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T. Bednar, R. Hanic, T. Holzer, M. Grüner:
"Strategische Optimierung der Luft-feuchteregulation bei Lüftungsanlagen zur Reduktion des Energieeinsatzes für Be- und Entfeuchtungsanlagen";
Bericht für bmvit im Rahmen des Programms Haus der Zukunft; Berichts-Nr. Endbericht, 2012; 107 S.

Der Einsatz von Lüftungsanlagen kommt heutzutage, nicht nur in Ausstellungsräumen und Museen, um die optimalen Temperatur- und Luftfeuchteverhältnisse für die wertvollen, unersetzlichen Objekte zu garantieren sondern auch im Wohn- und Bürobau verstärkt zum Einsatz. Aufgrund der aus energietechnischen Gründen immer dichter werdender Häuser um die Lüftungswärmeverluste zu minimieren, muss eine bedarfsgerechte Lüftungsanlage installiert werden, die unter anderem den hygienischen Luftwechsel gewährleistet. Durch den Luftaustausch (Fensterlüftung und mechanische Lüftungsanlage) mit der trockenen Außenluft im Winter erfolgt eine Reduktion der relativen Luftfeuchtigkeit in den Räumen. Im Sommer ist oft die Entfeuchtung notwendig. Wird der Einsatz von Luftbe- und Entfeuchtungssystemen notwendig, schlägt sich dieser auf den Primärenergiebedarf nieder. Es gibt drei Ansatzpunkte zur Reduktion des Energieverbrauchs für Be- und Entfeuchtung: (1) Feuchtespeicherung (Aufnahme der Spitzen und Wiederabgabe), (2) Luftvolumenstrom - Regelungsstrategie optimieren und (3) Feuchterückgewinnung über die Anlage.
Um diese Möglichkeiten aufeinander abstimmen zu können, wurden in diesem Projekt die Simulationswerkzeuge zur Ermittlung der relativen Raumluftfeuchte und Raumtemperatur vervollständigt, eine systematische Methode zur Minimierung des Energiebedarfs für Be- und Entfeuchtung entwickelt und die Rechenregeln des österreichischen Energieausweises in Hinblick auf den Be- und Entfeuchtungsenergiebedarf ergänzt.
Um die Lücken in den derzeitigen Arbeiten zu schließen, wurde im Zuge der Forschungsarbeit ein Materialmodell für fasrige Dämmstoffe entwickelt. Um die notwendige Parameter für die Modellierung zu erhalten, wurde eine Messanlage gebaut, getestet und verwendet, mit der über einen sehr langen Zeitraum sehr präzise die Feuchteaufnahme von plattenförmigen Materialien gemessen werden kann. Mit Hilfe der Messanlage konnten eine Reihe von Materialien gemessen werden, die als Feuchtepuffer in Frage kommen. Zusätzlich zu den Materialeigenschaften ist es notwendig, die Eigenschaften des ganzen Raumes/Gebäudes, unter Berücksichtigung verschiedener Anwendungen, zu kennen. Für die Validierung von gekoppelten Raum und Bauteil-Simulationen, wurde eine analytische Lösung dieses instationären Problems entwickelt. Die Simulation des Feuchtehaushaltes von Räumen wurde anhand analytischer Modell und Messungen in Testräumen validiert und anschließend ein vereinfachtes Verfahren zur Bestimmung des Be- und Entfeuchtungsbedarf entwickelt.

The use of ventilation systems is very common nowadays. In museums and exhibition rooms, they are used to guarantee the optimal temperature and humidity conditions for valuable and irreplaceable objects. Ventilation systems are increasingly used even in residential and office buildings. In Austria and other similar climates, winter outdoor air is very dry. Because of the constant air exchange using a ventilation system, the relative humidity of indoor air is often lower than the comfort limit, so that air humidification is necessary. In the same rooms, air must be dehumidified during the summer months. Humidification and dehumidification should be minimized as they are processes that consume a large amount of energy. Three approaches have been examined in a research project to reduce humidification/dehumidification energy consumption: 1) moisture storage (absorption and emission of moisture-peaks), 2) air flow control optimization and 3) moisture recovery by the ventilation system.
A model was developed to illustrate both the microscopic and macroscopic hysteresis of moisture storage, and transport capacities of fibrous materials. The necessary parameters for the model have been obtained using measurements from a number of different materials that were used as humidity buffers. Precise equipment to measure humidity was constructed, tested, and used over a very long measurement period, during which detailed measurements of moisture absorption and emission were measured from different types of fibreboard sheets. The simulations generated by the model showed very good agreement with the measured results. In addition the details about performance of individual components (material characteristics), it is necessary to know the properties the whole room/building, taking into account different uses. For the validation of coupled room and building component simulations, an analytical solution of this unsteady problem was developed. Finally, a simplified method for determining the humidification and dehumidification demands considering a room´s effective moisture capacity was developed. The developed model will be used for the calculation of the energy balance and will be integrated into the program for energy certification in Austria.

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