Lesen Sie hier weiter (PDF 435 KB) - bei AL-KO | AL-KO

Kapitel 2.1
35
Der Aufbau eines zentralen RLT-Systems
Von Michael Haibel
Wir haben bereits im ersten Kapitel des Buches ein bisschen was über Klimatechnik erfahren – was sie nützt und wofür und wann wir sie brauchen. Nun
wollen wir mehr ins Detail gehen und uns ansehen, was man sich konkret unter
klimatechnischen Systemen vorstellen muss – also wie diese Systeme aufgebaut
sind und wie sie funktionieren.
Da es uns bei der Klimatechnik in erster Linie
der Stange, sondern werden individuell auf
um die Schaffung eines zuträglichen Umfelds
das jeweilige Gebäude und den jeweiligen
und damit um Behaglichkeit geht, sollten
Nutzen angepasst. Die dahinter stehende An-
wir uns zunächst Systemen zuwenden, die
lagensystematik basiert jedoch, zumindest bei
den Zustand der Raumluft unmittelbar be-
guten Anlagen, auf einem Baukastensystem
einflussen: so genannte RLT-Anlagen. Hinter
mit vordefinierten, erprobten und geteste-
dem Kürzel RLT-Anlage versteckt sich der
ten Funktionseinheiten, Komponenten und
Begriff raumlufttechnische Anlage. Damit
Bauteilen.
sind alle Anlagen gemeint, die in irgendeiner
Übrigens ist der Begriff RLT-Anlage der Ober-
Form den Zustand der Raumluft hinsichtlich
begriff für alle Lüftungsanlagen. Von einer
Lufttemperatur, Luftfeuchte und Luftqualität
Klimaanlage spricht man eigentlich nur dann,
beeinflussen. Es sind also Anlagen sowohl für
wenn diese in der Lage ist, alle thermodyna-
den Luftaustausch (Luftqualität) als auch für
mischen Funktionen Heizen, Kühlen, Be- und
die thermische Lufthandlung in Räumen und
Entfeuchten zu erfüllen. Wenn die RLT-Anlage
Gebäuden (Behaglichkeit).
nur einige dieser Funktionen bietet, heißt sie
RLT-Anlagen kommen in der Regel nicht von
bei Fachleuten Teil-Klimaanlage.
Kapitel 2.1
36
digen Gesprächsstoff bei der Planung und
Realisierung von Gebäuden, weil die Kanäle
Platz benötigen – was aber mit penetranter
Regelmäßigkeit ignoriert wird. Zu den Folgen
dieser Ignoranz später mehr. Ausführlich wird
das Luftkanalsystem im Kapitel 2.3. in diesem
Buch behandelt.
Das RLT-Zentralgerät
Abb. 1: Blick auf ein Luftkanalsystem mit Verteilung der Zuluft auf verschiedene Stränge
Das Luftkanalsystem
Ein zweiter großer Bestandteil von RLT-Anlagen ist das so genannte raumlufttechnische
Gerät (kurz: RLT-Gerät). Diese RLT-Geräte sind
nun nicht so wahnsinnig platzintensiv, ihre
Bedeutung liegt vielmehr in ihrer Funktion.
Den geometrisch größten Raum von RLT-An-
RLT-Geräte (Abb. 2) sind das klimatechnische
lagen nimmt das Luftkanalsystem ein. Dieses
Herz der ganzen RLT-Anlage. Dort wird die Luft
Luftkanalsystem ist dazu da, um die Luft durch
thermodynamisch konditioniert, also je nach
das Gebäude zu schicken: von der Außenluft-
Anforderung erwärmt oder gekühlt, befeuchtet
ansaugung bis zu den Luftdurchlässen in den
oder entfeuchtet. Darüber hinaus wird die Luft
Räumen und aus den Räumen wieder heraus
in Filtern auch gründlich gereinigt, wobei nicht
bis hin zum Fortluftauslass. Das Kanalsystem
nur Stäube und Partikel beseitigt werden kön-
dient also der notwendigen „Luft-Logistik“ für
nen, sondern auch Schadgase, Geruchsstoffe
den Luftaustausch: Es holt die Luft von drau-
und Mikroorganismen.
ßen, verteilt sie im Gebäude, bringt sie in die
Der dritte große Bestandteil von RLT-An-
einzelnen Räume, sammelt die Abluft aus den
lagen umfasst den gesamten Bereich der
Räumen wieder ein und entsorgt sie schließlich
Steuerungs- und Regelungstechnik sowie
als Fortluft wieder ins Freie (Abb. 1).
alle Hilfsaggregate, Rohrleitungen, Pumpen,
Das Kanalsystem ist auch der Teil von RLT-Sys-
Schaltschränke, Kabelbäume und sonst noch
temen, den der Nutzer am ehesten wahrnimmt
alles, was notwendig ist, um die Anlage zum
– und zwar, weil die Luftdurchlässe als einzige
Leben zu erwecken. Medizinisch gesprochen
Bestandteile der Anlagen stets und ständig im
entspricht dieser Bereich dem Nervensystem
Raum sichtbar sind. Darüber hinaus sorgen
und den Lymphsystem der Anlage – er ist also
die Dimensionen von Luftkanälen für stän-
sehr, sehr wichtig.
Kapitel 2.1
37
Abb. 2: Aufbau eines modernen RLT-Zentralgeräts mit den
Komponenten zur Luftförderung, Luftfilterung, Lufttemperierung und Wärmerückgewinnung
diese Selbstverständlichkeit auch noch eigens
Die drei wichtigsten
RLT-Randbedingungen
erwähnt wird. Aber es ist nun mal leider keine
Selbstverständlichkeit. Natürlich werden in der
Regel nur Anlagen ausgeliefert und montiert,
Die thermische Konditionierung der Luft, der
die nach dem Einschalten irgendetwas tun
Luftaustausch, die Aufrechterhaltung der
– Luft bewegen, heizen, kühlen oder was auch
Luftqualität, also alle Funktionalitäten der
immer. Nur muss dabei auch sichergestellt
RLT-Anlage in einem Gebäude, unterliegen
sein, dass die Heizerei, Kühlerei, Befeuchterei
aber auch einer Reihe von Randbedingungen.
und so weiter auch mit den tatsächlichen
Diese werden in erster Linie durch die Art des
Anforderungen der Gebäudenutzung und der
Gebäudes und durch die Art der Gebäudenut-
Nutzer übereinstimmen. Es darf nicht so sein,
zung bestimmt.
dass die RLT-Anlage für ein Restaurant die Funktionalitäten einer Anlage für einen Büroraum
Bedingung 1: Die Anlage muss „passen“ und funktionieren
hat, wie auch die RLT-Anlage für manuelle
Montageplätze in der Mikroelektronik nicht die
Die erste, wichtigste Randbedingung, ist dass
Funktionalitäten einer Anlage für eine Dreherei
die RLT-Anlage auch wirklich funktionieren
und Fräserei in der Metallbranche haben darf.
muss. Dies mag dem einen oder anderen Le-
Aber das kann passieren, wenn nach Schema
ser nun hochgradig seltsam erscheinen, dass
F und Einheitssoße vorgegangen wird.
Kapitel 2.1
38
Nachlässe und was sonst noch alles. Da wird
bis in die letzte Schraube hinein verhandelt,
um sich dann am Ende gönnerhaft gegenseitig auf die Schultern zu klopfen und sich zu
beglückwünschen, was für ein toller Hecht
man doch sei und was man dem Bauherrn
alles an Geld gespart hat. Und bei diesem
ganzen Theater hat sich kein Mensch auch nur
ansatzweise darüber Gedanken gemacht, was
die Anlagen denn im laufenden Betrieb kosten
werden, was für Energiebedarfe da so laufend
Abb. 3: Geld sparen bei den Investitionen
für eine RLT-Anlage ist nicht alles – viel entscheidender sind die später anfallenden
Betriebskosten und die Life Cycle-Kosten
anfallen und was das alles den Bauherrn oder
Betreiber jährlich kostet wird (Abb. 3).
