Vereinfacht wird der Raumluft bzw. einem Luftvolumenstrom eine kleine Menge an einem ungefährlichen Gas beigemengt und die Luft damit „markiert“. Nach einer verstrichenen Zeit bzw. an einer anderen Stelle stromabwärts im Lüftungssystem wird die verbleibende Konzentration des Tracergases in der Luft gemessen und so Rückschlüsse auf den Raumluftwechsel bzw. auf die Volumenstromrate gezogen.
Als Beispiel betrachten wir zwei Räume mit identem Innenraumvolumen, wobei ein Raum ein großes Fenster und der andere Raum ein kleines Fenster an einer Außenwand aufweist. Bei geschlossenen Fenstern wird nun in beiden Räumen die gleiche Menge an Tracergas freigesetzt. Unter der Annahme, dass sich das Gas gleichmäßig in den Räumen verteilt messen wir in beiden Räumen die gleiche Konzentration an Tracergas in der Raumluft. Werden die beiden Fenster geöffnet kommt es, z.B. aufgrund von thermischen Ausgleichsströmungen, zu einem Luftwechsel zwischen der unbelasteten Außenluft und der mit dem Tracergas markierten Raumluft. Die Raumluft wird in beiden Räumen mit Außenluft verdünnt und die Konzentration an Tracergas sinkt. In dem Raum mit größerem Fenster sinkt die Konzentration jedoch schneller, da über die gleiche Zeit mehr Außenluft in den Raum gelangt. Über die Absinkrate der Tracergas Konzentration in der Luft kann somit auf das einströmende Außenluftvolumen rückgerechnet werden.
Das Prinzip funktioniert natürlich nicht nur bei Fensterlüftung. Jegliche Art von Undichtheiten in der Gebäudehülle bis zu mechanisch betriebenen Lüftungsanlagen, die ebenfalls unbelastete Luft in den Raum einbringen und mit Tracergas markierte Raumluft absaugen, können damit experimentell untersucht werden.
Voraussetzung für eine exakte Berechnung der Volumenströme ist eine sehr genaue Messung der Tracergas Konzentration. Das Kernstück des Gesamtsystems ist deshalb ein Photoakustik-Infrarotspektrometer das diese hohen Genauigkeitsanforderungen erfüllt und Tracergas Konzentration noch unter einem ppm (Millionstel Volumenanteil) hinreichend genau bestimmen kann. Darüber hinaus kann die zu messende Raumluft von einer automatisierten Absaugeinrichtung über lange, dünne Schläuche an mehreren Stellen im Gebäude abgezogen und der Messzelle zugeführt. Die freigesetzte Menge an Tracergas kann ebenfalls sehr genau vorgegeben werden. Die Experimente können damit unbeaufsichtigt über lange Zeiträume hinweg durchgeführt werden, was aufgrund von stochastischen Effekten teilweise auch notwendig ist (man denke an böigen Wind der die Austauschrate der Fensterlüftung massiv beeinflusst).
Aktuell wird das Tracergas System z.B. beim Forschungsprojekt CoolAir eingesetzt. Dabei untersucht die Forschung Burgenland zusammen mit Wissenschafts- und Unternehmens-Partnern die Effizienz der natürlichen Nachtlüftung über Fenster und Dachluken zur Verminderung von sommerlichen Überhitzung. Im Fokus stehen dabei denkmalgeschützte Gebäude in denen eine nachträgliche Installation von Klimaanlagen oder zentralen Lüftungssystemen nicht möglich ist.
TECHNISCHE DATEN:
- Nachweisbarkeitsgrenze des Photoakustik-Infrarotspektrometers von ca. 0,01 ppm
- Paralleler Einsatz von zwei Tracergasen (Tetrafluorethan R134a und Schwefelhexafluorid SF6)
- Automatisierte Absaugung an 6 und Einbringung an 3 unterschiedlichen Positionen
STANDORT:
Pinkafeld
KONTAKTPERSON:
DI Florian Wenig BSc
florian.wenig[at]fh-burgenland.at
