DE3018051A1 - Verfahren fuer witterungsunabhaengige naturkraft-lueftung fuer hallenartige bauten, insbesondere fuer stallbauten (verfahrengerechtes bauwerk und vorrichtungen) - Google Patents
Verfahren fuer witterungsunabhaengige naturkraft-lueftung fuer hallenartige bauten, insbesondere fuer stallbauten (verfahrengerechtes bauwerk und vorrichtungen)Info
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Description
- In Betracht gezogene Fachliteratur:
- Aln Heft Nr. 255 Stallklima und Stallüftung mayers erklärte Technik Band I Luftstrahlpumpe (P:arfümzerst.), Schwerkraftheizung, Flugzeug9 Kdrnergebläse (Sog durch UnterdruckBildung)O.
- AEL Heft 8/1 976 Berechnungs- und Planungsgrundl. f,d, Luftführung in Viehställen Verfahren für witterungsunabhängige Naturkraft-Lüftung für hallenartige Bauten, insbesondere für Stallbauten.
- (Verfahrengerechtes Bauwerk und Vorrichtungen).
- Betriebswirtschaftliche Überlegungen sehen in dem ohne Energieverbrauch betriebsfähigen, trotzdem in weiten Bereichen regelbaren, bei allen betterlagen funktionierendem Lüftungs-System die wirtschaftlich optimale Lösung.
- Um die Funktionstüchtigkeit der Neturkraft-Lüftung zu verbessern, hat der Landtechnische Verein für Lendtechnik in Weihenstephan einen mechanischen Regelmechanismus unter Verwendung von Handwinden, Winkelantrieben, Wellen und Scharnieren entwickelt Die Bayerische Landesanstalt für Agrarstruktur und Betriebswirtschaft hat mit demselben Ziel einen Stallgebäudetyp mit auf dem First aufgesetzten Laternenaufbau entwo.rfen. Durch diesen Laternenaufbau soll vorallem an warmen Tagen sowie bei Inversionswetterlagen die Lüftungswirkung intensiviert werden.
- Bei diesem Lbsungsvorschlag erfolgt durch Steilmotoren, welche über elektrische Regelgeräte gesteuert werden eine Temperatur- und windabhängige Regelung, deren Funktion von ununterbrochener Stromversorgung abhängig ist.
- Alle bekannten Systeme für Trauf-First-Lüftung nützen den thermischen Auftrieb der Tierwärme zur Lüftungsbewirkung.
- Da bei warzen und Inversions-Wetterlagen. die Kraft der äußeren Thermodynamik die Kraft der inneren Thermodynamik überspielt, funktionieren diese Ausführungsarten bei solchen Wetterlagen völlig unzulänglich. Bei kritischen Wetterlagen dreht sich die Lüftung bei diesen Systemen sogar um.
- Durch öffnen von Toren, Türen und Fenstern muß zusätzlich Vorsorge getroffen werden, daß die Tiere nicht ersticken.
- Ungenügende Produktionsleistungen sind die Folge.
