Voraussetzung für eine gute Raumluftqualität ist eine ausreichende Frischluftzufuhr und der Abtransport von CO2 und Schadstoffen. Ideal sind Lüftungssysteme mit Bedarfsregelung und Wärmrückgewinnung. Sie bringen energieeffizient, zuverlässig und komfortabel gefilterte, vorerwärmte Luft in den Raum. Die Auswahl an zentralen Lüftungsanlagen und raumweisen Geräten erlaubt es, für alle Randbedingungen und Anforderungen das ideale System zu finden. Bei der Planung eines Neubaus sollte die Chance genutzt werden von Anfang an ein Lüftungssystem zu integrieren. Auch wenn es sehr gute Lösungen für die Nachrüstung gibt, ist es sinnvoll, in einer möglichst frühen Phase die Raumlufttechnische Anlage einzuplanen.
Lüftungssysteme sorgen für eine kontinuierliche Frischluftzufuhr in den Räumen. Dabei transportieren die die mit CO2, Schadstoffen und Keimen belastete Raumluft ab. Sind sie mit entsprechenden Filtern ausgestattet, können sie gleichzeitig (Fein-)Staub und Pollen aus der Außenluft filtern, bevor diese ins Gebäude gelangt.
Mit einer Lüftungsanlage erfolgt der Luftaustausch unabhängig von der Motivation der Personen im Raum und unabhängig von der Witterung. Bei der Fensterlüftung lässt sich der Luftaustausch nicht regeln. Bei ungünstigen Wind- und Temperaturverhältnissen ist er oft zu klein. Er kann aber auch viel zu groß sein, was den Komfort negativ beeinflusst und unnötigen Energieverbrauch verursacht.
Die Fenster können geschlossen bleiben, sodass die Belastung durch Außenlärm minimiert wird.
Ausreichend dimensionierte Lüftungsanlagen ersparen den Raumnutzern die Zugluft, die mit dem Fensterlüften verbunden und an kalten Tagen besonders unangenehm ist.
Bedarfsgeregelte Lüftungssysteme mit Wärmerückgewinnung verringern die Lüftungswärmeverluste fast vollständig, indem sie Wärme aus der Abluft auf die kalte Außenluft übertragen. Auch die Energie, die für das Kühlen der Raumluft aufgewendet wurde, kann mit entsprechenden Anlagen zurückgewonnen werden.
Lüftungsanlagen, die mit einer Luftbefeuchtung ausgestattet sind, können sicherstellen, dass auch im Winter die Luftfeuchtigkeit nicht unter den empfohlenen Wert von 40 % sinkt.
Relevante Größen für die Dimensionierung von Lüftungsanlagen sind die Anzahl der Personen im Raum und das Raumvolumen. Die erforderliche Luftwechselrate soll auch bei maximaler Belegung erreicht werden, ohne dass die Lüftungsanlage überdimensioniert ist. Ein einfacher Richtwert ist 25 m³/h pro Person Außenluft. Die DIN EN 16798-1 gibt detailliertere Hinweise.
Sowohl die Außenluftqualität als auch die Anforderungen der Betreiber bzw. der Nutzenden sind für die Auswahl der Filter zu berücksichtigen. Während auf dem Land im Regelfall ein Filter der Klasse ePM1 50 % (ehemals F7-Filter) genügt, wird in Großstädten mit höherer Feinstaubbelastung gegebenenfalls eine zweistufige Filterung mit höheren Filterklassen benötigt. Wichtig ist, dass Betreiber auf die erforderlichen Filterwechsel hingewiesen werden.
Eine bedarfsgeführte Regelung, die mittels Sensoren z. B. den CO2-Gehalt berücksichtigt, ermöglicht den optimalen Luftvolumenstrom zu jeder Zeit.
Vor der Entscheidung für die Art des Wärmeübertragers ist zu klären, ob außer Wärme auch Luftfeuchtigkeit zurückgewonnen werden soll. Für Letzteres gibt es Enthalpie-Wärmeübertrager.
Im Winter oder auch im Sommer reicht die Wärmerückgewinnung nicht immer für eine angenehme Raumlufttemperatur aus. Soll die Luft nach der Wärme- oder Energierückgewinnung weiter erwärmt oder gekühlt werden, müssen zusätzliche Heiz- bzw. Kühleinrichtungen vorgesehen werden.
An kalten Wintertagen sinkt die Luftfeuchtigkeit in den Räumen mit Lüftungsbedarf und geringen Feuchtequellen stark ab. Durch den Einsatz von Luftbefeuchtern lässt sich sicherstellen, dass die empfohlenen Mindestluftfeuchte von 40 % nicht unterschritten wird.
