Hinweise zur Planung und Ausführung von Raumlufttechnischen

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Hinweise
zur Planung und Ausführung
von Raumlufttechnischen Anlagen
für öffentliche Gebäude
(RLT-Anlagenbau 2004)
Aufgestellt und herausgegeben vom Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik
staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) Berlin 2004
Hinweise
zur Planung und Ausführung
von Raumlufttechnischen Anlagen
für öffentliche Gebäude
(RLT-Anlagenbau 2004)
lfd. Nr.: 85
Aufgestellt und herausgegeben vom Arbeitskreis
Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher
und kommunaler Verwaltungen (AMEV)
Berlin 2004
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Bau- und Wohnungswesen, Ref. BS 22
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort .................................................................................................................... 7
1
1.1
Allgemeines .............................................................................................. 9
Anwendungsbereich .................................................................................. 9
1.2
Grundsatzüberlegungen für die Planung von RLT-Anlagen ...................... 9
1.3
Integrale Gebäude- und RLT-Planung ........................................................ 10
1.4
1.4.1
1.4.2
1.4.3
Gesundheitstechnische Anforderungen ....................................................
Grundsätzliche Anforderungen ..................................................................
Bestimmungen der Außenluftvolumenströme ..........................................
Low Olf-Maßnahmen ..................................................................................
1.5
RLT-Auslegungsschritte in der Vorplanung ................................................ 16
1.6
Luftbefeuchtung ........................................................................................ 17
1.7
Abnahme und Leistungsmessungen ........................................................ 18
1.8
Vorbereitungen und Hinweise für den Betrieb .......................................... 18
2
2.1
Systeme und Bauelemente ...................................................................... 21
Luftführung im Raum .................................................................................. 21
2.2
Anlagensysteme ........................................................................................ 22
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6
Bauelemente von RLT-Anlagen ..................................................................
Luftleitungen ..............................................................................................
Reinigungsöffnungen ................................................................................
Ventilatoren und Lüftungsgeräte ................................................................
Luftfilter ......................................................................................................
Luftbefeuchtungseinrichtungen ................................................................
Wärmeaustauscher ....................................................................................
24
24
24
24
25
28
28
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
Energieversorgung von RLT-Anlagen ........................................................
Wärmeversorgung ......................................................................................
Kälteversorgung ........................................................................................
Ersatzstromversorgung ..............................................................................
29
29
29
29
RLT-Anlagenbau 2 0 0 4
13
13
14
16
3
2.5
2.5.1
2.5.2
Bauliche Hinweise ...................................................................................... 30
Technikzentralen ........................................................................................ 30
Außenluft-Ansaugöffnungen und Fortluft-Austrittsöffnungen .................... 30
2.6
2.6.1
2.6.2
2.6.3
2.6.4
Schall- und Brandschutzmaßnahmen ........................................................
Schallschutz ..............................................................................................
Brandschutzmaßnahmen bei RLT- Anlagen ..............................................
Entrauchung von Gebäuden ....................................................................
Rauchfreihaltung von Rettungswegen ......................................................
31
31
31
32
34
2.7
2.7.1
2.7.2
2.7.3
Digitale Mess-, Steuer- und Regeltechnik ..................................................
Allgemeines ................................................................................................
Stellglieder ..................................................................................................
Regelung von Heiz- und Kühlkreisen ........................................................
34
34
35
36
3
3.1
3.2
3.3
3.4
Energiewirtschaftliche Überlegungen ....................................................
Kennwerte für elektrische Antriebsleistungen ..........................................
Wärmerückgewinnung (WRG) ..................................................................
Adiabate Fortluftkühlung ............................................................................
Mess-, steuer- und regeltechnische Maßnahmen ......................................
37
37
38
38
39
4
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.1.4
4.1.5
4.1.6
Anforderungen und Auslegungsdaten
für einzelne Anwendungsbereiche ............................................................
Verwaltungsgebäude ..................................................................................
Büroräume ..................................................................................................
Sitzungsräume ............................................................................................
Toilettenräume ............................................................................................
Wasch- und Duschräume ..........................................................................
Umkleideräume ..........................................................................................
Lager- und Nebenräume ............................................................................
40
40
40
40
40
40
41
41
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
Schulen ......................................................................................................
Allgemeine Unterrichtsräume ....................................................................
Aulen und Festräume ................................................................................
Naturwissenschaftliche Fachräume ..........................................................
Musikräume ................................................................................................
Werkräume und Werkstätten ......................................................................
Lehrküchen ................................................................................................
41
41
41
42
42
42
42
4.3
4.3.1
4.3.2
Universitäten und Hochschulen ................................................................ 42
Seminarräume ............................................................................................ 42
Hörsäle ...................................................................................................... 42
4
4.3.3
4.3.3.1
4.3.4
4.3.5
Laboratorien ..............................................................................................
Lagerräume für gefährliche Arbeitsstoffe ..................................................
Sonderbereiche Forschung ........................................................................
Reinräume ..................................................................................................
43
43
44
44
4.4
Krankenhäuser und Kliniken ...................................................................... 45
4.5
4.5.1
4.5.2
4.5.3
4.5.4
4.5.5
Sportbauten ................................................................................................
Sporthallen ................................................................................................
Gymnastikräume ........................................................................................
Konditions- und Krafttrainingsräume ..........................................................
Umkleideräume ..........................................................................................
Wasch- und Duschräume ..........................................................................
4.6
4.6.1
Bäderbauten .............................................................................................. 46
Nebenräume in Bäderbauten .................................................................... 46
4.7
4.7.1
4.7.2
Betriebsbauten .......................................................................................... 47
Werkstätten ................................................................................................ 47
Wäschereien .............................................................................................. 47
4.8
4.8.1
4.8.2.
Kulturbauten .............................................................................................. 48
Bibliotheken ................................................................................................ 48
Museen ...................................................................................................... 48
4.9
4.9.1
4.9.2
DV-Räume .................................................................................................. 51
Bauliche Anforderungen ............................................................................ 52
Planungshinweise ...................................................................................... 52
4.10
Speiseräume .............................................................................................. 53
4.11
Küchen ........................................................................................................ 54
45
45
46
46
46
46
Anhang I Auslegungsdaten für übliche Raumarten .............................................. 56
Anhang II Bestimmung der Außenluftvolumenströme mittels Olf .......................... 60
Anhang III Zusammenstellung der wesentlichen Bestimmungen
und technischen Regeln .......................................................................... 61
Mitarbeiter ................................................................................................................ 64
5
6
Vorwort
Die vorliegenden Hinweise zur Planung und Ausführung von Raumlufttechnischen
Anlagen für öffentliche Gebäude ersetzen die entsprechenden Hinweise aus dem
Jahre 1993. Damit soll den neuen Entwicklungen in der Raumlufttechnik Rechnung
getragen werden.
Da die Auslegung von RLT-Anlagen nach Luftqualitätsgesichtspunkten verstärkt in
die Praxis eingegangen ist, wurde diese Planungsmethode neu aufgenommen und
die Aussagen zur Bestimmung bedarfsgerechter Luft-Volumenströme komplett
überarbeitet.
Ergänzt und aktualisiert wurden u.a. auch die Hinweise zum Schall- und
Brandschutz, zur Planung und Ausführung der MSR-Technik und für hygienische
Mindest-Anforderungen an RLT-Anlagen.
Zur Vermeidung erhöhter Kosten bei den Investitionen und im laufenden Betrieb
wurde den Themenbereichen Bauphysik und natürliche Lüftung sowie den energiewirtschaftlichen Auslegungskriterien mehr Gewicht beigemessen.
Mit den vorliegenden Hinweisen soll die ganzheitliche Planung von Bauwerken und
technischen Anlagen weiter gefördert werden.
Ministerialrat
Dipl.-Ing. Jürgen Hardkop
Vorsitzender des AMEV
Bundesbankdirektor
Dipl.-Ing. Joachim Frommhold
Obmann der Ausschusses
RLT-Anlagen-Bau 2004
7
8
1
Allgemeines
1.1
Anwendungsbereich
Der Anwendungsbereich der vorliegenden Planungshinweise erstreckt sich
auf Neu-, Um- und Erweiterungsbauten sowie auf Instandhaltungsmaßnahmen (Bauunterhaltung) in Gebäuden staatlicher und kommunaler Verwaltungen. Besondere Richtlinien und Festlegungen einzelner Verwaltungen
bleiben davon unberührt.
1.2
Grundsatzüberlegungen für die Planung von RLT-Anlagen
RLT-Anlagen verursachen nicht unerhebliche Kosten für Investition und
Betrieb. Die Notwendigkeit sollte daher immer kritisch untersucht werden
(Abschnitt 1.3). Hat sich die Notwendigkeit herausgestellt, wird der
erforderliche Zuluftvolumenstrom in der Regel über die Kühllast
(Kühllastberechnung oder Computersimulation) bestimmt. Erfordert die
gewünschte Raumluftqualität (Abschnitt 1.4.2) einen geringeren
Außenluftvolumenstrom als den über die Kühllast berechneten
Zuluftvolumenstrom, könnte die Volumenstromdifferenz, falls wirtschaftlich,
durch andere Raumkühleinrichtungen ersetzt werden. Low Olf-Maßnahmen
(Abschnitt 1.4.3) können den Außenluftvolumenstrom mindern, zu kleineren
RLT-Anlagendimensionen führen und damit auch zu einem geringeren
Platzbedarf für RLT-Anlagen und damit zusammenhängende Installationen
in einem Gebäude. Zweckmäßige Systementscheidungen können ebenfalls
kostenmindernd wirken (z. B. Quelllüftung, Abschnitt 1.5 und 2.1). Sie
beeinflussen jedoch den Gebäudeentwurf und sind eventuell aus
architektonischen Gründen nicht zu verwirklichen.
Wärmerückgewinnungsmaßnahmen beeinflussen nicht nur die Betriebskosten, sondern auch die Investitionskosten für Heizungs-, Kälte-,
Rückkühlanlagen und Rohrleitungstrassen. Der Auslegung der Wärmerückgewinnungsmaßnahmen (Abschnitt 3.2) kommt daher eine besondere Bedeutung zu.
9
Die Zentralisierung bzw. Dezentralisierung von RLT-Anlagen hat ebenfalls
großen Kosteneinfluss und ist nach folgenden Kriterien zu untersuchen:
• Größe, Nutzung und Lage der zu versorgenden Bereiche,
• Platzbedarf für Geräte und Leitungen,
• Wartungsfreundlichkeit,
• Anordnung der Außenluftansaug- und Fortluftaustrittsöffnungen
am Gebäude,
• Umfang und Häufigkeit von Teillastbetriebszuständen unter Berücksichtigung der Jahresbetriebsstunden,
• brandschutztechnische Anforderungen (wenig Durchdringungen von
Brandabschnitten),
• Einsatz von Wärmerückgewinnungssystemen,
• Störungs-Ausfallauswirkungen bei starker Zentralisierung,
• Anordnung von Rückkühlwerken,
• Gebäudeart, Geschoss-, Schachttyp, Abschottungen und Schleusen im
Gebäude.
Abwägende Untersuchungen aller vorgenannten Einflüsse und daraus
resultierende Betriebskostenschätzungen sollen im frühestmöglichen
Stadium der Vorplanung durchgeführt werden, da dann noch Spielräume
für Änderungen und Optimierungen gegeben sind.
1.3
10
Integrale Gebäude- und RLT-Planung
Bei den in der Bundesrepublik Deutschland vorherrschenden klimatischen
Verhältnissen und geeigneter Bauweise reicht eine freie Lüftung, erforderlichenfalls mit einem wirksamen Sonnenschutz, grundsätzlich aus, um die
hygienischen und thermischen Behaglichkeitsanforderungen zu erfüllen.
Eine grobe Abschätzung geeigneter Bauweisen kann mit den folgenden
Kennwerten vorgenommen werden:
Bauweise
günstig
noch günstig
ungünstig
Gesamtenergiedurchlassgrad der
Fenster, einschließlich
Sonnenschutz gemäß
DIN 4108-6
0,1
0,2
> 0,2
verstellbar
verstellbar
nicht verstellbar
Wirksame
Speichermasse nach
Definition VDI 2078*)
175 kg/m2 RU
100 kg/m2 RU
< 50 kg/m2 RU
Raumtiefe zum
nächstgelegenen
Fenster
<5m
7m
>8m
Verhältnis Anzahl
Kippfenster zur
Raumfläche**)
1 : 10 m2
1 : 20 m2
1 : 30 m2
Nachtlüftung durch
gekippte Fenster
möglich
Innere Lasten
< 30 W/m2
nicht möglich,
z. B. auf Grund
von Sicherheitsforderungen für
geschlossene
Fenster
< 50 W/m2
> 50 W/m2
*) RU= Raumumschließung; teilen sich zwei Räume ein Bauteil, darf nur die halbe Masse
berücksichtigt werden. Es dürfen nur Massen berücksichtigt werden, die für
angemessene konvektive Wärmeübergänge zugänglich sind.
**) gekipptes Fenster = zwei Luftstrahlen á 300 Watt Kühlleistung
Bei Gebäuden mit günstigen bauphysikalischen Kennwerten und inneren
Lasten bis zu 30 W/m2 (Personen, Geräte und künstliche Beleuchtung),
werden die zulässigen Raumtemperaturen ohne zusätzliche RLT-Anlagen
eingehalten.
Bei frühzeitiger Zusammenarbeit zwischen allen an der Planung beteiligten
Stellen bereits in der Entwurfsphase können die günstigen baulichen
Kennwerte in Gebäuden ohne besondere Ansprüche erfahrungsgemäß
ohne weiteres erreicht werden (siehe auch AMEV-Ausarbeitung
Umweltcheck).
11
In dem Maße, in dem sich in einer Entwurfsplanung die ungünstigen
Einflüsse häufen und verstärken, erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit
von Raumtemperaturüberschreitungen im späteren Betrieb. Ziel kann es in
solchen Fällen nicht sein, ungünstige Bauweisen (z. B. unzureichende
Speichermassen und großflächige Fensterflächen, die zu Treibhauseffekten
führen) durch den Einsatz von energie- und kostenintensiven RLT-Anlagen
zu kompensieren. Dieser Weg führt zu unwirtschaftlichen und energetisch
bedenklichen Gebäudekonzepten. Stattdessen sind die wesentlichen
Probleme zu klären und in erster Linie durch bauseitige Lösungen zu
beheben.
In komplexen Fällen haben sich Simulationsrechnungen nach VDI 2067
Blatt 10 und 11 bewährt. Auf der Grundlage der langfristigen Wetterdaten
werden die voraussichtlichen Raumtemperaturen für alle 8760 Stunden
eines Referenz-Jahres ermittelt. Die baulichen Kennwerte sollen so
abgestimmt werden, dass die Raumtemperatur auch in ungünstigen
Räumen die zulässige Grenz-Raumtemperatur (je nach Sommer-Region 25,
26 oder 27°C) nach dem Entwurf der DIN 4108 Teil 2 – Änderung vom
Februar 2002 – an nicht mehr als 10 % der Aufenthaltszeit überschreitet. Für
Büroräume, die nach der Definition der Arbeitsstättenrichtlinien keine
Hitzearbeitsplätze darstellen, sind nach diesen Richtlinien auch höhere
Temperaturen für längere Zeiten zulässig.
