AIRFLOW: Empfehlungen für die Planung und Umsetzung raumlufttechnischer Anlagen

Frische Luft ist essenziell für das menschliche Wohlbefinden und die Gesundheit – auch in Innenräumen sollte daher stets auf eine optimale Frischluftzufuhr geachtet werden. In Neubauten gehören Lüftungsanlagen längst zum gebäudetechnischen Standard. In den letzten drei Jahren wurden auch Bestandsbauten vielfach nachgerüstet. Damit der Betrieb von Lüftungssystemen so bedarfsgerecht und energieeffizient wie möglich läuft, müssen bei der Planung und Umsetzung verschiedene bau- und nutzungsspezifische Anforderungen beachtet werden.

Jedes Gebäude unterscheidet sich in Bau- und Nutzungsweise – dadurch ergeben sich auch unterschiedliche Anforderungen an Lüftungsanlagen. Die individuellen Gegebenheiten eines Neu- oder Bestandsbaus müssen bei der Planung unbedingt miteinbezogen werden, um optimalen Nutzerkomfort und eine hohe Energieeffizienz zu ermöglichen.

Optimale Luftwechselrate

Entscheidend für einen effizienten Betrieb eines Lüftungssystems ist es, im jeweiligen Gebäude genau die Luftwechselrate umzusetzen, die benötigt wird. Diese ergibt sich vorwiegend aus zwei relevanten Kenngrößen: dem Raumvolumen und der Personenanzahl. Die Anlage sollte auf die höchst frequentierten Belegungszeiten und höchste Nutzungsintensität ausgelegt werden, ohne überdimensioniert zu werden.

Angenehmes Raumklima

Der Erhalt der körperlichen Gesundheit und des Wohlbefindens sind das oberste Ziel beim Einsatz von Lüftungssystemen. Zudem sind moderne Lüftungslösungen ein wichtiger Bestandteil beim Bauen und Sanieren. Sie sorgen bei immer dichter werdenden Gebäudehüllen für eine gleichbleibend hohe Raumluftqualität, ohne dass ständig stoßgelüftet werden muss. Bei falschem Lüftungsverhalten entstehen Gefahren wie zu hohe Luftfeuchte, Kondensat und Schimmelbildung. Ein optimales Raumklima, bei dem Luftfeuchte, Raumtemperatur und Luftqualität im Einklang sind, spielt daher für die Planung eine zentrale Rolle. Die Anlage muss ideal und bedarfsgerecht eingestellt werden, damit es in den Innenräumen weder zu feucht noch zu kalt oder warm ist. Das Raumklima hat darüber hinaus beim Thema Wärmerückgewinnung einen bedeutenden Einfluss auf die Wahl des passenden Wärmetauschers: Hierbei ist es entscheidend, ob bei der Wärmerückgewinnung zwingend Temperatur und Feuchte zurückgewonnen werden sollen. Je nach Gebäude- und Nutzungsart empfehlen sich unterschiedliche Arten von Wärmetauschern: Für Schulen sind Plattenwärmetauscher die passende Wahl. Hier halten sich in der Regel viele Personen gleichzeitig im Raum auf – die Feuchte kann beim Luftaustausch mit abgeführt werden, da durch die Atemluft aller Raumnutzer genügend Feuchtigkeit abgegeben wird. In Büroräumen, in denen sich wenige Personen aufhalten, wird ein Feuchteaustausch empfohlen. Hierfür eignen sich Rotations- oder Enthalpiewärmetauscher. Ein weiterer Aspekt, den es zu beachten gilt, betrifft die thermische Nachbehandlung: Muss die Luft nach der Wärmerückgewinnung aufgeheizt oder gekühlt werden? Falls ja, müssen hierfür zusätzliche Heiz- bzw. Kühlgeräte installiert werden.

Korrekte Filterklassifizierung

Auch die Filterklassifizierung der Lüftungsgeräte ist für eine optimale und gesunde Raumluftqualität entscheidend. Hierbei gilt: Je schlechter die Außenluftqualität, desto höher muss die Filterklasse sein. Auf dem Land ist im Regelfall ein Filter der Klasse ePM1 50% (ehemals F7-Filter) ausreichend. In Großstädten, wo die Feinstaubbelastung höher ist, wird gegebenenfalls eine zweistufige Filterung benötigt.

Niedriger Schallpegel

Bei der Installation dezentraler Lüftungsgeräte muss zudem der Schallpegel bei laufendem Betrieb berücksichtigt werden. Vor allem in Schulen und Büros, wo höchste Konzentration gefragt ist, sollte der Pegel so niedrig wie möglich sein. Optimal sind <=35 dB(A) bei Nennleistung.

