Ermittlung des notwendigen Luftvolumenstroms

Für eine gute Belüftung muss je nach Gebäude, Bewohnern und anderen Faktoren, eine bestimmte Luftmenge pro Stunde (Luftvolumenstrom) im Gebäude ausgetauscht werden. Hierbei müssen die natürliche Luftinfiltration und eine eventuell installierte Lüftungsanlage zusammengenommen einen bestimmten Luftwechsel garantieren. Es gibt verschiedene Berechnungsmethoden zur Ermittlung der benötigten Luftwechselrate. Zuerst wird anhand verschiedener Faktoren ermittelt, wie hoch der Zu- und Abluftvolumenstrom sein muss. Anschließend wird der höhere dieser beiden Werte als Anhaltspunkt für die benötigte Leistung der Lüftungsanlage verwendet. Um ausgeglichene Druckverhältnisse zu gewährleisten, müssen Zu- und Abluftvolumenstrom gleich hoch sein. Für eine grobe Einschätzung des nötigen Zuluftvolumenstroms kann man beispielsweise die Wohnfläche heranziehen.

• Von 40 bis 65 m² kann als erste grobe Abschätzung die Fläche mit 1,5 multipliziert werden, um die Nennlüftung (Grundlüftung, die bei Anwesenheit der Nutzer notwendig ist, um gesundheitliche Anforderungen und Bautenschutz zu gewährleisten) zu erhalten. Der errechnete Wert entspricht dem benötigten Zuluftvolumenstrom in m³/h.
• Ab 65 m² genügt der Faktor 1,25 zur groben Abschätzung des Zuluftvolumenstroms, da sich die Feuchtelasten nicht linear zur Raumfläche verhalten.
• Bei kleinen Wohneinheiten kann beispielsweise aufgrund einer hohen Feuchtelast das Abführen der verbrauchten Luft wichtiger sein und die Volumenstromberechnung dominieren. Hier sind pro Bad oder Küche 45 m³/h und pro WC 25 m³/h anzusetzen.
• Der höhere der beiden Werte, Abluftvolumenstrom oder Zuluftvolumenstrom, wird dann als Grundlage der Nennlüftung angesetzt.

Der obige Berechnungsschritt ergibt näherungsweise den nötigen Luftvolumenstrom für die Nennlüftung. Für die weiteren Lüftungsstufen können nach DIN 1946-6 die folgenden Werte angenommen werden:

• für Feuchteschutz 30 % oder 40 % der Nennlüftung, je nach Gebäudeart
• für die reduzierte Lüftung 70 % der Nennlüftung
• für die Intensivlüftung 130 % der Nennlüftung

Die Volumenströme werden für Zuluft und Abluft benötigt. Dies sichert einen ausgeglichenen Betrieb und die Komfortziele der DIN 1946-6. Für eine exakte, detaillierte Auslegung sind auch die Raumarten und deren Anordnungen zu berücksichtigen, ein Grundriss mit Flächenangaben wird daher für eine Auslegung nach DIN 1946-6 benötigt.

Natürliche Infiltration

Der Begriff natürliche Infiltration bezeichnet durch Undichtigkeiten in die Gebäudehülle eintretende Luft. Je mehr natürliche Infiltration stattfindet, desto weniger muss prinzipiell die Lüftungsanlage leisten. Der unkontrollierte Luftwechsel über Infiltration widerspricht jedoch den Energiesparzielen der EU und den daraus resultierenden Regelungen aus dem GEG. Diese fordern dichte und wärmegedämmte Gebäudehüllen, um Wärmeverluste zu minimieren. Daraus resultieren Wohnungen mit einer möglichst hohe Luftdichtheit und einer minimierten natürlichen Infiltration. Ein Vergleich, wie er in der DIN 1946-6 vorgesehen ist, stellt die Infiltration der benötigten Luftmenge gegenüber. Ist die Infiltration nicht ausreichend um das Gebäude ausreichend zu belüften, ist eine lüftungstechnische Maßnahme gefordert. Eine Möglichkeit eines Lüftungskonzeptes stellt die Lüftung über Ventilatoren dar. Die vorhandene, natürliche Infiltration kann im Lüftungskonzept angerechnet werden.

In einem ersten Schritt wird also die Infiltration im Rahmen des Lüftungskonzeptes verwendet, um abzuklären, ob eine lüftungstechnische Maßnahme erforderlich ist oder ob die natürliche Infiltration für eine Belüftung ausreicht, was aufgrund der dichten Bauweise immer seltener der Fall ist.

Die DIN 1946-6 gibt für Planer von Lüftungskonzepten ein Berechnungsverfahren vor, mit dem sie die natürliche Infiltration berechnen können. Dabei wird die Wohnregion mit weiteren Faktoren berücksichtigt, beispielsweise ob es dort viel oder wenig Wind gibt und ob es eine ein- oder mehrgeschossige Wohnung ist.