Unabhängig davon kann die Errichtung von RLT-Anlagen in folgenden
Fällen erforderlich sein:
• besondere baurechtliche Vorschriften,
• für Räume, in denen sich der üblichen Nutzung entsprechend eine größere Anzahl von Personen auf kleinem Raum über längere Zeit (länger als
1 Stunde) aufhält, wenn ein spezifisches Raumvolumen von 5 m3/Person
unterschritten wird, die Raumtiefe zum nächstgelegenen Fenster größer
als 7 m und das Verhältnis Anzahl Kippfenster zur Raumfläche ungünstiger als 1 : 20 m2 ist;
• für fensterlose Räume;
• für Räume mit nicht zu öffnenden Fenstern z. B. wegen
– Sicherheitsanforderungen,
– eines zu hohen Außenlärmpegels,
– einer zu hohen Schadgaskonzentration der umgebenden Atmosphäre,
– Vollverdunkelung,
– extremer Windverhältnisse,
– zu hoher Konzentration gefährlicher bzw. gesundheitsgefährdender
Stoffe und/oder Keime im Rauminnern;
12
• für Räume, in denen hohe sensible und/oder latente Lasten auftreten;
• für Räume, in denen erhebliche Verunreinigungen freigesetzt werden;
für Räume, in denen definierte Raumluftzustände (Temperatur, Feuchte,
Luftgeschwindigkeit, Keimpegel) in vorgegebenen Grenzen gehalten werden müssen.
1.4
Gesundheitstechnische Anforderungen
1.4.1
Grundsätzliche Anforderungen
RLT-Anlagen sollen ein behagliches Raumklima und eine gesundheitlich unbedenkliche Raumluftqualität sicherstellen. Die thermische Behaglichkeit
und Luftqualität von Räumen wird durch die Personen, den Raum und die
RLT-Anlage selbst beeinflusst.
Die thermische Behaglichkeit wird durch die Zustandsgrößen Lufttemperatur, mittlere Wandoberflächentemperatur, Luftfeuchte und Luftgeschwindigkeit definiert. Die Kleidung und der Aktivitätsgrad der Personen
spielt eine weitere wichtige Rolle. Die thermischen Behaglichkeitsgrenzen
sind in DIN 1946 Teil 2 – Raumlufttechnik; gesundheitstechnische
Anforderungen – festgelegt.
Unter Luftqualität werden alle nichtthermischen Einflüsse auf das
Wohlbefinden der Personen verstanden. Die Konzentration an schädlichen
Stoffen und unangenehmen Gerüchen sowie der Schallpegel dürfen die
zulässigen Grenzwerte nicht überschreiten. Hinsichtlich des Schallschutzes
wird auf Abschnitt 2.6.1 verwiesen.
Der Kohlendioxidgehalt der Raumluft ist ein Indikator für die durch die
Raumnutzer selbst verursachten Verunreinigungen. Ein CO2-Gehalt von
weniger als 0,1 Vol-% gilt als Kriterium für eine gute Raumluft. Als Ergebnis
zahlreicher Untersuchungen entspricht dies einem tolerablen Grenzwert
von 80 % zufriedener Nutzer. An diesem Grenzwert bemisst sich der in der
DIN 1946 Teil 2 – Raumlufttechnik; gesundheitstechnische Anforderungen
angegebene personenbezogene Mindest-Außenluftvolumenstrom.
Bei produktionsbedingten Verunreinigungen ist der Außenluftanteil über
eine Schadstoffbilanz zu bemessen, damit die zulässigen MAK- bzw. TRKWerte (Maximale Arbeitsplatzkonzentration bzw. Technische Richtkonzentration nach der Gefahrstoffverordnung) nicht überschritten werden. Diese
Bilanzen sind in den unter Abschnitt 4 genannten Regelungen für einzelne
Anwendungsbereiche im allgemeinen bereits berücksichtigt.
13
Unzweckmäßig geplante und schlecht betriebene RLT-Anlagen können
Mitverursacher des sog. Sick-Building-Syndromes sein. Nur bei fachgerechter Planung, Ausführung, Wartung und Betrieb (Hinweise VDI 6022 –
Hygienische Anforderungen an raumlufttechnische Anlagen) lässt sich eine
Verunreinigung der Raumluft durch RLT-Anlagen ausschließen.
1.4.2
Bestimmungen der Außenluftvolumenströme
Raumluft muss eine Mindestqualität aufweisen, um das Wohlbefinden von
Personen sicherzustellen. Für die Berechnung des Außenluftvolumenstromes sind die Mindestwerte nach DIN 1946 und den Arbeitsstättenrichtlinien (ASR) zu beachten. VDI-Richtlinien geben weitere Hinweise. Die
Tabelle im Anhang I enthält die danach erforderlichen Außenluftvolumenströme und andere wichtige Auslegungsdaten für typische Raumarten in
öffentlichen Gebäuden.
Alternativ kann die Bestimmung des Außenluftvolumenstromes durch
differenzierte Betrachtung der Luftqualität und der in den Raum
eingebrachten Verunreinigungen erfolgen. Personen, Baustoffe, Inventar
und RLT-Anlagen verursachen sensorische Verunreinigungen (gemessen in
olf) in Räumen, die mit Außenluft (Luftqualität gemessen in dezipol (dp))
soweit verdünnt werden müssen, dass in Räumen die gewünschten
empfundenen Luftqualitäten (gemessen in dp) herrschen. Beim Einsatz von
RLT-Anlagen findet dieser Verdünnungsprozess kontinuierlich statt, bei
Fensterlüftung zum Teil auch stoßweise. Maßgebend ist die Luftqualität im
Atmungsbereich. Daher hat auch die Lüftungseffektivität der verschiedenen
RLT-Systeme einen starken Einfluss auf die Bemessung von
Außenluftvolumenströmen.
Die Verunreinigungslast einer Standard-Person ist als 1 olf definiert; 0 dp
entspricht reiner Außenluft und 0,5 dp schlechter Großstadt-Außenluft.
Andere Verunreinigungslasten in Räumen und andere Außenluftqualitäten
werden an Hand dieser Kennwerte in Skalen angeordnet. Die
Lüftungseffektivität beträgt 1, wenn Verunreinigungen und Luft vollständig
vermischt sind, größer 1, wenn die Luftqualität im Atmungsbereich besser
ist, als in der Abluft. Mischlüftung hat die Effektivität 1, Quelllüftung 1,4 und
kann daher zu kleineren Außenluftvolumenströmen führen.
14
Der für ein Wohlbefinden erforderliche Außenluftvolumenstrom für einen
Raum wird durch folgende Gleichung berechnet:
V· = 10 얖
G
(Ci – CCAL) 얖 εV
Hierin sind:
V·
der für Wohlbefinden erforderliche Außenluftvolumenstrom in l/s
oder l/s m2
G
die sensorische Verunreinigungslast in olf oder olf/m2
Ci
die gewünschte empfundene Innenluftqualität in dp
(1,4 dp entspricht 20 % unzufriedene Raumnutzer)
CAL
die empfundene Außenluftqualität an der Außenluft-Ansaugöffnung
in dp (0,1 dp entspricht guter Großstadtluft)
εv
die Lüftungseffektivität
Eine ausführliche Darstellung dieser Methode zur Bestimmung der Außenluftvolumenströme enthält der Anhang A der DIN 1946 Teil 2. und der
»Technische Bericht DIN EN 79«.
Die Tabelle im Anhang II dieser Planungshinweise enthält Auslegungswerte
für die Außenluftvolumenströme der Raumarten Einzelbüro, Großraumbüro,
Konferenz- / Seminarraum, Hörsaal, Kantine, Speiseraum und Klassenraum
für die empfundenen Raumluftqualitäten »mittel« (1,4 dp) bzw. »gering« (2,5
dp; dies entspricht 30 % unzufriedener Raumnutzer). Es ist jeweils der
Mindestaußenluftvolumenstrom für Personen mit einem Wert für die
Zusatzlüftung zur Beseitigung von Verunreinigungen aus den Räumen zu
addieren.
Für Räume ohne Low Olf-Maßnahmen ist mit den Tabellenwerten mit
mittlerer Verunreinigung zu rechnen. Räume mit Kopierern, zahlreichen
Laserdruckern oder anderen besonderen Verunreinigungsquellen sind als
Räume mit starker Verunreinigung anzusehen.
Für Labore, Werkstätten, Krankenhäuser usw. sind die einschlägigen
Regeln der Technik zu beachten.
15
1.4.3
Low Olf-Maßnahmen
Werden Low Olf-Maßnahmen bei der Auswahl von RLT-Anlagen, Baustoffen
und Inventarmaterialien ergriffen, so kann mit den Tabellenwerten für
Räume mit geringer Verunreinigung gerechnet werden. Nach Möglichkeit
sollten genaue Berechnungen die Anwendung der Tabellen in Anhang II
ersetzen.
Für Low Olf-Räume sind z. B. folgende Planungen notwendig:
• Auswahl geruchsneutraler Baustoffe und Inneneinrichtungsmaterialien,
• Verzicht auf Umluft und höhere Dichtheitsklasse der Luftleitungen im
Unterdruckbereich,
• Sicherstellung von sauberem Wasser für Sprühbefeuchtung,
• Vermeidung von keilriemengetriebenen Ventilatoren,
• Bei Einsatz von Rotationswärmerückgewinnern nur Typen mit nachgewiesener geringer Übertragungsrate von Gerüchen.
Übliche Materialien für den Ausbau von z. B. Büroräumen wie kunststoffbeschichtete Pressspanplatten, Teppichböden und Klebstoffe erfüllen Low OlfAnforderungen in der Regel nicht. Wegen der noch unzureichenden Hersteller-Informationen gestaltet sich die Planung von Low Olf-Maßnahmen
derzeit noch schwierig.
Einige Hinweise über Verunreinigungslasten zur Planung von Low Olf-Maßnahmen können dem DIN Fachbericht 79 – Lüftung in Gebäuden – Auslegungskriterien für Innenräume entnommen werden.
1.5
16
RLT-Auslegungsschritte in der Vorplanung
Stellt sich in der Vorplanung unter Beachtung des Abschnitts 1.3 die Notwendigkeit von RLT-Anlagen heraus, ist folgende Vorgehensweise für die
wesentlichen Systemfestlegungen/-bemessungen zu empfehlen:
• Ermittlung der Außenluftvolumenströme nach Vorgaben der öffentlichrechtlichen Vorschriften (siehe Abschnitt 4 und Anhang I),
• Kühllastberechnungen/-schätzungen und daraus Ableitung der Zuluftvolumenströme für die betreffenden Räume,
• Bestimmung der Außenluftvolumenströme gemäß Abschnitt 1.4.2,
• Vergleich der Zuluft- und zugehörigen Außenluftvolumenströme und
Fallunterscheidung wie folgt:
Fall 1: Zuluft- größer als Außenluftvolumenströme:
Es ist abzuwägen, ob die Differenz zwischen Zuluft- und Außenluftvolumenströmen
– als Umluft konzipiert wird,
– doch als Außenluft konzipiert wird (reiner Außenluftbetrieb),
– durch eine kombinierte Anlage Luft-Wasser-Systeme ersetzt wird.
Die Umluftkonzeption stellt den Standardfall dar. Für reine Außenluftanlagen
sprechen die erzielbaren optimalen Raumluftqualitäten. Durch effiziente
Wärmerückgewinnungseinrichtungen (siehe auch Abschnitt 3.2) halten sich
die Mehrkosten in Grenzen. Kombinierte Anlagen werden bei höheren
inneren Lasten (größer 60 W/m2) eingesetzt. Dann sind die höheren Investitionskosten für zwei Systeme (Zusatzausrüstung mit Kühldecken oder
Ventilatorkonvektoren) wirtschaftlich gerechtfertigt. Zusätzlich ist bei dieser
Variante zu untersuchen, ob die alternative Wahl von Quelllüftung
(Schichtströmung) durch die verbesserte Lüftungseffektivität zusätzliche
wirtschaftliche Vorteile bringt.
Fall 2: Zuluftvolumenströme kleiner als Außenluftvolumenströme
Es ist abzuwägen, ob die Senkung der Außenluftvolumenströme auf das
Maß der Zuluftvolumenströme bezüglich der Verschlechterung der Raumluftqualität vertretbar ist. Weiter ist zu untersuchen, ob Quelllüftung eingesetzt und damit doch eine mittlere Raumluftqualität aufrecht gehalten
werden kann.
Nach den vorgenannten Abwägungen können im wesentlichen auch die
Luftleitungsnetze (siehe Abschnitt 2.3.1) und die optimale Anordnung der
Technikzentralen festgelegt werden (siehe Abschnitt 1.2).
RLT-Anlagen ohne Kühlung werden nach den erforderlichen Außenluftvolumenströmen (siehe Abschnitt 1.4.2) ausgelegt.
1.6
Luftbefeuchtung
Luftbefeuchter unterliegen besonderen hygienischen Anforderungen und
erhöhen die Betriebskosten. Auf Grund dessen ist die Notwendigkeit einer
Luftbefeuchtung kritisch zu überprüfen. RLT-Anlagen für thermisch hochbelastete Räume (innere Kühllasten größer 60 W/m2) mit langer Aufenthaltszeit
von Personen (Dauerarbeitsplätze) sollten eine Befeuchtung erhalten. Bei
thermisch niedrig belasteten Räumen oder bei Quelllüftung bis zu inneren
Kühllasten 75 W/m2 kann in der Regel auf Befeuchtung verzichtet werden.
17
Über die Ausführung und den hygienischen Betrieb der Befeuchtungseinrichtungen gibt die VDI 6022 – Hygienische Anforderungen an raumlufttechnische Anlagen – wichtige Hinweise. Neben den hygienischen Aspekten
sind auch der Wartungsaufwand sowie die Energiekosten der
verschiedenen Befeuchtungssysteme zu berücksichtigen.
1.7
Abnahme und Leistungsmessungen
Nach Meldung der Fertigstellung durch den Auftragnehmer ist eine
Abnahmeprüfung nach VOB, Teil C DIN 18379 durchzuführen. Sie
beinhaltet die Vollständigkeitsprüfung des Auftragsumfanges und die
Übergabe der Wartungs- und Bedienungsanweisungen mit Zusammenstellung der technischen Daten, der Bestandszeichnungen, des elektrischen Übersichtsschalt- und Anschlussplanes und das Protokoll über die
Einweisung des Wartungs- und Bedienungspersonals.
Bei betriebswichtigen RLT-Anlagen sind im Rahmen der Abnahmeprüfung
Funktionsprüfungen, Funktionsmessungen, Vollständigkeitsprüfungen und
Sondermessungen nach DIN EN 12599 durchzuführen. Die Prüfungen sollten durch einen Sachverständigen im Beisein des Auftragnehmers erfolgen.
Bei der Ausschreibung und Auftragsvergabe ist darauf hinzuweisen, dass
Kosten für zu wiederholende Funktionsprüfungen infolge Nichtererbringung
des Auftragsumfanges zu Lasten des Auftragnehmers gehen.
Bereits bei der Planung und Ausführung lüftungstechnische Anlagen sind
Messstellen für eine Leistungsmessung vorzusehen.
1.8
Vorbereitungen und Hinweise für den Betrieb
Um einen hygienegerechten und sicheren Betrieb zu ermöglichen müssen
die konstruktiven Anforderungen der VDI 6022, z. B. an die Zugänglichkeit
zu den Anlagenaggregaten, die Vermeidung unzulässiger Aggregatabfolgen und die Beachtung geforderter Filterklassen eingehalten werden.
