Arten von Lüftungssystemen: ein vergleichender Überblick über die Optionen zur Organisation von Lüftungsanlagen

Das Vorhandensein eines Lüftungssystems ist notwendig, um den Luftaustausch im Gebäude durch die Beseitigung von überschüssiger Feuchtigkeit, Wärme und Schadstoffen zu gewährleisten. Seine Anwesenheit ist eine der Hauptbedingungen für die Aufrechterhaltung der Lebensfähigkeit.

Wenn in einem Raum jegliche Arten von Lüftungssystemen fehlen, schadet dies dem menschlichen Organismus und führt zur Schimmelbildung, da bei fehlendem Luftaustausch Kondensat entsteht.

Wir schlagen vor, sich mit den vorhandenen Arten von Lüftungssystemen und deren Funktionsprinzipien vertraut zu machen.

Klassifizierung von Lüftungssystemen

Systeme werden nach verschiedenen Kriterien klassifiziert:

• Zufuhrmethode;
• Verwendungszweck;
• Luftwechselmethode;
• Bauausführung.

Der Lüftungstyp wird in der Planungsphase des Gebäudes festgelegt. Dabei werden sowohl die wirtschaftliche als auch die technische Seite sowie die hygienischen Bedingungen berücksichtigt.

Arten von Lüftungssystemen nach der Zufuhrmethode

Wenn man auf die Methoden der Luftzufuhr und -abfuhr aus dem Raum aufbaut, lassen sich 3 Kategorien der Lüftung unterscheiden:

• natürlich;
• mechanisch;
• gemischt.

Sie führen die Lüftungsplanung durch, falls diese Lösung einen den festgelegten Normen entsprechenden Luftaustausch gewährleisten kann.

Wenn die natürliche Lüftung die Anforderungen der hygienischen Normen nicht erfüllt, wählt man die zweite Option – die mechanische Methode zur Aktivierung der Luftmasse.

Wenn es möglich ist, zusätzlich zur zweiten Lüftungsvariante teilweise die erste zu nutzen, wird eine gemischte Lüftung in das Projekt aufgenommen. In Wohnhäusern erfolgt die Luftzufuhr durch Fenster, und die Abluftgeräte werden in der Küche und im Sanitärraum platziert. Daher ist es wichtig, einen guten Luftaustausch zwischen den Räumen sicherzustellen.

Lüftung gemischter Art. Sie wird eingesetzt, wenn die natürliche Lüftung nicht die einzige Option sein kann. Für einen qualitativ hochwertigen Luftaustausch in Räumen mit stark verschmutzter Luft wird eine mechanische Lüftung eingerichtet.

Lüftungsarten nach dem Verwendungszweck

Ausgehend vom Verwendungszweck der Lüftung unterscheidet man Arbeitslüftungssysteme und Notlüftungen. Während die ersteren ständig komfortable Bedingungen gewährleisten sollen, treten die letzteren nur bei Ausfall der ersteren und bei Eintreten einer Notsituation in Kraft, wenn die normalen Lebensbedingungen gestört sind.

Hierbei handelt es sich um plötzliche Störungen, wenn eine Luftverschmutzung durch giftige Dämpfe, Gase, explosionsgefährliche, toxische Stoffe auftritt.

Die Arten von Lüftungssystemen sind für alle Gebäudetypen fast gleich. Nachdem man alle ihre Arten studiert und alle Vor- und Nachteile abgewogen hat, kann man die optimale Variante für ein bestimmtes Gebäude auswählen.

Die Notlüftung ist nicht für die Zufuhr von Frischluft ausgelegt. Sie gewährleistet lediglich die Gasableitung und verhindert, dass sich die Luftmasse mit gefährlichen Stoffen im gesamten Raum ausbreitet.

Lüftungssysteme nach der Luftwechselmethode

Nach diesem Kriterium werden allgemeine und lokale Lüftungssysteme unterschieden. Ersteres muss das gesamte Raumvolumen mit ausreichendem Luftaustausch versorgen und alle erforderlichen Luftparameter einhalten. Darüber hinaus muss es überschüssige Feuchtigkeit, Wärme und Verunreinigungen entfernen. Der Luftaustausch kann sowohl über ein Kanalsystem als auch über ein kanalloses System erfolgen.

Die allgemeine Zuluftlüftung reduziert die Konzentration von Schadstoffen, die nach dem Betrieb der lokalen und allgemeinen Abluftlüftung zurückbleiben.

