Bestandteile von Lüftungsanlagen

Ventilatoren, Luftkonditionierer, Luftfilter, Schalldämpfer und Luftklappen

Raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) dienen dazu, die Zuluft bzw. deren Qualität und Temperatur zu beeinflussen. Sie sind meist als zentrale Anlage eingerichtet, aber auch dezentrale Lösungen mit Einzelgeräten, die digital miteinander verbunden sind, sind machbar. Lüftungsanlagen sind nach dem Baukastenprinzip aufgebaut. Je nach Anforderungen an die Raumluft, den Schall- und Brandschutz sowie die räumlichen Voraussetzungen werden also die notwendigen Bauteile ausgewählt, miteinander kombiniert und dimensioniert. Vor allem vor dem Hintergrund des Klimaschutzes und der damit zu erreichenden Klimaschutzziele kommt der Planung einer Lüftungsanlage eine große Wichtigkeit zu, da moderne Anlagen nicht nur die Luft ideal konditionieren, sondern auch möglichst wenig Energie benötigen und Ressourcen verbrauchen.

Durchströmungsprinzip Axialventilator
Durchströmungsprinzip Radialventilator doppelseitig saugend
Querstromventilator, Luftstromumlenkung 90°

Ventilatoren
Jede RLT-Anlage enthält mindestens einen Ventilator. Er ist das Herz der Anlage und das wichtigste Bauteil. Der Ventilator ist eine Strömungsmaschine, die bei einem bestimmten Volumenstrom die Luft durch die Anlage befördert. Dabei erzeugt sie eine Druckerhöhung, die den Strömungswiderstand aller Teile der Anlage überwindet. Da der Ventilator den meisten Strom in der Lüftungsanlage verbraucht, muss er sorgfältig dimensioniert werden (Wirkungsgradoptimum). Je nach Aufbau wird zwischen drei Bauformen unterschieden:

  • Axialventilator mit/ohne Leitrad oder als Gegenläufer
    In der Art der Luftbewegung ähnelt der Axialventilator einem Flugzeugpropeller. Die Luft strömt axial ein und aus. Verwendung findet diese Bauform vor allem bei großen Volumenströmen (Luftmengen) und kleinen bis mittleren Drücken. Eingesetzt werden Axialventilatoren etwa auch als Wandventilatoren für Fenster- und Wandeinbau, als Tisch- und Deckenventilatoren sowie zur Tunnelentlüftung.
  • Radialventilator mit Laufrädern mit vorwärts- oder rückwärtsgekrümmten Schaufeln
    Der Radialventilator ähnelt im Aufbau einer Trommel. Das Einströmen der Luft verläuft axial, das Ausströmen radial. In RLT-Anlagen wird diese Bauform am häufigsten verwendet. Die Geräte können ein- oder zweiseitig saugen. Eingesetzt werden sie bei hohen Drücken. Neben dem Einsatz in RLT-Zentralgeräten für die Wohnungs- und Bürolüftung findet man sie häufig in Dachlüftern wieder.
  • Querstrom- oder Tangentiallüfter
    Diese ähneln einer Walze. Das Ein- und Ausströmen der Luft erfolgt radial. Querstrom- oder Tangentiallüfter werden bei hohen Drücken und geringem Platzverbrauch eingesetzt, etwa in Klimatruhen, Heizlüftern, oder Luftschleieranlagen.

Heiz- und Kühlregister
Heiz- und Kühlregister, auch Lufterhitzer/-kühler genannt, sind Wärmetauscher, die zum Erwärmen bzw. Kühlen der Zuluft eingesetzt werden. Lamellenrohr-Lufterhitzer/kühler (Rippenrohr-Register) bestehen aus berippten Rohren (Lamellen). Sie sind nebeneinander und hintereinander zu einem Lufterhitzer zusammengesetzt. In den Rohren fließt das Heiz- oder Kühlmedium wie z. B. Dampf, Heiß- oder Kaltwasser. Die Luft strömt quer zu den Rohren durch das Bauteil. Weitere Bauarten sind Elektrolufterhitzer und gasbetriebene Lufterhitzer. Als Luftkühler werden auch Direktverdampfer eingesetzt. In ihnen zirkuliert ein Kältemittel. Sinnvoll zur Konditionierung der Zuluft ist auch der Einsatz einer Wärmerückgewinnung, bei der die in der Abluft vorhandene Wärmeenergie in einem Wärmetauscher gespeichert und auf die Zuluft übertragen wird. So kann bis zu 98 Prozent der Wärmeenergie zurückgewonnen werden, wodurch im Vergleich zur herkömmlichen Fensterlüftung zwanzig bis dreißig Prozent Heizenergie eingespart werden.