Die praktischen Erfahrungen zeigen, das eine nach VDI 6022 einwandfrei
betriebene RLT-Anlage gleichzeitig auch olfaktometrisch deutlich bessere
Ergebnisse liefert, d. h. weniger Geruchsbelastungen verursacht.
Der Betreiber ist nach dem Energieeinsparungsgesetz verpflichtet, RLTAnlagen sachgerecht zu bedienen, zu warten und instand zu halten. Er hat
18
durch eine geordnete Betriebsführung und fachgerechte Instandhaltung die
bestimmungsgemäße, auch hygienisch einwandfreie Funktion und den
wirtschaftlichen und energiesparenden Betrieb der RLT-Anlagen zu gewährleisten. Hierzu ist der Einsatz von geschultem Bedienungs- und Wartungspersonal sicherzustellen. Der Nutzer ist bereits im Planungsstadium auf die
entsprechenden organisatorischen personellen und kostenmäßigen
Auswirkungen hinzuweisen.
Die Grundsätze für den Betrieb raumlufttechnischer Anlagen sind in der VDI
3801 – Betreiben von RLT-Anlagen – enthalten. Die AMEV-Richtlinie „Bedienen von raumlufttechnischen Anlagen in öffentlichen Gebäuden“ gibt
konkrete Hinweise für das Betriebspersonal der RLT-Anlagen.
Für die Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten ist ein Leistungsprogramm
entsprechend dem VDMA-Arbeitsblatt 24186 und den Vertragsmustern der
AMEV-Richtlinien – Wartung 2002 – oder in Sonderfällen – Instandhaltung
90 – aufzustellen. Dabei sind hygienische und gesundheitstechnische
Anforderungen zu beachten.
Der bedarfsgerechte Umfang der Instandhaltungsarbeiten ist stark von der
Anlagenart und -nutzung, den Betriebszeiten und der Ausführung und Zustand der Bauelemente abhängig. Der Umfang der Wartung und die Festlegung der konkreten technischen Wartungs- und Inspektionsintervalle ist
von den Fachplanern in Abstimmung mit den Nutzern und ggf. unter
Einbeziehung einer Hygiene-Fachkraft für den jeweiligen Einzelfall
anzugeben.
19
20
2
Systeme und Bauelemente
Bei der Festlegung der Anlagensysteme und Bauelemente ist darauf zu
achten, dass diese bedarfs- und funktionsgerecht sowie energiesparend
und umweltschonend geplant werden. Dies gilt auch für den stufenweisen
Ausbau von RLT-Anlagen bei umfangreichen Bauvorhaben. Außerdem sind
die bauphysikalischen Randbedingungen zu berücksichtigen. Bezüglich
der Hygiene ist darauf zu achten, dass keine Komponenten (z. B.
Schalldämpfer, Filter, Schalldämmmaterial des Zentralgerätes) eingesetzt
werden, die ein mikrobielles Wachstum innerhalb der RLT-Anlagen fördern
bzw. selbst als Nährstoff für Mikroorganismen dienen können.
2.1
Luftführung im Raum
Systeme mit Mischströmung:
Die Zuluft wird mit hohem Eintrittsimpuls außerhalb der Aufenthaltszone
eingeführt mit dem Ziel, durch Induktion eine möglichst gute Mischung
zwischen Zuluft und Raumluft zu erreichen. Örtliche Unterschiede von Temperaturen und Konzentrationen (Feuchte, Rauch, Gerüche usw.) sind bei
Mischströmung gering, so dass die Anordnung der Abluftabsaugung ohne
wesentlichen Einfluss auf den Raumluftzustand und die Raumströmung ist.
Systeme mit Schichtströmung (Quellluftstrom):
Die Zuluft wird mit niedrigen Geschwindigkeiten und Turbulenzgrad über
entsprechend große Flächen in den Raum eingeführt mit dem Ziel, eine
Durchspülung des Raumes mit möglichst geringer Mischung zwischen
Zuluft und Raumluft zu erreichen.
Bei der Schichtströmung (Quellluft) wird die Zuluft im unteren Raumbereich
mit einer geringen Untertemperatur in den Raum eingeführt. Durch die auf
Grund der Dichteunterschiede entstehende stabile Luftschichtung im Raum
kommt es zu einer aufwärts gerichteten Strömung geringster Geschwindigkeit, aus der sich die Auftriebsströme örtlicher Wärmequellen
herauslösen. Die Höhe der Frischluftschicht ist abhängig vom Verhältnis der
thermischen Auftriebsströme zu dem eingeführten Zuluftvolumenstrom.
Unterhalb der Mischzone wird im Raum eine deutlich bessere Luftqualität,
z. B. bezüglich Geruchskonzentration erreicht als unter sonst gleichen
Bedingungen mit einem Mischströmungssystem.
Auf Grund der dichtebestimmten Luftschichtung im Raum bilden sich
unterhalb der Mischzone deutliche Konzentrations- und Temperaturgefälle
aus. Auf Grund des im gesamten Raum niedrigen Turbulenzgrades der
21
Luftströmung werden bei diesem System bezüglich der Luftbewegung sehr
gute Komfortbedingungen erreicht.
In Verbindung mit Kühldecken kommt es zu verstärkten thermisch bedingten Zirkulationen im Raum, welche die für diese freie Verdrängungsströmung typischen Temperatur- und Konzentrationsgefälle praktisch beseitigen. Der hohe Komfort bezüglich praktisch nicht spürbarer Luftbewegung
bleibt dabei erhalten.
Systeme mit Verdrängungsströmung:
Die Verdrängungswirkung kann durch eine Kolbenströmung im Raum (»erzwungene Verdrängungsströmung«) erreicht werden. Die erzwungene Verdrängungsströmung erlaubt es, auf der angeströmten Seite von Arbeitszonen fast Zuluftqualität, z. B. bezüglich Partikelkonzentration, zu erreichen.
Voraussetzung ist eine Geschwindigkeit der Kolbenströmung, die eine
mischungsfördernde Auftriebsströmung örtlicher Wärmequellen entgegen
der Kolbenströmungsrichtung zuverlässig unterdrückt. Die erforderlichen
Luftwechsel sind daher außerordentlich hoch, der Aufwand entsprechend
(vorwiegend Anwendung in der Reinraumtechnik).
2.2
Anlagensysteme
Nur-Luftanlagen mit festem Volumenstrom
Mit Nur-Luftanlagen können die meisten bei öffentlichen Bauvorhaben
auftretenden Aufgaben für RLT-Anlagen wirtschaftlich gelöst werden, wenn
nur thermische Lasten bis 60 W/m2 vorliegen und gleichartige Räume
versorgt werden müssen. Die einfache technische Konzeption mit niedrigen
Investitions- und Betriebskosten bietet keine individuelle Regelmöglichkeit
für einzelne Räume. Es ist ein strömungsgünstig ausgebildetes Leitungsnetz mit relativ großem Platzbedarf erforderlich. Nachteilig sind ein hoher
Energieverbrauch für die Luftförderung (hoher Druckverlust) und evtl.
Strömungsgeräusche.
Nur-Luftanlagen mit variablem Volumenstrom (VVS-Anlage)
Einsatz bei örtlichen und zeitlichen Unterschieden in den thermischen
Lasten der zu versorgenden Räume und bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die individuelle Regelbarkeit. Bei geringen Lasten (weniger als
50 W/m2) häufig eine günstige Alternative zur Induktionsanlage bezüglich
Energieaufwand und Gesamtkosten. VVS-Anlagen erfordern einen relativ
hohen Aufwand an Investitionen, Regeltechnik und Luftdurchlässen, bieten
22
aber ein energiesparendes RLT-Konzept mit guter Anpassung an örtlich und
zeitlich wechselnde thermische Lasten, individueller Raumtemperaturregelung durch Veränderung der Luftmenge, zeitweiser Luftmengenreduzierung bzw. Abschaltung von Räumen bei Nichtbenutzung und
Auslegung der Zentralen nur auf das 0,75- bis 0,8fache der Nennluftmenge.
Induktionsanlagen
Einsatz nur für Räume bis max. 6 – 8 m Raumtiefe und bei großen Unterschieden in den thermischen Lasten der zu versorgenden Räume sowie
hohen Ansprüchen an die individuelle Regelbarkeit. Induktionsanlagen
haben bei hohen thermischen Lasten meist vorteilhafte Investitions- und
Instandhaltungskosten und bieten infolge des hohen regeltechnischer Aufwand eine gute Anpassung an örtlich und zeitlich wechselnde thermische
Lasten. Die Induktionsgeräte können bei Stillstand der RLT-Anlage die Heizlast ganz oder teilweise übernehmen.
Kühldecken-Anlagen
Nutzung bei Kühllasten bis 100 W/m2 meist in Verbindung mit einer Quelllüftung und geringen Außenluftvolumenströmen. Kühldecken-Anlagen
ermöglichen eine individuelle Raumtemperaturregelung über die Kühldecke
und erreichen besonders günstige Komfortbedingungen. Bei hoher
Leistung der Kühldecke kann eine Mischlüftung im Raum erfolgen. Hohe
Kaltwassertemperaturen können verwendet werden Eine Unterschreitung
des Oberflächentaupunktes muss vermieden werden.
Ventilatorkonvektoren
Die Anlagen führen sehr hohe thermische Lasten z. B. in DV-Räumen ab,
ggf. auch ohne Luftleitungsnetz und bei geringem Komfort. Der großen
Leistungsfähigkeit und Umluftmenge stehen eine hohe Lautstärke durch
den raumseitigen Ventilator und ev. Zugerscheinungen bei Lasten über
60 W/m2 gegenüber.
23
2.3
Bauelemente von RLT-Anlagen
2.3.1
Luftleitungen
Niedriger Energiebedarf (geringe Druckverluste), hohe Dichtheit, geringe
Wärmeverluste und günstige hygienische Bedingungen sind wesentliche
Kostenfaktoren für den Betrieb von RLT-Anlagen (siehe VDI 3803). Aus
wirtschaftlichen Gründen ist bei Niedergeschwindigkeitssystemen die
Luftgeschwindigkeit auf der Grundlage des Auslegungsvolumenstromes in
Luftleitungen mit 5 bis 7 m/s auszulegen, bei einer üblichen Nutzungsdauer
von 3.000 h/a. Bei höheren Betriebsstunden sollte die Luftgeschwindigkeit
dann auf 5 m/s abgesenkt werden.
Für die Materialauswahl sind in besonderen Fällen die Gesichtspunkte des
Brandschutzes, der Hygiene und der Korrosionsbeständigkeit zu berücksichtigen.
2.3.2
Reinigungsöffnungen
Um die hygienischen Anforderungen (VDI 6022) zu gewährleisten, sind
Luftleitungen mit Reinigungsöffnungen zu versehen, so dass das komplette
Leitungssystem gereinigt werden kann. Die Einbaulage aller Reinigungsöffnungen muss aus den Montageplänen und Werkstattzeichnungen
ersichtlich sein.
Die erforderliche Anzahl und Anordnung von Revisionsöffnungen in den
Luftleitungen richtet sich nach der Ausgestaltung (Größe, Verlauf, Zugänglichkeit etc.) der jeweiligen Luftleitungen. In Zuluftleitungen muss der
Bereich direkt nach dem Zentralgerät sowie – falls vorhanden – im Bereich
von in der Luftleitung befindlichen Schalldämpfern zu Inspektions- und
gegebenenfalls Reinigungs- und Desinfektionszwecken zugänglich sein.
Bei Umluftbetrieb muss die Umluftleitung mindestens an einer Stelle und –
falls vorhanden – im Bereich der Schalldämpfer zugänglich sein.
2.3.3
Ventilatoren und Lüftungsgeräte
Bei der Auswahl und dem Einbau von Ventilatoren ist die VDIRichtlinie 3803 – Raumlufttechnische Anlagen; Technische Grundforderungen – zu beachten.
Neben den Auslegungskriterien Luftstrom, Förderdruck und Schallleistungspegel kommt dem Wirkungsgrad von Ventilator und Motor besondere
24
Bedeutung zu. Insbesondere ist hierzu nicht der maximale Auslegungspunkt, sondern der Betriebspunkt bei den höchsten Jahresbetriebsstunden
(nicht für den Auslegungszustand) zu berücksichtigen. Die Ventilatoren
sollen der Genauigkeitsklasse 1 nach DIN 24 166 entsprechen.
Bei der Auswahl von Ventilatoren ist zu beachten, dass bei Einsatz von riemengetriebenen Ventilatoren eine nachfolgende Feinstaubfilterstufe erforderlich ist. Diese Anforderung entfällt bei Einsatz von flachriemengetriebenen Ventilatoren, welche hinsichtlich der Geruchsbelastung sowie des
Energieverbrauches (2 bis 10 % besserer Wirkungsgrad) als günstiger
einzustufen sind sowie bei Einsatz sogenannter „freilaufender Räder“.
In Fällen mit großem Regelbereich sind stufenlose Drehzahlregelungen mit
Frequenzumformern wirtschaftlich.
Drehstrommotoren werden in drei Energieeffizienzklassen (eff1 bis eff3)
eingeteilt. Ab ca. 4.000 Betriebsstunden p. a. lohnt sich der Einsatz eines
eff1-Motors, ein eff2-Motor bereits bei 2.000 h/a.
Es sind Lüftungszentralgeräte vorzusehen, bei denen der Abstand der
Ventilatoreintrittsebene von der Kammerwand mindestens den halben
Laufraddurchmesser beträgt, um die Ansaugverluste zu verringern.
Bei der Bewertung von inneren Energieverlusten in RLT-Geräten ist die VDI
3803 zu beachten. Lüftungsgeräte mit geringen inneren Energieverlusten
sind zu bevorzugen. Vom Hersteller ist der prüffähige Nachweis der
Energieverbrauchswerte mit dem Angebot zu fordern (siehe auch Kapitel 3)
und nach VOB/A § 23 zu bewerten.
2.3.4
Luftfilter
Luftfilter tragen dazu bei, die geforderte Luftqualität in den belüfteten
Bereichen zu sichern und schützen die Anlagenkomponenten sowie das
luftführende Leitungsnetz vor Verschmutzung.
Zur Filterung von Partikeln werden in der Raumlufttechnik hauptsächlich
Filter aus synthetischen Faserstoffen und Metallfilter eingesetzt. Auf
Sonderfälle beschränkt ist der Einsatz von Aktivkohlefiltern zur Adsorption
gasförmiger Partikel. Hierzu zählen Gerüche aus Küchen, Dämpfe und
Gase aus Prozessen und radioaktive Gase.
25
Luftfilter sind nach DIN EN 779 und DIN EN 1822 in Gruppen und Klassen
unterteilt. Grobstaubfilter (G1 bis G4) dienen zur Vorfilterung der Luft. Zur
Feinfilterung werden Feinstaubfilter (F5 bis F9) und für besonders hohe
Anforderungen in der Krankenhaus- und Prozesstechnik Schwebstofffilter
und Hochleistungsschwebstofffilter H10 bis H14 bzw. U15 bis U17 eingesetzt. Entsprechend der Arbeitsstättenrichtlinie ASR 5 sind nur typgeprüfte
Luftfilter nach DIN EN 779 bzw. DIN EN 1822 einzusetzen.
