Klimatechnik | Adiabatische Hallenkühlung
Lüftung und Brandentlüftung im Forschungszentrum Park 21
Für das Forschungs- und Innovationszentrum Park 21 in Gurten realisierte Colt ein kombiniertes System aus adiabatischer Kühlung, natürlicher Lüftung und Brandentlüftung. CoolStream, Typhoon und ColtLite sorgen ganzjährig für Frischluft, reduzieren Wärmestaus und unterstützen die Entrauchung im Brandfall.
Ganzjähriges Lüftungskonzept für Park 21 in Gurten
Die Fill Gesellschaft m.b.H. errichtete im österreichischen Gurten das Forschungs- und Innovationszentrum Park 21. Für den Neubau wurde ein Lüftungskonzept benötigt, das die Hallen ganzjährig mit Frischluft versorgt, hohe Raumtemperaturen begrenzt und zugleich die Anforderungen an die Brandentlüftung erfüllt.
Eine besondere Aufgabe bestand darin, den Wärmestau unter der Hallendecke zu reduzieren. Abhängig von Jahreszeit und Witterung sollte das Gebäude natürlich belüftet oder zusätzlich gekühlt werden können. Auch bei hohen Außentemperaturen oder Regen musste eine verlässliche Luftversorgung gewährleistet bleiben.
Colt kombinierte dafür drei CoolStream-S- und drei CoolStream-T-Einheiten mit sechs Typhoon-Abluftsystemen und 20 ColtLite-Lamellenfenstern. Die Systeme übernehmen unterschiedliche, aufeinander abgestimmte Aufgaben: CoolStream führt gekühlte oder temperierte Außenluft zu, Typhoon leitet warme Abluft über das Dach ab und ColtLite unterstützt die natürliche Be- und Entlüftung sowie die Brandentlüftung.
Das Ergebnis ist ein bedarfsgerecht betriebenes Gesamtsystem für das Forschungszentrum. Im täglichen Betrieb verbessert es Luftqualität und Temperaturverhältnisse. Bei einem sicherheitsrelevanten Ereignis stehen zusätzliche Funktionen zur Wärme- und Rauchableitung zur Verfügung.
Case History
Projekt: Forschungs- und Innovationszentrum Park 21
Ort: Gurten, Österreich
Gebäudetyp: Forschungs- und Innovationszentrum
Anforderungsprofil: Adiabatische Kühlung, natürliche Lüftung und Brandrauchentlüftung
Lösung: Kombiniertes Kühl-, Lüftungs- und Brandentlüftungssystem
Produkt: CoolStream, Typhoon, ColtLite und Cosmotron
CoolStream erzeugt bis zu 180.000 Kubikmeter Zuluft pro Stunde
An warmen Tagen, an denen eine natürliche Lüftung allein nicht ausreicht, wird die Zuluft mit den CoolStream-Systemen adiabatisch gekühlt. Dabei strömt Außenluft durch ein befeuchtetes Kühlmedium. Ein Teil des Wassers verdunstet und entzieht der Luft die dafür erforderliche Wärme. Die Lufttemperatur sinkt, bevor die Zuluft in die Halle eingebracht wird.
Nach den Projektdaten erzeugt eine CoolStream-Einheit mit einem Stromverbrauch von rund einem Kilowatt und einem Wasserbedarf von etwa 50 Litern pro Stunde bis zu 30.000 m³ frische, gekühlte Luft pro Stunde. Die angegebene Kühlleistung beträgt 90 kW je Einheit. Mit drei CoolStream-S- und drei CoolStream-T-Systemen können im Park 21 insgesamt bis zu 180.000 m³ Luft pro Stunde bereitgestellt werden.
CoolStream S übernimmt vor allem die Außenluftversorgung und adiabatische Kühlung. CoolStream T bietet zusätzlich die Möglichkeit, warme Raumluft zurückzuführen. Dadurch lässt sich der Anlagenbetrieb an unterschiedliche Außenbedingungen und Temperaturanforderungen anpassen.
Die Kühlung erfolgt ohne ein kältemittelbasiertes Kompressionskältesystem. Benötigt werden im Wesentlichen Wasser für die Verdunstung und elektrische Energie für die Luftförderung. Damit eignet sich das Verfahren insbesondere für große Hallenvolumen mit hohem Frischluftbedarf.