Luftbefeuchter
Luftbefeuchter halten den Feuchtegehalt der Luft auf einen bestimmten Wert. Sie befeuchten diese im Kanal mit Wasser oder Dampf. Die Geräte sind hygienisch besonders sensible Bauteile, die deshalb regelmäßig gereinigt und gewartet werden müssen. Beim Umlaufsprühbefeuchter (Luftwäscher) befindet sich das Befeuchtungwasser in einer offenen Wanne. Die Umwälzpumpe versprüht das Wasser aus der Wanne über Befeuchterdüsen/Düsenstöcken im Befeuchtergehäuse. Luftwäscher werden mit Umlaufwasser betrieben, das ständig desinfiziert wird. Beim Dampfluftbefeuchter wird Wasserdampf in den Luftstrom eingeblasen. Eigendampfbefeuchter werden mit Strom betrieben. Druckdampferzeuger sind an eine zentrale Kesselanlage angeschlossen. Um Kondensatbildung im Luftkanalsystem zu vermeiden, muss die Befeuchtungsstrecke ausreichend dimensioniert werden.

Filter
Luftfilter in RLT-Anlagen reinigen die Frischluft und Umluft nach hygienischen Anforderungen für die Raumluft, um die Menschen im Innenraum vor Verunreinigungen zu schützen (Insekten, Staub, Pollen, etc.). Sie schützen aber auch die Maschinen, etwa die Anlagenteile wie Ventilator oder Wärmetauscher vor Verschmutzung. Die  DIN EN ISO 16890-1: Luftfilter für die allgemeine Raumlufttechnik - Teil 1: Technische Bestimmungen, Anforderungen und Effizienzklassifizierungssystem, basierend auf dem Feinstaubabscheidegrad (ePM) teilt die Filter in die drei Filtergruppen PM 1, PM 2,5, und PM 10 (PM steht für „Particulate Matter“, also Feinstaub). Diese geben die Leistung eines Filters nach dessen Abscheidegrad gegenüber Partikelgrößen von 0,3 bis 10 Mikrometer an. Die Gruppe PM 1 erfasst Partikelgrößen bis ≤1 Mikrometer (z. B. Viren, Verbrennungs- und Naopartikel), entsprechend erfasst die Gruppe PM 2,5 Partikel bis ≤2,5 (z. B. Bakterien, Pilze) bzw. die Gruppe PM 10 bis ≤10 Mikrometer (z. B. Pollen, Stäube, grobe Partikel). In RLT-Anlagen mit normaler Luftbehandlung kommen überwiegend Taschenfilter, selten Kassettenfilter zum Einsatz. Aktivkohlefilter werden in RLT-Anlagen zur Beseitigung von Gerüchen z.B. in Küchen oder Restaurants eingesetzt. Wichtig ist der regelmäßige Tausch bzw. die regelmäßige Erneuerung oder Säuberung der Filter. Druckschalter in größeren Anlagen melden, wenn aufgrund einer erhöhten Druckdifferenz in der Anlage die Filter verschmutzt sind.

Schalldämpfer
Die größte Schallquelle eines Lüftungsgerätes ist der Ventilator. Deshalb werden Schalldämpfer möglichst nahe hinter dem Ventilator eingebaut. Man unterscheidet zwischen Absorptions-Schalldämpfer, Drossel- Schalldämpfer und Resonanz-Schalldämpfer. Standard sind Absorptions-Schalldämpfer, in denen mit Dämmmaterial ausgefüllte Schalldämpferkulissen angeordnet sind, deshalb auch die alternative Bezeichnung Kulissenschalldämpfer. Wenn nebeneinander liegende Räume innerhalb eines Gebäudes mit einzelnen Abzweigen durch gemeinsame Lüftungskanäle versorgt werden, setzt man Telefonieschalldämpfer ein. Das sind spezielle Rohrschalldämpfer, die vor Luftauslässen angeordnet sind. Strömungsgeräusche in einer Lüftungsanlage lassen sich außerdem bei der Planung durch die richtige Dimensionierung der Rohrdurchmesser bzw. Durchmesser der Durchlässe verhindern.

Drossel- und Jalousieklappen
Drosselklappen im Zuluft- oder Abluftkanal werden in RLT-Anlagen mit konstanten Volumenströmen eingesetzt. Die Klappe verringert den Querschnitt und wird auf einen festen, unveränderlichen Volumenstromwert eingestellt. Es gibt auch regulierbare Drosselklappen, verschließbare Drosselklappen und absperrbare Drosselklappen, die zwischen verschiedenen Luftquellen einer Lüftungsinstallation umschalten können. Für die Dichtheit ist die Bauart der Drosselklappe entscheidend. Detaillierte Informationen über die Dichtheitsanforderungen an Drosselklappen werden durch die Norm DIN EN 1751: Lüftung von Gebäuden - Geräte des Luftverteilungssystems - Aerodynamische Prüfungen von Drossel- und Absperrelementen definiert.