Hinterher, wenn sich all die tollen Verhandlungsgenies und Vergabestrategen vom Acker
Bedingung 2: Alle Kosten müssen
gemacht haben, stellt sich dann oft heraus,
„stimmen“
dass ein bisschen mehr an Qualität, ein biss-
Die zweite Randbedingung ist, dass die RLT-
chen mehr an Wirkungsgrad, ein bisschen grö-
Anlage auch bezahlbar sein muss und keine
ßere Kanalquerschnitte, ein bisschen mehr an
bösartigen Überraschungen in der Hinterhand
Regelungs-Know-how und ein bisschen mehr
hat. Ich spreche hier auch nicht nur von den
von diesem und jenem zu einer RLT-Anlage ge-
Investitionskosten einer Anlage. Diese Kosten
führt hätten, die zwar ein bisschen teurer in der
sind klar, transparent, überschaubar und vor
Investition gewesen wäre. Sie hätte aber allein
allem eins: einmalig, denn sie fallen ja nur ein
beim Energieverbrauch soviel eingespart, dass
Mal an. Ich meine hier vielmehr die Betriebs-
die zusätzlichen Investitionskosten nach nicht
und Wartungskosten, die Energiekosten, die
mal einem Betriebsjahr eingespielt worden
Reinigungskosten, die Reparaturkosten, die
wären. Und wieder mal hat sich gezeigt, dass
Instandhaltungskosten, die Inspektionskosten
billig ganz schön teuer werden kann. Es ist da-
und so weiter. Also die Kosten, die laufend
her unabdingbar, dass die Beurteilung von RLT-
über die gesamte Lebens- und Betriebszeit
Anlagen neben der Qualität und Funktionalität
der Anlage anfallen. Und da kann es richtig
einzig nach ihren Lebensdauerkosten erfolgt,
Ärger geben. Bei der Ausschreibung und der
und nicht nach den reinen Invest-Kosten. Üb-
Auftragsvergabe gibt es kilometerlange Listen
rigens bezeichnet man Lebensdauerkosten in
über Preisvergleiche und Rabattstaffeln und
der Welt der Reichen und Schönen dieser Welt
Kapitel 2.1
39
als „Life Cycle Costs“, und besonders hip ist
Energietransport – aber wie?
man, wenn das ganze mit LCC abkürzt wird.
Aber dazu gibt es in diesem Buch ja noch ein
Wir wissen jetzt, was RLT-Anlagen machen
spezielles Kapitel 5, das sich diesem Thema
sollen. Sie sollen die Raumluft austauschen und
intensiv widmet.
thermisch so konditionieren, auf das es schön
schnuckelig wird und man gern die Finger über
Bedingung 3: Bitte Diskretion!
die Computertastatur bewegt. Dafür muss die
Die dritte Randbedingung für RLT-Anlage ist,
Raumluft entweder geheizt oder gekühlt, be-
dass diese dezent sein sollen. Auf den Punkt
feuchtet oder entfeuchtet werden. Die Frage ist
gebracht bedeutet das, dass man die Anlagen
dabei nur, ob die in den Raum eingebrachte Luft
nicht hören (Abb. 4) und nicht riechen sollte,
vorher soweit erwärmt oder gekühlt wird, dass
und wenn Anlagenbereiche Bestandteile des
im Raum dann alles passt, oder ob die Luft erst
normalen täglichen Sichtfelds sind, sollten
im Raum auf die notwendigen Temperaturen
diese Bereiche auch ansprechend aussehen.
erwärmt oder gekühlt wird.
Man soll nur die gewünschte Wirkung einer
Es wäre doch denkbar, dass kalte Außenluft in
RLT-Anlage wahrnehmen, nicht aber die An-
einen Raum eingebracht wird und erst dort
lage selbst. Diese Randbedingung zu erfüllen
– zum Beispiel über einen Heizkörper oder eine
bedingt einen gewissen Aufwand an akusti-
Fußbodenheizung – erwärmt wird. Ebenso
schen Dämmmaßnahmen, einen gewissen
denkbar wäre aber auch, dass der Raum weder
Wartungsaufwand bezüglich Sauberkeit und
Heizkörper noch Fußbodenheizung hat und nur
Hygiene und eine bisschen Geschmack und
über erwärmte Außenluft, also wie mit einer
Kreativität bei der Gestaltung von Anlagen.
Warmluftheizung, beheizt wird.
Das Endergebnis ist in beiden Fällen dasselbe:
der Raum wird warm. Unterschiedlich jedoch
ist der Transportweg, mit dem die Heizenergie
in den Raum gelangt ist. Im ersten Fall wird sie
mit dem Heizkörper und der Fußbodenheizung,
also über ein separates Wassersystem, die so
genannte Pumpenwarmwasserheizung, in
Abb. 4: Eine RLTAnlage sollte
stets so leise
arbeiten, dass
sie im Büro
nicht stört!
den Raum gebracht. Das Transportmedium
für die Heizenergie ist also Wasser. Im zweiten
Fall – also bei der Warmluftheizung – wird die
Heizenergie direkt mit der Luft transportiert.
Das Transportmedium für die Heizenergie
Kapitel 2.1
40
ist also Luft. „Es ist doch völlig egal, wie nun
hinziehen. Bei der Fußbodenheizung vergehen
die Wärme transportiert wird“, wird sich jetzt
da ein paar Stunden wie nichts, bis ein kalter
vielleicht der eine oder andere Leser denken.
Raum so richtig erwärmt ist. Anders ist das bei
In der heilen Welt der Physik, in der man so
der Warmluftheizung. Da wird die warme Luft
unschöne Dinge wie Wirkungsgrade, Verluste
direkt eingeblasen und ratzfatz ist der Raum
und Entropie mit einem Federstrich eliminieren
angenehm temperiert. Darüber hinaus lässt
kann, ist das auch richtig. Aber die raue Wirk-
sich die Temperaturverteilung im Raum mit
lichkeit der Ingenieurwissenschaften sieht da
einer Warmluftheizung besser regeln - schlicht
in der Regel etwas anders aus. Da muss man
und einfach deshalb, weil die Warmluftheizung
zum Bespiel feststellen, dass Transport von
gegenüber der Fußbodenheizung schneller
Luft energetisch viel aufwändiger ist als der
reagiert und nicht so träge ist.
Transport von Wasser. Dies ist schlicht und
einfach deshalb so, weil Luft kompressibel ist
Luft oder Wasser?
und sich beim „Pumpen“ spürbar erwärmt,
während dies bei Wasser nicht der Fall ist. Auch
Die Frage, wie die zur Beheizung oder Kühlung
kann Wasser viel mehr Wärme aufnehmen als
von Räumen benötigte Energie nun transpor-
Luft, was wiederum Wasser als Energieträger
tiert werden soll – mit Wasser oder mit Luft
prädestiniert. Unterm Strich folgt daraus, dass
– ist also nicht ganz trivial. Wassergestützte
der Energietransport mit Wasser günstiger ist
Systeme wie Fußbodenheizungen und auch
als der Energietransport mit Luft – egal ob nun
Kühldecken haben den Vorteil, mit vergleichs-
geheizt oder gekühlt wird. Das heißt verkürzt
weise kleinen Medienleitungen auszukommen
dargestellt, dass bezüglich Energietransport
und vom Energiebedarf her günstig zu sein. Ein
die Warmwasserheizung, bzw. allgemein
Nachteil dieser Systeme kann aber ihre Trägheit
„wassergestützte Systeme“, günstiger sind als
bei schnell wechselnden Anforderungen sein.
die Warmluftheizung, bzw. allgemein „luftge-
Luftgestützte Systeme reagieren hingegen
stützte Systeme“.
sehr schnell, benötigen dafür aber wesentlich
Auf der anderen Seite dauert es bei der Warm-
größere Medienleitungen (Luftkanäle sind
wasserheizung so seine Zeit, bis sich die Wärme
nun mal deutlich größer als Wasserrohre) und
von den Wasserrohren über den Estrich bzw.
auch deutlich mehr Energie für den Medien-
die Heizkörpergeometrie in die Raumluft
transport.
hineinwuselt, die sich ja dann auch erst noch
Es ist schwierig zu sagen, was nun besser ist:
im ganzen Raum so verteilen muss, damit es
Luft oder Wasser. Letztlich hängt das von der
dann überall schön kuschelig warm ist. Das
Art und Nutzung des Raums bzw. Gebäudes ab.
kann sich bisweilen schon ziemlich lange
In der Praxis hat sich aber bewährt, Räume und
Kapitel 2.1
41
Gebäude, die dauerhaft mit der immer mehr
es schön angenehm ist. Allerdings braucht es
oder weniger gleichen Nutzungsanforderung
halt bei wassergestützten Systemen deutlich
betrieben werden und bei denen keine schnel-
weniger von dieser temperierten Luft.
len Lastwechsel zwischen Heizen und Kühlen
zu erwarten sind, mit wassergestützten Systemen zu versorgen. Beispiele hierfür wären Bü-
Der funktionelle Aufbau
von RLT-Systemen
ros, Kaufhäuser, Krankenhäuser und Ähnliches.
