Lüftungskanal

mini|Lüftungskanal mit Drosselklappe mini|Lüftungsrohre mit Schalldämpfer mini|Lüftungsrohr, Formteile und Zuluftdüsen mini|Lüftungskanäle im Deckenbereich

Lüftungskanäle oder Lüftungsrohre sind ein wesentlicher Bestandteil von Lüftungsanlagen und dienen der Luftführung. Diese Luftleitsysteme bestehen zumeist aus rechteckigen oder runden Bauteilen, das heißt aus Kanälen bzw. Wickelfalzrohren. Strömungstechnisch betrachtet, ist die Verwendung von Rohren die optimale Variante, da in Kanälen nur der hydraulische Durchmesser genutzt wird. Lüftungskanäle sind zwar platzsparender zu montieren, der Herstellungs-, Montage- und Materialaufwand ist jedoch deutlich größer. Als Kompromiss haben sich zudem ovale Flachkanalrohre bei Luftverteilsystemen etabliert. Diese Rohre lassen sich, wie Wickelfalzrohre, kostengünstig im Spiralwalzverfahren herstellen.

Lüftungskanäle und -rohre in Niederdruck- und Mitteldruckanlagen lassen sich am kostengünstigen aus dünnem, verzinktem Stahlblech herstellen und verarbeiten. Für besondere Anforderungen werden aber auch Kanäle und Rohre aus Edelstahl, Aluminium, diversen Kunststoffen, Textilien oder Faserzement wie Calciumsilicat verwendet. Sehr große Lüftungskanäle, für Luftmengen von zum Beispiel 300.000 m³/h wie etwa in Flughafengebäuden, werden gemauert oder aus Beton gegossen, und können unterirdisch einige Kilometer lang sein. Ein weiteres Unterscheidungskriterium bei der Beschaffenheit eines Lüftungskanals oder -rohrs ist die Differenzierung zwischen Niederdruck-, Mitteldruck- und speziellen Hochdruckanlagen. Die DIN EN 12237 definiert in diesem Zusammenhang Grenzwerte für den statischen Druck von −500 bis +2000 Pa, unter welchem das Luftleitungssystem die geforderte Dichte einhalten muss. Zur Auslegung der Lüftung von Gebäuden werden Kriterien zur Festigkeit und Dichtheit von Luftleitungen in verschiedenen Produktnormen definiert. Die in diesen Normen genannten Luftdichtheitsklassen können bezüglich der Leckluftraten auf alle Leitungsanlagen der Raumlufttechnik übertragen werden.

Begrifflichkeiten Die luftführenden Elemente einer Lüftungsanlage werden in der Gebäudetechnik gewöhnlich als Luft- oder Lüftungskanäle oder nach der Bauart als Wickelfalzrohr oder Flexleitung bezeichnet. Gemäß der Definition im Blatt 1 der VDI 4700 dienen Lüftungskanäle als Teil einer Lüftungsanlage der Führung von Luft.

In dem Abschnitt 2 Begriffe der Lüftungsanlagenrichtlinie (2016) heißt es, Zitat:

"Lüftungsanlagen bestehen aus Lüftungsleitungen und allen zu ihrer Funktion erforderlichen Bauteilen und Einrichtungen.

Lüftungsleitungen bestehen aus allen von Luft durchströmten Bauteilen, wie Lüftungsrohren, -formstücken, -schächten und -kanälen, Schalldämpfern, Ventilatoren, Luftaufbereitungseinrichtungen, Brandschutzklappen und anderen Absperrvorrichtungen gegen die Übertragung von Feuer und Rauch und Absperrvorrichtungen gegen Rauchübertragung (Rauchschutzklappen) sowie aus ihren Verbindungen, Befestigungen, Dämmschichten, brandschutztechnischen Ummantelungen, Dampfsperren, Folien, Beschichtungen und Bekleidungen."

mini|Bild zeigt eine Kombination verschiedener Formstücke im Lüftungskanal Nach dieser Definition zählen zu den Lüftungsleitungen also auch die passenden Formteile wie Bögen, Übergänge, Reduzierungen, Abgänge, T-Stücke, Hosenstücke, Bundkragen, Schiebeflansch, Dachdurchführung, Deflektorhaube usw. und die Kanaleinbaukomponenten. Umgangssprachlich werden mit Lüftungsleitung manchmal lediglich die Bestandteile einer Entwässerungsanlage, welche zur Belüftung der Kanalisation und der Entlüftung der gebäudeinternen Abwasserleitungen dienen, bezeichnet. Als Lüftungsrohr wird umgangssprachlich ein eher kleindimensioniertes Element zur Luftführung bezeichnet.