- Außerdem schließen die bekannten Ausführungsarten das Eindringen von Fallwinden nicht aus. Sind schlecht oder überhaupt nicht regelbar und führen die Frischluft nicht genügend zugfrei dem Gebäudeinnern zu.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das an sich bekannte System der Trauf-First-Lüftung so zu optimieren, daß es a) bei allen Witterungslagen funktio.nstüchtig ist und b) schädliche Fallwinde durch den offenen First nicht in das Gebäude eindringen können sowie c) die Abluft mit geringstmöglicher Geruchskonzentraktion an die Umwelt abgegcb n wird und d) die Luftwechselraten mit einfachen, korrosionssicheron Vorrichtungen in weiten Bereichen den Tierbeständen angepaßt, sektionsweise differenziert geregelt werden können und e) Frischluft zugfrei zugeführt werden kann0 Die Erfindung schlägt daher vor die ohnehin vorhandene Dachfläche dadurch gezielt als K o 1 l e k t o r f 1 ä c h e zu nutzen, daß die auf die Dachfläche eingestrahlte S o n n e n - E n e r g i e direkt in S t r d m u n g 5 -E n e r g i e umgewandelt wird, welche durch "Luftstrahl-Pumpeneffekt" den Luftdurchsatz wenigstens in dem Maße steigert, in welchem die Wirkung ter inneren Thermodynamik durch die äußere Thermodynamik beeinträchtigt wird0 Bei krit#ischen Wetterlagen, bei welchen die innere Thermodynamik durch die äußere Thermodynamik überspielt wird, sind die auf die Dachflächen eingestrahlten Energiemengen derart erhöht, daß sich bei erfindungsgemäßer Konstruktion auch bei den gefürchteten Grenzwettarlagen keine Probleme ergeben Dunkle Dachflächen mit großer spezifischer Oberfläche steigern die Kollektorwirkung wie dies von den "Sonnenkollektoren" bekannt ist Somit kann nach den erfindungsgemäßen Woraussetzungen optimale Kollektorwirkung der Dachflächen mit guter Lüftungsfunktion gleichgesetzt werden0 Die Profil-Optimierung der transparenten Firstabdeckung ergab im Prinzip ein Satteldach von ca. 200 Neigung mit, aus aerodynamischen Gründen-nach oben gerichteten Stabilisierungs- ######en na#he den Traufen.
- Im Gegensatz zu Halbrundhauben fließt schädliches Kondensat bei dieser Konstruktion nach außen ab. Für die-Regulierklappen ergeben sich güns-tige, progressive Schließwinkel. In schneereichen Lagen liegen die Regulierklappen in Verbindung mit den Windleitplanken in geschützten Bereichen.
- Darüberhinaus schlägt die Erfindung vor, schädliche Fallwinde nach außen abzulenken-und normale Winde zur Lüftungsbewirkung zu nutzen. Zu diesem Zweck wird den erfindungsgemäßen Bauelementen z.T. Doppelfunktion zugeordnet.
- Frischluft muß zugfrei in den Stallraum eingeleitet werden.
- Da dieselbe kälter, somit schwerer als die wärmere und durch Wasserdampfanreicherung zusätzlich spezifisch leichtere Raumiuft ist, muß das schwerere Gewicht-der 'Frischluft durch Eintrittgeschwindigkeit kompensiert werden, um zb erreichen, daß die kalte Frischluft in weitem Bogen dem Stallraum zugeführt wird, wobei sich die Frgischluft über eine große Str-ecke allmählich mit der Raumluft vermischt, statt als Kältekaskaden nach der Eintrittsö'ffnung auf die sich darunter befindlichen Tiere zu ergießen.
- Um hohe Luft-Eintrittsgeschwindigkeiten ohne Motorkraft zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, die Luftleitplanken zur Deckenfläche so anzuordnen, daß sich -eine- Düse bildet, welche im Lufteintrittsbereich zur weiteren Luftbeschleunigung durch eine Injektor-Düse ergänzt wird.
- Injektor-Düse und Luftleitplanken sind einander so zugeordnet, daß die -Zuluft auf eine moglichst lange Strecke an der Decke entlang streicht. Um geschwindigketshemmene Wirbelbigidung an der LuPtleitplanke auszuschließen- wird die Luftleitplanke mit einer erfindungsgemäßen Abreißkante versehen.
- Mittels seilflaschenzugartigen Vorrichtungen aus korrosionsfesten materialen kann die Zuluftmenge durch Verstellung der Luftleitplanken in weiten Regelbereichen, den Tierbeständen sektionsweise angepaßt und von zentralem Ort, z.B. dem Futtertisch aus geregelt werden.