Der Zweck der lokalen Lüftung besteht darin, bestimmte Orte mit sauberer Luft zu versorgen und verschmutzte Luft von den Stellen zu entfernen, an denen sie entsteht. In der Regel wird sie in großen Räumen mit einer begrenzten Anzahl von Mitarbeitern installiert. Der Luftaustausch findet nur an den Arbeitsplätzen statt.

Einteilung der Systeme nach der Bauausführung

Aufgrund dieses Merkmals werden Lüftungssysteme in Kanal- und kanallose Systeme unterteilt. Kanalsysteme bestehen aus einem verzweigten Netz von Luftkanälen, durch die die Luft transportiert wird. Die Installation eines solchen Systems ist in großen Räumen sinnvoll.

Wenn keine Kanäle vorhanden sind, wird das System als kanallos bezeichnet. Ein Beispiel für ein solches System ist ein gewöhnlicher Ventilator. Es gibt zwei Arten von kanallosen Systemen: Deckensysteme und Unterflursysteme. Kanallose Systeme sind einfacher zu installieren und verbrauchen weniger Energie.

Natürliche Lüftung von Räumen

Die Bewegung der Luftmassen bei natürlicher Belüftung erfolgt auf natürlichem Wege ohne zusätzliche Anregung durch:

• Temperaturunterschiede zwischen Innen- und Außenbereich des Gebäudes;
• Druckunterschiede zwischen dem Raum und der auf dem Dach des Gebäudes installierten Abzugshaube;
• unter dem Einfluss des Windes.

Dies ist das einfachste System. Hier ist keine Installation komplexer, teurer Geräte erforderlich, die viel Strom verbrauchen. Ein solches System kann nicht als zuverlässig bezeichnet werden, da seine Effizienz von Faktoren abhängt, die der Mensch nicht kontrollieren kann.

Das System kann organisiert oder unorganisiert sein. Eine regelbare oder organisierte System funktioniert durch Aeration oder das Vorhandensein von Deflektoren. Die Aeration ist ein allgemeiner Austauschprozess, bei dem die Luft durch geöffnete Fenster, Oberlichter und Kippflügel ein- und austritt.

Infiltration oder ungeregelte natürliche Belüftung ist das Eindringen von Luft in den Raum durch Undichtigkeiten in den Konstruktionen.

Trotz der technologischen Entwicklung wird natürliche Belüftung auch in modernen Gebäuden aufgrund ihrer Einfachheit und der fehlenden Betriebskosten eingesetzt. Abgesehen von ihrer Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen darf man auch nicht ignorieren, dass die Wahrscheinlichkeit eines Phänomens besteht, für das der Begriff „Zugumkehrung“ verwendet wird. Dies ist eine sehr treffende Definition – die Luftmasse ändert plötzlich ihre Richtung und beginnt sich rückwärts zu bewegen.

In der Industrie wird die Belüftung bei Prozessen eingesetzt, bei denen die Arbeit technologisch mit einer großen Wärmeabgabe verbunden ist. Ihre Anwendung ist unter der Bedingung zulässig, dass die Zuluft weniger als 30 % der Schadstoffemissionen der zulässigen Konzentration direkt im Entstehungsbereich enthält.

Eine Belüftung darf nicht angewendet werden, wenn die in den Raum einströmende Luft eine Vorbehandlung erfordert oder wenn durch den Außenluftstrom Kondensat oder Nebel entstehen kann. Durch die Belüftung erfolgt ein mehrfacher Luftaustausch bei minimalem Energieaufwand. Dies ist ihr Hauptvorteil.

Das Funktionsprinzip eines Lüftungssystems mit natürlicher Luftbewegung basiert auf dem Unterschied in Temperatur und Druck der Luftströme:

In Einzelfällen werden an den Mündungen von Abluftkanälen Deflektoren – spezielle Aufsätze – montiert. Sie funktionieren durch Nutzung der Windenergie. Deflektoren bewältigen die Aufgabe, schmutzige und übermäßig erhitzte Luftmassen aus kleinen Räumen zu entfernen. Sie werden auch für die lokale Absaugung eingesetzt.

Die normale Funktion der durch Druckdifferenz angetriebenen Lüftung wird durch einen Mindesthöhenunterschied von 3 m zwischen dem Entnahmepunkt und dem Austritt der Abluft gewährleistet.

Für eine effiziente Funktion der Lüftung empfehlen Fachleute, bei der Verlegung von Luftkanälen keine horizontalen Abschnitte länger als 3 m zu machen. Die Luft sollte darin mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 1 m/s strömen.

