese Luft können die Menschen an einer Infektion erkranken. Diesen Effekt haben wir durch die COVID-19-Pandemie schon erfahren. Durch einen gut gestalteten Luftumlauf kann diese Ansteckungsgefahr (Wahrscheinlichkeit der Infektion) vor allem in geschlossenen Räumen wie grossen Betriebsstätten und Bürogebäuden verringert werden. Dies erfordert insbesondere eine gute Konstruktion der Belüftungsanlagen & Raumaufteilungen.

SOLIDWORKS Flow-Simulation HVAC Module ermöglicht es Ihnen, die Leistung einer Belüftungsanlage in der Planungsphase vorherzusagen sowie die Abschätzung der Luftqualität und des allgemeinen Wärmegefühls vorzunehmen. Mit HVAC Flow Simulation können Sie verschiedene Szenarien von Belüftungsanlagen & Raumaufteilungen simulieren und die Komfortparameter erhalten. Damit können Sie bestimmen, ob die Luftqualität und Temperatur, für die Menschen, die in dieser Umgebung arbeiten, sicher und komfortabel sind.

Mit SOLIDWORKS Flow-Simulation HVAC Module kann man folgende Parameter berechnen und bewerten:

1. Contaminant Removal Effectivenes (CRE): Dieser Parameter ist ein Index, der Informationen über die Wirksamkeit eines Lüftungssystems beim Entfernen kontaminierter Luft aus dem gesamten Raum liefert.
2. Local Air Quality Index (LAQI): Dieser Parameter ist ein Index, der Informationen über die Wirksamkeit eines Lüftungssystems bei der Entfernung kontaminierter Luft von einem lokalen Punkt liefert.
3. Mean Radiant Temperature (MRT): ist die gleichmässige Oberflächentemperatur eines imaginären schwarzen Gehäuses, in dem ein Insasse die gleiche Menge an Strahlungswärme austauschen würde wie in dem tatsächlichen ungleichmässigen Raum
4. Draft Temperature: ist die Temperaturdifferenz zwischen einem beliebigen Punkt in der besetzten Zone und der Kontrollbedingung. «Draft» ist definiert als ein örtlich begrenztes Gefühl von Kühle oder Wärme eines Körperteils aufgrund von Luftbewegung und Lufttemperatur, wobei Feuchtigkeit und Strahlung als konstant angesehen werden.
5. Air Diffusion Performance Index (ADPI): ist der Prozentsatz des Raums, in dem die Luftgeschwindigkeit weniger als 0,35 m / s beträgt und die Zugtemperatur zwischen -1,7 ° C und 1,1 °C liegt
6. Predicted Percent Dissatisfied (PPD): ist ein Index, der Informationen über thermische Beschwerden oder thermische Unzufriedenheit liefert, indem er den Prozentsatz der Personen vorhersagt, die sich in einer bestimmten Umgebung wahrscheinlich zu warm oder zu kalt fühlen.

Mit SOLIDWORKS Flow-Simulation HVAC Module können Sie in wenigen Schritten Ihr Gebäude Corona-gerecht planen und geeignete Massnahmen ausarbeiten.

Schritt 1: Das geplante Gebäudemodell für die Simulation erstellen

Hier betrachten wir einen Krankenhausisolationsraum und schätzen die Wirksamkeit des Lüftungssystems in Bezug auf die Entfernung von Schadstoffen und die thermische Situation von Personen im Raum. Ein typisches Patientenzimmer verfügt über Standardfunktionen wie ein Patientenbett, Lüftungsanlagen, Licht, med. Geräte. Das Überkopflüftungssystem enthält einen Überkopflüftungssystemdeckenversorgungsdiffusor, Decken- und Waschraumlüftungsanlagen. Die Schadstoffquelle ist angenommen, der Patient atmet. Die Wärmequellen sind Lichter, ein medizinisches Gerät, ein Fernseher, ein Patient und ein Krankenpfleger.

Schritt 2: Simulationsmodel konfigurieren

• Projekt definieren: Mit dem Assistenten können Sie ein neues Projekt schrittweise erstellen. Hier können alle erforderlichen Daten, wie Einheitensystem, Analyseart (Interne/Externe Strömungen), Wand- und Anfangsbedingungen angegeben werden.
• Randbedingungen anwenden: Durch die Randbedingungen, wie Einlass-/Auslass-Volumenstrom, Druck und Temperatur kann das Strömungsmuster vollständig gesteuert werden.
  Z.B. die schadstoffbelastete Luft wird als Einlass-Volumenstrom auf dem Mund des Patienten angewendet.
• Angabe der Wärmequellen: Sie können Wärmequellen entweder auf einer Oberfläche oder im Medium definieren. In diesem Fall werden die Geräte und Beleuchtung als Oberflächen-Wärmequellen definiert.
• Berechnungsoptionen einstellen und das Ziel definieren

Schritt 3: Die Strömungssimulation auflösen

Nach der Definition des Projekts kann die Strömungssimulation nun ausgeführt werden

Schritt 4: Ergebnisse darstellen und auswerten

Nach Beendigung der Berechnung können Sie die Strömungsparameterverteilung ansehen und die Ergebnisse mit verschiedenen Ergebnisbearbeitungsfunktionen und Dienstprogrammen in Flow Simulation analysieren.

• Schnittdarstellungen und ISO-Flächen: Um zu sehen, wie sich die Luftqualität in Bezug auf die enthaltenen Schadstoffe im Raum ändert, erstellen wir eine Schnittdarstellung mit dem Parameter LAQI of Expired Air über Kopfhöhe des Patienten. Je höher der Wert, desto geringer ist die Konzentration der Verunreinigung und desto besser wird sie entfernt

• ISO-Flächen: Die ISO-Flächen von PMV bei 0, 0,25, 0,5, 0,75 und 1 erlauben uns, das Niveau von thermischem Komfort durch den Raum – von 0 (normal) bis +1 (leicht warm) abzuschätzen

Zusammenfassung

Die kontaminierte Luft, vor allem in geschlossenen Räumen wie grossen Betriebsstätten und Bürogebäuden, kann die Ansteckungsgefahr erhöhen. Dies erfordert insbesondere eine gute Konstruktion der Belüftungsanlagen u. Raumaufteilungen. SOLIDWORKS Flow-Simulation HVAC Module ermöglicht es Ihnen, die Leistung einer Belüftungsanlagen in der Planungsphase vorherzusagen sowie die Abschätzung der Luftqualität und des allgemeinen Wärmegefühls zu bewerten. Mit HVAC Flow Simulation können Sie verschiedene Szenarien von Belüftungsanlagen u. Raumaufteilungen simulieren und die Komfortparameter erhalten. Damit können Sie bestimmen, ob die Luftqualität und Temperatur für die Menschen, die in dieser Umgebung arbeiten, sicher und komfortabel sind.