- Die Betriebssicherheit wird entscheidend dadurch erhöht, daß zur erfindungsgemäßen Lagerung der Luftleitplanken weder rastende Scharniere noch Gelenke erforderlich sind, sondern daß die unteren Kanten der Luftleitplanken einfach in einer nutartigen Aufnahmevorrichtung U korrosionsfrei und zugluftdicht gelagert sind.
- Abb. 1 zeigt den Strömungsverlauf bei Einwirkung schädlicher Fallwind'e.
- Bei dieser Windeinwirkung sind erfindungsentscheidend, -daß der Luftstrom zwischen den Windleitplanken u und der Dachhaut D nach außen entweichen kann und durch Staudruckwirkung nicht in das Gebäude eindringt-. -Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Fußstücke F werden, sich durch Staudruck -ergebende Nebenluftströme umlenkend abgehalten und den Hauptluftströmen zugefrührt.
- Die erfindungsgemäßen Aufsickungen S an der Abdeckung A wirken auf Fallwinde als Leitflächen und lenken den Hauptluftstrom ab, so daß derselbe Ober die Luftleitplanken W auf die Dachhaut D abgeleitet wird, wobei im-- Bereich 1 sogar lüftungsbewirkender Sog- erzeugt wird.
- Abb. 2 zeigt den Strömungsverlauf bei über den First stre-ichenden Winden.
- Die erfindungsgemäßen Windleitplanken g lenken den Hauptluftstrom durch ihre erfindungsgemäße Schrägstallung aerodynamisch optimal bon der Dachfläcje O nach oben ab, wobei sich vorallem im Bereich 2 lüftungsbewirkender Unterdruck ergibt.
- Der auf der Luvseite unter der Luftplanke W hindurchstreichende Nebeluftstrom verliert sich im Unterdruck hinter der Luftleitplanke W. Er wird außerdem durch die erfindungsgemäße Anordnung vom Fußstück r mit der Abluft dem Unterdruckbereich 2 zugeführt.
- Auf der Leeseite entsteht konstruktionsbedingt- zwischen Windleitplanke W und Luftaustritts-Öffnung LÖ großvolumiger Unterdruck welcher Abluft absaugt.
- Abb. 3 erläutert das Funktionsprinzip, wenn die Kraft der inneren Thermodynamik = Tierwärme, durch die Kraft der äußeren Thermodynamik - Sonnenenergie überspielt wird.
- Neben der Fallwindeinwirkung ergeben sich bei den bekannten Trauf-First-Lüftungen bei dieser Konstellation schwerw#iegende Probleme.
- Durch diffuse oder direkte Sonneneinstrahlung erwärmt sich die Dachhaut D welche gleichzeitig die sie umgebende Luft erhitzt. Diese spezifisch sehr leichteHeißluft steigt dachneigungsbedingt hach oben, wobei W ä r m e e n e r g i e d i r e k t in hochwirksame S t r ö m u n g 9 e n e r g i e umgewandelt wird6 Um den Heißluftstrom vor den Austrittsdüsen ADü zu dynamisieren wurden die erfindungsgemäßen Düsenkeile DK angeordnet, Die erfindungsgemäße Lage -der Dachneigung zu den Düsenplanken DP1 ergibt mit den erfindungsgemäßen Fuß stücken F und dem Wellprofil der Dachhaut wirksame Austrittsdüsen ADU.
- Laminare Austritts-Strömung wird entlang der Fußstücke F nach oben geleitet. Turbulente Strömung bläst aus den Austrittsdüsen ADU in die Luftaustritts-Öffnung LÖ Durch schräg korrespondierende Anordnung bewirken die Austrittsdüsen ADü im Bereich LÖ durch Unterdruckbildung Sog. Diese Sogwirkung wird durch die erfindungsgemäße Schrägstelfung der Düsenplanken OP1 sowie der Fußstücke F gesteigert.
- Die erfindungsgemäßen Aufsickungen S fdrdern den Abfluß des Abluft-Stromes.