Wird eine Anlage eingebaut, die im Sommer gekühlte Luft in die Räume einbringt, bietet die Entfeuchtung zusätzlichen Komfort für die Menschen, die sonst unter der Schwüle zu leiden hätten.
Bei der Dimensionierung von Luftkanälen sind Druckverluste sowie brand- und schallschutztechnische Anforderungen zu berücksichtigen. Die Luftleitungen sollten möglichst kurz sein. Für die Reinigung der Luftleitungen sollten an geeigneten Stellen Revisionsöffnungen angebracht werden. Luftkanäle, die außerhalb der thermischen Hülle verlaufen, sind gegen Wärmeverluste zu dämmen. Eine Kurzschlussströmung zwischen Fortluft und angesaugter Außenluft soll vermieden werden.
Es ist darauf zu achten, dass die Lüftungsgeräte bei Nennleistung alle aktuellen Ökodesign-/ErP-Vorgaben erfüllen, die planerischen Anforderungen der DIN EN 16798-3 beachtet sind und den hygienischen Vorgaben der VDI 6022 „Raumlufttechnik, Raumluftqualität“ entsprechen.
Bei der Planung ist nicht nur der Platzbedarf für die Lüftungsgeräte und die Luftleitungen zu berücksichtigen, sondern auch das Gewicht der Geräte, ihr Transport ins Gebäude und die Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten. Zentrale Lüftungsgeräte werden häufig auf dem Dach des Gebäudes oder in einem Technikraum installiert – der wiederum belüftet sein muss. Alternativ dazu gibt es Lösungen, die als Decken-, Stand-, Brüstungs- und Fassadengeräte in den Räumen untergebracht werden, die sie versorgen. Ergänzende Hinweis enthält die DIN EN 16798-3.
Bei der Planung und Installation sind immer auch Anforderungen an den Brandschutz und die Entrauchung zu beachten. Ggf. sind Experten für den Bandschutz hinzuzuziehen.
Die Belastung durch störende Außengeräusche wird erheblich reduziert, wenn die Fenster geschlossen bleiben können. Sind die Lüftungsgeräten direkt in den Räumen installiert, in denen sich die Nutzer aufhalten, ist der Schallpegel im laufenden Betrieb zu berücksichtigen. Vor allem dort, wo Konzentration gefragt ist, beispielsweise in Unterrichtsräumen und Büros, sollte der Pegel möglichst niedrig sein. Optimal ist ein Schalldruckpegel von maximal 35 dB(A) bei Nennbetrieb. Der FGK Status-Report 61 „Akustik in Klassenräumen“ erläutert Grundlagen zur Akustik so, dass sie auch für Menschen ohne Fachkenntnisse verständlich sind.
Zur fachgerechten Inbetriebnahme gehört unter anderem, dass die Anlagen einreguliert werden und die Kunden über die erforderlichen Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen, z. B. den Filterwechsel, informiert werden.
Jede technische Anlage muss gewartet werden, damit sie zuverlässig ihre Aufgaben erfüllen kann. Das gilt auch für Lüftungssysteme. Regelmäßige Wartung ist Voraussetzung dafür, dass sie energieeffizient bleiben und hygienisch einwandfreie Luft zur Verfügung stellen. Die oben genannten Normen und Richtlinien geben Hinweise für eine zielführende Wartung. Mindestens jährlich sollte eine fachkundige Firma mit der Wartung beauftragt werden.
Die „Empfehlungen für die Planung und Installation von Lüftungssystemen“ enthalten weitere Tipps für die Umsetzung.
Zentrale Lüftungsanlagen bieten neben den unter „Wichtigste Vorteile“ genannten Vorzügen folgende Besonderheiten:
Zentrale Lüftungsgeräte werden in den meisten Fällen in einem Technikraum oder auf dem Dach des Gebäudes installiert. Die Luft wird gefiltert und – je nach Anlage ggf. erwärmt, gekühlt und be- oder entfeuchtet. Anschließend wird sie durch Luftkanäle in die angeschlossenen Räume befördert.
Bei zentralen System sind die meisten Komponenten an einem Ort, sodass die Überwachung jederzeit und einfach möglich ist, ohne die Nutzer der Räume zu stören. Auch die meisten Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten, beispielsweise Filterwechsel, erfolgen direkt am zentralen Gerät. Nur für die gelegentliche Inspektion der Luftdurchlässe und der Regelung erfolgt in den versorgten Räumen.
Das zentral installierte Lüftungsgerät kann sehr gut schallgedämmt werden, sodass der Geräuschpegel in den einzelnen Räumen sehr gering ist.
