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Notwendig und sinnvoll

Funktionsmessungen an Wohnraumlüftungsanlagen

Das „Wöhler CFM 600 Compensation Flow Meter“ arbeitet nach dem Kompensationsverfahren. Eine exakte Einregulierung und Balancierung von Lüftungsanlagen ist auf diese Weise mit überschaubarem Zeitaufwand möglich.

Das „FA 430 Flügelradanemometer“ misst die Luftgeschwindigkeit, Temperatur, Luftfeuchte und den CO2-Gehalt am Luftdurchlass. Einen aufgesteckten Messtrichter erkennt es automatisch und errechnet aus der Trichterfläche und der Luftgeschwindigkeit den Volumenstrom.

Das „SWF 235“ Volumenstrommessgerät arbeitet mit einem den gesamten Trichterquerschnitt bedeckenden Hitzdrahtelement. Das ermöglicht eine rückwirkungsarme und reaktionsschnelle Messung.

Verfügt das Messgerät über eine Funktion zur Datenübertragung, lässt sich mit entsprechender Software einfach ein Einregulierungsprotokoll erstellen und ausdrucken. Dieses ist Voraussetzung für die Bewilligung von KFW Fördergeldern.

 

Die einschlägigen Bauvorschriften schreiben vor, energieeffiziente Gebäude luftdicht auszuführen. Jedoch führen dichte Gebäudehüllen häufig dazu, dass der für die Gesundheit der Bewohner und den Schutz der Bausubstanz notwendige Luftaustausch nicht stattfindet. Aus diesem Grund wächst der Markt für ventilatorgestützte Wohnungs-Lüftungsanlagen stetig. Die Anlagen sollen ein behagliches Raumklima schaffen, dabei gleichzeitig dafür sorgen, dass das Gebäude keinen Schaden nimmt, und auch noch energieeffizient arbeiten. Doch nur, wenn die Anlage auch so funktioniert, wie sie ausgelegt ist, kann sie diese Anforderungen erfüllen. Der Kontrolle, ob die planerisch vorgesehenen Volumenströme der Anlage erreicht werden, kommt daher eine hohe Bedeutung zu.
Die DIN 1946-6 gibt vor, dass für jedes neue und umfangreich sanierte Wohngebäude ein Lüftungskonzept erstellt werden muss. Der Verfasser des Konzepts stellt dabei fest, ob lüftungstechnische Maßnahmen für Hygiene und Bautenschutz erforderlich sind und ermittelt die gegebenenfalls notwendigen Volumenströme. Auf dieser Grundlage wird die Lüftungsanlage ge­plant und gebaut. Nach der Inbetriebnahme oder nach Änderungen an der Lüftungsanlage ist dann durch Volumenstrommessungen in den einzelnen Räumen nachzuweisen, dass das geplante Lüftungskonzept umgesetzt wurde. Dazu werden die Zu- und Abluftvolumenströme bei Nennlüftung am Gerät selbst und an den einzelnen Luftdurchlässen in allen Räumen gemessen und gegebenenfalls nachreguliert. (Anmerkung: Als „Nennlüftung“ bezeichnet die DIN 1946-6 den Normalbetrieb der Anlage bei Anwesenheit der Nutzer). Wurden für das Bau- oder Sanierungsvorhaben Fördergelder bei der KfW beantragt, ist über die Einregulierung unbedingt ein Protokoll abzufassen und einzureichen.

Gesamtvolumenstrommessung am zentralen Lüftungsgerät
Zu den Funktionsmessungen gemäß DIN EN 12599, die bei der Übergabe einer Lüftungsanlage an den Betreiber durchgeführt werden müssen, gehört die Messung der Gesamtluftmenge am zentralen Lüftungsgerät. Der zu erreichende Gesamtvolumenstrom ergibt sich aus dem Lüftungskonzept und ist jeweils für Zuluft und Abluft zu prüfen. Für die Messung werden ein Druckmessgerät und das Kennliniendatenblatt des Ventilators benö­tigt. Dieses Kennliniendatenblatt liefert der Hersteller in der Regel mit dem Zentralgerät aus. Der Prüfer misst zunächst jeweils die Druckerhöhung von Abluft- und Zuluftventilator. Mit modernen Prüfgeräten wie etwa dem „Wöhler DC 410FLOW“ ist diese Messung in wenigen Minuten durchzuführen. Anhand dieses Differenzdrucks und der eingestellten Leistungsstufe des Ventilators kann der Gesamtluftvolumenstrom anschließend einfach aus der Grafik des Kennlinien­datenblatts abgelesen werden.