Eigenschaften der Lüftung mit mechanischem Antrieb

Ein Lüftungssystem, bei dem die Luft mit Hilfe zusätzlicher Antriebe über große Entfernungen zu- und abgeführt wird, nennt man mechanisch. Es gibt auch andere Bezeichnungen für diese Art der Lüftung – Zwangsbelüftung und künstliche Lüftung.

Sie wird sowohl für die Sicherstellung technologischer Prozesse in verschiedenen Produktionsstätten als auch zur Schaffung komfortabler Bedingungen für den Menschen eingesetzt.

Ein einfaches zu installierendes und zu bedienendes Gerät, das die Absaugung verbrauchter Luft aus Badezimmern, Küchen und Toiletten in Privathäusern gewährleistet, ist das Lüftungssystem mit automatischem Mikroprozessor:

Die mechanische Lüftung ist im Gegensatz zur natürlichen Lüftung unabhängig von äußeren Bedingungen. Sie ist vollständig kontrollierbar und steuerbar. Die in den Raum zugeführte Luft wird aufbereitet, und bei einem gut eingestellten System entsprechen alle ihre Parameter den Standards. Auch die Abluft gelangt bereits von schädlichen Bestandteilen in erforderlichem Maße gereinigt in die Atmosphäre.

Das mechanische System umfasst Geräte und Ausrüstung – Automatik, Ventilatoren, Staubabscheider, Lufterhitzer, Elektromotoren. All dies verbraucht viel elektrische Energie.

Das Vorhandensein einer mechanischen Lüftungsanlage ermöglicht eine optimale Luftverteilung mit Zuführung an einen bestimmten Ort. Mit ihrer Hilfe erfassen Sie Schadstoffe an ihrer Entstehungsquelle, sodass die Luft im gesamten Raum nicht verschmutzt wird.

Der Nachteil der mechanischen Lüftung sind die hohen finanziellen Investitionen bei der Montage und im Betrieb. Um alle ihre Vorteile nutzen zu können, müssen Sie sich mit der Verschmutzung der Kanäle auseinandersetzen und regelmäßig die Filter wechseln.

Wenn ein Lüftungsfilter mit Wärmerückgewinnungsfunktion installiert ist, müssen Sie vor Beginn der Sommerperiode auf den Sommereinsatz umstellen. Wenn Sie die Wintervariante belassen, verringert diese die Effizienz der Lüftung.

Die mechanische Lüftung kann sowohl lokal als auch allgemein sein. Letztere wird in zwei Varianten umgesetzt – kanallos und kanalgebunden. Der Luftaustausch in kanalgebundenen Systemen erfolgt mithilfe von Ventilatoren – Zentrifugal- oder Axialventilatoren sowie Ejektoranlagen.

In der Produktion verwenden Sie für die Absaugung häufiger Ejektoranlagen, insbesondere dort, wo explosionsgefährdete Gase vorhanden sind. Die Verwendung gewöhnlicher Ventilatoren ist hier nicht zulässig, da sie im Falle einer Störung Funken bilden können. Ihre Installation praktizieren Sie bei der Montage einer Zuluft- oder Zu- und Abluftanlage.

Allgemeine Lüftung mit mechanischem Antrieb

Konstruktionen mit mechanischem Antrieb können sowohl als Zuluft- als auch als Abluftanlagen ausgeführt sein. Die Zuluftlüftung führen Sie manchmal zusammen mit der Zentralheizung aus.

Der Lufteinlass in einem solchen System kann die Form von Öffnungen in den umschließenden Konstruktionen des Gebäudes, eines freistehenden oder angebauten Schachts haben. Bei der Montage außerhalb des Gebäudes befindet sich der Lufteinlassschacht über dem Erdboden oder auf dem Dach.

Schema der Anordnung von Lufteinlassvorrichtungen: in der umschließenden Konstruktion (a), neben der Außenwand (b), auf dem Dach (c). Die Kanäle für die Abluft und Schächte dämmen Sie von außen, da sich sonst im Winter Eis bildet.

Die Wahl der Konstruktion und des Standorts der Lufteinlässe wird beeinflusst von den Anforderungen an die Reinheit der Außenluft sowie von den architektonischen Besonderheiten des Gebäudes. Die Unterkante der Öffnung, durch die saubere Luft eintritt, muss mindestens 2 m über dem Boden liegen, bei Gebäuden in einer Grünzone 1 m. Außenlufteinlässe dürfen nicht dort platziert werden, wo Schadstoffe vorhanden sind.