Zentrale Systeme lassen sich verhältnismäßig einfach in die Gebäudeautomation integrieren. Dies wiederum ermöglich eine intelligente Steuerung und Überwachung.
Bilder (v. l.): Airflow Lufttechnik, EXHAUSTO, Stefan Meyer, Vallox
Bei raumweisen Systemen werden die Lüftungsgeräte direkt in den Räumen installiert, die belüftet werden sollen. Dafür sind außer dem Stromanschluss je zwei Durchbrüche ins Freie für das Zuluft- und das Abluftrohr notwendig. Ansonsten erfordert der Einbau dieser Geräte keine größeren baulichen Veränderungen.
Die Geräte können in einzelnen Räumen installiert werden, beispielsweise in Gebäudebereichen mit bestimmten Nutzungen. Sie benötigen kein verzweigtes Kanalsystem, sodass auch die etappenweise Nachrüstung unkompliziert möglich ist.
Bei Bedarf können in einzelnen Räumen oder Gebäudebereichen Geräte ausgetauscht werden, ohne dass die Lüftung in anderen Gebäudebereichen beeinträchtigt wird.
Jeder Raum und jeder Bereich kann individuell geregelt werden. Von Vorteil ist das vor allem, wenn sich die Anforderungen und die Nutzungszeiten der einzelnen Räume erheblich voneinander unterscheiden.
Für die raumweise Lüftung werden Deckengeräte, Standgeräte sowie Brüstungs- und Fassadengeräte angeboten. Beispiele dafür werden hier vorgestellt.
Bilder: TROX SE (links), Sebastian-Lotzer Realschule – Fotograf Klaus Mauz (rechts)
Für die raumweise Lüftung werden Deckengeräte, Standgeräte sowie Brüstungs- und Fassadengeräte angeboten.
Fabrikat: TROX
Lüftungssystem: dezentral
Anordnung Zuluft: über FFB oder auf Brüstungshöhe
Anordnung Abluft: an Geräteoberseite
Durchlassgeometrie: in Absprache mit Architektur oder über Gitter
Anzahl der Zuluftdurchlässe pro Gerät: ein Stück
Max. Zuluftstrom pro Lüftungsgerät: 600 m³/h (Boost)
Strömungsform: Quelllüftung
Lüftungseffektivität: 1,4 … 2,0
Nenn-Volumenstrom: 2 x 400m³/h -> 800m³/h
Wärmerückgewinnung: ja (Regenerativ)
Feuchterückgewinnung: ja
Rückwärmezahl: 0,75 %
Enteisung erforderlich: nein
Kondensatanfall: nein
Strombedarf: 105 W
SVLint *: 485 W/(m³/s) bei V-Nenn
Luftqualitätsregelung: ja (CO2 oder VOC)
Temperaturregelung: ja
Schallleistungspegel: 42 dB(A) (bei V-Nenn gem. ErP-Richtlinie)
Schalldruckpegel: 34 dB(A) (bei V-Nenn, 8 dB(A) angenommene Raumdämpfung oder Angabe der Messmethode)
* innere spezifische Ventilatorleistung von Lüftungsbauteilen; EU 1253 2014
Fabrikat: TROX SE
Lüftungssystem: dezentral
Anordnung Zuluft: unten, über FFB
Anordnung Abluft: an Geräteoberseite
Durchlassgeometrie: in Absprache mit Architektur oder über Gitter
Anzahl der Zuluftdurchlässe pro Gerät: ein Stück
Max. Zuluftstrom pro Lüftungsgerät: 600 m³/h (Boost)
Strömungsform: Quelllüftung
Lüftungseffektivität: 1,4 … 2,0
Nenn-Volumenstrom: 2 x 400 m³/h -> 800 m³/h
Wärmerückgewinnung: ja (Regenerativ)
Feuchterückgewinnung: ja
Rückwärmezahl: 0,75 %
Enteisung erforderlich: nein
Kondensatanfall: nein
Strombedarf: 105 W
SVLint *: 485 W/(m³/s) bei V-Nenn
Luftqualitätsregelung: ja (CO2 oder VOC)
Temperaturregelung: ja
Schallleistungspegel: 42 dB(A) (bei V-Nenn gem. ErP-Richtlinie)
Schalldruckpegel: 34 dB(A) (bei V-Nenn, 8 dB angenommene Raumdämpfung oder Angabe der Messmethode)