Volumenstrommessung an den Luftdurchlässen
Die beschriebene Messung der Gesamtluftmenge allein reicht aber zur Kontrolle niemals aus. Wichtig ist bei zentralen Wohnungslüftungssystemen vielmehr, an allen Luftdurchlässen zu messen, um zu prüfen, ob die raumspezifischen Luftwechselraten sichergestellt sind. Denn gerade die auf die Nutzungsbedingungen eingestellte individuelle Be- und Entlüftung der Räume sorgt für das erwünschte behagliche Raumklima. Dass in einem stark frequentierten Spielzimmer andere Lüftungsverhältnisse vorhanden sein müssen, als in einem wenig genutzten Arbeitszimmer, ist dabei offensichtlich.
Zunehmend werden heute balancierte Zuluft-/Abluft-Anlagen mit Wärmerückgewinnung eingebaut. Sie führen die gesamte Luftmenge über die Luftleitungen, wobei Zuluft- und Abluft-Volumenströme so einreguliert werden, dass sie nahezu übereinstimmen. Kontrollmessungen und das Einregulieren sind hier besonders wichtig, denn die Folge einer falschen Auslasseinstellung kann ein Mangel an Behaglichkeit aufgrund von Zugerscheinungen sein. Ebenso kann eine schlechte Ausbalancierung zu einem Überdruck in bestimmten Räumen führen, der die Feuchtigkeit in die Bausubstanz drückt und sie auf diese Weise schädigt.
Für Messungen der Volumenströme an den einzelnen Luftdurchlässen im Raum stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, die sich hinsichtlich ihrer Präzision und ihres Anwendungsbereiches unterscheiden. Eine Messung der Feuchte und der Temperatur des Zuluft- oder Abluftstroms ist nur bei einigen Lüftungssystemen in Abhängigkeit von der Anlagenfunktion notwendig, etwa wenn die Anlage mit einem Luftbefeuchter ausgestattet ist oder wenn über die Anlage gekühlt und geheizt wird. In diesen Fällen spart man viel Zeit, indem man für die Volumenstrommessung ein Gerät nutzt, dass gleichzeitig die Lufttemperatur und Feuchte anzeigt.
Üblicherweise wird im Wohngebäudebereich eine Trichtermessung durchgeführt. Dabei setzt der Prüfer einen Messtrichter dicht auf den Luftdurchlass, sodass der gesamte Volumenstrom durch die Trichterhaube fließt. An der Stelle des kleinsten Querschnitts ist im Trichter in der Regel das Messelement platziert. Je nach Anbieter kann dies beispielsweise ein vollflächiger Hitzdraht, ein Staurohr oder auch ein Flügelrad sein.

Kompensationsverfahren
Bei der Trichtermessung ist die Messgenauigkeit durch die Tatsache eingeschränkt, dass die Haube einen zusätzlichen Strömungswiderstand am Luftdurchlass darstellt, der die freie Strömung beeinflusst. Nahezu kompensieren können diesen Effekt nur Volumenstrommessgeräte, die im Nulldruckverfahren arbeiten. Das Prinzip: Der Ventilator des Volumenstrommessgerätes baut zur Strömung am Luftaus- oder Lufteinlass einen Kompensationsdruck auf. Ein Differenzdrucksensor misst, wann der Druckausgleich, also Nulldruck, erreicht ist. Über die zusätzlich erfasste Umdrehungsgeschwindigkeit des Ventilators errechnet das Gerät den erzeugten Luftvolumenstrom, der somit identisch ist mit dem Volumenstrom am Luftdurchlass. Insbesondere an Luftdurchlässen mit niedrigem Druckabfall empfiehlt die DIN EN 12599 dieses Verfahren. Die präzise und nahezu rückwirkungsfreie Messung erleichtert vor allem die Einstellung mehrerer parallel geschalteter Luftdurchlässe an einem Strang. Das „CFM 600 Compensation Flow Meter“ von Wöhler bietet dafür einen Messmodus zur kontinuierlichen Messung an, sodass bereits während der Messungen die Volumenströme an den Ventilen und Drosseln bequem nachreguliert werden können. Auf diese Weise lässt sich die ­exakte Balancierung des gesamten Lüftungssystems präzise durchführen. Hilfreich ist weiter die automatische Erkennung der Luftrichtung, die sich vor allem auch bei der Messung an reversierenden dezentralen Lüftungsgeräten als sehr vorteilhaft erweist.

Dokumentation und Auswertung der Daten
Gerade bei Messungen an Luftdurchlässen zur Überprüfung des Lüftungskonzepts nach DIN 1946-6 ist es hilfreich, wenn das Volumenstrom-Messgerät über eine Speicherkarte verfügt. Die Messdaten können im Gerät gespeichert und in die Software übertragen werden, sodass Abweichungen vom Sollwert schnell erkannt werden. Außerdem kann ein Einregulierungsprotokoll zur Lüftungsanlage erstellt und ausgedruckt werden, das von der KFW für die Auszahlung von Fördermaßnahmen gefordert wird.

