Prüfstelle Gebäudetechnik Messungen für die Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik

Seit ihrer Erstakkreditierung im Jahr 1997 ist die Prüfstelle Gebäudetechnik aktiv auf dem Gebiet der Messung und Prüfung von Luft-Luft-Wärmeübertragern tätig. Dazu betreibt sie einen international anerkannten Prüfstand. Dieser ist konzipiert für die Messung von Wärmerückgewinnern bis 7‘000 m³/h nach der europäischen Norm EN 308 und dem Standard der American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE).

Im Labor werden Messungen an Wärmerückgewinnungssystemen für die europäische Zertifizierung Eurovent und den US-Verband für Klima-, Heizungs-, und Kältetechnik AHRI durchgeführt. 

• Rekuperative und regenerative Wärmeübertrager wie z.B. Rotations- und Platten-Wärmeübertrager
• Kreislaufverbundsysteme (KVS) und Wärmerohre

Messungen an Wohnraumlüftungsgeräten sind eine der Kernkompetenzen der Prüfstelle Gebäudetechnik, die seit bald zehn Jahren Komfort- und Kompaktlüftungsgeräte für die kontrollierte Wohnraumlüftung auf ihre Leistung testet.

Der entsprechende Prüfstand entstand im Rahmen des Forschungsprogrammes «Rationelle Energienutzung in Gebäuden» des Bundesamtes für Energie. Das Hauptziel des Projektes war, eine technisch vollständige Geräteprüfung für Kompaktlüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung und Wärmepumpe mit vertretbarem finanziellem Aufwand anzubieten und damit zur Qualitätssicherung und -steigerung der Geräte beizutragen. Der Prüfstand ist ausgelegt für Geräte von 40 bis 1‘200 m³/h. Grössere Geräte bis 7‘000 m³/h werden auf dem Prüfstand für Luft/Luft-Wärmetauscher getestet. Es werden Prüfungen unter anderem nach den europäischen Normen EN 13141-7 und EN 13141-8 durchgeführt.

Zu den Kunden zählen Hersteller aus ganz Europa. Die Prüfungen dienen unter anderem zur Erstellung der Energieetikette für Wohnraumlüftungsgeräte gemäss der EU-Verordnung 1254/2014. Weiter dienen die Messungen für die Deklaration von Lüftungsgeräten des Vereins energie-cluster.ch, für die Zulassung des Deutschen Passivhaus Instituts und für die Zulassung in Belgien.

Die Spezialistinnen und Spezialisten sind aber auch auf Anlagen tätig, die in Betrieb sind. Zum Beispiel bei der Detektion von Undichtheiten in Lüftungskanälen oder unausgeglichenen Ventilatoreinstellungen, die immer wieder zu übermässigen Energieverbräuchen und Lärmemissionen führen. In einem aktuellen, vom Bundesamt für Energie mitfinanzierten Projekt «Energieeffizienz von Lüftungsanlagen» werden zum Beispiel eine Grosszahl von mittleren bis grossen Lüftungsanlagen auf ihre Energieeffizienz untersucht.

Prüfbare Geräte

• Geräte mit Zu- und Abluft
• Rekuperative und regenerative Wärmerückgewinnungsgeräte 
• Abluftwärmepumpen für die Zulufterwärmung und/oder Wassererwärmung

Kontakt und Deklaration: Prof. Heinrich Huber

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Die Fachpersonen der Prüfstelle Gebäudetechnik testen vor Ort die Behaglichkeit in Räumen jeglicher Nutzung. Dies einerseits quantitativ, indem der sogenannte thermische Komfort gemäss den internationalen Standards ISO 7730, EN 15251 und ASHRAE 55 geprüft werden. Gemessen werden die Temperatur der Raumluft und des Taupunktes sowie die Feuchtkugeltemperatur, die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, Strahlungsleistung im Raum, die effektive Temperatur und der trockene Wärmeverlust. Daten werden oftmals über eine längere Zeitperiode von mehreren Wochen erhoben, indem vor Ort die speziellen Messgeräte installiert und danach die Daten im Labor ausgewertet werden.

Aus den erhobenen Daten werden das Zugluftrisiko, der Turbulenzgrad der Luft, die optimale operative Temperatur, das vorausgesagte mittlere Votum (PMV), welches unter Berücksichtigung der Bekleidung und des Aktivitätsgrades eine statistisch fundierte Aussage über das thermische Empfinden des Benutzers macht, und der vorausgesagte Prozentsatz Unzufriedener (PPD) ausgewertet.

Zusätzlich bietet die Prüfstelle eine weitere Dienstleistung an: die Messung der von den Nutzenden empfundenen Behaglichkeit in den Räumen. Dazu hat die Prüfstelle Gebäudetechnik eigens einen elektronischen Fragebogen und ein Auswerteverfahren entwickelt. Gemessen werden nach der schweizerischen und europäischen Norm SN EN 15251.

