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VERMEIDBARE GEFAHREN VERMEINTLICH SICHERER LABORABZÜGE

05.06.2014, Christoph Lodes, Nürnberg

STRÖMUNGSSIMULATION

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Vermeidbare Gefahren vermeintlich sicherer Laborabzüge

AGENDA

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1. Hintergrund Laborabzüge

2. Anwendungsbeispiel 1: Labor Pharmakonzern

3. Anwendungsbeispiel 2: Labor Hochschule

4. Anwendungsbeispiel 3: Robustheitstest


HINTERGRUND LABORABZÜGE

04.06.14 Fußzeile ändern unter Einfügen > Kopf- und Fußzeile 4

LABORABZUGSPRÜFUNGEN

Onsite und im Prüflabor

Europäische Norm EN 14175, Messung Rückhaltevermögen

Beratung, Optimierung, Entwicklungen, Zertifizierung

Vielfältige Aufgaben in Laboren, Hochschulen, Produktionshallen, etc.



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ROBUSTHEITSTEST

Wichtiger Teil der Europäischen Norm EN 14175

Vorbeifahrend Platte simuliert das Vorbeigehen eines Mitarbeiters

Dabei darf kein schädliches Gas den Abzug verlassen



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ENGINEERING-EMERGENZ

Integratives Vorgehen

Strömungsmechanik-Knowhow

Numerische Methoden können Probleme visualisieren und Erkenntnisse liefern

CFD profitiert in diesem Bereich Im Gegenzu von dem tiefen Lufttechnik-Knowhow der Experten der praktischen Messtechnik


AGENDA

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LABOR PHARMAKONZERN

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PRÜFUNG EINES ABZUGS IN EINEM LABOR

Onsite Messungen nach EN 14175

Messung des, im Abzug aufgegebenen, ausgebrochenen Testgases

Messungen ergaben starken Austritt aus Abzügen

Wichtiges Kriterium: Abluftmenge ok

Trat nur im Sommer auf, Winter ok

Zunächst keine Lösung: Betriebssicherheit gab das Labor nicht frei

Simulation einer ausgewählten Laborzeile des Gesamtlabors


LABOR PHARMAKONZERN

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NUMERISCHE UNTERSUCHUNG DES LABORS

Simulation einer ausgewählten Laborzeile des Gesamtlabors

mit allen Einbauten

Zuluftschläuche (türkis)

Laborabzug (orange)

Untersuchung verschiedener Parameter

Zuluft in den Raum hat entscheidenden Einfluss

Wichtigstes Kriterium: Temperaturdifferenz Zuluft zu Labor


LABOR PHARMAKONZERN

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Bei isothermer oder wärmerer Zuluft alles in Ordnung


LABOR PHARMAKONZERN

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Kalte Zuluft führt zu einer starken Strömung von oben nach unten

Ungünstiges Strömungsbild vor dem Abzug


LABOR PHARMAKONZERN

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Ungleichverteilung in der Fensteröffnung

Es kommt in einigen Bereichen sogar zu negativen Strömungen

Dadurch kann es dazu kommen, dass mit Schadstoffen beladene Luft aus dem Abzug herausströmt

RESULTAT

Die Ursache für das Versagen einiger Abzüge konnte erklärt werden

Die Bedeutung der Temperaturdifferenz konnte verdeutlicht werden

Eine Änderung in den Einstellungen der Klimaanlage optimierte die Zuströmung


LABOR PHARMAKONZERN

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VERIFIKATION DURCH EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG

Messungen Vor-Ort

Rückhaltevermögen gemäß Norm EN 14175

Variation der Zulufttemperatur

Mit zunehmend kälterer Zuluft wird die Störung des Abzugs größer

Ab -5° Temperaturdifferenz werden Grenzwerte überschritten


Statische Outer Grid Messungen bei verschiedenen Zuluft-Temperaturen

LABOR PHARMAKONZERN

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VERIFIKATION DURCH EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG

Messungen der Luftgeschwindigkeit 1 Meter vor der Fensteröffnung

Rückhaltevermögen des Abzugs sinkt, wenn die Raumluftgeschwindigkeit größer als die mittlere Einströmgeschwindigkeit in den Abzug ist


Statische Outer Grid Messungen in Relation zur Luftgeschwindigkeit 1 m vor dem Abzug

AGENDA

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LABOR HOCHSCHULE

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LABORABZÜGE IN EINEM LABOR

Komplettes Labor

4 Laborabzüge (orange) in der Mitte

Rechteckige Auslässe

Strömungsbild in der Fensterebene entscheidend

Untersuchung Sommer und Winter-Situation


LABOR HOCHSCHULE

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SIMULATION DES LABORS

Oben Sommer: Kalte Zuluft

Unten Winter: Warme Zuluft

Senkrechter Schnitt

Starke Strömung von oben nach unten durch Temperaturdifferenz

Hohe Geschwindigkeit kann Probleme verursachen

Hohe Geschwindigkeit verstärkt in jedem Fall andere Störungen


LABOR HOCHSCHULE

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SIMULATION DES LABORS

Oben Sommer: Kalte Zuluft

Unten Winter: Warme Zuluft

Vektoren in der Fensterebene

Im Sommer

Ungleichverteilung

Vektoren zeigen nach außen

Schadstoffbelastete Luft kann nach außen strömen


AGENDA

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TRANSIENTE BERECHNUNG ROBUSTHEITSTEST

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ROBUSTHEITSTEST IM PRÜFLABOR

Reales Prüflabor mit einem Laborabzug

Aufgabe von SF6 nach Norm (blau)

Vergleich mit Praxis

Robustheitstest nach Norm

Vorbeifahrende Platte (rot)

Transiente Berechnung


TRANSIENTE BERECHNUNG ROBUSTHEITSTEST

04.06.14 Fußzeile ändern unter Einfügen > Kopf- und Fußzeile 21

ROBUSTHEITSTEST IM PRÜFLABOR

Resultat

Robustheitstest kann berechnet werden

Möglichkeit Laborabzüge schon vor dem Bau testen zu lassen


DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!

05.06.2014, Christoph Lodes, Nürnberg

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