Volumenstromregler
Volumenstromregler halten einen vorgegebenen Sollwert im Luftstrang, unabhängig vom Kanaldruck. Man unterscheidet zwischen mechanischen Konstant-Volumenstromreglern ohne Hilfsenergie mit fest eingestelltem Sollwert und variablen Volumenstromreglern mit Hilfsenergie (elektronisch). Die Regler mit variablen Sollwerten sind in RLT-Anlagen mit variablen Volumenströmen (VVS-Anlagen) zu finden. Hinter den Volumenstromregler sollte ein Schalldämpfer angeordnet sein, um die Strömungsgeräusche durch den Regler zu mindern. Bei der Planung einer Lüftungsanlage ist es wichtig, auf die Zugänglichkeit des Volumenstromreglers zu achten.

Brandschutzklappen und Rauchschutzklappen
Brandschutz- bzw. Rauchschutzklappen sind sicherheitstechnische Bauteile, die das Ausbreiten von Feuer und Rauch über die Lüftungsanlage verhindern sollen. Brandschutzklappen (BSK) werden zwischen Brandabschnitten in Wände oder Decken eingebaut, die von Lüftungskanälen gequert werden. Beidseitig an der Klappe ist der Luftkanal angeschlossen. Im Normalbetrieb ist die BSK geöffnet. Im Brandfall schließt sie automatisch. Rauchschutzklappen (RSK) werden innerhalb der Lüftungszentrale in Luftleitungen eingebaut. Sie verhindern die Ausbreitung von Rauchgasen im Brandfall, die für den Menschen lebensgefährlich werden können. Brandschutzklappen werden in Übereinstimmung mit der DIN EN 13501-3: Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten - Teil 3: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Feuerwiderstandsprüfungen an Bauteilen von haustechnischen Anlagen: Feuerwiderstandsfähige Leitungen und Brandschutzklappen klassifiziert. Idealerweise sind Brandschutz- und Rauchschutzklappen in eine Brandschutzanlage eingebunden. Unabhängig arbeitende Klappen schließen etwa über ein Schmelzlot.

Hygiene
Bei Lüftungsanlage müssen hygienische Anforderungen eingehalten werden. In Deutschland regelt das die Richtlinie des Fachbereiches Technische Gebäudeausrüstung des Vereins Deutscher Ingenieure VDI 6022: Raumlufttechnik, Raumluftqualität. Die Richtlinie beschreibt den Stand der Technik bezüglich der Hygieneanforderungen an Raumlufttechnische Anlagen und Geräte und an die Beurteilung der Raumluftqualität. Vorbeugende Maßnahmen wie Inspektion, Wartung und Reinigung einer Lüftungsanlage müssen möglich gemacht werden, was bei der Planung zu berücksichtigen ist.

In Deutschland ist für BSK und RSK eine Zulassung durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) notwendig. Der korrekte Einsatz ist in den Lüftungsanlagenrichtlinien (M-LüAR) der Bundesländer beschrieben.

Außerdem gehören die Lüftungskanäle und Luftauslässe zur Lüftungsanlage (siehe auch Fachwissen zum Thema).

Fachwissen zum Thema

Brandschutzklappen und Brandschutzventile verhindern die Übertragung von Feuer und Rauch

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Bauphysik

Brandschutz: Leitungen, Kanäle und Auslässe

Luftkanalführung aus Wickelfalzrohr im National Exhibition Centre, in Birmingham/GB

Luftkanalführung aus Wickelfalzrohr im National Exhibition Centre, in Birmingham/GB

Lüftung

Lüftungskanäle

Über Luftverteilsysteme gelangt die konditionierte Luft in die einzelnen Räume.

Über Luftverteilsysteme gelangt die konditionierte Luft in die einzelnen Räume.

Lüftung

Luftverteilung und Luftauslässe

Funktionsprinzip kontrollierte Wohnungslüftung (KWL) mit Abluftanlage: Ventilator und kurzes Kanalsystem für Abluft. In den Zulufträumen befinden sich die Luftdurchlässe in Wand oder Fensterrahmen

Funktionsprinzip kontrollierte Wohnungslüftung (KWL) mit Abluftanlage: Ventilator und kurzes Kanalsystem für Abluft. In den Zulufträumen befinden sich die Luftdurchlässe in Wand oder Fensterrahmen

Lüftung

Wohnungslüftungsanlagen

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