Eine Klimakammer im Labor der Prüfstelle erlaubt es, auch grundlegende Untersuchungen auf diesem Gebiet durchzuführen. Um dies in vollem Umfang zu ermöglichen, wurde die Kammer mit individuell beheiz- und kühlbaren Wänden und Fussboden ausgestattet. Einzelne Fensterausschnitte können thermisch nachgebildet werden, die Raumluftfeuchte ist variabel einstellbar. Verschiedenste Lüftungsanordnungen ermöglichen so die Untersuchung und Visualisierung der Raumluftströmung.

Kontakt: Martin Hämmerle

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Die Fachpersonen der Prüfstelle Gebäudetechnik sind spezialisiert auf Schalluntersuchungen. Unterstützt werden sie von einer modernen Infrastruktur. Der eigene Schallmessprüfstand besteht aus zwei Räumen, einem Sende- und einem Empfangsraum. Die beiden Räume sind durch einen Luftkanal mit Ventilator und Schalldämpfer verbunden. Diese Eigenheit erlaubt es, im Gegensatz zu geschlossenen Schallmessräumen, auch Schallmessungen an Lüftungssystemen und -Komponenten mit Luftströmungen durchzuführen, da die Luft – schalltechnisch gedämmt – zirkulieren kann.

Komponenten und Geräte werden nach der europäischen Norm EN ISO 3741 hinsichtlich Schallabstrahlung und -dämpfung oder Strömungsgeräuschen untersucht. Der Prüfstand eignet sich für den Frequenzbandbereich von 100 Hz bis 10'000 Hz und für Luftvolumenströme bis 2‘000 m³/h.

Grössere Geräte, welche nicht im Hallraum eingebracht werden können, werden nach dem Intensitätsverfahren gemäss der Norm EN 9614-2 gemessen. Weiter werden auch vor Ort Messungen angeboten, zum Beispiel zur Beurteilung von Telefonie durch Lüftungskanäle.

Angebot 

• Strömungsgeräusch-Messungen an Lüftungsklappen, Ventilatoren, Lüftungsgeräten und Luftdurchlässen usw.
• Schallemissionsmessungen von Ventilatoren, Unterflurkonvektoren und Lüftungsgeräten usw.
• Einfügungsdämpfungsmass-Messungen von Schalldämpfern
• Messungen Schallübertragung und Beurteilung von akustischen Problemen vor Ort

Weitere Informationen zur Akustik in der Forschung und Dienstleistung sind auf der interdisziplinären Themenplattform  Akustik@T&A zu finden.

Kontakt: Andreas Odermatt

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Auf dem Prüfstand für Luftdurchfluss werden strömungstechnische Untersuchungen, insbesondere Prüfungen von Volumenstrommessgeräten, aber auch Druckverlustmessungen an diversen Lüftungskomponenten durchgeführt. Kernstück sind die Referenzvolumenstrom-Messgeräte, dank denen sehr genaue Volumenstrommessungen möglich sind. 

Ein grosser Prüfstand deckt den Bereich von 500 bis ca. 32‘000 m³/h ab. Dieser Prüfstand ist nach dem Prinzip des saugseitigen Kammerprüfstandes für Ventilatoren nach ISO 5801 aufgebaut und mit zusätzlichen Wärmeübertragern und Luftbefeuchtern ausgestattet. Diese ermöglichen auch Untersuchungen mit variablen Temperaturen und Feuchtegehalten der Luft. Ein kleinerer Prüfstand deckt den Bereich von 0,4 bis 1‘000 m³/h ab und ist sowohl mit Überdruck, als auch mit Unterdruck einsetzbar.

Angebot und Mess-Beispiele

• Ventilatormessungen nach ISO 5801
• Strömungs- und Druckverlustmessungen an Lüftungskomponenten
• Prüfung von Luftvolumenstrom-Messgeräten

Kontakt: Prof. Heinrich Huber

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Eine weitere Spezialität der Prüfstelle Gebäudetechnik sind exakte Spurengasmessungen. Dazu gehören Luftvolumenstrom- und Leckagemessungen in Tunnels, Luftwechselraten- und Luftaltermessungen in Räumen, Gebäudeleckagenmessungen oder Messungen der Wirksamkeit von Dunstabzugshauben.

Das Messverfahren basiert darauf, ein gut detektierbares, in der natürlichen Umgebung nicht vorkommendes, Spurengas kontrolliert in die zu untersuchende Luft einzubringen und das Konzentrationsverhalten am Messpunkt mittels geeigneten Messverfahren zu registrieren. So kann zum Beispiel durch die Messung der Spurengaskonzentration in einem Luftstrom auf den Volumenstrom geschlossen werden.