Effizienter Betrieb

Die passgenaue Planung des Kanalnetzes spielt für einen energieeffizienten Betrieb der Raumlufttechnik eine wichtige Rolle. Es macht Sinn, die Luftleitungen möglichst kurz zu halten. Die Räume, aus denen Luft abgesaugt wird, sollten innerhalb des Gebäudes nah beieinander liegen – so werden zusätzliche Steigleitungen oder lange horizontale Leitungen vermieden und der Material- und Kostenaufwand minimiert. Weiterhin sollten Fachplaner darauf achten, dass die externe Pressung der Lüftungsanlage so gering wie möglich ist, um effiziente Strömungsverhältnisse zu gewährleisten. Denn: je höher die externe Pressung, desto höher ist auch die Ventilatorleistung der Geräte. Da letztere exponentiell ansteigt, wirkt sich dies extrem negativ auf die Energieeffizienz aus und verursacht hohe Kosten. Für eine regelmäßige Reinigung der Luftleitungen sollten an geeigneten Stellen Revisionsöffnungen eingebracht werden. Um die spätere Wartung und Instandhaltung zu erleichtern, empfiehlt es sich außerdem, genügend Freiraum an der raumlufttechnischen Anlage einzuplanen – so ist sie im Bedarfsfall frei zugänglich. Übrigens: Wird von Anfang an eine Service Cloud mit eingeplant, gestaltet sich der Betrieb der Lüftungsanlage noch sparsamer und effizienter: Die Cloud sammelt und analysiert die Daten während des laufenden Lüftungsbetriebs und ermöglicht eine unkomplizierte Fernwartung sowie ein schnelles Eingreifen bei Fehlfunktionen.

Um einen nachhaltigen und sicheren Betrieb zu garantieren, gilt es darauf zu achten, dass die Lüftungsgeräte bei Nennleistung alle aktuellen Ökodesign/ErP-Vorgaben erfüllen und den hygienischen Vorgaben der VDI 6022 entsprechen. Auch auf eine hygienisch einwandfreie Produktion der Geräte selbst sollte geachtet werden, damit diese nicht zur Quelle von Verunreinigungen werden.

Häufige Fehler

Einer der häufigsten Fehler bei der Planung von Lüftungsanlagen ist die Überdimensionierung der Geräte: Wird die Leistung zu hoch angesetzt, sinkt die Energieeffizienz der Anlage und die Betriebskosten steigen. Um auch bei höchster Frequentierung und Nutzungsintensität die benötigte Luftwechselrate zu erreichen, ist es erfahrungsgemäß ausreichend, eine Leistungsreserve von ca. 10% einzuplanen.

Auch die Einstellung der Luftfeuchte wird oftmals mangelhaft durchgeführt – im schlimmsten Fall mit gesundheitsschädlichen Folgen für die Raumnutzer. Denn: wird die Luftfeuchte zu gering eingestellt, wirkt sich die trockene Luft negativ auf die Schleimhäute aus. Optimal ist eine relative Luftfeuchte zwischen ca. 40% und 60%.

Wichtige Hinweise

Um von Beginn an einen effizienten und bedarfsgerechten Betrieb des Lüftungssystems zu ermöglichen, ist eine fachgerechte Inbetriebnahme in Absprache mit dem Kunden wichtige Voraussetzung. Empfehlenswert ist hierbei eine sensorgeführte Regelung, die CO₂-Gehalt, Temperatur, Feuchtigkeit, VOC etc., berücksichtigt. Insbesondere der CO₂-Gehalt ist ein wichtiger Indikator für die Raumluftqualität – Werte von 800 ppm sollten nicht überschritten werden, da sich dies negativ auf Gesundheit und Wohlbefinden auswirken kann. Darüber hinaus macht es Sinn, von Anfang an eine variable Anlagenregelung miteinzuplanen. Diese ermöglicht die Hinterlegung individueller Zeitprogramme und gewährleistet einen bedarfsoptimierten Betrieb. Beispielsweise kann programmiert werden, dass die Lüftungsanlage nur zu Belegungszeiten läuft und ansonsten auf Grundlüftung umschaltet. Bei längerer Nichtnutzung der Räume empfiehlt sich ein energiesparender Umluftbetrieb. 

Neben einer fachgerechten Inbetriebnahme und Einstellung ist es essenziell, das Lüftungssystem mindestens einmal jährlich professionell warten und reinigen zu lassen. Besonders wichtig ist hierbei der Filterwechsel. Zusätzlich muss das Kanalnetz regelmäßig mithilfe eines Leckprüfgeräts kontrolliert werden. Dabei sollte auf eine dichte Ausführung des gesamten Leitungsnetzes geachtet werden, da Leckluftraten die Volumenströme und damit die Energieeffizienz der Lüftungsanlage erheblich verringern.