Dichtheit Die Luftdichtheit von Luftleitsystemen, die durch europäische Normung in Luftdichtheitsklassen (LDK) eingeteilt wird, ist ein wichtiger Faktor bei der Auslegung von Lüftungsanlage und hat als solcher direkten Einfluss auf die Investitions- sowie die Betriebskosten der Anlagen. Zum einen kommt es durch Leckagen zu Energieverlusten (Förderkosten bei Ventilatoren, Heiz- und Kühlleistung), zum anderen können sie auch zu Problemen in den zu versorgenden Räumen führen, da der Soll-Luftwechsel bzw. die Soll-Temperaturen nicht erreicht werden. Durch undichte Kanäle bzw. Rohre können auch ungewollte Schallemissionen entstehen.

Wenn eine Leitungsanlage hohe Leckluftraten, also hohe Verluste, aufweist, muss entweder der Ventilator eine entsprechend höhere Pressung erzeugen, was auch mit einer entsprechenden Dimensionierung der Stromversorgung, Lüfterräume, Schalldämpfer usw. einhergeht, oder die Anlage liefert am Bestimmungsort nicht die benötigten Luftmengen. Andererseits sind Leitungsanlagen mit geringen Leckluftraten auch mit einem hohen Montageaufwand und -kosten verbunden, so dass eine Abwägung über die Wirtschaftlichkeit der gewählten Maßnahmen in Bezug auf die tatsächlichen Erfordernisse getroffen werden muss. Leckagen treten zumeist an Flanschverbindungen auf.

Die Klassifizierung und Prüfung der Dichtheit von Luftleitungen wird in verschiedenen Produktnormen behandelt. In der Praxis relevante Kriterien zur Dichtheit von Luftleitungen aus Blech werden mit rundem Querschnitt durch die EN 12237 und mit eckigem Querschnitt durch die EN 1507 definiert. Die in diesen Normen genannten Luftdichtheitsklassen A bis D können bezüglich der Leckluftraten auf alle Leitungsanlagen der Raumlufttechnik übertragen werden. Zentrale Kriterien der LDK sind die Grenzwerte zu dem zulässigen statischem Druck und der Leckluftrate. Die Leckluftrate bezieht das Leckluftvolumen auf das Volumen der Leitungsanlage.

Die Luftdichtheitsklasse A, mit den höchsten Grenzwerten, ist in der Praxis nicht mehr relevant. Als Mindeststandard hat sich die Klasse B etabliert. Klasse C wird häufig als der Normalstandard betrachtet. Die Dichtheitsklasse D ist für besondere Anwendungen mit sicherheitsrelevanten Anforderungen relevant. Für besondere Anwendungen können auch noch höhere Anforderungen gestellt werden, beispielsweise für biologische Hochsicherheitslabore der Klasse 4.

Die EN 16798-3 definiert zur energetischen Bewertung von Gebäuden in Tabelle 19 sieben Luftdichtheitsklassen (ATC 7 – ATC 1), wobei die Klassen 5 bis 2 den von anderen Normen genutzten Klassen A bis D gleich gesetzt werden. In Bezug auf die Überprüfung der Dichtheitsklasse verweist die EN 16798-3 auf die EN 12599. In den einzelnen Luftdichtheitsklassen werden zulässige Leckagen definiert. Die dort geforderte Luftdichtheit bezieht sich aber immer auf ein „installiertes (Luftleitungs-) System“, also nicht nur auf eine einzelne Komponente des Luftleitungsstranges. Weiterhin muss beachtet werden, dass diese Dichtheit nichts mit der Luftdichtheit von Gebäuden, also dem Blower-Door-Test, zu tun hat und mit dieser nicht verwechselt werden darf.

Abdichtungsmaßnahmen Bei der Herstellung und Montage von Luftkanälen ist gemäß VDI 6022 eine erhöhte Aufmerksamkeit auf Sauberkeit notwendig. Zum einen muss die Produktion und Verarbeitung der Luftleitungen als solche hochwertig sein abgerufen am 15. Juli 2014. und zum anderen müssen geeignete Montagesysteme angewandt werden, um die geforderte Luftdichtheitsklasse zu erreichen. Bereits vor der eigentlichen Verarbeitung bzw. dem Einbau sind die Luftkanäle auf Beschädigungen zu prüfen. Durch die Verwendung geeigneten Dichtbandes oder anderer geeigneter Montagesysteme ist ein Erreichen einer hohen Luftdichtheitsklasse möglich.

Zunehmend werden Luftkanalprofile mit eingelegten Dichtungen verwendet und es wird beim Herstellprozess Dichtmasse in die Falze eingespritzt. Eine weitere Möglichkeit, erhöhte Dichtheitsanforderungen zu erfüllen, ist die Verwendung von angeformten Profilen. Hierbei gibt es keine Materialtrennung zwischen Bauteil und Flansch, weil der Flansch aus dem Bauteil heraus geformt wird.