Nach den Anforderungen der DIN 1946, Teil 2 und der VDI 6022 soll die
Zuluft zweistufig gefiltert werden. Die erste Filterstufe im unmittelbaren
Bereich der Luftansaugung ist mindestens in der Filterklasse G4, die zweite
Filterstufe am Ende des Luftbehandlungsgerätes in der Klasse F7 auszuführen. Bei Einsatz von Ventilatoren mit Direktantrieb genügt abweichend
hiervon eine einstufige Filterung, sofern besondere Vorschriften (z. B. DIN
1946, Teil 4) keine höheren Anforderungen stellen. Der Filter an der
Luftansaugung ist dann in der Klasse F7 zu wählen. Hierdurch können
durch Senkung des Anlagenwiderstandes die Betriebskosten gemindert
werden.
Bei der Auslegung von Luftfiltern ist auf einen geringen Anfangsdruckverlust und ein hohes Staubspeichervermögen zu achten. Der vom Hersteller genannte Nenn-Luftvolumenstrom der Filter sollte nicht überschritten
werden, da die Abscheideleistung mit steigender Filterbelastung nachlässt.
Die Standzeit ist der Einsatzzeitraum eines Filters bis zu seinem Austausch.
Der von den Herstellern empfohlene Enddruckverlust richtet sich nach den
in der DIN EN 779 festgelegten Werten. Aufgrund der energetischen und
hygienischen Kriterien liegen die in der Praxis üblichen Enddruckverluste
zumeist deutlich niedriger.
Die VDI 6022 empfiehlt aus hygienischer Sicht den Filterwechsel der 1. Filterstufe nach spätestens 12 Monaten, den der 2. Filterstufe nach 24 Monaten. Bei Küchen gelten kürzere Fristen entsprechend VDI 2052. Um den bestimmungsgemäßen Betrieb eines Filters zu gewährleisten, ist der sofortige
Austausch der Filter notwendig, wenn auf der Anströmseite ein Filterkuchen
entsteht. Als Filterkuchen wird das Zusammenbacken von Schmutzteilchen
auf der Filteroberfläche bezeichnet. Die Bildung eines Filterkuchens ist mit
einem signifikanten Anstieg des Druckverlustes verbunden und liegt bei
Grobstaubfiltern G 4 bei ca. 150 Pa und bei Feinstaubfiltern F 9 bei etwa
300 Pa. Ein vorzeitiger Filterwechsel ist bei Betriebsstunden über 2.500 h
oftmals wirtschaftlicher der sich aus der Gegenüberstellung der Kosten für
den Filterwechsel und die Luftförderung ermitteln lässt. Wegen des Staub-
26
eintrages während der Bau- und Probebetriebphase sollten die Filter vor
der Übergabe an den Nutzer gewechselt werden.
Ein mikrobielles Wachstum (Schimmelpilz, Bakterien, Hefen) auf Luftfiltern
ist durch geeignete Maßnahmen zu verhindern. Dies kann gemäß VDI 6022
und VDI 3803 durch die Vermeidung lang anhaltender hoher relativer
Luftfeuchten im Bereich der Luftfilter erfolgen.
Für die 1. Filterstufe (Vorfilter) kann eine Durchfeuchtung entweder durch
die Installation eines Vorerhitzers mit Erwärmung der Außenluft vor dem
Luftfilter oder durch die Beimischung vorerwärmter Luft vor dem Filter vermieden werden. Für die höheren Filterstufen sind zur Vermeidung lang anhaltender relativer Luftfeuchten entsprechende Regelstrategien erforderlich.
Auch durch den Einsatz biostatischer Luftfilter soll mikrobielles Wachstum
auf Luftfiltern ganzjährig ohne die genannten Nachteile vermieden werden.
Der Einsatz solcher Filter ist jedoch nur zulässig, wenn diese gesundheitlich
unbedenklich sind und deren Wirksamkeit über die geforderte Filterstandzeit in Praxistests bei hohen Luftfeuchten (> 90 % r.F.) nachgewiesen
worden ist. Hierzu liegen noch keine Langzeiterfahrungen vor.
Die Wartung und Bedienung soll von der Staubluftseite möglich sein. Zur
Überwachung des Filterwiderstandes sind Differenzdruckmessgeräte
anzubringen. Die optische Kontrollmöglichkeit der Filterkammern ist
sicherzustellen
Beim Einsatz von WRG-Anlagen kann die Filterung der Abluft zur
Gewährleistung hoher Rückwärmezahlen notwendig werden.
27
2.3.5
Luftbefeuchtungseinrichtungen
Bei der Planung von Einrichtungen zur Luftbefeuchtung sind Maßnahmen
zum Schutz vor Verkeimung der Befeuchteranlagen bzw. der nachfolgenden
Anlagenbereiche unabdingbar. Die Anforderungen der VDI-Richtlinie 6022
für die Errichtung von Luftbefeuchtungseinrichtungen sind einzuhalten.
2.3.6
Wärmeaustauscher
Bei RLT-Anlagen mit reinem Außenluftbetrieb ist bei der Auslegung der
Außenlufterwärmer mit Außenlufttemperaturen zu rechnen, die 8 K niedriger
liegen, als die Norm-Außentemperatur nach DIN 4701. WRG-Systeme sind
dabei zu berücksichtigen.
Zur Inspektion und gegebenenfalls Reinigung und Desinfektion sind
Wärmeaustauscher zugänglich zu gestalten. Kühleraggregate mit
Taupunktunterschreitung sind grundsätzlich mit Kondensatwannen mit
Ablauf am tiefsten Punkt und allseitigem Ablaufgefälle von mind. 1°
auszustatten.
28
2.4
Energieversorgung von RLT-Anlagen
2.4.1
Wärmeversorgung
Es ist im Einzelfall zu untersuchen, ob mit vorhandenem Heizwasser im Niedertemperaturbereich Wärmetauscher in RLT-Anlagen wirtschaftlich zu
betreiben sind (z. B. Kondensatorwärme, Heizungsrücklauf, Fernwärmerücklauf, Abwärme aus Umluftkühlgeräten).
2.4.2
Kälteversorgung
Bei der Auslegung der Kälteversorgung ist der zeitliche Verlauf der
einzelnen Kühllasten (dynamische Kühllastberechnung) sowie die Gleichzeitigkeit des Kälteverbrauchs einzelner Anlagen zu berücksichtigen.
Sofern die Gesamtleistung auf einzelne Aggregate aufgeteilt wird, ist darauf
zu achten, dass insbesondere im Teillastbereich ein wirtschaftlicher Betrieb
ermöglicht wird. Die Vorlauftemperatur soll nicht niedriger liegen als vom
Verbraucher angefordert, da die Leistungsaufnahme einer Kältemaschine
mit sinkender Verdampfungstemperatur stark zunimmt. Aus diesem Grunde
soll eine Temperaturanhebung von z. B. 6 K für Klimakälte auf 14 K für Kühldecken durch Mischung unbedingt vermieden werden. Beim Einsatz von
raumseitigen Kühlflächen ist zur Verhinderung von Taupunktsunterschreitungen eine besondere Kaltwasserregelung, ggf. in Abhängigkeit
vom Taupunkt der Außenluft vorzusehen.
Nach Möglichkeit ist die freie Kühlung über Rückkühlwerke zu nutzen.
Der Einsatz von Kältespeichern ist zu untersuchen.
Die bei einer Kälteerzeugungsanlage freiwerdende Abwärme ist unter
Beachtung wirtschaftlicher Gesichtspunkte zu nutzen.
Bei der Planung von Kälteanlagen ist darauf zu achten, dass möglichst Kältemittel mit geringem atmosphärischem Schädigungspotential eingesetzt
werden (siehe FCKW-Halon-Verbotsverordnung i.V.m. AMEV-Ausarbeitung
»FCKW-Reduzierung in der Kälte- und Klimatechnik in öffentlichen Gebäuden«).Weitere Hinweise gibt die AMEV-Ausarbeitung „Kälte 96“.
2.4.3
Ersatzstromversorgung
Der Anschluss an eine Ersatzstromquelle richtet sich nach den
bauaufsichtlichen Bestimmungen, z. B. DIN-VDE 0107, DIN-VDE 0108.
Darüber hinausgehende Forderungen einer Ersatzstromberechtigung sind
im Einzelfall kritisch zu prüfen.
29
2.5
Bauliche Hinweise
2.5.1
Technikzentralen
Der Raumbedarf für Technikzentralen kann der VDI-Richtlinie 3803 – Raumlufttechnische Anlagen; Bauliche und technische Anforderungen – entnommen werden.
Für Dachzentralen wird zusätzlich auf das VDMA-Merkblatt 24175 – Dachzentralen in Fertigbauweise – verwiesen.
Die Technikzentralen müssen gut und möglichst direkt zugänglich sein. Die
Transportwege zu den Technikzentralen sind im Hinblick auf die Montage
der Anlagen sowie auf das Auswechseln größerer Anlagenteile ausreichend
zu dimensionieren. Bedienung, Inspektion und Wartung der Anlagenteile
sind durch gute Zugänglichkeit und ausreichende Bewegungsflächen zu
erleichtern (siehe auch § 24 der Arbeitsstättenverordnung).
2.5.2
Außenluft-Ansaugöffnungen und Fortluft-Austrittsöffnungen
Die Außenluft ist mindestens 3 m über Erdoberfläche bzw. Flachdachniveau
an einer Stelle mit geringer Verunreinigung anzusaugen. Die Nord- oder
Ostseite des Gebäudes ist dabei zu favorisieren. Die brand- und rauchschutztechnischen Anforderungen (Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinien MLüAR) sind zu beachten. Es darf in keinem Fall die angesaugte Außenluft
durch die feuchte Fortluft eines Rückkühlwerkes belastet werden. Die
Forderungen der DIN 1946 Teil 2, DIN 18869 Teil 4, VDI 3803, VDI 2052 sind
einzuhalten. In Ausnahmefällen, bei RLT-Anlagen mit geringen hygienischen
Anforderungen, z. B. Be- und Entlüftung von Tiefgaragen, kann hiervon abgewichen werden. Die Fortluft ist so ins Freie zu führen, dass
Beeinträchtigungen in der Umgebung minimiert werden. Es ist sicherzustellen, dass ein Wiederansaugen verhindert wird.
Abhängig von der Zweckbestimmung des Gebäudes sind ggf. die
Außenluftansaugöffnung und die Fortluftaustrittsöffnung gegen das
Eindringen von Personen, gegen Sabotage und gegen den mutwilligen
Eintrag von gesundheitsgefährdenden Schadstoffen in die belüfteten
Innenräume über die Lüftungsanlagen und sonstige Fremdeinwirkungen zu
sichern. Außergewöhnliche klimatische Umstände, wie z. B. Reifbildung,
sollten die Luftdurchlässigkeit der Sicherungsmaßnahmen nicht unzulässig
beeinträchtigen.
30
2.6
Schall- und Brandschutzmaßnahmen
2.6.1
Schallschutz
Grundsätzlich sind bei Räumen mit RLT-Anlagen die Richtwerte für niedrige
Anforderungen nach DIN 1946 Teil 2, Tabelle 4 ausreichend, sofern keine
auffälligen Geräusche mit besonders tiefen Frequenzen zu erwarten sind.
Die vom Nutzer geforderten Schalldruckpegel sind insbesondere unter Berücksichtigung der zu erwartenden Grundgeräusche kritisch zu prüfen, um
kostenträchtige Aufwendungen für Schalldämpfungsmaßnahmen zu
vermeiden. Werden durch bauliche Planungen nach VDI 2569 (Schallschutz
und akustische Gestaltung im Büro) besonders niedrigere
Grundgeräuschpegel in Räumen angestrebt, so werden in diesen
anspruchsvollen Fällen auch bei den RLT-Anlagen entsprechend
berechnete Schalldämpfer notwendig. Zur Dimensionierung und zum
Einbau von Schalldämpfern wird ansonsten auf die Berechnungen nach
VDI 2081 verwiesen.
Körperschallübertragungen von den Zentralen und Leitungen auf das
Gebäude sind durch geeignete Maßnahmen auf ein Mindestmaß zu
beschränken. Die VDI 2081 gibt hierzu Hinweise. Die DIN 4109 –
Schallschutz im Hochbau – ist zu beachten.
Für die Schallemissionen nach außen sind nach dem BundesImmissionsschutzgesetz die Anforderungen aus der Technischen Anleitung
zum Schutz gegen Lärm – TA-Lärm vom 26.08.1998 maßgebend.
Schalldämpfer mit Oberflächen aus einfacher Glasvlies-Kaschierung sind
aus hygienischen Gründen zu vermeiden. Höhere Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Materialermüdung bieten z. B. mit Glasseide
kaschierte Oberflächen.
2.6.2
Brandschutzmaßnahmen bei RLT- Anlagen
Die brandschutztechnischen Anforderungen oder die Brandschutzkonzepte
sind mit den örtlich für den vorbeugenden Brandschutz zuständigen
Behörden und ggf. mit dem Sachverständigen abzustimmen, soweit die
Anforderungen nicht schon in der entsprechenden Landesbauordnung
LBO oder Musterbauordnung MBO bauordnungsrechtlich festgelegt sind.
An die festgesetzten Brand- und Rauchabschnitte soll die Leitungsführung
aller Installationen soweit wie möglich angepasst werden. Das
Durchdringen von Brand- und Rauchabschnitten ist daher möglichst zu
vermeiden.
31
Die notwendigen Öffnungen sind mit selbstschließenden Absperrvorrichtungen gegen Brandübertragung zu versehen, die den Anforderungen an
die Feuerwiderstandsklasse der Wand/Decke entsprechen. Werden anstelle
von Absperrvorrichtungen feuerbeständige Lüftungsleitungen verwendet,
dürfen diese nur in einem Brandabschnitt Öffnungen (Luftauslässe) haben.
Für die Elektro- und sonstigen Rohrleitungsinstallationen wird auf die
Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR) verwiesen.
Für Absperrvorrichtungen gegen Brandübertragung müssen die Verwendungsbeschränkungen aus den bauaufsichtlichen Zulassungen, Bauregellisten und Prüfzeugnissen beachtet werden. Die entsprechenden Übereinstimmungsnachweise (ÜH) des Herstellers müssen spätestens zur
VOB-Abnahme vorliegen.
Über ein Lüftungsleitungsnetz besteht die Gefahr einer „kalten“ Rauchausbreitung in andere Brandabschnitte oder Geschosse unterhalb der
Auslösetemperatur von Brandschutzklappen. Geeignete konstruktive Maßnahmen über Rauchmelder, steuerbare Brandschutzklappen u. a. können
hier Abhilfe schaffen.
Sofern eine Brandmeldeanlage (siehe AMEV-Empfehlung BMA 2002) zur
Früherkennung eines Brandes ohnehin vorgesehen ist, besteht der Vorteil,
dass alle RLT-Anlagen über diese Brandmeldeanlage im Brandfall
automatisch in Betrieb gesetzt werden können, was eine kalte
Rauchausbreitung im Falle einer Fort- und Außenluftschaltung wirksam
verhindert.
Durchdringen Lüftungsleitungen die Wände zu notwendigen Fluren (Fluchtund Rettungswege) darf auf Abschlüsse in den Lüftungsleitungen verzichtet
werden, wenn eine Flurunterdecke mit der Feuerwiderstandsklasse der
Flurwand installiert wird. Die Installationen in der Zwischendecke sind
gegen Herabfallen zu sichern (Befestigung nach DIN 4102 – 4).
2.6.3
Entrauchung von Gebäuden
Grundsätzlich sind Gebäudegrundrisse anzustreben, die im Brandfall eine
natürliche Entrauchung der Gebäude über öffenbare Fenster, Kuppeln und
sonstige Öffnungen ermöglichen.