* innere spezifische Ventilatorleistung von Lüftungsbauteilen; EU 1253 2014
Fabrikat: TROX SE
Lüftungssystem: dezentral
Anordnung Zuluft: an Geräteunterseite
Anordnung Abluft: an Geräteunterseite
Durchlassgeometrie: Gitter
Anzahl der Zuluftdurchlässe pro Gerät: ein Stück
Max. Zuluftstrom pro Lüftungsgerät: 1.100 m³/h (Boost)
Strömungsform: Mischlüftung
Lüftungseffektivität: 1,0 … 1,2
Nenn-Volumenstrom: 800 m³/h
Wärmerückgewinnung: ja (Regenerativ)
Feuchterückgewinnung: ja
Rückwärmezahl: 0,75 %
Enteisung erforderlich: nein
Kondensatanfall: nein
Strombedarf: 150 W
SVLint *: 640 W/(m³/s) bei V-Nenn
Luftqualitätsregelung: ja (CO2 oder VOC)
Temperaturregelung: ja
Schallleistungspegel: 42 dB(A) (bei V-Nenn gem. ErP-Richtlinie)
Schalldruckpegel: 34 dB(A) (bei V-Nenn, 8 dB angenommene Raumdämpfung oder Angabe der Messmethode)
* innere spezifische Ventilatorleistung von Lüftungsbauteilen; EU 1253 2014
Fabrikat: Kiefer Klimatechnik GmbH
Lüftungssystem: CONCRETCOOL Bauteilaktivierung mit Zuluft
Anordnung Zuluft: Decke
Anordnung Abluft: Decke oder Wand
Durchlassgeometrie: Dralldurchlass/Schlitzdurchlass/Wandluftdurchlass
Anzahl der Zuluftdurchlässe pro Gerät: gemäß den jeweiligen Planungsanforderungen und der benötigten Luftmenge
Max. Zuluftstrom pro Lüftungsgerät: gemäß den jeweiligen Planungsanforderungen und der benötigten Luftmenge
Strömungsform: Mischlüftung/Quellluft
Lüftungseffektivität: je nach gewählter Strömungsform
Nenn-Volumenstrom: gemäß den Planungsanforderungen
Wärmerückgewinnung: ja
Feuchterückgewinnung: in Zentralgerät möglich
Rückwärmezahl: > 95 % (WRG im Zentralgerät und zusätzlicher Wärmerückgewinn in der Raumdecke)
Strombedarf: keine zusätzliche Antriebsenergie erforderlich
Luftqualitätsregelung: möglich/empfehlenswert
Temperaturregelung: im Zentralgerät
Schallleistungspegel: < 40 dB(A)
Schalldruckpegel: < 35 dB(A)
Fabrikat: AL-KO Air Cabinet
Lüftungssystem: Dezentral
Anordnung Zuluft: Decke über Textilluftschlauch
Anordnung Abluft: Ansauggitter am Gerät oben
Anzahl der Geräte: 1 je Raum
Strömungsform: Quellluft, zugfrei Luftgeschwindigkeit <0,25 m/s
Lüftungeffektivität: 1,5
Nenn-Volumenstrom: 1.000 m3/h (max. 1.400 m3/h möglich)
Wärmerückgewinnung: Plattenwärmetauscher mit Bypass
Temperaturänderungsgrad: > 80 %
Enteisung erforderlich: nein
Kondensatanfall: nein
Strombedarf: 320 W (1.000 m3/h)
Luftqualitätsregelung: CO2
Temperaturregelung: ja
Zusatzheizung: elektrisch, altern. Warmwasser
Schallleistungspegel: 37 dB(A) / 800 m3/h; 43 dB(A) / 1.000 m3/h
Schalldruckpegel: 34 dB(A); 40 dB(A) in 2 m
Fabrikat: TROX
Lüftungssystem: dezentral
Anordnung Zuluft: an Geräteoberseite
Anordnung Abluft: an Geräteunterseite
Durchlassgeometrie: Gitter
Anzahl der Zuluftdurchlässe pro Gerät: ein Stück
Max. Zuluftstrom pro Lüftungsgerät: 1.050 m³/h (Boost)
Strömungsform: Mischlüftung
Lüftungseffektivität: 1,0 … 1,2
Nenn-Volumenstrom: 800 m³/h
Wärmerückgewinnung: ja (Regenerativ)
Feuchterückgewinnung: ja
Rückwärmezahl: 0,75 %
Enteisung erforderlich: nein
Kondensatanfall: nein
Strombedarf: 140 W
SVLint *: 605 W/(m³/s) bei V-Nenn
Luftqualitätsregelung: ja (CO2 oder VOC)
Temperaturregelung: ja
Schallleistungspegel: 42 dB(A) (bei V-Nenn gem. ErP-Richtlinie)
