Dichtheit als Nachhaltigkeits- und Kostenfaktor

Angesichts der Tatsache, dass der Bausektor in der EU für mehr als ein Drittel der Treibhausgasemissionen verantwortlich ist, sehen sich sämtliche beteiligten Akteure der Branche vor der Herausforderung, alle Aspekte ihrer Tätigkeit daraufhin zu prüfen, wie sie die Emissionslast verringern können. Schließlich geht es nicht nur um die Einhaltung geltender Vorschriften, sondern schlicht um die Effizienz ihrer Produkte und den damit verbundenen Kostenfaktor.

Lüftungsgeräte und -anlagen: Prüfverfahren zur Klassifizierung

Unter diesem Aspekt ist die Dichtheit von Lüftungsgeräten und -anlagen (inklusive Kanalsystem zur Luftverteilung und -rückführung) von entscheidender Bedeutung und sollte sowohl bei der Auswahl der Geräte als auch bei der Planung einer Anlage berücksichtigt werden. Angesichts der möglichen energetischen und finanziellen Nachteile bei mangelnder Dichtheit empfiehlt es sich, die gewünschte Anforderung an die Dichtheit als eigenen Punkt in Ausschreibungstexten aufzunehmen. Um letztendlich Anlagen effektiv vergleichen zu können, wurden Klassifizierungen eingeführt, die auf festgelegten Prüfverfahren basieren.

Gehäusedichtheit, Leckagen, Wärmebrückenfaktoren – Worauf ist zu achten?

Um es gleich vorwegzunehmen: Es gibt nicht den einen Wert, den man als Dichtheitsstandard in die Ausschreibung aufnehmen kann. Um die mechanischen Eigenschaften von Lüftungsgeräten zu beschreiben, werden drei Hauptmerkmale untersucht und zertifiziert: Wärmedurchgang/Wärmebrückenfaktor; Dichtheitsklasse; mechanische Stabilität. Wir werden diese Eigenschaften am Beispiel von Kompaktlüftungsgeräten darstellen. Erst unter Berücksichtigung aller Zertifizierungsangaben erhält man das Gerät, das den eigenen Projektanforderungen entspricht.

Zertifizierte Gehäuseeigenschaften am Beispiel von Kompaktlüftungsgeräten

Die DIN EN 1886 gibt Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften von zentralen RLT-Geräten und deren Prüfung vor. Für die Prüfungen gibt es zum einen die Möglichkeit, diese an sogenannten Modelboxen[1] durchzuführen, oder zum anderen an einem realen Gehäuse für spezielle Einstufungen. Die Wahl des Prüfverfahrens muss in den Dokumentationen klar vermerkt sein (Kennzeichnung M bzw. Kennzeichnung R).

Für unser Beispiel betrachten wir das Gehäuse der Swegon Kompaktlüftungsgeräte GOLD und SILVER C. Die mechanischen Eigenschaften des Gehäuses sind an einer Modelbox nach EN 1886 geprüft und mit folgenden Ergebnissen in die entsprechenden Kategorien eingeteilt worden:

Wärmedurchgang: T2

Wärmebrückenfaktor: TB2

Dichtheitsklasse (-400 Pa): L1 (M)

Dichtheitsklasse (+700 Pa): L1 (M)

Mechanische Stabilität (-1.000 Pa): D1 (M)

Mechanische Stabilität (+1.000 Pa): D1 (M)

Filterklasse: F9

Im Folgenden werden wir die Bedeutung der oben genannten Hauptmerkmale (Wärmedurchgang/Wärmebrückenfaktor; Dichtheitsklasse; mechanische Stabilität) betrachten und erläutern.

Neben den geprüften Gehäusedaten wurden die Lüftungsgeräte GOLD und SILVER C auch durch anerkannte, auf Basis der EN 13053 geltende Zertifizierungen geprüft. Hierzu gehören die Prüfung nach Eurovent sowie die Zertifizierung gemäß RLT-Herstellerverband.

Wärmedurchgang/Wärmebrückenfaktor T2/TB2 – was bedeutet das?

Es wird in Fachkreisen immer wieder über Lüftungsgeräte gesprochen, die in T2/TB2-Ausführung benötigt werden. Was bedeutet diese Bezeichnung und für welche Anwendungen sind diese Geräte sinnvoll einzusetzen?