Bei Räumen und Gebäuden, die eher stoßweise
Bei RLT-Anlagen geht es darum, Außenluft
genutzt werden, die große Raumhöhen haben
aus der Umgebung anzusaugen, diese so
oder bei denen mit schnellen Lastwechseln
weit aufzubereiten, dass sie den gestellten
gerechnet werden muss, sollten hingegen
Behaglichkeitsanforderungen genügt, sie
luftgestützte Systeme eingesetzt werden. Bei-
dann auf Reisen durch das Gebäude zu schi-
spiele hierfür wären Kirchen, Fertigungshallen,
cken, auf alle Räume zu verteilen und in diese
Sporthallen und Ähnliches.
einzuleiten. Die Abluft wird dann aus den
Prima! Dann können wir ja, wenn wir wasser-
Räumen abgesaugt und entweder aufberei-
gestützte Systeme einsetzen, auf RLT-Anlagen
tet und erneut den Räumen zugeführt oder
verzichten. Nee, nee, so einfach ist die Welt
in die Umgebung ausgeblasen, wobei vorher
auch wieder nicht. Der Luftaustausch und die
noch über die Wärmerückgewinnung die in
Regulierung der Raumluftfeuchte müssen na-
der Abluft gespeicherte Wärme auf die kalte
türlich immer noch gewährleistet sein, und das
Außenluft übertragen wird. Lassen sie uns im
geht nun wirklich nicht über Wasserleitungen.
Nachfolgenden die einzelnen Stationen der
Also, Raumlufttechnik muss trotzdem sein.
Luft bei ihrer Reise durch das Gebäude etwas
Das ganze heißt aber auch nicht, dass in
näher betrachten.
RLT-Anlagen nun munter untemperierte
Außenluft hin- und hergeschubst werden
Die Außenluftansaugung
kann. Wir dürfen die ursprüngliche Aufgabe
einer RLT-Anlage, nämlich die Schaffung von
Die Reise der Luft beginnt am so genannten Au-
Behaglichkeit, nicht aus den Augen verlieren.
ßenluftansaug. Wie der Name schon impliziert,
Und für diese Behaglichkeit ist es sehr unzu-
wird dort die Umgebungsluft eingefangen und
träglich, wenn kalte Außenluft so einfach in
in den Ansaugkanal geleitet. Es liegt auf der
einen Raum hineinplumpst und für kalte Füße
Hand, dass die Qualität dieser angesaugten
und Zugerscheinungen sorgt. Es ist also nach
Luft hinsichtlich Geruchs- und Schadstoffbe-
wie vor unabdingbar, dass die in den Raum ein-
lastung, aber auch hinsichtlich Staubbeladung
gebrachte Frischluft so temperiert wird, dass
und mikrobieller Belastung nicht ganz unwe-
Kapitel 2.1
42
sentlich für den nachgeschalteten Luftaufbe-
Mortabilität unter 50 %. Jetzt liegen nicht in
reitungsprozess ist. Es gilt daher der Grundsatz,
jedem klimatisierten Gebäude der Welt SARS-
so wenig „Dreck“ wie möglich anzusaugen.
Patienten, aber es ist dennoch nicht ganz trivial,
Um diesen Grundsatz zu befolgen, sollten wir
in welchen Zustand die Luft in das RLT-System
vermeiden, die Außenluft direkt am Boden,
hineinkommt. Wir sollten den Außenluftan-
an viel befahrenen Straßen oder über großen
saug daher so gestallten, dass wir uns hinrei-
Dachflächen anzusaugen. Auch der Ansaug
chend hoch über dem Erdboden und gekiesten
aus Hinterhöfen, in denen Müll gelagert wird,
oder begrünten Dächern befinden (Abb. 5).
ist nicht sehr erquicklich.
Dabei gilt der Grundsatz: je höher, je besser,
Dazu ein Beispiel. Es gab im Jahr 2003 große
da mit zunehmender Höhe über Boden die
Probleme in Hongkong, weil in vielen Kranken-
Luftqualität zunimmt. Auch sollten Bereiche,
häusern der Außenluftansaug gerade in diesen
in denen Schad- und Geruchsstoffe emittiert
Hinterhöfen lag, in denen aber gleichzeitig die
werden, gemieden werden, wie beispielsweise
Container für den Krankenhausmüll standen.
Müllplätze, Parkplätze, An- und Abfahrtzonen
Die dadurch erhöhte mikrobielle und virale
von Gebäuden, aber auch der Abluftbereich von
Belastung der angesaugten „Frischluft“ führte
Restaurantküchen und Pommesbuden.
teilweise zu Sekundärerkrankungen der Pati-
Am unmittelbaren Ansaugkanal sind in der
enten. Diese Sekundärerkrankungen führten
Regel Gitter und Jalousien angebracht, die ver-
bei SARS-Patienten zu einer Mortabilität von
mindern sollen, dass Schlagregen oder Schnee
100 %. Ohne Sekundärerkrankungen lag die
in den Ansaugkanal eindringen können. Auch
Abb. 5: Ansaugung von Außenluft über Außenlufttürme auf einem Gebäudedach (links)
Kapitel 2.1
43
genannten raumlufttechnischen Gerät (kurz:
RLT-Gerät). In diesem RLT-Gerät wird die angesaugte Luft erwärmt, gekühlt, befeuchtet
oder entfeuchtet, je nachdem, welche Anforderungen wir an die aufbereitete Luft gerade
haben. Doch schön der Reihe nach.
Vor dem Eintritt in das RLT-Gerät wird die Luft
erst einmal gefiltert. Dazu dienen so genannte
Taschenfilter. Diese sehen ein bisschen aus wie
viele Kaffeefiltertüten nebeneinander, sind
allerdings nicht aus Papier, sondern aus einer
Art Plüsch (Abb. 7).
Auch sind Taschenfilter viel effektiver als
Kaffeefiltertüten. Bis über 99 % des ankomAbb. 6: So grausam kann es unmittelbar
hinter einer Außenluft-Ansaugklappe aussehen, wenn man die regelmäßige Wartung
vernachlässigt – Lufthygiene ade!
menden Staubs können in ihnen aus der Luft
entfernt werden. Kein Wunder, dass diese Filter
irgendwann einmal dicht sind, wenn sie nicht
regelmäßig ausgetauscht werden.
sollen die Gitter vor unerwünschten Besuchern
Nach dem Filter kommt die Wärmerückgewin-
wie beispielsweise Vögeln schützen. Wir kön-
nung. Dies ist die Einheit, mit der Wärme aus
nen immer wieder Ansaugschächte finden, in
die nicht nur Vögel eingedrungen sind, sondern
in denen sich die Vögel so wohl fühlen, dass
sie dort gleich ihr Nest bauten und brüteten.
Besonders makaber war der Fall, wo in einem
Ansaugkanal das Nest einer Amsel mit Ei und
daneben das Skelett des Muttervogels entdeckt
wurden. Dieses Beispiel zeigt auch, wie sorgfältig diese RLT-Anlage gepflegt wurde (Abb. 6).
Das zentrale RLT-Gerät
Nach dem Außenluftansaug wird die Luft
aufbereitet. Dies erfolgt in der Regel im so
Abb. 7: Taschenfilter in einem RLT-Zentralgerät
Kapitel 2.1
44
Abb. 8: Ein Plattenwärmeübertrager zur Wärmerückgewinnung in einem RLT-Zentralgerät
Abb. 9: Ein Wärmetauscher, der zur Erwärmung oder Kühlung von Luft eingesetzt wird
der Abluft zur Zuluft übertragen werden kann,
dass mit dieser Feuchteübertragung nicht auch
so dass die angesaugte Außenluft bereits vorer-
noch Schad- und Geruchsstoffe von der Abluft
wärmt wird (Abb. 8). Je nach Wirkungsgrad der
auf die Zuluft übertragen werden.
Wärmerückgewinnung (wir sprechen hier von
Wir sollten an dieser Stelle noch erwähnen,
der so genannten Rückwärmezahl), und abhän-
dass wir die ganze Zeit von Wärmerückgewin-
gig von der Temperatur der Abluft kann es sogar
nung sprechen, und dabei vielleicht nur an das
möglich sein, dass die Luft so stark vorerwärmt
Aufheizen der Außenluft denken. Es ist aber
wird, dass dann keine weitere Nacherwärmung
natürlich auch möglich, Kälte aus der Abluft
mehr notwendig ist. Dies wäre zwar toll, ist
an die Frischluft zu übertragen. Das heißt, mit
aber nicht allzu häufig möglich. Ganz spezielle
Hilfe der Wärmerückgewinnung (oder besser
Rückgewinnungssysteme (so genannte Ro-
dann Kälterückgewinnung) kann dann warme
toren) ermöglichen es auch, dass Feuchte aus
Außenluft im Sommer durch kühle Abluft vor-
der Abluft zur Zuluft übertragen werden kann.
gekühlt werden.
