Konvektion im Winter

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Hallo, ich habe mal eine praktische Frage.
Kann man abschätzen, um wie viel im Sommer die Luft zwischen Zimmer und Außenwelt schlechter ausgetauscht wird, als im Winter? Also um wie viel kürzer man im Winter lüften muss?
(gefühlsmäßig "steht die Luft" im Sommer und im Winter scheint es, als tausche sich nach einer Minute Lüften die Zimmerluft komplett mit der Außenluft aus, was auch hauptsächlich durch den Temperatursturz so scheint)

Im Winter herrscht ein größerer Temperaturgradient, als im Sommer, was die Konvektion verstärken sollte. Das dürfte der Hauptunterschied sein. Kann man das Verhältnis der mittleren Durchmischungszeit oder so von Sommer zu Winter daraus abschätzen?

Da fällt mir noch was ein: Angenommen draußen sind -10°C und drinnen 20°C ...ist der Konvektionsstrom dann schwächer, als in der Situation "drinnen 20°C und draußen 50°C" ?
Im letzteren Fall ist das Temperaturniveau insgesamt höher (entspricht stärkerer Teilchenbewegung und damit stärkerer Konvektion?) , allerdings zeigt auch der Temperaturgradient gerade andersherum, und der Konvektionsstrom
in das Zimmer fällt wohl schneller ab, wenn das Zimmer klein ist.

Ich bin mir auch nicht sicher, inwieweit man hier Diffusion infolge des Gradienten des chemischen Potentials von Innenluft zur Außenluft vernachlässigen kann: Im Winter ist draußen die Luftfeuchtigkeit sehr gering, aber im Sommer kann es ja auch so einen Gradienten geben, allerdings typischerweise mit hohen Luftfeuchten.

Ich fürchte zwar, dass das nicht leicht zu beantworten ist (Thermophorese u.ä. Vorgänge scheinen noch nicht gut verstanden zu sein), hoffe aber, dass jemand von euch trotzdem was dazu sagen kann Augenzwinkern

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Hallo fuss!

KA wie man mit solchen Luftströmungen rechnerisch umgeht, nur die Vermutung, daß man für diese Zwecke nicht auf mikroskopische Proßesse (Diffusion) abzustellen braucht. Auch dürften 20 °C / 50 °C von der Luftbewegung her etwas ziemlich anderes sein als 20 °C / - 10 °C. Ich würde es also schlicht mit Thermometer und Uhr angehen.

Bei knackigem Frost & großem offenen Fenster merkt man übrigens recht genau, wie es eisig an einem hochsteigt. smile

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Hi franz,
ich denke nun auch, dass die Diffusion (bei großen Temperaturdifferenzen) nicht mal im Bereich ums Fenster eine nennenswerte Rolle spielt, da dort die Konvektion überwiegt.
Zu Thermometer+Uhr: Der zweite Fall (drinnen 20°C und draußen 35°C oder so) wird wohl der schmerzlichste sein: einem so mühsam kühl gehaltenen Zimmer beim Warmwerden zuzusehen Augenzwinkern

Aber eigentlich interessiert mich weniger T(t), sondern mehr CO2-Gehalt etc. und da auch nicht die genaue Funktion der Zeit, sondern nur das Verhältnis von Halbwertszeit im Sommer zur Halbwertszeit im Winter oder so.
Bzw. ich weiß nicht, wie man sinnvoll Luftaustausch mit Temperaturabfall verbinden kann. Ist beides zueinander proportional, wenn man reine Konvektion annimmt (z.B. bei kurzem Lüften)?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Hallo fuss!

Die durch Atmung erzeugte CO2-Konzentration läßt sich, glaube ich, einigermaßen nach oben abschätzen: Luftvolumen, Personenzahl, Körpermasse, Atmungsfrequenz, Zeitdauer ... mehr fällt mir auf die schnelle nicht ein.

[Übrigens hatte ich vor langer Zeit und unter sehr speziellen Umständen mehrfach das Vergnügen Räume mit hoher "anthropogener" CO2-Konzentration zu betreten.]

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Also ich kann nur Vermutunge anstellen:

Durch die erhöhte Temperatur im Zimmer verglichen mit dem Winterwetter stellt sich im Raum ein erhöhter Druck ein verglichen mit dem Außendruck.(Denn die Luft kann sch nicht beliebig schnell vermischen durch die Ritzen eines Fensters).
Dadurch erhöht sich natürlich die Ausgleichsgeschwindigkeit im Winter wenn du das Fenster öffnest.
Im Sommer ist die Differenz vermutlich nicht so hoch oder kaum gegeben, denn entweder hat man das Fenster häufig offen, weswegen der Druckunterschied auf lange sicht Null sein dürfte und ferner ist selbst bei fehlendem Temperaturausgleich durch ein offenes Fenster die Temperatur verglichen mit dem Winter verschwindend(sofern nicht starker hochsommer vorliegt, also etwa 22 grad drinnen vs 40 grad draußen).
Aus der Druckdifferenz lässt sich dann zusammen mit der Form des Fensterspaltes bzw öffnung die Geschwindigkeit bestimmen, aber wie das genau gemacht wird weiß ich leider nicht.

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Ok dann gebe ich mich vorerst damit zufrieden und danke euch fürs Mitdiskutieren!