Schalldruckpegel: 34 dB(A) (bei V-Nenn, 8 dB angenommene Raumdämpfung oder Angabe der Messmethode)
* innere spezifische Ventilatorleistung von Lüftungsbauteilen; EU 1253 2014
Fabrikat: Rosenberg Ventilatoren GmbH SBD 750 H
Lüftungssystem: Dezentral / Standgerät
Anordnung Zuluft: Bodennähe vorne am Gerät
Anordnung Abluft: Deckennähe oben am Gerät
Durchlassgeometrie: Lochblechdurchlass mit breiter Spreizung
Anzahl der Zuluftdurchlässe pro Gerät: 1
Max. Zuluftstrom pro Lüftungsgerät: 900 m³/h
Strömungsform: Quellluft
Lüftungseffektivität: 1,4 … 1,9
Kat. I – II nach DIN EN 16798-1:2021-04: Kat. I Hohes Maß an Erwartungen
Kat. II nach DIN EN 16798-1: 2021-04: Kat. II Normales Maß an Erwartungen
Nenn-Volumenstrom: 750 m³/h
Wärmerückgewinnung: Ja – Gegenstromplattentauscher
Feuchterückgewinnung: Optional verfügbar
Rückwärmezahl: Mit Kondensat = η > 94 %, ohne Kondensat = η > 86 %
Enteisung erforderlich: Enteisung automatisch geregelt
Kondensatanfall: Ja
Strombedarf: Zuluft 120 W (im Nennpunkt), Abluft 105 W (im Nennpunkt)
SVLint *: 576 Ws/m³
Luftqualitätsregelung: Ja (CO2 im Raum)
Temperaturregelung: Geregelte freie Kühlung
Schalldruckpegel: 35 dB(A) (bei Nennvolumenstrom)
* innere spezifische Ventilatorleistung von Lüftungsbauteilen; EU 1253 2014
Fabrikat: Rosenberg Ventilatoren GmbH SBD 500 V
Lüftungssystem: Dezentral / Standgerät
Anordnung Zuluft: Bodennähe vorne am Gerät
Anordnung Abluft: Deckennähe oben am Gerät
Durchlassgeometrie: Lochblechdurchlass mit breiter Spreizung
Anzahl der Zuluftdurchlässe pro Gerät: 1
Max. Zuluftstrom pro Lüftungsgerät: 650 m³/h
Strömungsform: Quellluft
Lüftungseffektivität: 1,4 … 1,9
Kat. I – II nach DIN EN 16798-1:2021-04: Kat. I Hohes Maß an Erwartungen
Kat. II nach DIN EN 16798-1:2021-04: Kat. II Normales Maß an Erwartungen
Nenn-Volumenstrom: 500 m³/h
Wärmerückgewinnung: Ja – Gegenstromplattentauscher
Feuchterückgewinnung: Optional verfügbar
Rückwärmezahl: Mit Kondensat = η > 94 %, ohne Kondensat = η > 86 %
Enteisung erforderlich: Enteisung automatisch geregelt
Kondensatanfall: Ja
Strombedarf: 2 x 92 W
SVLint *: 662 Ws/m³
Luftqualitätsregelung: Ja (CO2 im Raum)
Temperaturregelung: Geregelte freie Kühlung
Schalldruckpegel: 35 dB(A) (bei Nennvolumenstrom)
* innere spezifische Ventilatorleistung von Lüftungsbauteilen; EU 1253 2014
Fabrikat: Kampmann GmbH & Co. KG
Lüftungssystem: Dezentrales Lüftungsgerät mit Zuluft, Abluft, Wärme- und Feuchterückgewinnung
Anordnung Zuluft: Oben am Gerät
Anordnung Abluft: Seitlich an der Anschlussseite
Durchlassgeometrie: Induktiver Luftauslass mit teils starren und teils verstellbaren Lamellen zur Richtungsanpassung
Anzahl der Zuluftdurchlässe pro Gerät: 1
Max. Zuluftstrom pro Lüftungsgerät: 1.000 m³/h
Strömungsform: Mischlüftung
Lüftungseffektivität: 1
Nenn-Volumenstrom: 800 m³/h
Wärmerückgewinnung: Enthalpie-Tauscher im Gegenstromprinzip
Feuchterückgewinnung: 0,66
Rückwärmezahl: 0,74
Enteisung erforderlich: Nein
Kondensatanfall: Nein
Strombedarf: 176 W
SVLint *: 793 W/(m³/s)
Luftqualitätsregelung: Ja, CO2-geführt
Temperaturregelung: Nein
Schallleistungspegel: 47 dB(A)
Schalldruckpegel: 35 dB(A)
* innere spezifische Ventilatorleistung von Lüftungsbauteilen; EU 1253 2014