Hermann-Rietschel-Institut, Technische Universität Berlin

Obraz 1: Laboratorium badawcze z turbulencyjnym przepływem rozcieńczającym (TVS)

Obraz 2: Laboratorium badawcze z turbulencją niskiej mieszania (TAV)

Obraz 3: Wizualizacja zakłócenia przeszkody w przepływie wypierającym o niskiej turbulencji

Obraz 4: Wizualizacja obszaru powrotu pod przeszkodą w przepływie wypierającym o niskiej turbulencji

Obraz 5: Wizualizacja przemiany osoby w przepływie wypierającym o niskiej turbulencji

Obraz 6: Badanie operacyjne w HRI z symulatorami ludzi

Obraz 7: Uczestnik szkolenia w czystym pomieszczeniu

Instytut Hermann-Rietschel (HRI), Zakład Systemów Energetycznych Budynków na Politechnice Berlińskiej, wywodzi się z „Pracowni badań urządzeń grzewczych i wentylacyjnych”, założonej w 1885 roku przez Hermanna Rietschela. Jest to najstarszy na świecie uniwersytecki instytut swojego rodzaju.

Prace badawcze i wyniki badań HRI kształtują rozwój techniki grzewczej i klimatyzacji w Niemczech oraz przyczyniają się między innymi do opracowywania norm i wytycznych. Od czerwca 2011 roku kieruje nim prof. dr-inż. Martin Kriegel, który skoncentrował się na minimalizacji napięcia między wymaganiami dotyczącymi komfortu, higienicznym klimatem pomieszczeń a energooszczędną techniką instalacyjną. W tym kontekście prowadzone są również badania głównie nad czystymi pomieszczeniami (czyste pomieszczenia i pomieszczenia służby zdrowia).

Na łącznie 1800 m² mieści się sala wykładowa, sale seminaryjne, warsztaty, biura, własny klaster obliczeniowy z 400 rdzeniami obliczeniowymi do symulacji numerycznych oraz kilka hal prób o wysokości od 6 do 8 m. Do badania różnych zagadnień dostępne są na HRI odpowiednie stanowiska testowe, a także technika pomiarowa i oprogramowanie.

W szczególności oprócz ogólnych laboratoriów do badania przepływu powietrza dostępne są dwa czyste pomieszczenia badawcze i jedna sala operacyjna do badań.

Czyste pomieszczenie badawcze na HRI

Do badań eksperymentalnych HRI dysponuje wysoce modułowym laboratorium badawczym. Na powierzchni 75 m² mieszczą się dwa czyste pomieszczenia z przyległymi przejściami (zdjęcia 1 i 2). Konfiguracja ta obejmuje około 90% przypadków instalowanych w praktyce czystych pomieszczeń — dlatego ten czysty pokój badawczy jest unikalny w Niemczech.

Pod względem wentylacji stosowane są dwa koncepcje ochronne: jedno czyste pomieszczenie wyposażone jest w turbulentny przepływ rozcieńczający (TVS, obraz 1) za pomocą przepustnic i jednostek wentylacyjnych z filtrami HEPA H14. Drugie czyste pomieszczenie (zdjęcie 2) jest wentylowane przez przepływ zastępczy o niskiej turbulencji (TAV) za pomocą pełnofiltrowych jednostek wentylacyjnych z filtrami U15 i podwójną podłogą. Podłączony system wentylacji i klimatyzacji umożliwia przepływ powietrza do 13 000 m³/h. W połączeniu z udziałem recyrkulacji FFU możliwa jest wymiana powietrza nawet 600-krotnie na godzinę w czystym pomieszczeniu TAV. W celu ochrony przed zanieczyszczeniem krzyżowym zrealizowano kaskadę ciśnień od czystszych do mniej czystych pomieszczeń o wartości 15 Pa ± 5 Pa. Temperatury można regulować w zakresie od 16 do 24°C z tolerancją ± 0,1 K, a wilgotność względną od 40 do 60% z tolerancją ± 10%.

Wyjątkową mocną stroną HRI jest wizualizacja przepływów powietrza, przy czym stosuje się różne metody (zdjęcia 3, 4 i 5).

Operacyjne laboratorium badawcze na HRI

Od 2018 roku HRI posiada własną salę operacyjną do badań (zdjęcie 6). W w pełni wyposażonym technicznie pomieszczeniu można realizować niemal dowolne koncepcje przepływu powietrza w pomieszczeniach: oprócz typowego dla operacji turbulentnego przepływu zastępczego możliwa jest również turbulentna mieszana wentylacja z ośmioma indywidualnie regulowanymi przepustnicami zasilającymi i nawet wentylacją źródłową. Za pomocą dostępnych otworów wentylacyjnych można również realizować lokalne zasilanie i wywiew. W tym laboratorium prowadzone są badania eksperymentalne nad bardziej skutecznymi i wydajniejszymi metodami wentylacji sal operacyjnych, aby zapewnić jak najwyższe bezpieczeństwo pacjentów i personelu.

Oferta szkoleniowa

Raz w roku w instytucie odbywa się szkolenie „Systemy i koncepcje techniki czystych pomieszczeń” (zdjęcie 7). Chociaż podstawy teoretyczne dotyczące czystych pomieszczeń są dobrze znane z literatury, to rzeczywiste procesy w czystych pomieszczeniach zwykle znacznie się od nich różnią. Ta rozbieżność między teorią a praktyką jest szczególnie ukazywana podczas szkolenia za pomocą ćwiczeń eksperymentalnych, a różnice między idealnymi a rzeczywistymi przepływami w czystych pomieszczeniach są doświadczalnie odczuwalne. Dla zagadnień związanych z formami przepływu, fizyką aerozoli/filtrami i automatyzacją budynków/działaniem podciśnienia przedstawiane są rozwiązania i metody ich realizacji. Następne trzydniowe szkolenie odbędzie się we wrześniu 2019 roku w laboratorium badawczym Instytutu Hermanna Rietschela.