Auch in Gebirgstälern
können sich Kaltluftseen
ausbilden, wenn sich bei windschwachen und austauscharmen
Wetterlagen kalte Luft ansammelt und die Kaltluft nicht
durch ein Seitental abfließen kann. Einige Alpentäler
weisen z.B. genau eine solche kesselförmige Gestalt
auf, so daß dort im Winter innerhalb solcher Kaltluftseen
bisweilen sehr tiefe Temperaturen auftreten können
(bis unter -40°C). (Quelle: wetter.at)
Quelle:
meteocom >
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Kaltlufteinfall |
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Quelle:
Heizkonvektor.de |
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Eine kalte Luftschicht
am Boden eines Raumes bezeichnet man als Kaltluftsee. Diese
Luftschicht (Kaltluftsee) bildet sich durch
Kaltlufteinfall und/oder schlechte Wärmedämmung
eines Fußbodens. Sie schränkt die Behaglichkeit
durch das Empfinden von kalten Füßen ein. Auch
eine undichte Gebäudehülle kann zur Bildung eines
Kaltluftsees führen. |
Ein Kaltlufteinfall
entsteht, wenn warme Raumluft sich an kalten Oberflächen,
so z. B. an Fenstern, Außenwände, abkühlt.
Da kalte Luft schwerer ist als warme Luft, sinkt sie zu
Boden. Sie führt dabei zu einer ungünstigen Luftströmung,
die aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeit
nicht messbar ist. Sie wird nur als unbehaglich
empfunden. |
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Durch diesen Kaltlufteinfall kommt
es auch zur Ausbildung von kalten Luftschichten am Boden eines Raumes.
Die Ursache für kalte Oberflächen ist eine
unzureichende Wärmedämmung oder Fenster mit schlechtem U- bzw.
g-Werten.. Dem Kaltlufteinfall kann man auch durch eine konvektive Aufwärtsströmung
warmer Luft aus Heizkörpern bzw. Heizflächen oder besserer Wärmedämmung
entgegenwirken. |
Aber auch undichte Einströmöffnungen
von dezentralen Lüftungssystemen, Dunstabzughauben, externe Verbrennungsluftöffnungen
und Dachlüfter können einen erheblichen Kaltlufteinfall verursachen. |
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Quelle: Zehnder
Heizkörper AG |
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Die Norminnentemperatur ti eines Raumes wird etwa
zu 50% von der Luft- und zu weiteren 50% von der mittleren Oberflächentemperatur
der Raumumfassungsflächen tF,m gebildet. |
Je niedriger die Außentemperatur ta und je
größer der Wärmedurchgangskoeffizient der Wand Uw, oder
des Fensters UF, desto niedriger ist auch die Oberflächentemperatur
auf der Raumseite dieser Bauteile. |
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Untertemperaturen
einer Wand / eines Fensters in Abhängigkeit von der Außentemperatur
ta und dem Wärmedurchgangskoeffizienten U |
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Maximale
Luftgeschwindigkeit
ta = –12 °C, ti = + 22 °C |
Quelle:
SHKwissen |
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Die Oberflächentemperatur
tF berechnet sich nach folgendem Ansatz: |
Der spezifische Wärmestrom vom Raum
zum Fenster oder zur Wand beträgt: |
q1 = ai (ti - tF)
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| Der Wärmestrom vom Raum nach außen beträgt: |
q2 = U (ti - ta)
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| Beide Wärmeströme sind gleich: |
q1 = q2
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| Daraus folgt: |
ai (ti - tF) = U (ti – ta)
ai . t1 – ai .tF = U (ti – ta)
tF = ai . ti – U(ti – ta ) / a
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Beispiel: Wie groß ist die Oberflächentemperatur
tF auf der Innenseite eines Fensters? |
für ti = 20 °C, ta = –10 °C, U = 1,5
W / (m2K), ai = 8 W / (m2K)
tF = 8 . 20 – 1,5 (20 + 10) / 8
tF = 107,5 / 8
tF = 14,4°C
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Somit beträgt die Temperaturdifferenz |
deltat = ti - tF
bezogen auf ti = 20 °C
deltat = 20 - 14,6 = 5,4 K (Untertemperatur)
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Die Geschwindigkeit der nach unten gerichteten
Luftströmung nimmt mit sinkender Oberflächentemperatur
und Höhe der Außenwand bzw. der Fensterfläche
zu. |
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Luftstrommessung - Strömungsvisualisierung
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Strömungsprüfer
für Luft, mit Gebläseball, Röhrchen und Gummikappen |
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| Strömungsprüfer
Dräger Flow-Check |
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Strömungsprüfer
Dräger Flow-Check-Set |
Quelle:
Drägerwerk AG & Co. KGaA, Lübeck |
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Rauchpatronen
eignen sich besonders gut, um Luftströmungen
im nicht mehr messbaren Bereich (< 0,05 m/s) darzustellen.