Im Weiteren macht die Norm auch dahingehend Vorgaben, wie Lüftungskomponenten von Lüftungsanlagen unter Berücksichtigung der Infiltration ausgelegt sein müssen. Zum Zeitpunkt der Planung einer Lüftung ist die Gebäudehülle aber in der Regel noch nicht fertiggestellt oder saniert. Da es in diesem Fall keine Messwerte für die Luftdurchlässigkeit gibt, gibt die DIN 1946-6 Standardwerte zur näherungsweisen Berechnung an.

Lüftungsplanung

Eine zentrale Lüftungsanlage oder dezentrale Lüftung muss mindestens den für die Nennlüftung ermittelten Luftvolumenstrom abzüglich der natürlichen Infiltration bereitstellen.

Die nächste Frage ist, wie dieser Luftvolumenstrom auf die einzelnen Räume der Nutzungseinheit verteilt werden muss. Weiterhin müssen die einzelnen Räume als Zu-, Ab- oder Überströmräume klassifiziert werden.

• Zuluftraum: Ein Raum, in dem sich Benutzer über längere Zeit aufhalten, z. B. Wohnzimmer, Schlafzimmer, Büro. Einem solchen Raum muss Frischluft zugeführt werden.
• Abluftraum: Ein Raum, in dem die Luft durch Feuchtigkeit, Geruch oder anderes belastet ist, z. B. Küche, Bad, WC. Die Abluft muss nach draußen abgeführt werden.
• Überströmraum: Ein Raum, der zwischen einem Zu- und Abluftraum liegt und keine lüftungstechnische Maßnahme zugewiesen bekommt, z. B. Flur, Diele. Die Luft strömt durch diesen Raum bzw. wird mittels Überströmöffnungen durch diesen geführt.

Der Lüftungsplaner muss festlegen, welcher Raum auf welche Weise an die Lüftungsanlage angeschlossen werden muss, bzw. welche Aufgabe das Lüftungsgerät im jeweiligen Raum hat.

Fensterlose, innenliegende Räume, DIN 18017-3

Für fensterlose Räume, wie manche Bäder, WCs oder Sanitärräume, wird in der DIN 1946-6 auch auf die DIN 18017-3 verwiesen. In den fensterlosen Räumen ist vor allem die Abführung der Luft wichtig. Die Zuluft wird über die Wohn- und Aufenthaltsräume gewährleistet. Die Lüftungsgeräte in Bädern oder WCs müssen einen hohen Feuchteschutz bieten, da hier am meisten Feuchte anfällt. Auch gilt es, Gerüche schnell aus diesen Bereichen abzuführen. Daher sind diese Räume auch zu entlüften, wenn in der Wohneinheit keine lüftungstechnische Maßnahme erforderlich ist.

GEG-Werte für Lüftungsanlagen

Lüftungen tragen einen Anteil zum Erreichen der für Gebäude verpflichtenden Energiesparstandards nach dem am 01.11.2020 in Kraft getretenen Gebäudeenergiegesetz GEG (löst die Energieeinsparordnung EnEV ab) bei. Die relevanten Daten für die Bewertung können mit der DIN V 4701-10 ermittelt werden, die unter anderem die energetische Bewertung von heiz- und raumlufttechnischen Anlagen bzw. von Heizung, Trinkwassererwärmung und Lüftung regelt. Für eine Anwendung dieser Norm werden Daten wie Luftwechselrate, Wärmerückgewinnung oder Energieverbrauch der Lüftungsanlage benötigt.

Bauliche Anforderungen

Lüftungsanlagen unterliegen der Bauprodukteverordnung und müssen daher gewisse Anforderungen erfüllen. Auch von der EU gibt es Vorgaben für die Energieeffizienz von Lüftungsanlagen. So müssen Lüftungsanlagen für Wohnräume ab einer Leistung von 30 W pro Lüftungsrichtung den technischen Vorgaben der EU entsprechen. Zu erkennen am ErP-Label, das aktuell (ErP 2018) eine Mindesteffizienzklasse D vorweisen muss. Hier spielen Faktoren,wie die Art der Steuerung, der Wärmerückgewinnungsgrad und der Energieverbrauch eine große Rolle.

Das Deutsche Institut für Bautechnik DIBt prüft Unterlagen unabhängiger Prüfinstitute und stellt Zulassungen im Sinne der Bauprodukteverordnung aus. Die Prüfung umfasst:

• Brandschutz
• Schallemission/-transmission
• Luftleistung
• Stromverbrauch
• Wärmerückgewinnung
• Verbaute Stoffe
• Isolation des Lüftungsgerätes
• Dichtigkeit des Lüftungsgerätes

Dadurch ergibt sich ein hohes Maß an Vergleichbarkeit zwischen den Geräten.

Dezentrale Anlagen für Einzelraumlüftung

Bei dezentraler Lüftung wird die Zu- und Abluft mit einem Gerät bewerkstelligt, wobei intervallweise be- und dann wieder entlüftet wird.