Sollten diese natürlichen Wege zur Entrauchung nicht realisierbar sein, so
können bei Sonderbauten zur Vermeidung einer Rauchausbreitung auch
maschinelle Entrauchungsanlagen (MRA) erforderlich werden.
Die Berechnung notwendiger Entrauchungsvolumenströme und der Rauch-
32
gastemperaturen erfolgt auf der Grundlage eines Bemessungsbrandszenariums eines Sachverständigen oder nach den Festlegungen des zuständigen Bauordnungsamtes im Einvernehmen mit der Feuerwehr. Als
Schutzziel wird in großflächigen Räumen derzeit meistens eine raucharme
Schicht von 2,50 m definiert.
Nachströmeinrichtungen sind maschinell auszuführen, wenn eine ausreichende natürliche Außenluft-Nachströmung nicht erreicht werden kann.
Für großflächige Räume oder Hallen wird auf die Bemessung der von der
MRA abzuführenden Volumenströme nach den Tabellenwerten der DIN
18232, Teil 5, verwiesen, wobei der Ansatz einer Wärmefreisetzungsrate von
bis zu 300 kW/m2 anstelle von 600 kW/m2 zu erheblichen Kosteneinsparungen bei der MRA führt.
Zur ständigen Betriebsbereitschaft von maschinellen Entrauchungsanlagen
ist die elektrische Versorgung der MRA getrennt ab Gebäudeanschluss
(Hausanschlussraum, Unterverteilung o. ä.) auszuführen und getrennt von
allen anderen Anschlüssen abzusichern. Die Kabel der Entrauchungsanlage müssen außerhalb des Erdreichs in Räumen mit Sprinkleranlage mit
einer F30-Abtrennung, in Räumen ohne Sprinkleranlage mit einer Abtrennung F90 versehen werden.
Es müssen die Voraussetzungen dafür geschaffen werden, dass bemerkt
wird, wenn die Betriebsbereitschaft nicht gegeben ist. Bei manueller Auslösung durch die Feuerwehr sind die Auslöseeinrichtungen so zu installieren,
dass sie im Brandfall sicher betätigt werden können.
Die durch die Hersteller für die Entrauchungsventilatoren zugelassenen
Temperaturen sind begrenzt. Aus diesem Grunde müssen die Rauchgastemperaturen am Ventilator häufig durch Beimischung von Kühlluft
herabgesetzt werden.
Eine erhebliche Temperaturabsenkung der Rauchgase kann auch mit automatischen Feuerlöscheinrichtungen (Sprinklern) erreicht werden, so dass
der nach der Besprinklerung abgekühlte Rauch ggf. über die normale Beund Entlüftungsanlage gefördert werden kann.
Der Einbau einer Entrauchungsanlage hat unter Berücksichtigung bauaufsichtlicher Verwendungsnachweise und Prüfzeugnisse zu erfolgen.
Zur VOB-Abnahme müssen die entsprechenden Übereinstimmungsnachweise (ÜH) des Herstellers vorliegen.
33
2.6.4
Rauchfreihaltung von Rettungswegen
Notwendige an Treppenräume angrenzende Flure müssen frei von Brandlasten sein, was die Abschottung sämtlicher elektrischer Leitungen im
Deckenbereich erfordert und in den meisten Fällen eine Entrauchung der
Flure entbehrlich macht.
Für innenliegende notwendige Treppenräume sind technische Maßnahmen durchzuführen, die eine Verrauchung dieser Bereiche sicher ausschließen.
Als maschinelle Lösung bietet sich eine Überdrucklüftung mittels
rauchfreier Außenluft an, die üblicherweise am Fuß der Treppenräume über
Ventilatoren eingeblasen wird und am Kopf der Treppenräume über geregelte Überdruckklappen ins Freie abströmt.
Allgemeingültige Regeln über Art und Umfang der technischen Anlagen zur
Rauchfreihaltung liegen nicht vor, weshalb mit den zuständigen Brandschutzbehörden Einzelfalllösungen zu vereinbaren sind.
Bei einem zulässigen Differenzdruck an den geschlossenen Treppenraumtüren von 50 Pa sollte der Ventilator eine Förderleistung von 20 000m3/h zur
Rauchabschirmung bei einer Türöffnung erreichen.
Die verwendeten Anlagenkomponenten einer Überdrucklüftung müssen
den vorzusehenden Anforderungen, z. B. an gesicherte Stromversorgung,
Netzersatz, Funktionserhalt der Kabel u. ä., entsprechen.
2.7
Digitale Mess-, Steuer- und Regeltechnik
2.7.1
Allgemeines
Die Automationsstationen für RLT-Anlagen sollen die geforderten
Luftzustandswerte innerhalb der zulässigen Toleranzfelder voll ausschöpfen
und den Energieverbrauch sowie den Bedienungsaufwand für die RLTAnlagen möglichst niedrig halten.
Bei der Planung und Ausführung ist zu beachten:
• Für die Bauelemente (Ventilatoren, Pumpen, Stellglieder etc.) ist bei Ausfall der Regelung eine Umschaltung auf Handbedienung zu ermöglichen.
34
• Bei redundantem Anlagenaufbau der RLT-Anlagen ist die MSR-Technik so
auszuführen, dass jedes Anlagensystem autark betrieben werden kann.
• RLT-Anlagen und statische Heizungen sind so zu konzipieren, dass sie im
Kühlfall und bei Entfeuchtung nicht gegeneinander arbeiten.
Der Einsatz von Automationsstationen für das Messen, Steuern und Regeln
der RLT-Anlagen und die Kommunikation der Automationsstationen
untereinander und mit einer Leitzentrale ermöglichen weitreichende
Möglichkeiten des Energiemanagements, wie
•
•
•
•
•
Steuern und Regeln mit Jahresprogrammen,
Selbstoptimierung und Adaption innerhalb der Regelkreise,
Lastabhängige Sollwertführung,
freie Kühlung,
enthalpieabhängige Mischluft- und WRG-Steuerung.
Verbessert werden damit auch das Instandhaltungsmanagement (einschließlich Monitoring und Benchmarking) und die zentrale Betriebsüberwachung und Bedienung.
Durch den TGA-Planer sind die RLT-Anlagenschemata und Funktionsbeschreibungen für die Planung der Gebäudeautomation zur Verfügung zu
stellen. Weitere Hinweise zu den Abstimmungen zwischen den Gewerken
der technischen Gebäudeausrüstung und der Gebäudeautomation in
Planung und Ausführung finden sich in der VDI 3814, Blatt 2.
2.7.2
Stellglieder
Zur Größenbestimmung des Ventils in einem Wasserkreis wird eine Ventilautorität von 0,3 - 0,5 empfohlen. Sie ist definiert als Ventildruckverlust bei
geöffnetem Ventil zum Druckverlust jener Strecke, deren Durchfluss von der
Ventilstellung her beeinflusst wird.
Volumenstromregler dienen zur Änderung des Luftvolumenstroms in
Anlagen mit variablem Luftvolumenstrom. Zu beachten ist, dass selbsttätige
Volumenstromregler einen Mindestvordruck benötigen, der nicht unterschritten werden darf.
35
2.7.3
Regelung von Heiz- und Kühlkreisen
Die Regelung des Vorwärmers erfolgt vorzugsweise wasserseitig mit einer
Beimischregelung, wodurch zugleich eine Frostschutzmaßnahme erreicht
wird.
Die Regelung der Raumlufttemperatur und damit die Leistungsregelung
des Nachwärmers erfolgt häufig mit einer Mengenregelung. Soll ein Kühler
auch bei Teillast entfeuchten, so muss er mengengeregelt betrieben
werden.
Ein Dreiwege-Verteilventil vor einem Wärmeübertrager ermöglicht eine
Mengenregelung, ohne dass sich der Durchfluss und damit die Druckverhältnisse im Primärrohrnetz ändern. Bei Heizungs- und Lüftungsanlagen,
die direkt an ein Fernheiznetz oder eine Brennwertnutzung angeschlossen
sind, darf die Verteilschaltung nicht angewandt werden, da bei Teillast
Heizwasser mit Vorlauftemperatur in den Rücklauf strömt.
36
3
Energiewirtschaftliche Überlegungen
3.1
Kennwerte für elektrische Antriebsleistungen
Beim Betrieb von RLT-Anlagen stellen die Energiekosten für den Antrieb der
Ventilatoren einen großen Anteil der Gesamtbetriebskosten dar. Mit der
konstruktiven Ausgestaltung der RLT-Anlagen soll auf die erforderliche
Druckdifferenz zur Luftförderung und damit auf die Ventilatorleistung der
Anlage unmittelbar Einfluss genommen werden.
Im europäischen Norm-Entwurf DIN EN 13779:2000-02 »Leistungsanforderungen für raumlufttechnische Anlagen« wurden Anhaltswerte für auf das
Fördervolumen bezogene Gesamtantriebsleistungen für Zu- und
Abluftventilatoren (SFP) definiert:
Spezifische Ventilatorenantriebsleistungen für Zu- und Abluft (SFP)
Kategorie
SFP 1
SFP in W/ (m3 / s)
<1000
SFP 2
1000 bis 1500
SFP 3
1500 bis 2500
SFP 4
2500 bis 4000
SFP 5
>4000
Für Lüftungsanlagen, z. B. in Wohngebäuden, sollte SFP 2 nicht überschritten werden, wobei der obere Wert als Grenzwert und der untere Wert als
Zielwert angesehen werden kann. Bei Klimaanlagen in öffentlichen
Gebäuden kann je nach Anzahl der Luftbehandlungsfunktionen SFP 3 oder
SFP 4 erreicht werden. Bei mehr als 3000 Betriebsstunden sollte jedoch
immer die jeweils kleinere Kennzahl angestrebt werden.
Zur Realisierung energieeffizienter RLT-Anlagen in öffentlichen Gebäuden
sind die garantierten elektrischen Leistungsaufnahmen der Motore mit den
Ausschreibungsunterlagen abzufragen und in der Angebotsprüfung für
10 Jahre kostenmäßig zu bewerten.
37
3.2
Wärmerückgewinnung (WRG)
Für RLT-Anlagen mit Betriebszeiten größer 1.000 h/a ist der Einsatz von
Wärmerückgewinnungssystemen mit der bestmöglichen Rückwärmezahl
∅ > 0,8 in der Regel wirtschaftlich.
Wärmerückgewinnungssysteme mit Rückwärmezahlen größer 0,8 sind z. B
hintereinandergeschaltete Kreuzstromplattenwärmeaustauscher, Gegenstrom-Schichtwärmeaustauscher und Regeneratoren mit drehender
Speichermasse (siehe auch VDI 2071).
Wärmerückgewinnungssysteme verursachen erhöhte Druckverluste
luftseitig und eventuell auch wasserseitig, d. h. einen erhöhten Strombedarf
für Ventilatoren und Pumpenantriebe. Das Verhältnis des erhöhten Strombedarfs zur zurückgewonnenen Wärme kennzeichnet die Effizienz des
Wärmerückgewinnungssystems und soll bewertet werden.
Bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ist zu beachten, dass nicht nur Energiekosten, sondern auch Investitionskosten bei der Errichtung/Erneuerung
von Heiz-/Kältezentralen und Heizungs-/Kälteinstallationen eingespart
werden, die dann im hohen Maße leistungsverringert und damit auch platzsparender sind.
3.3
38
Adiabate Fortluftkühlung
In der Fortluftanlage kann die Fortluft durch 3 bis 5 g verdunstetes Wasser/m3 Luft um 6 bis 10 K abgekühlt und das Kältepotenzial über das
Wärmerückgewinnungssystem entsprechend der Rückwärmezahl an den
Zuluftvolumenstrom übertragen werden. Kältemaschinen und Rückkühlwerke können durch diese Maßnahme mit erheblich geringerer Leistung
ausgelegt werden und beanspruchen weniger Aufstellfläche. Die dadurch
erzielten Einsparungen sind bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zu
berücksichtigen.
3.4
Mess-, steuer- und regeltechnische Maßnahmen
Durch gezielte steuer- und regeltechnische Maßnahmen ist der Energiebedarf von RLT-Anlagen der Nutzung und der Betriebszeit anzupassen.
Möglichkeiten zur Reduzierung des Energiebedarfs:
• Raumlufttemperatur und Raumluftfeuchte sind auf das für die Raumnutzung notwendige Maß zu beschränken (siehe Abschnitt 4);
• Der zeitliche Verlauf von Heiz- und Kühllasten, bezogen auf die speziellen
Nutzungsbedingungen, ist im Einzelfall zu berücksichtigen. Keine Pauschalierung von Gleichzeitigkeitsfaktoren.
• Die Nutzung von freier Kühlung ist zu untersuchen.
• Reduzierung des Luftvolumenstromes für einzelne Nutzungsbereiche
durch Anpassung an Teillastbetriebszustände bzw. durch Intervallschaltung;
• automatische Abschaltung der RLT-Anlagen für einzelne Raumgruppen
bei Nichtbenutzung;
• außentemperaturabhängige Sollwertverschiebung der Raumlufttemperatur gemäß oberer Grenzkurve nach DIN 1946 Teil 2, jedoch bei Außentemperaturen >22° C statt erst bei 26° C;
• durch Reduzierung der Auslegungstemperatur von 32° C auf ca. 28° C.
39
4
Anforderungen und Auslegungsdaten
für einzelne Anwendungsbereiche
Soweit RLT-Anlagen notwendig sind, gelten für die in öffentlichen
Gebäuden typischen Anwendungsbereiche die nachfolgenden Anforderungen. Die zugehörigen Auslegungsdaten wurden in einer Übersicht in
Anhang I zusammengefasst. Für dort nicht erfasste Anwendungsbereiche
können die Auslegungsdaten ggf. in sinngemäßer Anlehnung an
vergleichbare Raumnutzungen gewählt werden Es wird vorausgesetzt,
dass der Transmissionswärmebedarf der Räume vollständig durch örtliche
Heizflächen gedeckt wird.
Bei der RLT-Anlagen-Auslegung ist zu entscheiden und gegenüber dem
Nutzer zu vertreten, inwieweit Bemühungen um Low Olf-Maßnahmen
greifen sollen und welche Raumluftqualitäten für ausreichend angesehen
werden (siehe Abschnitte 1.4.2 und 1.4.3).
4.1
Verwaltungsgebäude
4.1.1
Büroräume
In Büroräumen ist die freie Lüftung in der Regel ausreichend.
4.1.2
Sitzungsräume
In Sitzungsräumen mit hoher Belegungsdichte sind öffenbare Fensterflächen ausreichender Größe und / oder eine Querlüftung vorzusehen.
Andernfalls können Lüftungsanlagen notwendig werden (siehe auch
Abschnitt 1.3).
4.1.3
Toilettenräume
Für Toilettenanlagen in Arbeitsstätten gilt die ASR 37/1. Bei Toilettenanlagen
mit starkem Publikumsverkehr sollte der Abluft-Volumenstrom 50-100 m3/h
und Objekt nicht unterschreiten.
4.1.4
Wasch- und Duschräume
Für Waschräume und Duschräume mit bis zu 3 Duschen genügt in der
Regel eine maschinelle Entlüftung. Zur Vermeidung von Feuchteschäden
am Bauwerk ist bei mehr als 3 Duschplätzen eine Zu- und Abluftanlage
vorzusehen.
40
4.1.5
Umkleideräume
Für Umkleideräume genügt in der Regel die freie Lüftung.