Dabei muss allerdings darauf geachtet werden,
Im Anschluss an die Wärmerückgewinnung
Kapitel 2.1
45
erfolgt die endgültige Temperierung der Luft
feuchte Außenluft zu entfeuchten. Das ge-
über so genannte Wärmetauscher. Diese
schieht dadurch, dass der Kühler mit kaltem
Wärmetauscher sehen ein bisschen aus wie
Wasser von zum Beispiel 6 °C betrieben wird
Autokühler (was sie von der Grundkonstrukti-
und sich dann die Außenluft an den kalten La-
on her auch sind), die entweder mit warmem
mellen soweit abkühlt, dass es zur Bildung von
oder mit kaltem Wasser durchströmt werden
Kondenswasser kommt. Fachleute nennen die-
(Abb. 9). Werden sie mit warmem Wasser oder
sen Vorgang „Unterschreitung des Taupunkts
Heißdampf durchströmt, nennt man die Wär-
der Luft“ – aber das wird in diesem Buch an
metauscher „Erhitzer“, weil sie die Luft erwär-
anderer Stelle noch konkreter erläutert.
men. Werden die Wärmetauscher von kaltem
In der Reihenfolge kommt nach Kühler und
Wasser oder von verdampfendem Kältemittel
Erhitzer der so genannte Zuluftventilator. Der
durchströmt, nennt man sie „Kühler“, weil sie
heißt deshalb Zuluftventilator, weil er im Zu-
die Luft abkühlen. In der Regel befinden sich
luftstrang der RLT-Anlage sitzt, im Gegensatz
im RLT-Gerät je ein Kühler und ein Erhitzer, so
zum Abluftventilator im Abluftstrang der An-
dass die Luft, je nach Bedarf, entweder erwärmt
lage. Dazu später mehr. Der Zuluftventilator ist
oder gekühlt werden kann.
letztlich das Herz der RLT-Anlage, da er für den
Nicht vergessen werden darf an dieser Stelle
Transport der Luft zuständig ist. Ein Ventilator
eine wichtige Zusatzfunktion des Kühlers. Er
saugt Luft auf der einen Seite an und bläst sie
dient nämlich gleichzeitig auch dazu, sehr
nach der anderen Seite weg. Dies bedeutet
Abb. 10a: Ein Ventilator in einem RLT-Gerät
in der Bauform „freilaufendes Rad“
Abb. 10b: Ein Ventilator in einem RLT-Gerät als
riemengetriebener Ventilator
Kapitel 2.1
46
physikalisch, dass durch das Ansaugen der
im System eingeleitet. Das können bei Groß-
Luft im gesamten Anlagenbereich vor dem
anlagen schon mal 60 kW Antriebsleistung
Ventilator ein Unterdruck entsteht, über den
und mehr sein. Fehler in der Auslegung und
die Außenluft letztlich in den Ansaugkanal
in der Realisierung von Anlagen machen sich
eingesaugt wird. Nach dem Ventilator steht
sofort im Leistungsbedarf der Ventilatoren
der Rest der Anlage bis zu den Luftdurchlässen
bemerkbar. Wir müssen an dieser Stelle also
in den Räumen unter Überdruck, so dass die
sehr gewissenhaft arbeiten. Die Verwendung
Luft dort durchgeschoben wird. Zwei typische
von billigem Schrott ist hier nun wirklich nicht
Ventilatorenbauarten zeigen die Abb. 10 a
angesagt.
und 10 b.
Neben dem „Pumpen“ der Luft haben Venti-
Der Ventilator nebst Antriebsmotor stellt
latoren noch eine weitere Wirkung: Sie tröten
eine sehr wichtige Baugruppe dar, ist sie doch
bisweilen wie die Posaunen vor Jericho. Und
einer der größten Stromeinzelverbraucher der
um nun das Einstürzen von irgendwelchen
gesamten RLT-Anlage. An der Ventilatoreinheit
Stadtmauern oder ähnliches Ungemach zu
wird die gesamte Energie für den Lufttransport
verhindern, werden vor und nach den Ventilatoren Schalldämpfer in Form so genannter
Schalldämmkulissen installiert. Bei diesen
Kulissen gilt der einfache physikalische Zusammenhang, dass mit zunehmender Kulissenlänge die Schalldämmung zunimmt. Hier gilt also:
viel hilft viel (Abb. 11).
Da Ventilatoren häufig über Flach- oder Keilriemen angetrieben werden, ist danach eine
zweite Filterstufe notwendig. Diese zweite
Filterstufe dient zur verbesserten Reinigung
der Zuluft und zum Zurückhalten des Riemenabriebs. Dies mag eigenartig klingen, aber der
Abrieb speziell von Keilriemen ist so stark, dass
ohne Filtration nachfolgende Anlagenteile
regelrecht gummiert werden würden. Werden
aber so genannte freilaufende Räder als Ventilatoren eingesetzt, die ohne einen solchen
Abb. 11: Eine typische Schalldämpferkulisse in
einem RLT-Gerät
Keilriemen arbeiten, kann man auf die zweite
Filterstufe verzichten.
Kapitel 2.1
47
Abb. 12: Variante 1 zur Luftbefeuchtung:
Ein Dampfluftbefeuchter
Abb. 13: Variante 2 zur Luftbefeuchtung:
Ein Sprühbefeuchter
Die letzte Funktionsgruppe des RLT-Geräts ist
verdampfen müssen. Dies stellt zwar kein Pro-
der Luftbefeuchter. Wie der Name schon sagt,
blem dar, allerdings kühlt sich die Luft während
wird dort der Wassergehalt der Luft erhöht.
der Verdampfung des Wassers merklich ab.
Es gibt prinzipiell zwei Möglichkeiten, Luft zu
Diese so genannten Wasserbefeuchter gibt
befeuchten, also den Anteil an Wasserdampf
es in unterschiedlichsten Ausführungen, von
in der Luft zu erhöhen. Einmal geht das direkt
Sprühbefeuchtern, die an Duschkabinen für
mit Wasserdampf. Mit so genannten Dampf-
Extremduscher erinnern, bis hin zu Hochdruck-
befeuchtern wird leicht überhitzter Wasser-
sprühbefeuchter, die wie das überdimensio-
dampf über Rohrleitungen mit Dampfdüsen,
nale Dieseleinspritzsystem eines Schiffsmotors
so genannten Dampflanzen, direkt in die
aussehen (Abb. 13). Es ist wichtig, dass nach
Luftströmung eingebracht (Abb. 12).
dem Befeuchter ein so genannter Tropfenab-
Die andere Methode ist die, flüssiges Wasser
scheider angebracht ist. Wie der Name schon
in Form von winzig kleinen Partikeln in die
sagt, werden darin Flüssigkeitströpfchen aus
Luft einzubringen, die dann dort erst einmal
dem Luftstrom entfernt, so dass es in den
Kapitel 2.1
48
nachfolgenden Anlagenteilen nicht zu regnen
wünschte Menge an Luft ankommt, setzt eine
beginnt.
Reihe von Regel-, Drossel- und Stellorganen
sowie eine exakte Einregulierung des gesamten
Die Zuluftseite
Kanalnetzes voraus.
Über die Zuluftgitter oder Luftdurchlässe wird
Wenn die Luft das RLT-Gerät verlassen hat,
die Zuluft in die Räume eingeblasen. Und das
nennen wir sie nicht mehr Außenluft, sondern
ist bei weitem nicht so trivial, wie es sich zu-
Zuluft. Diese Zuluft ist jetzt so weit aufbe-
nächst anhört. Denn Luftdurchlässe müssen
reitet, dass sie nun in die einzelnen Räume
den Luftstrahl so ausbilden und lenken, dass
des Gebäudes gebracht werden kann. Dazu
er einerseits nicht spürbar und damit zugfrei
ist ein mehr oder weniger umfängliches und
ist, und andererseits gleichzeitig trotzdem der
verzweigtes Netz an Kanälen notwendig, das
gesamte Raum hinreichend gut durchströmt
sich über das gesamte Gebäude erstreckt. Wie
wird, um somit einen effizienten Luftaus-
das Adernsystem im menschlichen Körper
tausch zu gewährleisten. Und das Ganze
wird dabei die Luft von großen Hauptkanälen
vielleicht noch in einer Halle mit 20 m Höhe
über kleinere Nebenkanäle und noch kleinere
und einer Grundfläche von 10.000 m². Oder
Stichkanäle geleitet, um von dort aus über
in einem Büroraum mit 2,8 m Deckenhöhe
die Luftdurchlässe in die einzelnen Räume
und einer Grundfläche von 16 m². Dass wir
eingebracht zu werden. Dass nun an jedem
diese beiden Fälle nicht mit ein und derselben
Luftdurchlass genau die notwendige und ge-
08/15-Einblaslösung realisieren können, ist
Abb. 14: Zulufteinbringung in einen Raum über einen Luftschlauch
Kapitel 2.1
49
wohl einsichtig. Wir müssen also stets für den
achten. Die Zuluft sollte nach ihrem Eintreten
konkreten Anwendungsfall aus der Vielzahl der
in den Raum möglichst intensiv durch die Auf-
am Markt befindlichen Luftdurchlässen den
enthaltszonen strömen und dabei viele Schad-
passenden Auslass auswählen. Und auch hier
und Geruchsstoffe mitnehmen, bevor sie dann
gilt: Qualität vor Ramsch, zumal die Luftdurch-
wieder durch die Abluftdurchlässe abgezogen
lässe als in der Regel einziges sichtbares Bauteil
wird. Ziemlich nutzlos wäre nun aber, wenn die
der RLT-Anlage auch noch als Designelement
Luft aus dem Zuluftdurchlass auf kürzestem
fungieren müssen.
