Die beiden Hauptkriterien, die die thermischen Behaglichkeit von Raumnutzern bestimmen, sind die Lufttemperatur und die Luftströmungsgeschwindigkeit. Zur Überwachung dieser Parameter werden üblicherweise Sensoren an den Wänden oder der Decke montiert. Ein Nachteil dieser herkömmlichen Methode ist, dass die Parameter an einem festen Ort messtechnisch erfasst werden, anstatt deren Verteilung im gesamten Raum einschließlich des Hauptnutzungsbereiches des Raumes. Außerdem ist die Montage mehrerer Sensoren direkt in der Messumgebung (bspw. Strömungssensoren) aufgrund der Störwirkung der Sensoren auf die Messgröße selbst problematisch. Die Technik der Akustischen Laufzeit-TOMographie (ATOM) stellt als Fernmessmethode eine Möglichkeit dar, diese Schwachstellen herkömmlicher Sensoren zu umgehen. ATOM basiert auf der Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von der Lufttemperatur und der Strömungsgeschwindigkeit des Ausbreitungsmediums. Die mittlere Schallgeschwindigkeit entlang der Schallausbreitungspfade kann durch Laufzeitschätzung eines definierten Schallsignals zwischen den Schallwandlern ermittelt werden. Diese ermittelte mittlere Schallgeschwindigkeit kann mit Hilfe eines geeigneten tomographischen Algorithmus in eine räumlich verteilte Lufttemperatur und Strömungsgeschwindigkeit umgerechnet werden.

Um das Hauptziel des Projekts zu erreichen, wurde bereits in durchgeführten Studien in der BUW-Klimakammer erfolgreich eine dreidimensionale Darstellung der Lufttemperaturverteilung messtechnisch erfasst, wofür Schallsender und -empfänger an optimalen Positionen platziert wurden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Weiterentwicklung dieser Analysemethode als Kooperation zwischen der Bauhaus-Universität Weimar und der TU Dresden. Die Erweiterung des Verfahrens um die Messung der Strömungsgeschwindigkeit parallel zur Lufttemperatur ist eine der Aufgaben dieses Projekts. Weiterhin wird das Messsystem unter Berücksichtigung eines realen Arbeitsplatzes sowie anwesenden Nutzern entwickelt. Dementsprechend wird ein Messsystem entwickelt, dass die Lufttemperatur- und Strömungsgeschwindigkeits-Werte für mehrere Positionen im Raum gleichzeitig liefert. Dies ermöglicht die Beurteilung der lokalen thermischen Behaglichkeit an mehreren Raumpunkten.

Fördermittelgeber:
DFG

Projektlaufzeit:
12/2021 - 12/2024

Ansprechpartner:  
Najmeh Dokhanchi M.Sc.
Tel. +49 3643 584459