4.1.6
Lager- und Nebenräume
Die erforderlichen Raumluftbedingungen sind von der Art des Lagergutes
abhängig. Zur Absaugung von Ausdünstungen und Gerüchen ist für
innenliegende Räume der in Anhang I angegebene Volumenstrom
ausreichend.
4.2
Schulen
Unter Berücksichtigung der nach Abschnitt 1.3 festgelegten Kriterien
können RLT-Anlagen in allgemein- und berufsbildenden Schulen bei
folgenden Voraussetzungen erforderlich werden:
• wenn das Gebäude mit seinen lärmempfindlichen Räumen in einer
Umgebung mit hohem Verkehrslärm liegt, dessen Dauerschallpegel
(Wirkpegel nach der »Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm«
- TA Lärm - gemessen 0,5 m vor dem geöffneten Fenster - mehr als 60 dB
beträgt,
• bei Räumen mit Verdunkelungseinrichtungen, wenn regelmäßig mit Verdunkelungszeiten von länger als einer Unterrichtsstunde zu rechnen ist,
und dadurch das Fenster nicht mehr zum Lüften benutzt werden kann.
Die Außenluftvolumenströme sind dann nach Abschnitt 1.4.2 auszulegen.
Die Ausstattung der RLT-Anlagen mit Kühlung und/oder Befeuchtung ist im
allgemeinen nicht erforderlich.
4.2.1
Allgemeine Unterrichtsräume
Für allgemeine Unterrichtsräume ist in der Regel die freie Lüftung ausreichend.
4.2.2
Aulen und Festräume
In Aulen, Festräumen und ähnlich genutzten Aufenthaltsräumen sind RLTAnlagen nur dann einzubauen, wenn die Räume unter die Versammlungsstättenverordnung fallen oder der geforderte Mindestaußenluftvolumenstrom nicht durch freie Lüftung sicherzustellen ist.
41
4.2.3
Naturwissenschaftliche Fachräume
RLT-Anlagen sind erforderlich, wenn regelmäßig mit einer durch den Unterrichtsverlauf bedingten unzulässigen Anreicherung der Raumluft mit Schadstoffen zu rechnen ist (siehe Abschnitt 4.3.3).
4.2.4
Musikräume
RLT-Anlagen sind in Musikräumen im allgemeinen nicht erforderlich. Lediglich in Räumen, in denen empfindliche Musikinstrumente ständig untergestellt werden, soll die Änderungsgeschwindigkeit der Raumlufttemperatur
und -feuchte den untergebrachten Musikinstrumenten angepasst sein. Dies
kann durch örtliche Befeuchtungsgeräte in Verbindung mit einer entsprechenden Regelung der örtlichen Heizung erfolgen.
4.2.5
Werkräume und Werkstätten
Für Werkräume und Werkstätten sind im allgemeinen keine RLT-Anlagen
erforderlich. Bei Arbeiten mit gefährlichen oder gesundheitsschädlichen
Stoffen ist Abschnitt 4.7.1 zu beachten. Bei größeren wärmeabgebenden
Einrichtungen (z. B. Brennöfen) soll die Wärme direkt am Gerät abgeführt
werden. Auf Nachströmmöglichkeit der Luft ist zu achten.
Emissionen an Löt- und Schweißarbeitsplätzen sind am Entstehungsort zu
erfassen und abzuleiten. Zuluftanlagen sind nicht erforderlich.
4.2.6
Lehrküchen
Für Lehrküchen sind in der Regel keine RLT-Anlagen erforderlich. Die
Räume sind nach Möglichkeit im Gebäude so anzuordnen, dass in angrenzenden Bereichen keine Geräusch- und Geruchsbelästigungen auftreten.
4.3
Universitäten und Hochschulen
4.3.1
Seminarräume
(siehe Abschnitt 4.2.1)
4.3.2
Hörsäle
Bewährt haben sich Luftführungssysteme von unten nach oben.
42
4.3.3
Laboratorien
Auf die DIN 1946, Teil 7 - Raumlufttechnik in Laboratorien - wird verwiesen.
RLT-Anlagen sind dann erforderlich, wenn in Laboratorien mit gesundheitsgefährdenden Stoffen im Sinne der jeweils gültigen Verordnung über
gefährliche Arbeitsstoffe, bei hoher Wärmeentwicklung oder mit
übelriechenden Stoffen gearbeitet wird.
Die Richtlinien der Eigenunfallversicherung der Länder und Gemeinden für
chemische Laboratorien sind zu beachten und soweit zutreffend die fachlichen Merkblätter von Berufsgenossenschaften bzw. die TRGS- (TrgA)
Regeln.
Über die genannten Regeln hinaus sind eine Vielzahl von öffentlichrechtlichen Vorschriften zu beachten, so u. a.:
•
•
•
•
•
•
•
Gentechnikgesetz
TRG 280
DIN 12924 Abzüge
DIN 12925 Entlüftung von Flaschenschränken
DIN 12950 Sicherheitswerkbänke
DIN 25425 Radionuklidlaboratorien
DIN 25466 Radionuklidabzüge
Die Arbeitsvorgänge in den Laboratorien sowie Art und Menge der zu
lagernden Arbeitsstoffe sind bei der Planung mit dem Nutzer abzuklären.
Der notwendige Abluft-Volumenstrom von Digestorien wird in Baumusterprüfungen durch den Hersteller festgelegt und ist bei der Bemessung der
Volumenstrombilanzen zu berücksichtigen. Der Abluft-Volumenstrom ist zu
überwachen.
In Laboratorien mit mehreren Abzügen kann die Regelung des Zuluft- und
Abluft-Volumenstrom über ein VVS-System in Abhängigkeit des
Betriebszustandes der einzelnen Digestorien sinnvoll sein.
4.3.3.1 Lagerräume für gefährliche Arbeitsstoffe
Werden zur Lagerung und Bereitstellung von Gefahrstoffen oder
Druckgasen Sicherheits- bzw. Gasflaschenschränke innerhalb des Laborbereiches aufgestellt, müssen diese an die Abluftanlage angeschlossen
werden. Nach DIN 12 925 ist ein 10-facher Luftwechsel bezogen auf das
Schrankvolumen sicherzustellen und zu überwachen.
43
Die lüftungstechnische Ausrüstung von Lagerräumen ist abhängig von Art
und Menge der gelagerten Stoffe und unterliegt den Anforderungen der
technischen Regeln zur Gefahrstoff- und Betriebssicherheitsverordnung.
4.3.4
Sonderbereiche Forschung
Für Thermokonstant-Räume, Nuklearlaboratorien, Kältelaboratorien,
Räume für biologische Forschung usw., sind RLT-Anlagen notwendig.
Die Bemessungsdaten, wie z. B. Zuluftvolumenstrom, Raumlufttemperatur
Raumluftfeuchte, Filterung und Druckverhältnis sind im Einzelfall mit dem
Nutzer abzustimmen, da allgemeingültige Aussagen für diese Bereiche
nicht möglich sind.
Öffentlich-rechtliche Genehmigungsverfahren sind gegebenenfalls einzuleiten.
4.3.5
Reinräume
Reinräume erfordern, bedingt durch die Aufgabenstellung der Forschung
und Produktion, den Einsatz von besonders aufwendigen RLT-Anlagen.
Die Anforderungen an die Reinheitsklasse und die Raumluftzustände müssen mit dem Nutzer bereits im Vorplanungsstadium abgeklärt werden. Im
übrigen gilt VDI-Richtlinie 2083 - Reinraumtechnik, Messtechnik -.
Für lokale reinraumtechnische Prozesse mit geringen Reinraumflächen
bzw. für höherwertige Reinraumklassifizierungen können Methoden der
Reinfeldtechnik angewandt werden (z. B. Reine Werkbänke).
Die hohen Luftwechselzahlen beim Reinraum ergeben zwangsläufig hohe
Betriebskosten. Sie können insbesondere durch funktionale Zonierung des
Reinraumbereichs und durch Reduzierung des Außenluftanteils gesenkt
werden. Dabei sind der eventuell erforderliche Prozessabluft- und der Umluftstrom im Reinraum bei Betriebsruhe zu berücksichtigen.
Ferner sind die Möglichkeiten der freien Kühlung und der Wärmerückgewinnung zu nutzen.
44
4.4
Krankenhäuser und Kliniken
Grundsätzlich ist die DIN 1946 Teil 4 - Raumlufttechnische Anlagen in
Krankenhäusern - anzuwenden.
Wenn von dieser Norm abgewichen werden soll, muss dies mit dem Bedarfsträger, dem planenden Fachingenieur, dem Hygieniker sowie der für
das Gesundheitswesen zuständigen Behörde vereinbart und mit
detaillierter Begründung aktenkundig gemacht werden. Diese Vereinbarung
ist dem Ersteller der RLT-Anlagen zur Kenntnis zu geben.
Auch die qualitativen Anforderungen bezüglich Hygiene und Keimarmut
von OP-Räumen sind rechtzeitig vor Beginn der Planung mit den
Hygienikern und den Nutzern abzustimmen und festzulegen.
Eine Minderung der Zuluftvolumenströme ist durch verbesserte
Luftauslässe nach Maßgabe der DIN 4799 zulässig und aus wirtschaftlichen
Gründen anzustreben.
4.5
Sportbauten
4.5.1
Sporthallen
Für Sporthallen nach DIN 18032 Teil 1 ist bei normaler Sportnutzung freie
Lüftung grundsätzlich ausreichend.
RLT-Anlagen werden nur erforderlich, wenn Bedingungen nach
Abschnitt 1.3 oder nachfolgende Voraussetzungen vorliegen:
• Vorhandensein von Zuschauerplätzen in solcher Anzahl, dass die Sporthalle dadurch unter die jeweils geltende Versammlungsstättenverordnung fällt,
• Mehrzwecknutzung, z. B. für Theateraufführungen, Konzerte, Vorträge
und Versammlungen.
Bei der Planung ist zu beachten, dass alle im Hallenbereich freiliegenden
Anlagenteile (z. B. Luftdurchlässe, Luftleitungen) den Anforderungen der
Ballwurfsicherheit gemäß DIN 18032 Teil 3 genügen müssen.
Es ist empfehlenswert, die sommerliche Stauwärme unmittelbar unter der
Hallendecke durch geeignete Maßnahmen (öffenbare Dachoberlichter oder
besondere Fortluftventilatoren) abzuführen.
45
4.5.2
Gymnastikräume
Grundsätzlich gilt Abschnitt 4.5.1. Als Raumtemperatur sind 17°C (im Heizfall), in Sonderfällen, z. B. bei heilpädagogischem Turnen bis 20°C zugrunde zu legen.
4.5.3
Konditions- und Krafttrainingsräume
Für diese Räume ist nach DIN 18032, Ziff. 10.2 aus hygienischen Gründen
eine RLT-Anlage erforderlich.
Es hat sich bewährt, diese RLT-Anlagen als unabhängige Anlagen zu planen, die vom Raum aus eingeschaltet werden können und sich nach einer
bestimmten Zeit (über Schaltuhr) automatisch wieder abschalten.
4.5.4
Umkleideräume
4.5.5
Wasch- und Duschräume
4.6
Bäderbauten
Planungsgrundlage ist die VDI-Richtlinie 2089 Blatt 1 – Heizung, Raumlufttechnik und Brauchwasserbereitung in Hallenbädern –.
Der Einbau einer WRG-Anlage ist grundsätzlich vorzusehen. Bei der
Systemauswahl ist darauf zu achten, dass kein Feuchteaustausch
stattfindet und korrosionsbeständiges Material verwendet wird.
4.6.1
46
Nebenräume in Bäderbauten
Grundsätzlich ist für Nebenräume freie Lüftung anzustreben. Besteht nach
Maßgabe des Abschnitts 1.3 die Notwendigkeit, RLT-Anlagen einzuplanen,
wird auf die Auslegungsdaten zu Abschnitt 4.1.3 bis 4.1.6 verwiesen. Die
Raumtemperatur für Toilettenanlagen beträgt 20°C.
4.7
Betriebsbauten
4.7.1
Werkstätten
Für Werkstätten ist in der Regel freie Lüftung ausreichend. Besteht die Gefahr, dass an einzelnen Arbeitsplätzen (z. B. Schweißarbeitsplätze, Farbspritzarbeitsplätze, Schleifarbeitsplätze, Arbeitsplätze zur Kunststoffbearbeitung usw.) die zulässigen MAK-Werte überschritten werden, sind dabei
vorrangig unmittelbar am Entstehungsort wirksame Absaugeeinrichtungen
(z. B. Kabinen, Hauben, Saugschlitze und dergl.) ggf. unter Verwendung
vorhandener Absaugeanschlüsse an Maschinen, Geräten und Apparaten
einzuplanen. Auf Nachströmmöglichkeit der Luft ist zu achten. Auf die
einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften und TRGS wird hingewiesen.
Einer sorgfältigen Abstimmung mit dem Nutzer kommt besondere
Bedeutung zu. Im einzelnen sind folgende Planungshinweise besonders zu
beachten:
• die Abgase von Verbrennungsmotoren sind unmittelbar ins Freie abzuführen;
• Arbeitsgruben und Unterfluranlagen sind nach Maßgabe der Vorschriften
und Regeln der zuständigen Unfallversicherungsträger (z. B. GUV 17.1 –
Sicherheitsregeln für die Fahrzeug-Instandhaltung) mit RLT-Anlagen
auszurüsten;
• in Laderäumen für Akkumulatoren ist für eine ausreichende Durchlüftung
- im Allgemeinen durch freie Lüftung - zu sorgen (vergl. auch DIN VDE0510).
4.7.2
Wäschereien
Arbeitsplätze in Wäschereien können im Sinne der Arbeitsstättenrichtlinien
als Hitzearbeitsplätze angesehen werden, d. h. eine maximale Raumlufttemperatur von 28°C ist zumutbar, Um weitgehend die Möglichkeit der
freien Lüftung zu nutzen, sind Raumhöhen von mind. 6 m erforderlich. Mit
einer direkten Absaugung der Wrasen unmittelbar an den Wäschereimaschinen in Verbindung mit einer hochwirksamen Wärmedämmung der
Maschinen einschl. Anschlussleitungen und Armaturen können verbesserte
Arbeitsbedingungen geschaffen werden. Wichtig ist die Begrenzung der
Raumluftfeuchte unter die Schwülegrenze. Aus hygienischer Sicht kann es
allerdings erforderlich sein (z. B. als Forderung des Gesundheitsamtes),
den unreinen Bereich der Wäscherei raumlufttechnisch zu behandeln,
insbesondere mit dem Ziel der Herstellung eines Unterdrucks.
Sind raumlufttechnische Anlagen erforderlich, ist Quelllüftung (Schichtströmung) die günstigste Lösung.
47
4.8
Kulturbauten
4.8.1
Bibliotheken
Grundsätzlich ist in öffentlichen Bibliotheken freie Lüftung ausreichend. Der
Einbau von RLT-Anlagen kann jedoch erforderlich werden, wenn im Bereich
der Arbeitsplätze die Kennwerte aus dem Abschnitt 1.3 im entsprechenden
Bereich liegen.
Werden bei der Lagerung oder Präsentation von besonders hochwertigem
Schriftgut besondere Anforderungen an die raumklimatischen Bedingungen gestellt, ist Abschnitt 4.8.2 zu beachten.
4.8.2.