Diese werden in der Klima-, Lüftungs-
und Schornsteintechnik eingesetzt. Besonders
bei dem Nachweis eines Kaltlufteinfalls
von kalten Außen- und Fensterflächen, der oft als
störend bei Fußbodenheizungen empfunden wird. |
Smokedec-Rauchpatronen
erzeugensind einen wirbelnden Rauch, der bei der Überprüfung
von Klima- und Lüftungsanlagen und bei der Suche
nach Leckstellen in Kanalsystemen
eingesetzt wird. |
Der Rauch ist völlig
ungiftig, enthält kein Oel und hat die gleiche Dichte
wie die umgebende Luft. Dadurch kann das natürliche Steigen
und Fallen von Luftströmungen beobachtet werden. Die
Patronen ergeben eine ausreichende Menge Rauch, der kontinuierlich
an die Luft abgegeben wird. So lassen sich auch Luftbewegungen
bei kleinsten Geschwindigkeiten sicher verfolgen. |
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Die Röhrchen
in dem Dräger-Strömungsprüfer
enthalten ein mit Schwefelsäure imprägniertes poröses
Trägermaterial. Nach Öffnen der Glasspitzen wird
mit Hilfe eines kleinen Gebläseballs
Luft durch das Röhrchen gedrückt. Mit dem Wasserdampfgehalt
der Luft bildet sich dabei ein stark verdünntes
Schwefelsäureaerosol, das als weißer Rauch
an der Austrittsöffnung des Röhrchens deutlich sichtbar
wird. Dieser Rauch wird von der Luftströmung getragen,
da sich dessen spezifisches Gewicht nur unwesentlich von dem
der Luft unterscheidet. Der Strömungsprüfer kann
mehrfach verwendet werden und wird bis zum nächsten Einsatz
mit den mitgelieferten Gummikappen verschlossen. |
Mit der Nebelwolke,
die mit dem Strömungsprüfer
Dräger Flow-Check erzeugt wird, werden
auch die kleinsten Luftströmungen sichtbar gemacht. |
Ein kleines Heizelement
im Kopf des Gerätes erhitzt ein speziell entwickeltes,
höher-molekulares Alkoholgemisch, das
sich in einer Patrone befindet. Beim Austritt
kondensiert das entstehende Gas zu einem
Nebel. Nach dem jeweiligem Einsatzfall werden
per Knopfdruck einzelne, kleine Nebelwolken oder durch das
permanente drücken oder feststellen des Knopfes ein kontinuierlicher
Nebel erzeugt. Die Flüssigkeitsmenge einer Patrone reicht,
um etwa drei Minuten lang kontinuierlich Nebel zu erzeugen.
Quelle: Drägerwerk AG & Co. KGaA, Lübeck |
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Wandströmungen
lassen sich auch mittels aufgeklebter Wollfäden
relativ einfach sichtbar machen. Hier gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten: |
Woll- und Garnfäden: |
Je nach Strömungsgeschwindigkeit
werden Fäden aus Nähgarn oder Wolle auf die Oberfläche
des Messbereiches geklebt. Die Fäden können sehr einfach und
schnell an jeder beliebigen Stelle angebracht werden und ermöglichen
eine Strömungsvisualisierung auch über größere Gebiete. |
Fluoreszierende dünne
Fäden: |
Dünne Nylonfasern werden
mit einem UV-Farbstoff getränken und auf die Messoberfläche
geklebt. Während sich die einzelnen Fasern in Strömungsrichtung
ausrichten, werden sie mit einem UV-Stroboskop zum Fluoreszieren gebracht,
wodurch die Strömung sehr gut sichtbar wird. Das Anbringen der sehr
filigranen Fasern ist jedoch deutlich aufwendiger als bei Woll- oder Garnfäden.
Außerdem muss darauf geachtet werden, dass sich die Nylonfasern
nicht statisch aufladen. |
| Am besten kann man die kleinsten Luftbewegungen an Spinnweben
sehen. Nur sind diese wohl eher selten an der richtigen Stelle :>)) |
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