Weg direkt in den Abluftdurchlass schießen
Mit der Luft, die durch den Zuluftdurchlass
würde. So einen Fall nennt man übrigens eine
in den Raum eintritt, ist der so genannte Zu-
Bypass-Strömung.
luftstrang abgeschlossen – also die Kette vom
Bei so einer Bypass-Strömung bringen wir zwar
Außenluftansaug über das RLT-Gerät durch
jede Menge Luft in den Raum, nur bringt uns
das Kanalnetz zu den Zuluftdurchlässen. Mehr
das nahezu gar nichts für den Luftaustausch.
dazu lesen Sie im Kapitel 3 in diesem Buch.
Die so genannte Lüftungseffektivität wäre
dann gleich Null. Wir kennen so einen ähn-
Die Abluftseite
lichen Zustand bei der Fensterlüftung. Wenn
kein Wind weht und wenn die Außentempera-
Um nun aber einen effizienten Luftaustausch
tur gleich der Temperatur im Raum ist, können
zu initiieren und damit auch die Schad- und Ge-
wir das Fenster aufreißen wie wir wollen – es
ruchsstoffe sowie thermische Lasten aus dem
bewegt sich kein Lüftchen, die Luft steht im
Raum zu bekommen, reicht es natürlich nicht
Raum und die Lüftungseffektivität ist nicht
aus, nur munter Zuluft in den Raum zu stopfen.
existent. Um nun also Bypass-Strömungen und
Es muss gleichzeitig auch Luft aus dem Raum
geringe Lüftungseffektivitäten zu verhindern,
abgesogen werden. Idealerweise sollte das
müssen wir die Anordnung der Zuluft- und
aber nicht irgendeine Luft sein, sondern wenn
der Abluftdurchlässe so gestalten, dass der
möglich schon die verbrauchte, mit Schad- und
Raum oder zumindest die Aufenthaltszonen
Geruchsstoffen beladene Raumluft. Dumm
möglichst vollständig durchströmt werden.
wäre es natürlich, wenn stattdessen die sauber
Das wird später im Kapitel 3 noch ganz genau
in den Raum eingebrachte Zuluft gleich wieder
beschrieben – man spricht hier von der Erzeu-
aus dem Raum gezogen werden würde. Um dies
gung gewünschter Raumluftströmungen.
zu verhindern und um eine möglichst effiziente
Die Abluftdurchlässe sind mit den Abluftkanä-
Entfernung der Schad- und Geruchsstoffe zu
len verbunden, die sich zu einem großen Ab-
gewährleisten, müssen wir auf die Anordnung
luftkanal vereinigen. Dieser große Abluftkanal
der Zuluftdurchlässe zu den Abluftdurchlässen
wird häufig wieder zum Technikraum geführt,
Kapitel 2.1
50
in dem das RLT-Gerät steht und von dem aus
dass sie dort noch ein bisschen nacherwärmt,
auch das Zuluftkanalnetz seinen Anfang nahm.
nachgekühlt, nachentfeuchtet oder nachbe-
Wir können uns schon denken, warum das ganz
feuchtet wird und dann wieder in die Räume
sinnvoll sein kann. Wir wollen ja Wärmerückge-
zugeführt werden kann.
winnung betreiben. Und da wäre es doch ganz
Ein typisches Beispiel für die intensive Nutzung
geschickt, wenn die Abluft, in der ja die ganze
von Umluft sind Schwimmhallen. Dort fallen
Wärme steckt, möglichst nahe an der Außen-
über den Beckenbereichen Unmengen an
luft liegen würde, die diese Wärme ja will. Es
Wasserdampf an, die aus der Halle abgezogen
gibt zwar Wärmerückgewinnungssysteme, die
werden müssen, um zu verhindern, dass alle
diese Nähe nicht unbedingt brauchen, aber
tragenden Strukturen tropfnass werden und
schaden tut sie auf keinen Fall.
sich zudem noch Londoner Nebel bildet. Es
Außerdem braucht das Abluftkanalnetz
muss daher jede Menge an feuchter Abluft ab-
auch noch einen „Antrieb“, sprich eine Ab-
gezogen und natürlich dann aber auch trocke-
luftventilatoreinheit, die die Abluft über das
ne Zuluft wieder zugeführt werden: viel mehr
Kanalnetz aus den Räumen ansaugt, durch
Luft, als für die Aufrechterhaltung der reinen
das Kanalsystem fördert und letztlich an die
Luftqualität notwendig wäre. Darüber hinaus
Umgebung abgibt. Dies bedeutet, dass es auch
steckt in der feuchten Abluft eine Riesenmenge
noch ein RLT-Gerät für die Abluft gibt, in dem
an thermischer Energie. Es wird daher in der
die Ventilatoreinheit, ein Filter und ein Teil der
Praxis ein Großteil der abgezogenen feuchten
Wärmerückgewinnung untergebracht sind.
Abluft als Umluft dem RLT-Gerät zugeführt,
dort entfeuchtet und nacherwärmt und dann
Der Umluftbetrieb
der Schwimmhalle wieder als trockene Zuluft
zugeführt. Dieses Vorgehen ist viel effektiver
Jetzt könnten wir uns ja auch noch vorstellen,
als der Weg über die Wärmerückgewinnung.
dass die Qualität der Abluft (zum Beispiel in
Geht aber natürlich nur, wenn die Luftqualität
Nichtraucher-Bürogebäuden ohne große ge-
der Abluft noch stimmt.
ruchsmäßige Belastung) eigentlich noch recht
gut ist – vielleicht nur ein bisschen zu warm, zu
Die Fortluft
kühl, zu feucht oder zu trocken, aber ansonsten könnten wir sie ja noch gut verwenden.
Nach dem Abluft-RLT-Gerät wird die Luft, die
Dann wären wir doch schön dusselig, wenn
dann übrigens nicht mehr Abluft, sondern
wir diese Luft so einfach entsorgen würden.
Fortluft heißt, über den Fortluftkanal und
Viel geschickter wäre es, diese Luft als Umluft
den Fortluftauslass ins Freie geblasen. Bei der
zurück an das RLT-Gerät zur Zuluft zu geben, so
Positionierung der Fortluftauslässe müssen
Kapitel 2.1
51
wir darauf achten, dass wir die Fortluft so
zwei- bis vierbeinige Besucher durch Gitter
wegblasen, dass sie nicht gleich wieder beim
oder Jalousien geschützt werden.
nächsten Außenlufteinlass angesaugt oder in
das nächste offen stehende Fenster gedrückt
wird. Wir müssen aber auch verhindern, dass
Chancen und Grenzen: So funktioniert
die dezentrale Klimatisierung
die Fortluft im Bereich von Verkehrswegen
ausgeblasen wird. Ich gebe zu, dass die
Wir haben nun erfahren, wie sich eine raum-
Filmszene, in der Marilyn Monroe auf einem
lufttechnische Anlage im Einzelnen aufbaut
U-Bahnschacht steht und ihr Kleid gegen den
und was für wesentliche Bestandteile dafür
aufsteigenden Luftstrom festhält, schon sehr
notwendig sind. Wir haben uns dabei ein so
lecker ist (Abb. 15). Dennoch sollten wir uns
genanntes zentrales RLT-System angesehen.
solche Kapriziosen verkneifen.
Dieses Wörtchen „zentral“ bedeutet, dass die
Zuluft in einem einzigen RLT-Gerät aufbereitet,
das heißt erwärmt, gekühlt, entfeuchtet oder
befeuchtet wird, und dass die so aufbereitete
Luft dann in alle Räume mit ein und demselben
Luftzustand eingebracht wird. Wir sprechen in
dem Fall von einer „zentralen Klimatisierung“.