Besondere Anforderungen an die Dichtheit werden vor allem bei öl- und fettdichten Kanälen oder Rohren zum Beispiel in Küchenanlagen oder bei Ölnebelabsaugungen an CNC-Maschinen gestellt. Im Rahmen der Inbetriebnahme kann die Dichtheit insgesamt begutachtet, gemessen und berechnet werden.

Nachweis der Luftdichtheit – Luftdichtheitsprüfung Um zu gewährleisten, dass das Luftleitungssystem dicht ist und die geforderte Luftdichtheitsklasse eingehalten wird, muss eine Luftdichtheitsprüfung erfolgen.Johannes Lötfering: , 30. Juni 2014. Diese wird beispielsweise in den Normen DIN EN 13779 „Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungs- und Klimaanlagen“,DIN EN 13779, Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen an Lüftungs- und Klimaanlagen; Deutsche Fassung EN 13779, September 2007. DIN EN 12599 „Prüf- und Messverfahren für die Übergabe raumlufttechnischer Anlagen“ und der VDI 3803 Blatt 1 „Zentrale Raumlufttechnische Anlagen – Bauliche und technische Anforderungen“M. Stahl: VDi 3803 Blatt 1 – Anforderungen an zentrale raumlufttechnische Anlagen (VDI Lüftungsregeln) 2010, abgerufen am 10. Juli 2014. gefordert.

Gründe für eine Luftdichtheitsprüfung Undichte Lüftungssysteme verbrauchen unnötig Energie (siehe Energieeinsparverordnung) und erhöhen das Risiko auf hygienische Beeinträchtigungen,H. Mörchen: Hygiene in raumlufttechnischen Anlagen: Anforderungen an RLT-Anlagen für Büro- und Verwaltungsräume. 2001, ISBN 3-8169-2047-0.VDI 6022 Blatt 1.1, Raumlufttechnik, Raumluftqualität – Hygiene-Anforderungen an Raumlufttechnische Anlagen – Geräte – Prüfung von Raumlufttechnischen Anlagen, August 2012. was zwingend vermieden werden muss. In der Richtlinie VDI 6022Achim Keune: , abgerufen am 2. Juli 2014. wird eine „hygienisch einwandfreie Qualität der Innenraumluft“ gefordert.

Vorgehen bei einer Luftdichtheitsprüfung Die Luftdichtheitsprüfung sollte durchgeführt werden so lange das System zugänglich ist, damit eventuelle Nachbesserungsarbeiten erfolgen können. Idealerweise erfolgt dies abschnittsweise und aufgrund des hohen Aufwandes stichprobenartig. Hierzu eignen sich verschiedene kalibrierte Prüfgeräte wie z. B. das Luftdichtheitsprüfgerät airLPT113. Diese ermitteln die Luftdichtheitsklasse nach DIN EN 13779,M. Trenner: Hygienische Aspekte bei kontrollierter Wohnraumlüftung in Bezug auf die VDI-Richtlinie 6022. Norderstedt 2007, S. 88. DIN EN 1507 und DIN EN 12237 in raumlufttechnischen Anlagen. Um die Dichtheit zu überprüfen, muss das zu testende Luftleitsystem vom Restsystem luftdicht getrennt werden. Der Einsatz von Klebebändern oder Folie zur Abdichtung sollte vermieden werden und stattdessen fachgerechte Verschlüsse z. B. durch Enddeckel vorgenommen werden. Vor der Prüfung muss die Ermittlung der Prüfoberfläche nach DIN EN 14239 erfolgen.

An bereits vorbereitete Messöffnungen (Bundkragen, Revisionsöffnungen mit entsprechenden Anschlüssen) wird das Luftdichtheitsprüfgerät angeschlossen.H. Ackerschott, U. Fröhlich, C. Mühlenkamp: Technische Gebäudeausrüstung: Kommentar zu VOB Teil C ATV DIN 18379; ATV DIN 18380 ATV DIN 18381. Berlin 2013, S. 160 ff. Der Druck sollte nun entweder als Überdruck für Zuluftleitungen bzw. als Unterdruck für Abluftleitungen in einer Größenordnung von 200 Pa, 400 Pa oder 1000 Pa ausgewählt sein, damit die Vorschriften der DIN EN 12599 erfüllt sind. Das System wird unter Druck gesetzt, der Prüfdruck automatisch geregelt und konstant gehalten (nach DIN EN 1507 bzw. DIN EN 12237 ± 5 %) und die Leckluftmenge ermittelt. Nach DIN EN 1507 und DIN EN 12237 dauert der Messablauf 5 min. Das Messprotokoll kann an den integrierten Thermodrucker bzw. an einen USB-Stick übermittelt werden.

Maßnahmen bei zu hoher Leckluftmenge