Museen
In Museen ist die Einhaltung eines auf die Empfindlichkeit des Museumsgutes abgestimmten Raumklimas erforderlich. Dabei sind die vom Nutzer
gestellten Anforderungen an Raumlufttemperatur und Raumluftfeuchte, insbesondere die zulässigen Toleranzbereiche, in jedem Einzelfall kritisch zu
hinterfragen.
Im allgemeinen kommt der rel. Raumluftfeuchte sowie einer möglichst langsamen zeitlichen Änderung von Raumlufttemperatur und Raumluftfeuchte
besondere Bedeutung zu.
Die geforderte rel. Raumluftfeuchte kann meistens durch örtliche Befeuchtungsgeräte, u. U. in Verbindung mit einer Veränderung der Raumlufttemperatur weitgehend erreicht werden, wenn die entsprechende Bedienung der
Geräte sichergestellt ist.
Es ist insbesondere auch anzustreben, das geforderte Raumklima durch
bauphysikalisch wirksame Maßnahmen (z.B. hohe Speicherfähigkeit der
Bauteile und Beschränkung der Lichtöffnungen) zu erreichen.
Da die Objekte meist weitaus höhere Anforderungen an das Raumklima
stellen als der Mensch, ist eine Unterbringung der Objekte in Ausstellungsvitrinen zu prüfen, in denen mit relativ geringem Aufwand ein vom
Umgebungsraum weitgehend unabhängiges Kleinklima geschaffen werden
kann. Durch Verwendung von hygroskopischen Stoffen – wie Holz oder Textilien – und/oder durch Einbringen von Salzlösungen, Flüssigkeitsmischungen, Silicagel und anderen Trocknungsmitteln, die selbst keine Stoffe emittieren dürfen, lässt sich in den Vitrinen die rel. Luftfeuchte innerhalb
bestimmter Grenzen einhalten. Auf Beleuchtungskörper innerhalb der
Vitrinen sollte wegen der damit verbundenen Wärmelasten verzichtet werden.
48
Sind zusätzlich zu den baulichen und organisatorischen Maßnahmen RLTAnlagen unumgänglich, gelten folgende Richtwerte:
Temperatur und relative Luftfeuchte
Die Sollwerte der Raumluft sollten einen jahreszeitlich verschobenen, an die
Außentemperatur und rF. angepassten, Verlauf aufweisen, da eine ganzjährige Konstanz erheblich höhere Kosten verursacht. Ein saisonales Gleiten der raumklimatischen Bedingungen ermöglicht einen energiesparenden Betrieb der RLT-Anlagen und ist daher immer in Betracht zu ziehen.
Während bei der Temperatur durchweg große Bandbreiten zulässig sind,
gibt es für den Sollwert der relativen Luftfeuchte in der Fachliteratur unterschiedliche Anforderungen. Die nachfolgende Tabelle enthält Beispiele für
ausgewählte Einzelmaterialien:
Tabelle 1: Empfohlene Sollwerte für die relative Luftfeuchte
Objekt/Material
relative Luftfeuchte
(rF) in %
Holztafelgemälde, gefasste Skulpturen,
Musikinstrumente
45...60
Leinwandgemälde
40...55
Papier
40...50
Textilien, Kostüme, Teppiche
30...50
Fotographien, Filmmaterial
30...45
Münzen, Metallobjekte
(abhängig vom Korrosionszustand)
20...30
Silber
max. 40
Quellen:
Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik 01/02, Recknagel/Sprenger/Schramek
www.cwaller.de; Christoph Waller Long Life for Art, Gottenheim, 2001)
Hilbert, G., Sammlungsgut in Sicherheit, Gebr. Mann Verlag, Berlin
Um einer langsamen zeitlichen Veränderung der Klimaparameter gerecht
zu werden, soll der zeitliche Änderungsgradient der Sollwerte bzw. die
Stabilität der Regelung bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. Die
Tabelle 2 enthält beispielhafte Richtwerte.
49
Tabelle 2: zulässige Änderungsgradienten von rel. Luftfeuchte und
Temperatur am Objekt
Änderungsgradient
Richtwert
Änderung der relativen Luftfeuchte während einer Stunde
max. 2,5%
Änderung der relativen Luftfeuchte während eines Tages
max. 5%
Änderung der Temperatur während einer Stunde
max. 1K
Quelle: Raumklima in Museen, Fachinstitut Gebäude- Klima e.V. Bietigheim- Bissingen, 1999
Bezüglich der örtlichen Schwankungsbreite bzw. der Regelungstoleranz im
Raum-Klimakorridor kann man in Anlehnung an ASHRAE folgende Klasseneinteilung vornehmen:
Tabelle 3: Klassifizierung von Klimakorridoren anhand Kurzund Langzeittoleranzen
maximale Schwankungen
Klima- Charakteristik Kurzzeittoleranz
klasse
Klimakorridor
Langzeittoleranz durch
jahreszeitliche Anpassung
AA
schmalster
Klimakorridor
T = ± 2K
rF = ± 5%
T = ± 5K
rF = ± 5%
A
schmaler
Klimakorridor
T = ± 2K
rF = ± 10%
T = + 5K / –10K
rF = ± 10%
B
mäßiger
Klimakorridor
T = ± 5K
rF = ± 10%
T = ± 10K; Tmax = 30°C;
Tmin so niedrig wie es die Gewährleistung der rel. Luft
feuchte zulässt
C
breiter
Klimakorridor
T beliebig, jedoch meist kleiner 25°C und nur in
Ausnahmefällen größer 30°C;
rF = 25... 75%
D
Verhinderung
von Feuchteschäden
rF < 75%
Quelle: ASHRAE© Handbook, Applications Chapter 20;
Heating, Ventilations and Air-Conditioning, 1999
50
Die Klasse AA wird nur in Einzel-/Ausnahmefällen benötigt. Die überwiegende Anzahl der Museen ist in Klasse A einzuordnen. In vielen Fällen ist
eine Einordnung in die Klasse B bei dezentraler Befeuchtung ausreichend.
Die Klassen C und D sind für Sammlungen/Exponate ohne besondere
klimatische Anforderungen anzuwenden.
Planungseckdaten für Ausstellungsräume
Bei der Ermittlung des Außenluftvolumenstromes sollen folgende Besucherzahlen pro 100 m2 Ausstellungsfläche als Orientierungswerte berücksichtigt
werden:
Jahresdurchschnitt
3 bis 5
Tagesdurchschnitt bei stärkerem Besuch
10
Maximalwert (Dauer ca. 1 Stunde täglich)
25
Quelle: Sammlungsgut in Sicherheit, Seite 192, Ausgabe 1996, G.S. Hilbert
Planungseckdaten für Magazine und Depots
Außerhalb der Betriebszeiten von Museen, Depots und Magazinen ist der
Außenluftanteil zu minimieren (wenn möglich bis 0 %), um die verbrauchsund betriebsgebundenen Kosten für die Außenluft-Aufbereitung zu
verringern (siehe 2.3.4).
4.9
DV-Räume
Datenverarbeitungs-(DV-)Räume, d. h. Aufstellungsräume von Rechnern
und Servern mit hoher Wärmeabgabe, erfordern in der Regel, bedingt
durch die Anforderungen der DV-Geräte und der Arbeitsmittel sowie den
notwendigen Gesundheitsschutz des Bedienungspersonals, den Einbau
von RLT-Anlagen.
PC-Arbeitsplätze in Büroräumen benötigen keine RLT-Anlagen.
Die VDI-Richtlinie 2054 – Raumlufttechnische Anlagen für Datenverarbeitung ist zu beachten. Hierin sind Raumlufttemperaturen von 20° bis
28° C in DV-Räumen ohne ständigen Arbeitsplatz empfohlen, bei Räumen
mit ständigen Arbeitsplätzen darf die Raumtemperatur nicht dauernd über
51
26° C liegen. Die Regelung sollte sich zur Energieeinsparung immer am
oberen Sollwertbereich orientieren. Die Anforderungen an die
Raumluftzustände sind im Einzelfall mit den Geräteherstellern abzuklären.
4.9.1
Bauliche Anforderungen
In Ergänzung der Bedingungen nach Abschnitt 1.3 sind folgende Gesichtspunkte zu beachten:
• Die lichte Raumhöhe soll mindestens 3 m betragen.
• In DV-Maschinenräumen ist ein Doppelboden und ein Deckenhohlraum
zweckmäßig. Als Richtwerte sind jeweils 0,5 m lichte Höhe anzusetzen.
• Die notwendige Grundfläche des DV-Raumes ist u. a. abhängig von der
inneren Wärmelast, dem Vorhandensein eines Doppelbodens sowie von
den Möglichkeiten, Wärmelasten am Entstehungsort direkt abzuführen.
• Ein Wert von 400 W/m2 bei Räumen mit Bedienplätzen bzw. 600 W/m2 bei
bedienerlosen Räumen sollte nicht überschritten werden.
4.9.2
Planungshinweise
Die Betriebszeiten der DV-Geräte und die raumklimatischen Anforderungen
erfordern in der Regel für Datenverarbeitungsbereiche eine von anderen
Raumgruppen des Gebäudes unabhängige RLT- und Kälteversorgungsanlage.
Bei DV-Zentralen mit erhöhten Anforderungen an die Betriebssicherheit
kann entsprechend den Nutzeranforderungen eine Leistungsaufteilung aller
wesentlichen Anlagenteile auf zweimal 50 %, bei sehr hohen Anforderungen auf dreimal 40 – 50 % erforderlich werden. Um die Maschinenwärme möglichst direkt abzuführen, sind die Möglichkeiten der Maschinenkühlung sowie der Umluftkühlung im unmittelbaren Maschinenbereich
vorrangig auszuschöpfen. Wegen der ganzjährigen Kühllast ist die Möglichkeit der freien Kühlung zu untersuchen.
RLT-Geräte sind so anzuordnen, dass eine Wartung ohne Beeinträchtigung
der Datenverarbeitung möglich ist.
Für die Zuführung der Zuluft haben sich im Doppelboden eingebaute Drallauslässe, Schlitz- oder Lochplatten bewährt. Dabei wird den DV-Geräten
und dem Raum in der Regel Zuluft des gleichen thermodynamischen
Zustandes zugeführt (Einkreissystem). An der Bedienungsseite der Geräte
sollen keine Bodenauslässe vorgesehen werden. Wenn spezifische Wärmelasten von 300 W/(m2 Nutzfläche) überschritten werden, sind örtliche Luft-
52
geschwindigkeiten unvermeidlich, die höher liegen, als die in DIN 1946
Teil 2 – Raumlufttechnik – Gesundheitstechnische Anforderungen – angegebenen Grenzwerte.
Es ist jedoch darauf zu achten, dass im Aufenthaltsbereich des Bedienungspersonals die Grenzwerte der Norm eingehalten werden.
Eine Alternative bei hohen Kühllastdichten kann ein RLT-System mit freier
Quellluftströmung in Verbindung mit Kühldecken darstellen; dabei ist die erhöhte Gefahr durch eventuelle Wasserschäden zu beachten.
Die Abluftführung sollte an der Decke erfolgen. Eine schwerpunktmäßige
Erfassung der Abluft in den wärmeintensiven Bereichen ist anzustreben.
Aus Gründen der Datensicherung kann es erforderlich werden, über die
brandschutztechnischen Anforderungen hinaus bestimmte Raumgruppen
innerhalb des DV-Bereiches als gesonderte Brandabschnitte zu behandeln.
Die Ermittlung der inneren Wärmelast (Wärmeabgabe der DV-Geräte)
erfolgt nach Herstellerangaben, jedoch unter Berücksichtigung der
Gleichzeitigkeit. Kontrollmessungen in bestehenden DV-Anlagen haben
niedrige Gesamtgleichzeitigkeitsfaktoren von ca. 0,35 ergeben.
4.10
Speiseräume
Für Speiseräume ist im allgemeinen freie Lüftung ausreichend.
Voraussetzungen hierfür sind:
• Sinnvolle und ausreichende Anordnung von Fenstern: bewährt haben
sich Quer- oder Überecklüftungen;
• Einsatz von einstellbaren Dauerlüftungseinrichtungen mit einem kontrollierten Minimaldurchsatz:
• Abtrennung von anderen Nutzungsbereichen und Verkehrswegen (z. B.
durch Schleusen bzw. Drehtüren).
• Zur Vermeidung einer Geruchsausbreitung aus der Küche in den Speiseraum bzw. in das übrige Gebäude sollte im Bereich der Essensausgabe
eine Absaugung angeordnet werden.
Sollten die Voraussetzungen nach Abschnitt 1.3 für den Einbau von RLTAnlagen vorliegen (insbesondere bei Nutzung der Speiseräume als Veranstaltungsräume), ist Abschnitt 1.4.2 zu beachten.
53
4.11
Küchen
Küchen mit einer Gesamtanschlussleistung bis 25 kW benötigen keine RLTAnlage.
Die Be- und Entlüftungsanlage ist nach den VDI 2052 (Raumlufttechnische
Anlagen für Küchen) zu konzipieren. Für kleinere Anschlussleistungen wird
eine Abluftanlage (Haube) empfohlen.
Die BGN 111 (ehemals ZH 1/3) ist zu beachten.
Der Zuluftvolumenstrom ist durch Berechnung der inneren Wärmelasten
unter Berücksichtigung betriebsgerechter Gleichzeitigkeitsfaktoren der
Küchengeräte nach VDI 2052 zu ermitteln.
Zur Reduzierung des Zuluftvolumenstromes sind in der Planungsphase
möglichst große lichte Raumhöhen zu fordern. Die spezifische Wärmebelastung sollte 90 W/(m3 Raumvolumen) nicht überschreiten.
Es ist darauf hinzuwirken, dass bei der Planung der Kücheneinrichtung
Geräte mit geringer Wärmeentwicklung bzw. hoher Wärmedämmung
eingesetzt werden. Nachdem der Hersteller und Typ der thermischen
Küchengeräte feststeht, sind die Luftvolumenströme mit den tatsächlichen,
gerätespezifischen Anschlussleistungen (Wärme- und Dampfabgaben) zu
berechnen. Mit diesen Ergebnissen ist die RLT-Anlage zu dimensionieren.
Zur Be- und Entlüftung haben sich Hauben nach DIN 18869 Teil 1 oder
Küchenlüftungsdecken nach DIN 18869 Teil 2 bewährt, wobei Großgeräte,
z. B. Friteusen mit hoher Wärme- und Feuchtigkeitsabgabe mit separaten
Absaugungen auszurüsten sind. Für die Abluftabsaugung von Spülmaschinen sind korrosionsbeständige Materialien, z. B. Werkstoffnummer 1.4301
oder Kunststoffe) zu verwenden. Bei Taupunktunterschreitung im Abluftsystem sind die Luftleitungen mit einer Wärmedämmung zu versehen, mit
Gefälle zu verlegen und zu entwässern.
Ablufterfassungseinrichtungen, bei denen ein hoher Anteil nicht thermodynamisch behandelter Außenluft direkt in die Ablufterfassung (Deckenfläche, Hauben) geführt wird, sollten nicht eingesetzt werden, weil der
unaufbereitete Außenluftvolumenstrom (Zuluftstrom) nach der VDI 2052 Nr.
5.1.2 zu Thermikstrom addiert werden muss und damit höhere
Betriebskosten entstehen.
54
Da der Einsatz von Aktivkohlefiltern hohe Folgekosten verursacht, sind Fortluftöffnungen so anzuordnen, dass kritische Geruchsbelästigungen vermieden werden.