- Bei Inversionswetterlagen kommt - insbesondere bei Schweineställen - der Abluftverdünnung besondere Bedeutung zu.
- Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Ab luft auf Gebäudelänge in der lo Stufe durch die Austrittsdüsen ADU mit erwärmter Frischluft verdünnt, wodurch sich durch die Wasser dampferwärmung innere Expansionakraft des Abluftgemisches entwickelt.
- In der zweiten Stufe im Bereich der tdindleitplanken U wird die Abluft nochmals mit erhitzter Zuluft verdünnt. Dadurch entwickelt das Abluftgemisch durch weitere Expansion innere Schubkraft. Durch die zweistufige Heißluftzuführung steigt die mit Zuluft sehr stark verdünnte Abluft durch thermischen Auftrieb in große Höhen, wodurch eine wesentlich wirksamere Umweltentlastung erreicht wird wie mit Gebläsen9 deren Wurfweiten im freien Luftraum sehr begrenzt sind.
- Abb. 4 veranschaulicht vorallem die konstruktive Ausbildung der verfahrensgerechten Firstausbildung. Die Grenzstellungen der Betätigungs-Vorrichtungen sr mit den entsprechenden Klappenständen im offenen und geschlossenen Zustand sind ersichtlich.
- Abb. 5 zeigt den Bereich der Luftzuführung.
- Die Sturmleitplanke StLp an der Traufe.
- Die Düsenbildung DU zwischen Luftleitplanke LP und Decke sowie die Injektor-Düse In-Dü im Bereich des Lufteintritts.
- Auch die Abreißkante AK an der Oberkante der Luftleitplanke LP ist in der Abbildung dargestellt. Die einfache, durch Schwerkraft wirkende, zugluftdichte Lagerung der Luftleitplanke LP in der u-förmigen Aufnahme u ist ebenfalls zeichnerisch dargestellt.
Claims (8)
1. Varfahren zur witterungsunabhängigen Bewirkung von Naturkraftlüftung
z.B. bei Stallbauten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch die Anordnung
der Düsenplanken DP1 zu den Fußstücken r in Verbindung mit den Düsenkeilen DK im
Bereich der Luftaustritt-Öffnung LÖ durch die Dachraum-Entlüftung DC auf Baulänge
eine zweifach korrespondierend wirkende Luftstrahlpumpe" entsteht sowie daß durch
die Anordnung der Fußstücke F zu den Windleitplanken g in Verbindung mit der Anordnung
sowie der Profilausbildung der Abdeckung A schädliche Fallwinde nach außen abgeleitet
werden und daß gleichzeitig normale Winde zur Lüftungsbewirkung herangezogen werden,
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet9 daß schädliche Sturmwinde durch
traufseitig angeordnete Sturmleitplanken St Lp abgewiesen werden und dadurch gleichzeitig
zu starke Sogwirkung am First ausgeglichen wird0
3. Verfahren nach
Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Luftleitplanken
LP sowie der Regulier-Klappen RK Seilflaschenzugartige Vorrichtungen SF verwendet
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß ddurch
asymetrische Anordnung der Schließscheren Schl Differenziert progressive Schließwinkel
bewirkt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftloitplanken LP Scharnier bzw. gelenklos aber zugluftdicht in U-förmigen Aufnahme
U gelagert sind,
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß
die Lage der Luftleitplanken LP zur Dämmschicht Dm eine für Laminare Luftströmung
wirksame Düse -DU bildet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die
Düse DU im Eintrittsbereich der Frischluft in eine Injektor-Düse In-Dü übergeht.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftleitplanke LP mit einer Abreißkante AK versehen ist.
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DE (1) | DE3018051A1 (de) |
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---|---|---|---|---|
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-
1980
- 1980-05-10 DE DE19803018051 patent/DE3018051A1/de not_active Withdrawn
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8130 | Withdrawal |