Es ist aber auch denkbar, dass jeder Raum, ja
Abb. 15:
Das wohl
berühmteste
Marilyn
Monroe-Foto
sogar jeder Arbeitsplatz, ein kleines, individuelles RLT-Gerät hat, in dem dann nur für diesen
Raum oder Arbeitsplatz die Luft so aufbereitet
wird, wie der Nutzer es gerne hätte. In diesem
Fall sprechen wir von der so genannten „dezentralen Klimatisierung“. Natürlich gibt es bei
Nicht, weil es bei der heutigen Jeans-tra-
der dezentralen Klimatisierung für 100 Räume
genden Frauenwelt ohnehin völlig vergebene
nicht 100 Kanalnetze, die durch das Gebäude
Liebesmühe wäre. Nein, es stellt schlich und
wuseln, und es stehen auch nicht 100 RLT-Ge-
ergreifend im Winter ein Gefahrenpoten-
räte in einer Technikzentrale. Bei dieser Art der
zial aufgrund von Glatteisbildung aus dem
Klimatisierung erfolgt der Außenluftansaug
Schmelzwasser dar, dass durch den warmen
unmittelbar über die Fassade des jeweiligen
feuchten Luftstrom entsteht. Wie auch schon
Raums. Das RLT-Gerät, das in Form einer Truhe,
bei den Außenlufteinlässen sollten natürlich
eines Schränkchens oder einer Wandeinheit
auch Fortluftauslässe gegen ungebetene
irgendwo an der Raumwand herumsteht
Kapitel 2.1
52
oder herumhängt oder sich im Doppelboden
für dezentrale Klimatisierung geeignet sind,
befindet, saugt die Außenluft auf einem sehr
allerdings ist das notwendige Wasser- und
kurzen Weg durch die Wand über die Fassade
Hygienemanagement für viele Einzelgeräte
an, bläst die aufbereitete Luft direkt in den
schon sehr aufwändig.
Raum, saugt sie aus dem Raum auch wieder
Zweitens bei der Luftentfeuchtung. Das
ab und bläst sie über die Fassade ins Freie. Wir
klappt zwar theoretisch in dem Kühler des
können uns vorstellen, dass das Problem von
Dezentralgeräts ebenso spitzenmäßig wie
Bypass-Strömungen hier besonders sorgfältig
im großen RLT-Zentralgerät, doch stellt sich
behandelt werden muss (Abb. 16).
hier die Frage: Was mache ich mit dem Kondenswasser? Es abführen – aber wohin? Extra
dafür nochmal ein Kondensatablaufnetz zu
installieren ist viel zu aufwändig und viel zu
teuer. Und das Kondensat sich so einfach selbst
in einer Wanne zu überlassen und zu warten,
bis es irgendwann von selbst verdunstet ist, hat
auch so seine Haken: In dem warmen Wasser
Abb. 16: Die prinzipielle Wirkungsweise eines
dezentralen Klimasystems
vermehren sich Mikroben und Bakterien wie
die Weltmeister, und irgendwann fängt es
dann auch an zu miefen. Daher haben sich die
Anbieter solcher dezentralen Geräte dazu ent-
Bei der dezentralen Klimatisierung – das heißt,
schlossen, den Entfeuchtungsbetrieb konse-
jedes individuelle RLT-Gerätchen ist völlig aut-
quent zu vermeiden (über eine entsprechende
ark – gibt es zumindest heute noch ein paar
Regelungstechnik) und Kondensat erst gar
technische Grenzen. Heizen, Kühlen und Luft-
nicht entstehen zu lassen. Im Fachjargon heißt
transport sind kein Problem, denn schließlich
das: Die Oberflächentemperatur des Kühlers
haben solche Geräte ja nur Luftströme von ma-
wird so eingestellt, dass sie um mindestens
ximal 200 m³/h zu bewältigen. Die integrierte
1 bis 2 Kelvin über der Taupunkttemperatur
Wärmerückgewinnung kostet zwar Platz, geht
der Außenluft liegt. Das wiederum hat Kon-
aber auch. Luft filtern geht auch, aber hinrei-
sequenzen: Wenn nämlich die angesaugte
chend große Filterflächen unterzubringen wird
Außenluft schwül und feucht ist, muss die
bisweilen schwierig. Richtig eng wird es aber
Temperatur des in den Kühler strömenden
bei drei Punkten:
Kaltwassers solange erhöht werden, bis wirk-
Erstens bei der Luftbefeuchtung. Es gibt
lich kein Kondensat entstehen kann – und das
zwar kleine, schnuckelige Luftbefeuchter, die
kostet Kühlleistung, die der Raum vielleicht
Kapitel 2.1
53
dringend braucht, um die Temperatur erträglich und behaglich zu halten.
Drittens bei der Kühlleistung. Bei einem
Luftstrom von etwa 120 m³/h, die so ein typisches Dezentralgerät im Standardbetrieb
ansaugt, beträgt die auf den Luftstrom übertragbare Kälteleistung um die maximal 600 bis
800 W. Wenn man nun bedenkt, dass Außen­
luft im Sommer schon mal sehr deutlich über
30 °C ansteigen kann und im Raum kuschelige
26 °C aufrecht erhalten werden sollen, muss
Abb. 17: Blick in ein Dezentral-Lüftungsgerät
mit allen Funktionen zur Filterung,
Temperierung und Förderung der Zuluft
man nicht lange rechnen: Diese Kälteleistung
reicht gerade mal aus, um die Außenluft zur
rätchen braucht es ja einen Außenluftansaug
Zuluft auf das Niveau der Raumluft runter-
und einen Fortluftauslass – wird eine Fassade
zukühlen (oder vielleicht um 1 bis 2 Kelvin
schon arg perforiert, was zu Problemen führen
darunter). Das bedeutet: Die Kühlwirkung des
kann – und auch manchen Architekten in den
Dezentralgeräts ist quasi Null. Darum bieten
Selbstmord treiben könnte.
die meisten Hersteller dieser Geräte diese auch
Dezentrale Klimatisierung ist aber schon was
als „unterstützende mechanische Lüftung mit
ganz Feines. Denn nun kann ja jeder Nutzer
ergänzender Kühlfunktion“ an und nicht als
sein eigenes, individuelles Kleinklima genau
Klimaanlage.
so einstellen, wie er es gerade für angenehm
Eine weitere Besonderheit muss bei den
empfindet – und das ist sehr wichtig für den,
dezentralen Geräten noch hinsichtlich der
der nun an einem Knöpfchen drehen kann. Da
eingesetzten Ventilatoren berücksichtigt wer-
kann der „Afrika-Typ“ nun die Temperaturen
den. Da die Geräte ja im Raum stehen, müssen
im Winter auf 26 °C hochjubeln, während
nun besonders geräuscharme Ventilatoren
sich der „Eskimo-Typ“ im Sommer die für ihn
eingesetzt werden, die aber hinsichtlich ihres
angenehmen 16 °C gönnt. Alles ist möglich,
Wirkungsgrads nicht immer ganz toll sind
alles ist gut und jeder ist glücklich. Oder etwa
(Abb. 17).
doch nicht?
Ein anderer Knackpunkt ist der Luftanschluss
Aus rein technischer Sicht kann jedes dezent-
über die Fassaden. Jeder Fassadendurchbruch
rale RLT-Gerät natürlich beliebig gefahren
bedeutet naturgemäß eine thermische
werden, praktisch kommt man da aber schnell
Schwachstelle. Bei 100 oder 200 Fassaden-
an Grenzen. Grenzen hinsichtlich der Versor-
durchbrüchen – für jedes dezentrale RLT-Ge-
gung mit Heiz- und Kühlenergie für die Wär-
Kapitel 2.1
54
metauscher und an Grenzen hinsichtlich der
von diesem Konzept aber abweichen, in dem
Energieaufnahme bezogen auf das gesamte
wir weiter für jede Dezentraleinheit einen
Gebäude. Dies bedeutet, dass bei der dezentra-
individuellen Außenluftansaug haben, die
len Klimatisierung ein Prozess- und Energiema-
Abluft nun aber über ein zentrales Abluftnetz
nagementsystem über das Gebäude gestülpt
mit zentraler Wärmerückgewinnung aus dem
werden muss, an dem jedes dezentrale RLT-Ge-
Raum absaugen (Abb. 18). Mit dieser Methode
rätchen angeschlossen ist, und dass dann von
kann zum Beispiel sichergestellt werden, dass
diesem Managementsystem im Rahmen vor-
in einem Raum immer ein minimaler Luftaus-
gegebener Grenzen gecoacht und überwacht
tausch stattfindet, auch wenn der Raum über
wird. Grenzen könnten hierbei zum Beispiel
längere Zeit nicht genutzt wird.