Der Luftvolumenstrom, den ein solches Gerät leisten muss, kann im ersten Schritt grob mit 1,25 bis 1,5 m³/h pro m² Wohnfläche (bei 2,5 m Raumhöhe) kalkuliert werden. Bei einem 18 m² Raum läge der benötigte Luftvolumenstrom damit bei etwa 22,5 bis 27 m³/h. Der Gesamt-Wirkungsgrad wird anhand der jeweils geleisteten Luftvolumenströme ermittelt, die Leistung ebenso. Für eine belastbare Auslegung der Lüftungsanlage ist eine detaillierte Planung anhand der gängigen Normen wie DIN 1946-6 oder DIN 18017-3 erforderlich.

Ablufträume brauchen einen „druckneutralen“ oder einen „Unterdruckbetrieb“. Um das zu gewährleisten, muss die Lüftung über eine gerade Anzahl von Pendellüftern im Raum vorgenommen werden oder über spezielle Geräte mit druckneutralem Betrieb.

Ziel ist, Überdruck, der nicht spürbar ist, im Raum zu vermeiden. Bei Überdruck würde Feuchte in die Wohnung und an die Wände gedrückt werden. Weiterhin sollen sich schlechte Gerüche nicht in der Wohnung verteilen, stark belastete Luft soll schnell nach außen abgeführt werden. Auch deshalb werden Bad, Küche und WC als Abluftraum geführt.

Sollte man sich für Pendellüfter entscheiden, werden für einen druckneutralen Betrieb immer zwei Geräte benötigt, die in einem Intervall gegengleich arbeiten und so für einen konstanten Luftwechsel sorgen. Während ein Gerät die verbrauchte Luft abführt, sorgt das andere für gleichzeitige Frischluftzufuhr. Dazu empfiehlt es sich Anlagen in Räumen selber Funktion zu Paaren zu verbinden (Schlafzimmer – Kinderzimmer; Büro – Wohnzimmer)

Zentrale Lüftungsanlagen

Bei zentralen Lüftungsanlagen ist die grundlegende Idee, dass der Luftvolumenstrom für alle zu belüftenden Räume im Haus über ein einziges, zusammenhängendes Lüftungssystem befördert wird, im Gegensatz zu dezentralen Lüftungsanlagen. Dabei ergänzen sich Zu- und Ablufträume. Die Luft strömt vom Zuluftraum über die Überströmräume in die Ablufträume und von dort nach draußen.

Die Verteilung der Luftmenge auf die Zulufträume muss dabei exakt anhand des Verteilungsschlüssels der DIN 1946-6 ermittelt werden.

Die Auslässe im Raum sollten im Sinne des Komforts platziert werden, da sie Einfluss auf mögliche Zugluft, die Luftqualität und den Schallpegel im Raum haben.

Moderne Anlagen sind mittlerweile weitgehend mit Sensortechnik ausgestattet. Damit wird der Betrieb der Lüftungsanlage automatisiert und optimiert. Die Steuerung der Lüftungsstufen wird laufend dem tatsächlichen Bedarf angepasst. Dadurch wird Energie gespart und die Schallemissionen in der Summe weiter reduziert.

Feuerstellen

Bei raumluftabhängigen Feuerstellen ist eine Kombination mit Lüftungsgeräten dann zulässig, wenn unterbunden werden kann, dass im Raum mehr als 4 Pa Unterdruck herrschen. Das verhindert das Eindringen von Rauch aus der Feuerstätte in den Wohnraum.
Der Kaminkehrer ist immer für die Einbausituation verantwortlich. Er nimmt die Kombination aus Lüftung und Feuerstätte ab. Daher die Empfehlung, geplante Maßnahmen immer zuerst mit dem Kaminkehrer abzuklären.

Bei raumluftunabhängigen Feuerstellen ist diese Vorrichtung nicht nötig, da die Luftzufuhr der Feuerstelle unabhängig von der Lüftungsanlage und den Druckverhältnissen im Raum ist.

Qualitätskriterien für Lüftungsanlagen und Lüftungsgeräte

Das Schaffen eines optimalen Raumklimas und die Langlebigkeit einer Lüftungsanlage sind selbstverständlich Qualitätsmerkmale. Eine gute Lüftungsanlage erkennt man aber vor allem daran, dass man sie so gut wie nicht bemerkt, wenn man nicht direkt nach ihr sucht. Eine wirklich gute Lüftungsanlage

• hört man nicht,
• sieht man nicht,
• spürt man nicht.

Aber sie sorgt für ein Wohlfühlklima im ganzen Haus. Und sie

• sorgt durch Luftfilterung für eine stark reduzierte Beeinträchtigung von Allergikern,
• senkt den Heizenergiebedarf,
• bietet gegenüber der Fensterlüftung einen erhöhten Schallschutz für lärmempfindliche Menschen,
• schützt Bauten durch Feuchteabfuhr zuverlässig vor Schimmel.

„Eine gute Lüftungsanlage ist wie die eigene Gesundheit, man vermisst sie erst wenn sie nicht mehr da ist.“

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