Wärmedurchgangszahl U

Die Wärmedurchgangszahl U (in der Bauphysik auch als k-Wert bezeichnet) gibt den Wärmestrom an, der in einer bestimmten Zeit durch einen festen Körper fließt, wenn ein definierter Temperaturunterschied an den Außenseiten besteht. Sie wird in der Einheit W/(m²K) gemessen.

Ein höherer U-Wert weist also auf eine schlechtere thermische Dämmeigenschaft des Körpers hin. Umgekehrt gilt: Je niedriger der U-Wert, desto besser ist die Wärmedämmeigenschaft des Körpers (siehe Tabelle 2).

Tabelle 1: Gehäuseklassen in Bezug auf die Wärmedurchgangszahl U

Wärmebrückenfaktor kb

Der Wärmebrückenfaktor kb ist wie folgt definiert:

kb = Δ tmin / Δ tair
Δ tmin = ti – tsmax   
Δ tair = ti – ta   

ti = mittlere Innenlufttemperatur
tsmax = max. Temperatur der äußeren Oberfläche
ta = mittlere Außenlufttemperatur

Gemäß DIN EN 1886 werden die Werte ermittelt, wenn sich die Temperaturdifferenz zwischen der Innenluft des Lüftungsgerätes und der Außenluft bei 20 K stabilisiert hat. Vereinfacht ausgedrückt definiert der Wärmebrückenfaktor die thermisch schwächste Stelle des RLT-Geräts an der äußeren Oberfläche, das heißt je größer der Wärmebrückenfaktor (Maximalwert ist 1,0), desto besser die thermischen Eigenschaften. Auch der Wärmebrückenfaktor ist in der DIN EN 1886 in Klassen eingeteilt:

Tabelle 2: Gehäuseklassen in Bezug auf den Wärmebrückenfaktor kb

Wie oben beschrieben, ist ein RLT-Gerät, das die Werte T2/TB2 nachweisen kann, von der Wärmedämmung her auf sehr hohem Niveau.

Anwendung finden diese Geräte vor allem dann, wenn die Temperaturdifferenz zwischen der innen geförderten und der Umgebungsluft sehr groß ist. Erstens vermeidet man dadurch Wärmeverluste durch das Gehäuse, zweitens ist auch oft gefordert, dass bei diesen extremen Anwendungen keinerlei Kondensat an den Gehäuseflächen auftreten darf.

Die Wärmedämmung ist damit ein wichtiger Wert; allerdings ist die beste Dämmung wertlos, wenn das Gehäuse nicht mechanisch dicht ist. Dieser Faktor ist sowohl für die Auslegung der Lüftungsgeräte als auch für die Gesamtanlage von entscheidender Bedeutung. Betrachten wir daher als nächstes die Angaben zur Gehäusedichtheit.

Dichtheitsklassen des Gehäuses

Bei der Einstufung der Luftdichtheit des Gehäuses unterscheidet man zwei Anwendungsfälle: Unterdruck-Geräte und solche, die sowohl unter Unterdruck als auch unter Überdruck arbeiten.

Geräte, die unter Unterdruck betrieben werden

Für die Ermittlung der Leckluftrate wird ein Unterdruck von 400 Pa angesetzt. Die Einteilung der Gehäuse erfolgt in Dichtheitsklassen (siehe Tabelle 3).

Tabelle 3: Dichtheitsklassen nach DIN EN 1886 für Gehäuse in Überdruck

Falls nichts anderes angegeben ist, ist für den zulässigen Wert die Filterklasse der eingesetzten Filter ausschlaggebend. Bei mehreren Filterstufen ist die höchste Klasse entscheidend.

Für die Zulassung in Deutschland müssen Lüftungsgeräte mindestens die Dichtheitsklasse L3 aufweisen. Für die Förderfähigkeit müssen Anlagen nicht nur beim Lüftungsgerät, sondern insgesamt, also inklusive Kanalsystem, die Dichtheitsklasse L2 erreichen.