Angebot und Mess-Beispiele

• Lüftungseffektivität: Luftaustauschwirkungsgrad, Lufterneuerung und Lüftungswirksamkeit, Schadstoffbeseitigung
• Luftmassenstrom, Luftwechsel, Luftalter und Kurzschlüsse in Lüftungssystemen
• Leckagen und Dichtheitsprüfung von Lüftungsgeräten
• Abluftübertragung bei Rotationswärmeübertragern
• Ausbreitung von Schad- oder Geruchsstoffen und Kältemitteln

Kontakt: Frank Gubser

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Am Hydraulikprüfstand finden Untersuchungen mit Wasser statt. So können Druckverlustbeiwerte, Ventilcharakteristika und Pumpenkennlinien gemessen werden.
Der Schweizerische Verein des Gas- und Wasserfaches (SVGW) fordert von Sanitärkomponentenhersteller die Angabe der Druckverluste ihrer Komponenten, welche von einem unabhängigen Prüflabor bestätigt sein müssen. Die Prüfstelle Gebäudetechnik führt diese Validierungsmessungen durch. 

Kontakt: Frank Gubser

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Dank verschiedenen Prüfständen im Labor ist es den Spezialistinnen und Spezialisten möglich, eine breite Palette an weiteren Messungen und Prüfungen anzubieten. 

Angebot und Mess-Beispiele

• Thermische Messungen an Komponenten wie beispielsweise Abluftleuchten
• Wärmeleistungsmessungen von Komponenten wie Unterflurkonvektoren, Kühlbalken usw.
• Thermische Messung und Druckverluste von Luft/Wasser-Wärmetauschern und Luft-Rückkühlern
• Regleruntersuchungen für Kühldecken und Bodenheizungen
• Be- und Entfeuchterleistungsmessungen
• Trockenleistung von Wäschetrocknern
• Visualisierung von Strömungen in Geräten
• Monoblockgehäuse: mechanische Festigkeit, Luftdichtheit, Wärmedurchgangszahl, Wärmebrückenfaktor und Schalldämmung nach EN 1886

Kontakt: Prof. Heinrich Huber

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Ausserhalb der Akkreditierung ist die Prüfstelle auf die Reinraumtechnik und die Hygiene spezialisiert.

Sie unterhält einen eigenen OP-Prüfstand für Schutzgradmessungen nach nach dem Standard des Schweizerischen Vereins von Gebäudetechnik-Ingenieuren, SWKI 99-3.  Errichtet wurde der OP-Prüfstand im Rahmen eines langjährigen Forschungsprojekt «Gebäudetechnik im Gesundheitswesen (GIG)». Heute wird der Prüfstand für weitergehende Untersuchungen zur Luftqualität sowie für weitere Schutzgradmessungen eingesetzt.

Ein weiterer Prüfstand im Labor dient den hygienischen Untersuchungen an raumlufttechnischen Anlagen nach SWKI VA104-01. 

Typische Kunden sind Planer neuer Operationssäle, Hersteller von Geräten für den Einsatz im Operationsraum oder raumlufttechnischen Geräten.

Kontakt: Dr. Benoit Sicre

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Ein umfassendes Messequipment kommt auch ausserhalb der Prüfstelle zum Einsatz. Das Leistungsangebot reicht von Temperatur- und Feuchte-Aufzeichnung mit Mini-Datenloggern bis hin zu einem komplexen Energiemonitoring und Behaglichkeitsuntersuchungen. Langzeitmessungen mit vielen Datenpunkten werden drahtgebunden aber auch mit modernen Funklösungen erfasst. Die Datenerfassung erfolgt über ein Netzwerk mit SPS-Lösungen. Gespeichert werden die Daten ereignisorientiert mit einem Prozessleitsystem. Damit ist es möglich, mehrere Tausend Datenpunkte mit einer Abtastrate von bis zu 200ms und einer Messdauer von mehr als einem Jahr aufzuzeichnen. Mittels eines 3G Mobil Router können die Messdaten jederzeit von extern überwacht, analysiert und gesichert werden.

Erfahrene wissenschaftliche Mitarbeitende und Dozierende begutachten Anlagen vor Ort. Oft kommt bereits bei der ersten Begehung ein erhebliches Verbesserungspotential zum Vorschein. Mit Hilfe der bestehenden Anlagendokumentation und der Analyse von Messdaten kann auf allfällige Fehlfunktionen und das Betriebsoptimierungspotential geschlossen werden. Weiter können die Messdaten zur Validierung von Simulationsmodellen verwendet werden.

Messgrössen

• Temperatur
• Luftfeuchte
• Luftgeschwindigkeit
• Thermische Behaglichkeit
• Luftmengen
• Differenzdrücke
• Wärme- und Kälteenergie
• Elektroenergie
• Betriebszeiten und Betriebsstufen
• Impulse von Zählwerken
• Solare Strahlung
• GPS Daten

Referenz Projekte

• Langzeitmessungen KTI Projekt Fahrgastschiffe Vierwaldstättersee
• BFE Projekt Elektro-Wassererwärmer

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