Flache Luftführung
Leichte Geräte lösen begrenzten Bauraum
Ein Deckenkran schränkte den verfügbaren Raum für die Luftkanäle im Forschungszentrum ein. Die Kanalführung musste deshalb sehr flach und verwinkelt durch eine längliche Öffnung im Deckenbereich geführt werden.
Das geringe Gewicht der CoolStream-S- und CoolStream-T-Einheiten erleichterte die Integration in diese bauliche Situation. Geräte, Luftkanäle und Auslässe wurden so angeordnet, dass der Betrieb des Deckenkrans nicht beeinträchtigt wird und die gekühlte Zuluft dennoch in die vorgesehenen Hallenbereiche gelangt.
Typhoon und ColtLite führen Wärme, Abluft und Rauch ab
Damit die von CoolStream eingebrachte Luft kontrolliert durch das Gebäude strömen kann, muss eine entsprechende Abluftführung vorhanden sein. Colt installierte dafür sechs Typhoon-Systeme auf dem Dach. Die Ventilatoren führen im normalen Gebäudebetrieb erwärmte Luft aus der Halle ab und tragen dazu bei, den Wärmestau unter der Decke zu verringern.
Die Typhoon-Geräte bestehen bis auf Gebläse und Schutzgitter aus Aluminium. Dadurch bleibt ihr Gewicht niedrig, was insbesondere bei der Montage auf großflächigen Hallendächern von Bedeutung ist. Die vertikale Luftabführung transportiert die Wärme direkt aus dem oberen Hallenbereich nach außen.
Auch für einen Stromausfall wurde ein eigener Betriebszustand vorgesehen. Die Ventilatoren werden dann über eine spezielle Steuerung mit Notstrom versorgt. Hintergrund ist die zu erwartende Wärmeentwicklung, wenn betriebliche oder reguläre Lüftungssysteme nicht mehr über die normale Stromversorgung arbeiten können. Die Abluftventilatoren sollen die entstehende Hitze weiterhin möglichst schnell aus dem Gebäude führen.
Ergänzend wurden 20 ColtLite-Lamellenfenster installiert. Sie ermöglichen eine natürliche Be- und Entlüftung und können auch bei der Brandlüftung sowie der Entrauchung von Flucht- und Rettungswegen eingesetzt werden. Nach den Projektangaben sind die eingesetzten Lamellenfenster gemäß EN 12101-2 und EN 14351-1 geprüft und zertifiziert.
Die Kombination aus Zuluft, Dachabluft und öffenbaren Lamellenfenstern schafft definierte Strömungswege. Gleichzeitig können Komponenten des täglichen Lüftungsbetriebs auch Aufgaben innerhalb des Brandentlüftungskonzepts übernehmen.
FAQ
Wie funktioniert die adiabatische Kühlung im Park 21?
Die CoolStream-Systeme saugen warme Außenluft an und führen sie durch ein mit Wasser befeuchtetes Kühlmedium. Ein Teil des Wassers verdunstet und nimmt dabei Wärme aus der Luft auf. Dadurch sinkt die Temperatur der Zuluft. Anschließend wird die gekühlte Frischluft in die Hallenbereiche eingebracht. Das Verfahren verwendet kein klimaschädliches Kältemittel für die eigentliche Kühlung. Elektrische Energie wird vor allem für die Ventilatoren und die Förderung der Luft benötigt.
Welche Luftmenge stellen die CoolStream-Systeme bereit?
Eine CoolStream-Einheit kann nach den Projektdaten bis zu 30.000 m³ frische und gekühlte Luft pro Stunde erzeugen. Im Forschungszentrum wurden insgesamt sechs Geräte installiert: drei CoolStream S und drei CoolStream T. Daraus ergibt sich eine mögliche Gesamtluftmenge von bis zu 180.000 m³/h. Die tatsächlich benötigte Luftmenge richtet sich nach Außentemperatur, Hallentemperatur, Nutzung und gewähltem Betriebszustand.
Welche Aufgaben übernehmen die Typhoon-Dachventilatoren?
Die sechs Typhoon-Systeme führen warme und verbrauchte Luft aus dem oberen Hallenbereich ab. Dadurch unterstützen sie im täglichen Betrieb den Luftaustausch und reduzieren den Wärmestau unter der Decke. Bei einem Ausfall der regulären Stromversorgung werden sie über eine spezielle Notstromsteuerung weiterbetrieben. So kann die erwartete Wärmeentwicklung weiterhin aus dem Gebäude abgeführt werden. Die Ventilatoren bilden damit einen wesentlichen Bestandteil des kombinierten Zu- und Abluftsystems.
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