Damit Zimmerpflanzen die Raumluft von Schadstoffen befreien können, muss die Luft nicht nur einmalig an deren Wurzeln gelangen und dort verharren, sondern vielmehr in großen Mengen an ihnen „vorbeigezogen“ werden.
Warum also nicht ganz einfach für eine technische Belüftung des Wurzelwerks mit einem Ventilator sorgen?
Technische Systeme dieser Art (es gibt ein paar wenige am Markt) bringen ein erhebliches Problem mit sich: Die Pflanzen mögen diese permanente Belüftung nicht. Sie bekommen, bildlich gesprochen, "kalte Füße", erkälten sich, werfen die Blätter ab und gehen ein.
Um das zu vermeiden, müssen sie über längere Zeit an den permanent gleichbleibenden Luftstrom gewöhnt werden. Doch selbst wenn die Pflanzen das dann (v)ertragen: Strom ist teuer, Technik ist teuer und anfällig (Elektrizität und Feuchtigkeit in einem System) und Lüfter sind zudem auch nicht lautlos.
Bei AIRY setzen wir daher auf den Kamineffekt.
Der Kamineffekt ist ein physikalischer Effekt, der vertikale Luftströmungen verursacht.
Zum grundsätzlichen Verständnis: Warme Luft ist von geringerer Dichte als kalte. Es besteht zwischen beiden ein sogenannter thermischer Dichteunterschied. Der Grund: Bei Erwärmung dehnen sich Stoffe in der Regel aus (Ausnahme Wasser mit seiner Dichteanomalie), das heißt, dass die gleichbleibende Zahl von Teilchen mehr Raum einnimmt, was die Dichte des Stoffs mindert.
Mit Hilfe eines vertikal ausgerichteten Rohres lässt sich die Strömungsrichtung der Luft beeinflussen. In der Regel bewirkt das Rohr auch eine Beschleunigung der Strömung. Diesen Effekt veranschaulicht ein einfacher Versuchsaufbau wie im folgenden Video gezeigt:
Wie und warum funktioniert das jetzt beim AIRY System?
Möglich wird der Kamineffekt bei AIRY durch die spezielle Formung des Außenmantels, der in zahlreichen (und jahrelangen) Versuchsreihen erprobt und zu einer optimalen Funktion weiterentwickelt wurde. Dabei werden natürliche Bewegung der Luft genutzt, die aus vielfachen Gründen bestehen (Sonneneinstrahlung, Bewegungen im Raum, etc.). Wichtig für die Pflanze: Das sind natürliche Bewegungen, keine permanente Belüftung durch eine technische Vorrichtung. Damit können Pflanzen hervorragend umgehen!
Wer es für die Berechnung des Kamineffekts beim AIRY deutlich technischer mag:
Das Wirkungsprinzip des Kamineffekts bei AIRY lässt sich auf Basis der Forschungen von Dr. Fritz Otto Schmidt an der Universität Rostock berechnen und wissenschaftlich nachvollziehen. Schmidt führt zu seinen „Berechnungen des Intelligenten Behältersystems (IBfG) auf der Basis der kinetischen Gastheorie im Zusammenhang mit der Aktivität der Photosynthese und Enzymentwicklung“ folgendes aus:
„Infolge der Aufnahme von Wärmemengen durch Strahlungsintensität von außen, Prinzip des schwarzen Körpers, tritt zwangsläufig, wie errechnet, eine Druckerhöhung ein, die zu einem Beginn der Luftströmung führt. Durch weitere Effekte wird dieser Vorgang unterstützt und beschleunigt.
Am oberen Ende des IBfG, welches prinzipiell wie ein Venturirohr aufgebaut ist, lässt sich bei theoretischer Annahme von der mittleren Geschwindigkeit (ϖ1 = 0,01 m/s) die Austrittsgeschwindigkeit ϖ2 der Luft und damit die Durchflussmenge Q ausrechnen.
Die Durchflussmenge Q der Luft beträgt unter diesen Verhältnissen (Q = 0,00023 kg/s) für 1m3 ca. 9 Minuten und damit für 50 m3 ca. sieben bis acht Stunden.
Das bedeutet, dass die Luft eines 50 m3 großen Raumes ungefähr in 7,5 Stunden des IBfG durchläuft und gleichzeitig oben den Blätterwald der Pflanze durchströmt, um von den Stomata der Blätter eingeatmet zu werden.
Und jetzt, nach all den technischen Ausführungen, noch einmal in einfachen Worten mit ein wenig Disco-Nebel im Video:
