Die Qual der Wahl
Um den Betrieb in Schulen, öffentlichen Einrichtungen, Büros usw. auch mit Corona wieder uneingeschränkt aufnehmen zu können, stehen vielerorts Überlegungen an, statt die Fenster aufzureißen, Luftfiltergeräte einzusetzen. Dabei stellen sich folgende Fragen:
- Was bringen Sie?
- Wie viele brauche ich?
- Wo soll ich sie hinstellen?
Fragen, die sich mit Hilfe der Strömungssimulation sehr gut beantworten lassen.
Eine pauschale Antwort gibt es leider nicht, dazu gibt es zu viele Räume und zu viele unterschiedliche Geräte auf dem Markt. Die Einrichtung spielt ebenso eine Rolle, wie eine eventuelle Klimaanlage des Raumes, die für Luftbewegung sorgt.
Um die Physik über eine Strömungssimulation abzubilden, benötigt man als ersten Schritt die Geometrie des Raumes. Idealerweise gibt es schon ein 3D-Geometriemodell des Raumes mit Einrichtung. Da dies selten der Fall ist, in vorhandenen Modellen oft die Einrichtung fehlt und die Modellierung anhand von 2D-Zeichungen im Format DIN A0 nicht wirklich Spaß macht, gibt es einen praktikableren Weg.
Ohne Schleichwerbung betreiben zu wollen: hier hilft ein I-Phone 12 Pro mit einem LIDAR Scanner weiter. Unsere Erfahrungen damit sind weit besser als mit teureren Scannern. Allerdings ist die direkte Verwendung der Daten zu umständlich. Wir gehen daher aktuell den Weg, den Raum zu scannen und die wesentlichen Einrichtungen nach zu modellieren. An die Tische kann man Menschmodelle setzen, sieht schön aus, ist aber nicht zwingend erforderlich.
Ohne Ergebnisse vorwegzunehmen: Strömungsgeschwindigkeiten eines Luftfiltergerätes, die sich ohne exponentielle Darstellung in Angström pro Woche ausdrücken lassen, sind nicht geeignet, die Raumluft entsprechend zu filtern. Ein Mindestmaß an Luftbewegung ist also auf jeden Fall erforderlich.
Auch ist zu vermeiden, dass sich die Strömung kurzschließt, d.h. das gefilterte Luft gleich wieder angesaugt wird.
Sind die Luftfilter mit zu großen Gebläsen ausgerüstet, besteht die Gefahr, dass es zu stark zieht bzw. der Luftfilter zu laut ist.
Die Einrichtungen, wie Tische, Schränke, Stühle und auch Pflanzen spielen eine wesentliche Rolle.
Wir konnten in einem früheren Blog zeigen, dass große Filteranlagen gut funktionieren. Allerdings ist hier eine räumliche Trennung zwischen Einlass und Auslass gegeben, des Weiteren sind die Strömungsgeschwindigkeiten dort relativ hoch.
Es ist klar, dass es irgendwo eine Grenze gibt, ab der ein kleinerer Lüfter nur noch Geld kostet und das Gewissen beruhigt, sonst aber keine Daseinsberechtigung hat.
Kennt man diese Grenze, kann man schnell bewerten, was Sinn macht und was eben nicht.
Aktuell untersuchen wir an dem hier gezeigten Modell den Einfluss von geöffneten Fenstern, der freien Konvektion von Menschen im Raum aufgrund der Körperwärme und vieles mehr.
Hierzu werde ich Ihnen in einem späteren Blog genaueres berichten.
Strömungssimulationen können hier sehr aufwändig sein. Ist die Simulation wesentlich teurer als die Geräte, leidet die Wirtschaftlichkeit. Also gilt es, allgemeingültige Aussagen abzuleiten, die nicht vom Raum zu sehr abhängig sind.
Was interessiert Sie hier im Besonderen? Gerne nehmen wir Ihre Anregungen auf, um zu zeigen, welche Effekte eine Rolle spielen.
Leider sind auch nach fast anderthalb Jahren Corona der Politik außer Shutdown, Impfungen und Maske keine besseren Lösungen eingefallen. Die Technologien sind vorhanden, wie man das Ansteckungsrisiko vermindern kann. Sie müssen nur sinnvoll eingesetzt werden.
Die Strömungssimulation hilft dabei, Unsinniges von Sinnvollem zu unterscheiden und dies auch nachvollziehbar und für den Laien sichtbar zu machen.
Ausbreitung der Atemluft bei eingeschaltetem Luftfiltergerät
Ihr Stefan Merkle
PS: Ich freue mich immer über Ihre Kommentare und Anregungen.
Kommentare und Antworten
Bemerkungen :
Da ich mich in meiner Diplomarbeit selbst mit CFD und Partikelflugbahnen in Lackierkabinen, Sensoren etc. beschäftigt habe, finde ich solche Untersuchungen immer sehr interessant. Wenn es jetzt wieder kälter wird und in Büros, Schulen etc. Konflikte über das Lüften und Heizen bevorstehen, kann ein besseres Verständnis über Luftbewegungen nicht schaden. Unabhängig davon, ob schon Filter zum Einsatz kommen oder nicht.
Haben den Artikel an unsere Schulverwaltung LABK so wie unsere Schulverwaltung der Stadt Tettnang und den Gemeinderat weitergeleitet
Gruß und bleiben Sie gesund
Hans Moll