Wenn Geräte unter einem anderen Druck als den üblichen 400 Pa geprüft werden, müssen die Leckluftraten entsprechend umgerechnet werden. Für die Umrechnung gilt:

wobei:

f_m = bei tatsächlichem Prüfdruck gemessene Leckluftrate

f₄₀₀ = errechnete Leckluftrate für einen Prüfdruck von 400 Pa

Geräte, die unter Überdruck betrieben werden

Geräte mit Bauteilen, die unter Überdruck betrieben werden, müssen spezielle Prüfungen durchlaufen. Baueinheiten, bei denen der Betriebsdruck direkt nach dem Ventilator mehr als 250 Pa beträgt, sind separat vom übrigen Gerät zu testen. Für alle anderen Fälle reicht eine Unterdruckprüfung aus.

Der Prüfdruck muss dem maximalen Überdruck im Betrieb entsprechen, jedoch mindestens 700 Pa betragen. Die Leckluftmenge bei einem Überdruck von 700 Pa wird den entsprechenden Dichtheitsklassen zugeordnet.

Sollte der Prüfdruck von 700 Pa abweichen, müssen die Leckluftraten auf den Prüfdruck von 700 Pa umgerechnet werden.

Mangelnde Dichtheit kostet Geld, aber ein 100%ig dichtes Gerät ist weder realistisch noch bezahlbar. Für Standardanlagen ist die Dichtheitsklasse L3 akzeptabel. Bei sensiblen Anwendungen ist es empfehlenswert, Lüftungsanlagen mit möglichst geringen Leckageverlusten zu wählen, um Energieverluste und damit verbundene Betriebskosten zu minimieren. Die Kompaktlüftungsgeräte GOLD und SILVER C von der Swegon Germany GmbH sind grundsätzlich in Dichtheitsklasse L1 (M) ausgeführt.

Mechanische Stabilität

Die mechanische Stabilität von Lüftungsanlagen ist entscheidend für ihre Funktionalität und Langlebigkeit. In diesem Kontext werden häufig die Kategorien D1, D2 und D3 verwendet, um unterschiedliche Anforderungen an die mechanische Stabilität und Steifigkeit des Gehäuses zu kennzeichnen. Die mechanische Stabilität ist aus mehreren Gründen wichtig:

• Sicherheit: Eine stabile Konstruktion minimiert das Risiko von Schäden, die durch äußere Einflüsse wie Stöße oder Vibrationen verursacht werden können.
• Effizienz: Eine stabile Anlage gewährleistet, dass alle Komponenten sicher und präzise funktionieren, was letztendlich die Effizienz des Systems erhöht.
• Langlebigkeit: Stabilere Gehäuse halten länger, da sie weniger anfällig für Ermüdung oder Materialversagen sind.
• Transport: Die Steifigkeit des Gehäuses ist besonders wichtig für den Transport von Lüftungsanlagen. Ein robustes Gehäuse schützt die inneren Komponenten vor Beschädigungen während des Transports und bei der Installation.

Je niedriger der D-Wert, desto stabiler ist das Lüftungsgerät. Die GOLD und SILVER C Lüftungsgeräte von Swegon besitzen die höchste Klasse D1.

Fazit

Zusammenfassend kann man sagen: Es lohnt sich, genau hinzusehen, wie die Lüftungsgeräte standardmäßig in den einzelnen Klassifizierungen abschneiden. Nur in der Kombination guter Werte in allen drei Klassifizierungen kann man tatsächlich effiziente Geräte und Anlagen erhalten, den strenger werdenden Nachhaltigkeitsvorgaben entsprechen und die Betriebskosten optimieren. Daher empfiehlt es sich, in Ausschreibungstexten alle benötigten Angaben festzuschreiben.

Noch eine Anmerkung zu den Vorteilen von Zertifizierungen: Offizielle Prüfungen und Bewertungen nach festgelegten Kriterien wie bei der Eurovent-Zertifizierung sind nicht nur eine Garantie für korrekte Angaben wie z. B. die Leistungsangabe, sie stellen auch die Vergleichbarkeit der geprüften Produkte untereinander sicher. Mehr zu diesem Thema erfahren Sie in unserem Blog „Normen und Zertifizierungen schaffen erheblichen Kundennutzen”.

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[1] Modelbox: Gehäuse, das mit den gleichen Konstruktions- und Montageverfahren wie in der regulären Produktion des Herstellers gefertigt wurde. Die Modelbox repräsentiert damit eine gesamte Gerätebaureihe.