Thermoanemometer
Je nach Luftdurchlass wird die Genauigkeit der Volumenstrommessung durch die Tatsache beeinflusst, dass in der Haube am Messquerschnitt keine homogenen Strömungen auftreten. Daher liefern Flächensonden, die über den gesamten Trichter-Querschnitt messen, in der Regel aussagekräftigere Ergebnisse als Punktsonden. Das gilt in hohem Maße auch für Thermoanemometer. Die Lösung bietet ein den gesamten Querschnitt bedeckendes Hitzdraht-Sensor­element, mit dem zum Beispiel das
„SWF 235“ Volumenstrommessgerät von Wöhler arbeitet. Aufgrund der geringen Querschnittseinengung des Trichters, kommt es nur zu einem geringen Druckverlust. Ein durch den Querschnitt tretender Luftstrom kühlt den vorgeheizten Hitzdraht. Das Gerät regelt den Hitzdraht auf eine konstante Temperatur, und die dafür benötig­te Spannung stellt ein direktes Maß für die Geschwindigkeit des Luftstroms dar. Daraus berechnet das Gerät dann wiederum den Volumenstrom. Mit dem Hitzdrahtanemometer können Schwankungen der Geschwindigkeit mit sehr guter zeitlicher Auflösung gemessen werden.

Flügelradanemometer
Eine weitere Methode zur Bestimmung des Volumenstroms an Luftdurchlässen bieten Flügelradanemometer. In der Regel wird das Messgerät auf einen Messtrichter gesteckt. Aus der Drehzahl des Flügelrades misst es die Luftgeschwindigkeit und berechnet aus der Querschnittsfläche und der Luftgeschwindigkeit den Volumenstrom. Strömungsturbulenzen können bei dieser Messmethode durch spezielle Trichtereinsätze „gleichgerichtet“ werden, sodass ein verlässliches Mess­ergebnis auch bei Drallauslässen erzielt wird. Jedoch ist hier eine Rückwirkung des Strömungswiderstands des Messtrichters auf den zu messenden Luftvolumenstrom durchaus gegeben, sodass das Ergebnis nicht so präzise ist wie bei der oben geschilderten Nulldruckmethode oder der Messung über ein flächenbedeckendes Hitzdrahtsensor-Element.

Fazit
Für Funktionsmessungen an Luftdurchlässen stehen Messgeräte zur Verfügung, die nach unterschiedlichen Methoden arbeiten. Diese unterscheiden sich in der Genauigkeit und in der Handhabung, selbstverständlich aber auch im Preis. Bereits ein Flügelradanemometer liefert insbesondere in Kombination mit einem Messtrichter zuverlässige Ergebnisse. Für die häufigere Nutzung lohnt sich hingegen die Anschaffung eines Hitzdraht-Messtrichters. Er ermöglicht eine präzise Messung und die äußerst reaktionsschnelle Erkennung von Schwankungen im Luftvolumenstrom. Wer regelmäßig Anlagen einzuregulieren hat, ist mit einem Messgerät, das nach dem Nulldruckverfahren arbeitet, am besten ausgestattet, da damit praktisch rückwirkungsfreie Messungen durchgeführt werden. Die Investition in ein solches Gerät rentiert sich schon bald aufgrund der Zeitersparnis beim Einregulieren der Anlage und der Dokumentationsmöglichkeit. Durch die hochpräzisen Messergebnisse spart man sich zudem in der Regel mindestens einen Durchlauf beim Einregulieren der einzelnen Luftdurchlässe.

Bilder: Wöhler, Bad Wünnenberg

www.woehler.de

 

Schulungsangebot und Service

Um die komplexe Thematik rund um „Messungen an Wohnraum-Lüftungsanlagen“ zu beherrschen, ist eine intensive Qualifizierung in Theorie und Praxis sinnvoll. Die Möglichkeit dazu bietet Wöhler in diversen Praxisseminaren in Bad Wünnenberg und seit diesem Frühjahr auch in der Bildungsakademie Ostbayern in Moosthenning. Einen ausführlichen Überblick über das Schulungsangebot sowie aktuelle Termine gibt es auf der Homepage wissen.woehler.de. Dort ist auch eine Anmeldung möglich. Fragen rund um die Anwendung von Mess- und Prüfgeräten sowie deren Handhabung beantwortet das Unternehmen unter der Servicenummer 02953 73100 oder per E-Mail: info@woehler.de.

 


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