sein, dass die maximal mögliche einstellbare
Temperatur im Winter auf 24 °C und die minimal möglich Temperatur im Sommer auf 19 °C
beschränkt wird. Oder dass bei Abwesenheit
die Raumklimatisierung auf einen StandbyModus geschalten wird. Oder dass bei hohen
Gesamtleistungsbedarfen ein so genanntes
Lastabwurfmanagement aktiviert wird, bei
dem der Stromverbrauch und damit auch die
Klimatisierung in unwichtigeren Bereichen des
Gebäudes zurückgefahren beziehungsweise
abgeschaltet werden. Und vieles mehr. Dieses
Managementsystem hat damit die Aufgabe
Abb. 18: Aufbau eines Klimasystems mit
raumweisen dezentralen Geräten, zentraler
Abluftentnahme und Wärmerückgewinnung
eines Nervensystems, bei dem die Funktionen
des Gebäudes bedarfsgerecht optimiert wer-
Dies könnte zum Beispiel in Hotels ganz hilf-
den, wobei die Kosten hierfür immer im Blick
reich sein. Es ist aber auch denkbar, dass in
bleiben. Und das ist was ganz Feines, wenn es
einem zentralen RLT-System vor jedem Stich-
denn auch richtig funktioniert.
kanal in einen Raum noch eine kleine Kiste
Es gibt noch eine Reihe von Spielarten und
mit einem Lufterhitzer und einem Luftkühler
Varianten bei der dezentralen Klimatisierung.
dazwischengeflanscht wird. Über diese beiden
Nach der reinen Lehre hat bei dezentraler
Wärmetauscher kann dann der Nutzer im
Klimatisierung jedes RLT-Gerätchen einen
Raum die Luft aus der zentralen Luftaufberei-
eigenen Außenluftansaug und einen eigenen
tung noch ein bisschen nacherwärmen oder
Fortluftauslass über die Fassade. Wir können
ein bisschen nachkühlen, um somit seinem
Kapitel 2.1
55
Wunschklima näher zu kommen. Diese Mi-
tung. Und weil Dezentralgeräte nun mal keine
schung aus zentraler und dezentraler Klimati-
großen Kühllasten abdecken können, werden
sierung nennt man „hybride Systeme“ und die
sie meist in Ergänzung zu Kühldeckenflächen
kleinen, dazwischengeflanschten Kisten mit
eingesetzt.
den Wärmetauschern heißen „Zonenköpfe“.
Die Entscheidung, welche Art der Klimatisierung umgesetzt wird, zentrale Klimatisierung,
Zentrale RLT-Systeme –
ein paar beständige Wahrheiten
dezentrale Klimatisierung oder irgendeine
Mischform daraus, hängt in erster Linie von der
Das mit den beständigen Wahrheiten ist ja
Art der Gebäudes, dem Bedarf an thermischer
immer so eine Sache. Was heute wahr und
Energie zum Heizen und Kühlen, von der Art
unumstößlich ist, kann morgen schon zum
der Nutzung und auch von den Nutzern ab. An
Treppenwitz rudimentieren. Nicht anders ist
dieser Stelle braucht es zur Entscheidungsfin-
es auch im Bereich der technischen Gebäu-
dung eine wirklich gute und kompetente Bera-
deausrüstung und der Gebäudeklimatik. Es
gibt dennoch Dinge, die unterliegen keinen
Modetrends und die kann man auch ideologisch nicht so leicht verbiegen.
Wärmerückgewinnung
Das Thema Wärmerückgewinnung wird immer
wieder gern hergenommen, um unnötige
Technik am Bau zu brandmarken. „Zu teuer“, „nicht rentabel“, „unnötig“, „ideologisch
grün angemalt“; das sind Attribute, die im
Zusammenhang mit Wärmerückgewinnung
manchmal zu hören sind. Eine Vielzahl von
Untersuchungen landauf, landab hat aber
gezeigt, dass das alles nicht haltbar ist. Die
Wärmerückgewinnung in RLT-Anlagen mit
normalen Laufzeiten ist aufgrund der NettoAbb. 19: Ein Wärmerad zur Wärmerückgewinnung (auch Wärmerotor oder Regenerator
genannt)
Energieeinsparung immer ein Geschäft. Das
heißt, wir müssen über Wärmerückgewinnung
heute gar nicht mehr diskutieren, wir müssen
Kapitel 2.1
56
Wärmerückgewinnung einfach nur standard-
die alten Meister der Physik ein paar hilfreiche
mäßig einbauen. Außerdem wird die Energie-
Naturgesetze ins Köfferchen gepackt:
einsparung 2009 (EnEV) /1/ – wenn sie so im
–– je länger ein Kanal ist, desto höher werden
Bundesrat durchgeht wie vorgesehen – bei
neuen und modernisierten RLT-Anlagen eine
Wärmerückgewinnung zwingend vorschreiben
(Abb. 19).
die Druckverluste;
–– je mehr Kurven ein Kanal hat, desto höher
werden die Druckverluste;
–– je schneller die Luft durch einen Kanal
strömt, desto mehr – mit dem Quadrat der
Lufttransport
Geschwindigkeit – steigt der Druckverlust
(das heißt: aus der doppelten Geschwindig-
Ein anderer Komplex betrifft den Bereich des
keit folgt ein vierfacher Druckverlust);
Lufttransports. Die Ventilatoren saugen Luft
–– je mehr die Querschnittsform eines Kanals
an, schieben sie durch das Kanalsystem und
vom Kreis oder Quadrat abweicht, desto
blasen sie wieder aus. Dies gilt sowohl für den
höher werden die Druckverluste.
Zuluftstrang als auch für den Abluftstrang.
Mit diesen schlauen Aussagen können wir
Eine physikalische Grundtatsache ist es aber,
nun an die Optimierung unserer RLT-Systeme
dass Luft, die durch Kanäle und um Ecken und
rangehen. Fangen wir mit dem Wichtigsten an:
Kanten strömt, durch Reibungs- und Wider-
dem Strömungsquerschnitt. Wir haben doch
standskräfte abgebremst wird. Um dieses
gehört, dass der Druckverlust quadratisch mit
Abbremsen zu kompensieren, müssen die
der Strömungsgeschwindigkeit ansteigt. Die
Ventilatoren schneller sausen um einen hö-
Strömungsgeschwindigkeit ist aber wiederum
heren Druck aufbauen. Es ist einsichtig, dass
vom Luftvolumenstrom selbst und von der
die Ventilatoren umso mehr sausen müssen, je
Querschnittsfläche des Kanals abhängig. Bei
größer die Widerstandskräfte sind, wenn man
gleich bleibendem Luftvolumenstrom nimmt
weiter die gleiche Menge Luft transportieren
die Strömungsgeschwindigkeit ab, wenn die
will. Und dass die Ventilatoren umso mehr
Querschnittsfläche zunimmt – logisch! Und
Strom benötigen, je schneller sie sausen müs-
wenn die Luft nun mehr Platz hat, kann sie sich
sen, liegt auch auf der Hand. Unser Ziel muss
mehr Zeit lassen und damit auch langsamer
es daher sein, RLT-Systeme so zu planen und
bewegen. Für unser RLT-System heißt das, dass
zu bauen, dass sie möglichst geringe Wider-
wir die Luftkanäle so groß wie möglich machen
standskräfte und damit Druckverluste haben.
sollten. In der Praxis finden wir Beispiele, in
Wir müssen die Druckverluste im RLT-System
denen Luft mit 12 m/s und mehr durch Mi-
reduzieren, wo es nur geht. Die Frage ist nur,
nikanäle gepresst wird. Das ist energetischer
wie wir das anstellen sollen. Dazu haben uns
Wahnsinn. Aber wenn man das den Bauver-
Kapitel 2.1
57
antwortlichen dann um die Ohren haut, heißt
provisieren los: kleinere Querschnitte, ein Rudel
es nur ganz lapidar: es war kein Platz da für
von Kanalbögen zum Umfahren von irgendwel-
größere Kanäle. Prima, sehr schön, wunderbar,
chen Hindernissen, Kanäle, die so flach sind
so können wir weitermachen. Das Schlimme
wie eine Flunder und eine Trassenführung, die
daran ist nur, dass das nicht die Ausnahme ist,
den Vergleich mit einem Wollknäuel nicht zu
sondern die Regel.
scheuen braucht. Dass damit dann im Betrieb
Es stimmt, Luftkanäle haben Dimensionen,
der RLT-Anlage sinnlos Unmengen an Energie
dass wir sie nicht mal schnell hinter Fußbo-
verschleudert werden, muss, glaube ich, nicht
denleisten verschwinden lassen können. Die
eigens betont werden (Abb. 20).