Die Luftmassen gelangen über einen Ventilator in den Schacht. Beim Durchgang durch den Heizkörper werden sie erwärmt, befeuchtet oder im Gegenteil getrocknet und gelangen über Luftkanäle mit Öffnungen ins Innere.

Die Luftzufuhr kann auch über Abzweigungen erfolgen, die mit Düsen ausgestattet sind, welche die Zuluftströme lenken. Die zugeführte Luftmenge wird durch Schieber oder Klappen in den Abzweigungen reguliert.

Mechanische lokale Lüftung vom Zulufttyp

Eine mechanische Lüftung, die in einem begrenzten Raum wirkt, wird als Luftdusche bezeichnet. Diese Lüftungsvariante wird in Arbeitsbereichen eingesetzt, in denen die Strahlungswärme mehr als 300 kcal/h beträgt oder in denen toxische Stoffe freigesetzt werden, die nicht durch eine lokale Absaugung abgeführt werden können.

Luftduschenanlagen gibt es als fahrbare und stationäre Modelle. Die ersten entnehmen die Luft bei der Versorgung des Arbeitsplatzes mit sauberer Luft aus dem Raum. Manchmal wird der zerstäubten Luft Wasser zugeführt. Die Wassertropfen wirken beim Auftreffen auf den menschlichen Körper als zusätzlicher Kühler. Die zweiten führen über Düsenstutzen saubere Außenluft oder vorbehandelte Luft zu.

Allgemeine Abluftlüftung

Die Abfuhr der Abluft aus dem Raum ist die Aufgabe der Abluftlüftung. Die Entfernung der verbrauchten Luft erfolgt durch Druckabsenkung im Raum. Dadurch werden Bedingungen für den Zutritt von Außenluft oder Luft aus benachbarten Räumen geschaffen.

Zur Konstruktion der Abluftlüftung gehören eine Reinigungsvorrichtung (1), ein Ventilator (2) und Luftkanäle – der zentrale (3) und der Absaugkanal (4). Wenn im Raum keine andere Lüftungsart als die Abluftlüftung vorhanden ist, sinkt der Druck im Raum auf einen Wert, der niedriger ist als in benachbarten Räumen oder als außen.

Bei der Planung einer allgemeinen Abluftanlage für Produktionshallen wird berücksichtigt, dass die Beseitigung der verschmutzten Luft direkt von der Primärquelle der Schadstoffemissionen entlang ihrer natürlichen Bahn erfolgen muss, ohne saubere Bereiche zu verschmutzen. Solche Orte sind biologische Labore, Hallen mit schädlichen Arbeitsbedingungen.

Mechanische Zu- und Abluftlüftung

Die Basis der Zu- und Abluftlüftung sind zwei aufeinander zuströmende Luftströme. Sie besteht entweder aus zwei unabhängigen Systemen – Zuluft und Abluft – oder aus einer Einheit. In dieser Einheit ist die gesamte für den Betrieb erforderliche Ausrüstung sowohl für die Zuluft als auch für die Abluft integriert.

Bei Vorhandensein von zwei getrennten Systemen arbeitet die Lüftung ohne Umluft und wird als offene Lüftung bezeichnet. Die zweite Art von Lüftungssystem wird als geschlossene Lüftung bezeichnet und arbeitet mit Umluft.

Ein System mit Umluft spart Energie, die für die Kühlung oder Erwärmung der Luft aufgewendet wird, da die Luftmasse nicht vollständig erwärmt wird, sondern nur der Teil, der von außen zugeführt wird. Die Abluft in einem Umluftsystem wird erneut in den Raum zurückgeführt, gemischt mit Frischluft, die 10-15% des gesamten Luftvolumens ausmacht.

Die Installation einer solchen Lüftung ist an Orten möglich, an denen keine gefährlichen Verunreinigungen vorhanden sind. In Regionen mit kaltem Klima ist ein geschlossenes System unwirksam, da sich die Umluft und die Außenluft nicht ausreichend gut vermischen.

Mechanische Lüftung für Notfälle

Für den Fall von außergewöhnlichen Situationen wird zusätzlich zur normalen Belüftung eine Notfalllüftung installiert. Diese ist stets eine Abluftanlage. Die mechanische Notfalllüftung wird in Räumen installiert, in denen die Gefahr des Durchbruchs explosionsgefährdeter Dämpfe oder Gase besteht. In diesem Fall werden explosions- und funken geschützte Ventilatoren montiert.