Bei kurzen Betriebszeiten (1000 bis 1500 Stunden Volllast pro Jahr) der
Küche sind WRG-Anlagen im allgemeinen nicht wirtschaftlich einsetzbar. In
Zweifelsfällen ist eine Wirtschaftlichkeitsberechnung durchzuführen. Dabei
ist von einer leicht zu reinigenden (kreislaufverbundenen) WRG-Anlage
auszugehen, da sich im Fortluftwärmetauscher fetthaltige Rückstände
niederschlagen können.
Zur Sicherstellung einer hohen Behaglichkeit, Luftqualität und Hygiene ist
ein lastminderndes Luftführungskonzept, bei dem die Zuluft impulsarm in
die Küche eingeleitet wird, zu favorisieren.
Ziel der Luftführung muss es sein, die aufsteigenden luftfremden Stoffe
(Wrasen, Dämpfe, Partikel usw.) nicht in den Aufenthaltsbereich zu leiten.
Dies wird z. B. durch die Anwendung der Schichtströmung mit Quellluftdurchlass im Bereich zwischen 0,2 m und 1,2 m über Fußboden erreicht.
Eine Schichtströmung mit Durchlass im Arbeitsbereich ist auch aus
energetischer Sicht und Betriebskostengründen zu bevorzugen, weil der
Ausspülgrad (VDI 2052, Tabelle 4) und damit der erforderliche Zuluft-/
Abluftvolumenstrom wesentlich reduziert werden kann.
Die Luftdurchlässe sind nach DIN 18869 Teil 3 auszuführen.
Luftleitungen sind nach DIN 18869 Teil 4 auszuführen.
In die Außen-, Zu-, Ab-, Um- und Fortluftleitungen sind Reinigungsöffnungen vorzusehen, um die hygienischen Anforderungen der VDI 6022
zu gewährleisten. Auf die Brandschutz-/Rauchschutzanforderungen der
DIN 18869 Teil 4 wird hingewiesen.
Ab- und Fortluftleitungen aus Küchen, die aus Beton hergestellt sind, müssen glatte, leicht zu reinigende Oberflächen haben; sie sind mit Hilfe geeigneter Schutzschichten (z. B. Epoxydharz) gegen die Einwirkung von Aerosolat (Fett, Öl, Wasser-Gemisch) zu schützen.
Die Fortluft aus Küchen (Gesamtanschlussleistung der Küchengeräte ab
25 kW) ist über Dach zu führen (VDI 2052 Nr. 6.4.8).
55
Anhang I – Auslegungsdaten für übliche Raumarten
Mindestaußenluftvolumenstrom (AU) bzw.
Zuluftvolumenstrom (ZU) nach
DIN 1946 und
ASR 5
Raumtemperatur im
Aufenthaltsbereich*
4.1.1
Büroräume
(AU) 40 m3/h
und Person
22
(20)
40
freie Lüftung i.d.R.
ausreichend
4.1.2
Sitzungsräume
(AU) 30 m3/h
und Person
22
(20)
40
bei nicht ausreichender freien Lüftung
4.1.3
Toilettenräume
(ZU) 30 m3/h und
Objekt, jedoch
min. 5 faches
Raumvolumen/h
15
55
i.d.R. nur Abluft
4.1.4
Umkleideräume
(AU) 4-8 faches
Raumvolumen/h
21
50
4.1.5
Wasch- und
Duschräume
(AU) 10 faches
Raumvolumen/h
24
55
4.1.6
Lager- und
Nebenräume
(ZU)
15m3/(h*m2)
15
50
4.2.1
Unterrichtsräume
(AU) 30 m3/h
und Person
22
(20)
40
ausreichend
4.2.2
Aulen und
Festräume
(AU) 30 m3/h
und Person
22
(20)
40
Versammlungsstättenverordnung
beachten
Raumart
4.2.3
Naturwissenschaftliche
Fachräume
56
min.
°C
max.
°C
Schalldruckpegel
der
RLTAnlage
dB(A)
Bemerkungen
RLT-Anlage bei der
Verwendung von
Schadstoffen ggf.
notwendig
Raumart
DIN 1946 und
ASR 5
Raumtemperatur im
Aufenthaltsbereich*
min.
°C
max.
°C
Schalldruckpegel
der
RLTAnlage
dB(A)
Bemerkungen
4.2.4
Musikräume
RLT-Anlage im allg.
nicht erforderlich
4.2.5
Werkräume
und
Werkstätten
RLT-Anlage im allg.
nicht erforderlich
4.2.6
Lehrküchen
RLT-Anlage im allg.
nicht erforderlich
4.3.1
Seminarräume
(AU) 30 m3/h
und Person
22
(20)
4.3.2 Hörsäle
(AU) 30 m3/h
und Person
22
(20)
4.3.3
Laboratorien
(AU)
25 m3/(h*m2NF)
4.3.3.1
Lagerräume für
gefährliche
Arbeitsstoffe
40
ausreichend
40
Versammlungsstätten
-verordnung
beachten
22
(20)
52
Abluft-Volumenstrom
der Digestorien
berücksichtigen
15
60
Anforderungen
gemäß
Gefahrstoffverordnung und BetrSichV
27
4.3.4
Sonderbereiche
Forschung
Auslegung nach
Festlegungen im
Einzelfall
4.3.5
Reinräume
Auslegung nach
VDI 2083
4.4
Krankenhäuser
und Kliniken
Auslegung nach
DIN 1946, Teil 4
57
DIN 1946 und
ASR 5
Raumtemperatur im
Aufenthaltsbereich*
4.5.1
Sporthallen
(AU) nach
DIN 18032
15-22
4.5.2
Gymnastikräume
(AU) nach
DIN 18032
17*
4.5.3
Konditionsund Krafttrainingsräume
(AU)
100 m3/h und
Gerätestation
4.5.4
Umkleideräume
Raumart
min.
°C
max.
°C
Schalldruckpegel
der
RLTAnlage
dB(A)
50
freie Lüftung bei
normaler Nutzung im
allg. ausreichend
* s. Abschnitt 4.5.2
12-20
50
(AU)
6 faches
Raumvolumen/h
22
50
4.5.5
Wasch- und
Duschräume
(AU)
8-10 faches
Raumvolumen/h
22
4.6
Bäderbauten
(ZU) nach
VDI 2089
4.7.1
Werkstätten
(AU)
15 m3/(h*m2)
*
50
*2 K über Beckenwassertemperatur
ausreichend
18
4.7.2
Wäschereien
Bemerkungen
Schwülegrenze
beachten
28
4.8.1
Bibliotheken
Lesesaal
(AU) 20 m3/h
und Person
Magazine und
Depots
(AU)
3 m3/(h*m2NF)
58
22
(20)
35
15
50
*nach Anhang I für
Räume mit starker
Verunreinigung
Raumart
DIN 1946 und
ASR 5
Raumtemperatur im
Aufenthaltsbereich*
min.
°C
max.
°C
Schalldruckpegel
der
RLTAnlage
dB(A)
20
*
40-45
Bemerkungen
4.8.2
Museen
Ausstellungsräume
(AU) 20 m3/h
und Person*
Magazine
und Depots
(AU)
0,5-1m3/(h*m2NF)
16-18
4.9
DV-Räume
(ZU) nach
Kühllastberechnung
18
4.10
Speiseräume
(AU) 30 m3/h
und Person
21
4.11
Küchen
28*
*weitere Erläuterungen im Abs. 4.8.2
*26°C in Räumen
mit ständigem
Arbeitsplatz
freie Lüftung im allg.
ausreichend
65
Auslegung nach
VDI 2052
* Die angegebenen min. Raumtemperaturen gelten für Mischströmungen im Raum
(siehe Erläuterungen zu Abschnitt 2.1).
Bei turbulenzarmen Schichtströmungen kann die Raumtemperatur auf den in Klammer
gesetzten Wert reduziert werden. (siehe DIN 1946, Teil 2)
Eine Kühlung ist in der Regel nur für die Raumarten notwendig, bei denen Angaben
zur max. Raumtemperatur gemacht worden sind.
59
Anhang II Bestimmung der Außenluftvolumenströme mittels Olf
Die nachstehende Tabelle ergänzt Abschnitt 1.4.2 und gilt für folgende Raumarten:
Einzelbüro, Großraumbüro, Konferenz-/ Seminarraum, Hörsaal, Kantine,
Speiseraum, Klassenraum
Mindestaußenluftvolumenstrom
nur für
Personen
Außenluftqualität
0,1 dp
Zusatzaußenluftvolumenstrom
für Räume
Räume mit
geringer
Verunreinigung
m3/m2 h
Räume mit
mittlerer
Verunreinigung
m3/m2 h
Räume mit
starker
Verunreinigung
m3/m2 h
28
2,7
4,1
5,4
20
2
3
4
16
1,6
2,4
3,2
12
1,2
1,8
2,4
m3/h Person
Tabelle 1:
Mischlüftung,
empfundene
Luftqualität
mittel
Tabelle 2:
Quelllüftung,
empfundene
Luftqualität
mittel
Tabelle 3:
Mischlüftung,
empfundene
Luftqualität
gering
Tabelle 4:
Quelllüftung,
empfundene
Luftqualität
gering
60
Anhang III
Zusammenstellung der wesentlichen Bestimmungen und
technischen Regeln
1. Gesetze und Verordnungen, insbesondere:
- Gesetz zur Einsparung von Energie in Gebäuden (Energieeinsparungsgesetz),
- Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge
(Bundesimmissionsschutzgesetz),
- TA-Luft und die TA-Lärm als Verwaltungsvorschriften,
- Verordnung über Arbeitsstätten,
- Chemikaliengesetz / GefahrstoffeVO
- Bauordnung der Länder,
- Versammlungsstättenverordnung der Länder,
- Garagenverordnung,
- Beherbergungsstättenverordnung
- Krankenhausbauverordnung
2. Unfallverhütungsvorschriften
3. Verdingungsordnung für Bauleistungen Teil C (VOB/Teil C), insbesondere:
DIN 18299
Allgemeine Regelungen für Bauarbeiten jeder Art – sowie
DIN 18379
– Raumlufttechnische Anlagen.
4. Normen des Deutschen Instituts für Normung (DIN), insbesondere:
DIN EN 1886
Zentrale Raumlufttechnische Geräte
DIN 1946 Teil 1
Raumlufttechnik, Terminologie und graphische Symbole
DIN 1946 Teil 2
Raumlufttechnik, Gesundheitstechnische Anforderungen
DIN 1946 Teil 4
Raumlufttechnik, Raumlufttechnische Anlagen in
Krankenhäusern
DIN 1946 Teil 7
Raumlufttechnik, Raumlufttechnische Anlagen in
Laboratorien
DIN 4102
Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen,
Lüftungsleitungen, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen
DIN 4108 Teil 6
Berechnung des Jahresheizwärmebedarfs von Gebäuden
DIN 4109
Schallschutz im Hochbau
DIN 4701
Regeln für die Berechnung des Wärmebedarfs von
Gebäuden
DIN 4799
Luftführungssystem für Operationsräume; Prüfung
61
DIN 12924
DIN EN 13779
DIN EN 14175
DIN 18017
DIN 18869
Teile 1-4
DIN 18032-1
DIN 19221
bis
DIN 19236
DIN 24 190
DIN EN 779
Laboreinrichtungen – Abzüge –
Lüftung von Gebäuden – Leistungsanforderungen für
raumlufttechnische Anlagen
Abzüge
T 3 Lüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Außenfenster; mit Ventilatoren
Einrichtungen zur Be- und Entlüftung von
gewerbsmäßigen Küchen
Sporthallen - Grundsätze für Planung und Bau
Messen, Steuern, Regeln; Leitwarte
Kanalbauteile für lufttechnische Anlagen; Blechkanäle
Partikel-Luftfilter für die allgemeine Raumlufttechnik –
Anforderungen, Prüfungen, Kennzeichnung
DIN EN 1822
Schwebstofffilter
DIN Fachbericht 79 Lüftung von Gebäuden – Auslegungskriterien für
Innenräume
DIN VDE 0510
VDE-Bestimmung für Akkumulatoren und Batterie anlagen
5. Richtlinien des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI), insbesondere:
VDI 2052
Raumlufttechnische Anlagen für Küchen
VDI 2053
Raumlufttechnische Anlagen für Garagen und Tunnel
VDI 2054
Raumlufttechnische Anlagen für Datenverarbeitung
VDI 2067
Berechnung der Kosten von Wärmeversorgungsanlagen,
Blatt 3 Raumlufttechnik
VDI 2068 Blatt 2
Mess-, Überwachungs- und Regelgeräte; RLT-Anlagen
VDI 2071
Wärmerückgewinnung in Raumlufttechnischen Anlagen
VDI 2078
Berechnung der Kühllast klimatisierter Räume
VDI 2079
Abnahmeprüfung an Raumlufttechnischen Anlagen
VDI 2080
Messverfahren und Messgeräte für Raumlufttechnische
Anlagen
VDI 2081
Geräuscherzeugung und Lärmminderung in Raumlufttechnischen Anlagen
VDI 2083
Reinraumtechnik
VDI 2089 Blatt 1
Technische Gebäudeausrüstung von Schwimmbädern,
Hallenbädern
VDI/VDE 3525
Regelung von raumlufttechnischen Anlagen
Blatt 1
VDI 3801
Betreiben von Raumlufttechnischen Anlagen
62
VDI 3803
VDI 3814
VDI 2569
VDI 6022
Raumlufttechnische Anlagen; Bauliche und technische
Anforderungen
Gebäudeleittechnik
Schallschutz und akustische Gestaltung im Büro
Hygienische Anforderungen an Raumlufttechnische Anlagen
für Büro- und Versammlungsräume
6. Bestimmungen des Vereins Deutscher Elektrotechniker (VDE)
DIN VDE 0100 - 540
7. Arbeitsblätter des Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.
(VDMA)
24186 Teil 1
Leistungsprogramm für die Wartung von lufttechnischen
und anderen technischen Ausrüstungen in Gebäuden
8. Richtlinien und Hinweise des Arbeitskreises Maschinen und Elektrotechnik
staatlicher und kommunaler Verwaltung (AMEV)
- Bedienen von raumlufttechnischen Anlagen (Bedien RLT 88),
- Wartung, Inspektion und damit verbundene kleine Instandsetzungsarbeiten
von technischen Anlagen und Einrichtungen in öffentlichen Gebäuden
(Wartung 2002),
- Vertragsmuster für Instandhaltung (Wartung, Inspektion, Instandsetzung) von
technischen Anlagen und Einrichtungen in öffentlichen Gebäuden
(Instandhaltung 90).
9. DVGW 634
Installation von Gasgeräten in gewerblichen Küchen innerhalb von Gebäuden
63
Mitarbeiter
Frommhold
(Obmann)
Deutsche Bundesbank
Dr. Huber
Sächsisches Staatsministerium der Finanzen
Kinkeldey
Ministerium der Finanzen Sachsen-Anhalt
Kleist
Behörde für Bau und Verkehr der Freien und Hansestadt
Hamburg
Laarmann
Ministerium für Städtebau und Wohnen, Kultur und Sport
des Landes Nordrhein-Westfalen
Rabe
Bundesbauamt Berlin
Rudolf
OFD Stuttgart
64
Bestellungen unter:
[email protected] · Fax (030) 44 03 33 99
Satz, Druck und Vertrieb:
Elch Graphics · Digitale- und Printmedien GmbH & Co. KG
Immanuelkirchstraße 3/4 · 10405 Berlin

Hinweise zur Planung und Ausführung von Raumlufttechnischen

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