artikel

Ventilatiestromen voorspellen

bouwbreed

Voldoende luchtverversing is van essentieel belang voor het menselijk comfort en gezondheid in gebouwen. Van de andere kant willen we ook niet te veel ventileren om het energieverbruik te beperken en tochtklachten te voorkomen.

Een van de methodes om de luchtstroming in een ruimte te kunnen voorspellen is het gebruik van computational fluid dynamics (cfd). Cfd maakt het mogelijk om stromingsproblemen op een numerieke manier op te lossen. Pionierswerk in het gebruik van cfd om luchtstromingen in een ruimte te voorspellen is in de jaren zeventig van de vorige eeuw uitgevoerd door professor Nielsen in Denemarken. Sindsdien is het gebruik van cfd in ventilatieonderzoek sterk toegenomen. In cfd worden bepaalde aspecten van de stroming (o.a. de invloed van turbulentie) gemodelleerd, waarvoor er onder andere aannames dienen te worden gemaakt voor randvoorwaarden en beginwaarden. Hierdoor is het gebruik van cfd niet eenvoudig, en zelfs af te raden indien er onvoldoende achtergrondkennis aanwezig is bij de gebruiker.

Een van de vragen die sinds de jaren zeventig nooit goed beantwoord is, heeft te maken met zogenaamde transitionele ventilatiestromingen. Dit stromingsregime bevindt zich letterlijk tussen laminaire en turbulente stromingen en kenmerkt zich door lage luchtsnelheden en lage turbulentieniveaus. Dit type ventilatiestromingen is regelmatig aanwezig in operatiekamers, vliegtuigen, clean rooms, etc., maar kan ook aanwezig zijn in kantoren en woningen.

Desondanks was er tot voor kort maar heel weinig bekend over het gedrag van dit type stroming in het algemeen en over de nauwkeurigheid van de cfd-modellen voor deze stromingen in het bijzonder. In mijn promotieonderzoek, uitgevoerd aan de TU Eindhoven, is door middel van zowel experimenten als cfd-simulaties van luchtstromingen in een gesimplificeerde ruimte nieuwe kennis vergaard over transitionele ventilatiestromingen. Er is onder meer aangetoond dat een zeer vaak gebruikt cfd-model tot grote fouten kan leiden in de voorspelling van de luchtstroming in de ruimte. Ondanks de grote potentie blijkt dat er na bijna veertig jaar cfd-gebruik in ventilatiestudies nog altijd meer onderzoek nodig is naar de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de gebruikte cfd-modellen. Zelfs in een eenvoudige ruimte blijken we nog niet volledig in staat te zijn om

ventilatiestromingen te voorspellen. Met andere woorden: werk aan de winkel!

Reageer op dit artikel

Gerelateerde tags

Lees voordat u gaat reageren de spelregels