Der Axial-Explosionsschutzventilator enthält einen Motor in einer explosionsgeschützten Ummantelung. Er ist so befestigt, dass er bei Bedarf schnell ausgetauscht werden kann.

Es gibt gefährliche Bestandteile, die mit Ventilatoren nicht entfernt werden können. In diesem Fall wird ein Ejektor in das System integriert. Die Notfalllüftung muss automatisch eingeschaltet werden, sobald die Hauptlüftung ausfällt. Die Öffnungen, durch die die verschmutzte Luft abgeführt wird, müssen ferngesteuert geöffnet werden.

Die Stutzen und Gitter, die für den Luftaustritt bei der Notfalllüftung vorgesehen sind, werden an Stellen platziert, an denen eine hohe Konzentration gefährlicher Stoffe am wahrscheinlichsten ist. Die Öffnungen, durch die im Notfall die Luft abgeführt wird, dürfen sich nicht in Bereichen befinden, in denen sich ständig Menschen aufhalten. An Rohren und Schächten der Notfallanlage dürfen keine Schirme montiert werden.

Die im Notfall in die Atmosphäre abgegebenen Emissionen müssen maximal verteilt werden, und es ist zu verhindern, dass sie auf abgeschlossene Bereiche des an das Gebäude angrenzenden Geländes gelangen. Die MAK-Werte werden mit entsprechend eingestellten Gasanalysatoren überwacht.

Rauchlüftung

Die Hauptaufgabe der Rauchlüftung besteht darin, Rauch so schnell wie möglich aus Räumen oder Gebäuden zu entfernen, seine Ausbreitung zu blockieren und so die Menschen bei ihrer Evakuierung zu schützen.

Das Foto zeigt das Funktionsschema einer Rauchlüftung. Sie wird zusätzlich zur Hauptlüftung installiert, um die Evakuierung von Personen im Brandfall zu gewährleisten und die Ausbreitungswege des Rauches zu unterbrechen.

Eine solche Lüftung wird dort installiert, wo bei ständiger Anwesenheit vieler Menschen keine natürliche Luftzufuhr möglich ist. Dies sind Aufzugsschächte, Treppenhäuser, fensterlose Korridore und ähnliche Orte. Die Funktionsweise der Rauchlüftung basiert auf einem Zu- und Abluftsystem.

Die Kanäle und leistungsstarken Ventilatoren, die zur Lüftungsanlage gehören, weisen eine erhöhte Feuerbeständigkeit auf und sind in der Lage, sich unter langanhaltender Einwirkung hoher Temperaturen nicht zu verformen.

Die Systemabschnitte sind mit zwei Arten von Klappen ausgestattet – einer Rauchschutzklappe und einer Brandschutzklappe. Bestandteile des Rauchschutzsystems sind auch robuste, gas- und rauchundurchlässige Abschirmungen und Türen.

Um Probleme während der Evakuierung von Personen zu vermeiden, sind in der Rauchlüftung zwei Steuerungsarten vorgesehen – automatisch und manuell fernbedient.

In das System werden unbedingt Elemente integriert, die über einen Brandausbruch informieren:

• Melder, bei deren Auslösung automatisch die Abluftventilatoren und Rauchklappen geöffnet werden;
• Signal „Brand“ an der zentralen Steuerung;
• manuelles Einschalten der Rauchabzugsbelüftung.

Rauchabzugsklappen verteilen den Rauch gleichmäßig unter der Decke. Die abgedeckte Fläche sollte 900 m² nicht überschreiten. Das System wird in Abschnitte unterteilt und neben Lüftungsklappen auch mit Rauchabzugsventilatoren ausgestattet.

Sie leitet nicht nur Rauch ab, sondern entfernt auch Kohlenmonoxid und feine Schwebstoffe, die bei der Verbrennung entstehen. Weitere Informationen zur Installation der Rauchabzugsanlage finden Sie in diesem Material.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Dieses Video ist eine Art Einführung in die Lüftung. Es wird ausführlich das Konzept der Lüftung erläutert und alle Fragen zur fachgerechten Planung behandelt:

Meisterklasse zur Installation des Lüftungssystems:

Sowohl Unternehmensleiter als auch private Bauherren müssen verstehen, dass die normale Lebensfähigkeit derjenigen, für die sie verantwortlich sind, von der Effizienz der Lüftung abhängt. Manchmal steht sogar das Leben der Menschen auf dem Spiel. Diesen Punkt zu vernachlässigen und daran zu sparen ist nicht akzeptabel.

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