Kanäle und deren Trassenführung müssen
Wir müssen daher darauf achten, dass sowohl
aufgrund ihrer Größe bereits im sehr, sehr
die Dimensionen der Kanäle hinreichend groß
frühen Entwurfsstadium eines Gebäudes mit
als auch die Trassenführung der Kanalnetze
berücksichtigt werden. Und dies geschieht
kurz und einfach gehalten werden. Darüber
einfach noch zu selten. Und wenn es dann
hinaus ist es sehr wichtig, dass die Kanäle auch
doch einmal geschieht, dass ausreichend Patz
dicht sind. Es macht ja nun wirklich keinen Sinn,
für Kanäle vorgehalten wird, kommt spätes-
Luft aufwändig und für viel Geld aufzubereiten,
tens während der Bauausführung irgendein
und dann verschwindet diese tolle Luft durch
Nasenbär dahergelatscht und montiert seine
irgendwelche Undichtigkeiten im Nirwana des
Kabelpritsche so intelligent, dass da kein Kanal
Gebäudes. Mehr dazu im Kapitel 2.3.
mehr reinpasst. Und dann geht das große Im-
Abb. 20: Bereits bei der frühen Planungsphase eines RLT-Systems ist auf eine optimale Führung der
Luftkanäle zu achten, um unnötige Abknickungen, Abzweigungen usw. zu vermeiden und dadurch
die Druckverluste zu minimieren
Kapitel 2.1
58
Betrieb und Wartung von RLT-Anlagen
nen.) Nein, ich spreche von den kleinen Dingen
am Wegesrand.
Viele Fachleute beschäftigen sich mit jeder
Ich wurde einmal in einen Industriebetrieb
Menge Engagement und Grips mit der Planung
gerufen, weil man eine neue Lüftungsanlage
und Umsetzung von tollen und energieeffizi-
für die Produktionshalle benötigte. Grund:
enten RLT-Anlagen. Wenn dann die Anlagen
„Die alte (Anlage) tut es nicht mehr. Sie (die
aber fertig sind und in Betrieb genommen
Anlage) ist wohl zu schwach.“ Nun gut, ich
wurden, wenn also der Alltag im Gebäude ein-
habe mir die Situation vor Ort angesehen. Die
getreten ist, wird es meist sehr ruhig um diese
Anlage war mit ca. 15 Jahren schon in die Jahre
Anlagen. Eigentlich fühlt sich niemand so recht
gekommen, und der Ventilator winselte auch
dafür verantwortlich - warum auch, es funktio-
schon ganz kläglich auf seiner Antriebswelle.
niert ja alles. Und wenn mal was kaputt geht,
Eine Luftbewegung an den Zuluftdurchlässen
wird halt schnell repariert, so wie bei all den
war nicht feststellbar, von Luftaustausch in
anderen Dingen im Haus auch. Da RLT-Anlagen
der Halle konnte keine Rede sein. Auf meine
in der Regel aber recht robuste Kerlchen sind,
schüchtere Frage, ob ich bitte die Filterkammer
geht da auch so schnell nichts kaputt. Das ist
sehen dürfte, wurde ich mit großen, erstaunten
zwar auf der einen Seite erfreulich, führt aber
Augen angeguckt:
auf der anderen Seite dazu, dass die Anlagen
Betreiber: „Filterkammer, was ist das?“
sukzessive in Vergessenheit geraten.
Ich: „Filterkammer; das ist der Teil in der Lüf-
Nicht dass die RLT-Anlagen als solche mit die-
tungskiste, in dem die Taschenfilter eingebaut
sem Vergessenwerden ein psychisches Problem
sind“.
hätte („Heul, Flenn, Wimmer, keiner hat mich
Betreiber: „Taschenfilter – nie gehört?“
lieb!“). Nur, wer vergessen wird, der wird auch
Ich: „Wer hat denn bei Ihnen den letzten Filter-
nicht gewartet und gepflegt. Und darin liegt
wechsel durchgeführt?“
das Problem. Ich spreche jetzt nicht von den
Das Erstaunen über diese fast schon unsittliche
großen Dingen dieser Welt, wie zum Beispiel
Frage wuchs ins Grenzelose, wich aber dann
dem Umstand, dass die Regelung von RLT-An-
einer vagen, aber doch greifbaren Erkenntnis.
lagen, für teures Geld beschafft und einmal
Betreiber: „Ich glaube, das könnte der Maier
eingestellt, in der Regel nicht mehr verändert
wissen, unser alter Hausmeister“ (der Name
wird, auch wenn sich die Bedarfe und Anfor-
des Herrn wurde zum Schutz der Person und
derungen im Gebäude ständig ändern und
des Unternehmens geändert, obwohl Haus-
eigentlich nach Anpassung schreien. (In diesem
meister ja wirklich häufig Maier heißen).
Fall hätte man sich die teure Regelungs- und
Es stellte sich dann heraus, dass der gute Mann
Automatisierungstechnik auch schenken kön-
schon seit sieben Jahren in Pension war. Aber
Kapitel 2.1
59
ein kurzer Anruf bei ihm zu Hause hat dann das
tauscht, und die Anlage funktionierte wieder
Rätsel gelöst: Die Filter der RLT-Anlage wurden
(trotz wimmerndem Ventilator; der wurde erst
noch nie ausgetauscht. Gut, nach längerer
einige Wochen später ausgetauscht).
Suche haben wir dann auch die Filterkammer
Diese Geschichte ist leider kein Einzelfall.
gefunden (sie war in der Deckenkonstruktion
Oft wird schlicht und einfach vergessen, die
des Hallendachs so integriert, dass man erst
einfachen, aber regelmäßig notwendigen War-
nach längeren Demontagearbeiten rankam).
tungsarbeiten an RLT-Anlagen durchzuführen.
Als dann die Kammer geöffnet wurde, war alles
Der Grund hierfür ist einfach und leicht zu
klar. Die Filtertaschen waren steif vor Dreck.
erklären. Verschmutze Luft aus RLT-Anlagen
Eine etwa zwei Zentimeter dicke Schicht aus
sieht man nicht, daher fällt sie auch nicht gleich
Staub, Eisenrost und Ölschlamm waren auf
auf. Und wenn es dann im wahrsten Sinne
den Filtermatten. Dass da keine Luft mehr
des Wortes schon zum Himmel stinkt, kommt
durchging, war in der Tat kein Wunder. Der
niemand auf die Idee, die wahren Ursachen
Dreck von 15 Jahren Dauerbetrieb einer Fer-
zu ermitteln.
tigungshalle war auf dem Filter vereinigt (ein
Wartung und Reinigung von RLT-Anlagen sind
Leckerbissen für Industriearchäologen). Mit
kein luxuriöses Hobby. Es ist dringende Not-
wenigen Handgriffen waren die Filter ausge-
wendigkeit. Ohne regelmäßige Wartung und
Reinigung werden RLT-Anlagen mit der Zeit
zu gefährlichen Dreckschleudern, die mit dem
ursprünglichen Ziel, nämlich der Schaffung
von Behaglichkeit, nun wirklich nichts mehr zu
tun haben. Sie bewirken dann das Gegenteil:
Sie generieren Krankheiten, Demotivation und
wirtschaftliche Verluste. Und für wen das nicht
Ansporn genug ist, für den habe ich noch den
rechtlichen Fingerzeig. Die Richtlinie VDI 6022
/2/ schreibt bereits seit mehreren Jahren Art
und Umfang der Wartung von RLT-Anlagen vor.
Die Richtlinie VDI 6022 /2/ (siehe dazu Kapitel
4.3 in diesem Buch) schreibt sogar spezielle
Schulungen über die Hygiene in RLT-Anlagen
vor. Und wer sich nicht daran hält, ist der Mops
vom Dienst. Denn wenn irgendetwas passiert,
Abb. 21: ohne Worte!
egal, ob es mittelbar oder unmittelbar mit
60
Kapitel 2.1
dem hygienischen Zustand der RLT-Anlage zu
tut hat oder nur zu tun haben könnte, und es
können Mängel in der Wartung und Reinigung
nachgewiesen werden, wird es verdammt eng
für die Verantwortlichen.
Lassen Sie uns daher die Wartung und Reinigung von RLT-Anlagen nicht auf die leichte
Schulter nehmen, sondern sie wie auch das
Thema Trinkwasser als essentiellen Bestandteil
des Facility Managements eines Gebäudes oder
einer Liegenschaft ansehen.
Denn Luft ist das wichtigste Lebensmittel, das
wir kennen – versuchen Sie doch mal, zwei
Minuten ohne Luft klarzukommen. Lassen Sie
sie uns also auch als solches behandeln.
Im Kapitel 2.1 verwendete Normen, Literaturstellen und Quellen:
/1/ EnEV 2009
Verordnung der Bundesregierung zur Änderung der Energieeinsparverordnung 2007.
Bundestagsdrucksache 569/08 vom 8. August 2008 (Entwurf, noch nicht verabschiedet)
/2/ VDI 6022
Blatt 1: Hygiene-Anforderungen an Raumlufttechnische Anlagen und Geräte (4/2006)
Blatt 2: Hygiene-Anforderungen an Raumlufttechnische Anlagen und Geräte –
Messverfahren und Untersuchungen bei Hygienekontrollen und Hygieneinspektionen (7/2007)