Pauschal oder projektbezogen? – Teil 2

Abluftvolumenströme

Es erhebt sich außerdem die Frage, warum die Abluftvolumenströme der Tabelle 7 der DIN 1946-6 nicht auch bei der freien Lüftung gefordert werden, wenn diese so unbedingt notwendig sind. Dazu ist anzumerken, dass diese nur dem Zweck der Geruchsabfuhr dienen sollten und nur zeitweilig benötigt werden. Ein geringerer Wert hierfür würde also nur die Zeitdauer der Geruchsabfuhr verlängern. Die Auslegung für die ventilatorgestützte Lüftung nimmt es auch nicht so genau mit der Einhaltung dieser Abluftvolumenströme. Wenn nach [1, Glg. 11] die Summe der Abluftvolumenströme geringer ist, als die Nennlüftung nach Tabelle 5 der Norm, werden die geforderten Werte nach Tabelle 7 der Norm überschritten (Tabelle 4). Die Überdimensionierung für Bad und Küche beträgt hier ca. 9 %. Die in der Tabelle 7 der Norm angegebenen Werte sind außerdem höher, als die Anforderung der DIN 18017-3 für den durchgehenden Betrieb.

Häufig wird die Lüftungsanlage für die reduzierte Lüftung ausgelegt, welche 70 % der Nennlüftung entspricht (Auslegungsfaktor = 0,7). Im vorliegenden Beispiel der Tabelle 4. würden dadurch die Abluftvolumenströme nach Tabelle 7 der Norm um ca. 24 % unterschritten. Diese Unterschreitung tritt allerdings auch auf, wenn auf reduzierte Lüftung herunter geregelt wird. Wenn bei feuchtegeführten Anlagen auf Lüftung zum Feuchteschutz herunter geregelt wird, ist eine Unterschreitung sogar von 67 % möglich.

Sind mehrere Ablufträume vorhanden, kann durch die unterschied­lichen Druckverluste im Strömungsweg nicht garantiert werden, dass jeder Abluftraum seinen planmäßigen Abluftvolumenstrom bekommt. Eine Einregulierung dürfte unter wechselnden Bedingun­gen, vor allem bei einer bedarfsgeführten Regelung schwierig sein.

Es ist zu überdenken, ob die in der Norm geforderten Abluftvolumenströme überhaupt eingerechnet werden sollten. Bei der freien Lüftung werden sie gar nicht berücksichtigt, bei der Auslegung der ventilatorgestützten Lüftung könnten sie größer als die geforderten Werte sein und bei der zulässigen Regelung kleiner. Besonders die Auslegung von ALDs gestaltet sich dadurch schwieriger und es könnte ein unnötiger Energieverbrauch in den Zulufträumen während der Nichtnutzungszeit von Bad und Küche auftreten.

Ablufträume mit Fenster könnten auch für die Geruchsabfuhr über zusätzliche Fensterlüftung entlüftet werden, wie bei der Intensivlüftung für den „Party-Fall“. Für Ablufträume ohne Fenster gilt ohnehin die DIN 18071-3. Sollte dennoch der Abluftvolumenstrom eingerechnet werden, könnte man einen Luftwechsel unter Berücksichtigung eines ausreichenden Verdünnungseffektes in einer bestimmten Zeit vorgeben oder mit dem Bauherrn vereinbaren. Damit würde auch die Größe des Bades Berücksichtigung finden.

Der geforderte Abluftvolumenstrom der DIN 18017-3 ist nicht mehr nachzuvollziehen. Er enthält aber offenbar auch einen Anteil für die Feuchteabfuhr. Das lässt sich aus dem Abschnitt 4.1.1 der DIN 18017-3 schließen, da er nicht auf 0 m³/h reduziert werden darf, wenn Wäsche getrocknet wird. Bei mehreren Ablufträumen in einer Wohnung werden die Abluftvolumenströme ohne Berücksichtigung einer Gleichzeitigkeit für den kurzzeitigen Bedarf summiert, was auch für die DIN 1946-6 gilt. Ventilator und ALDs werden somit überdimensioniert. Das ist auch unsinnig für den Anteil der Feuchteabfuhr im Abluftvolumenstrom der DIN 18017-3. Hat Wohnung 1 nur ein Abluftraum und Wohnung 2 zwei Ablufträume und beide Wohnungen besitzen die gleiche Größe, so wird die Feuchtelast nicht unterschiedlich sein. In Wohnung 2 wird aber durch die Summation ein größerer Volumenstrom abgeführt.

Zuordnung der Abluftvolumenströme

Mit der Glg. (21) der DIN 1946-6 sollen die Abluftvolumenströme auf die Ablufträume verteilt werden. Die Gleichung gilt jedoch nur, wenn die Abluft aus den Zulufträumen in einen Flur strömen und von dort aus zu den Ablufträumen. D.h., man geht von einem gemeinsamen Sammelpunkt aus. Dass diese Annahme nicht möglich oder nicht immer sinnvoll ist, zeigt der in Bild 2 dargestellte Grundriss einer real gebauten Wohnung mit einer Abluftanlage.

Die Berechnung der Volumenströme für die einzelnen Räume gibt Tabelle 5 an. Demnach müsste jeder Abluftraum 45 m³/h erhalten. Durch die Anordnung der Küche abseits vom Flur kann von einem gemeinsamen Sammelpunkt nicht ausgegangen werden. Der Raum Wohnen/Essen wird daher separat entsorgt. Außerdem würde sich in dem kleinen Flur für die restlichen Volumenströme (90 m³/h) ein sehr hoher Luftwechsel von siebenfach einstellen, wenn die Abluft aus den verbleibenden Zulufträumen über den Flur geleitet wird. Daher ist für die Abluft aus Kind 1 eine direkte, schallgedämmte Überströmung in Dusche/WC vorgesehen. Insgesamt ergeben sich durch die planmäßige Aufteilung der Strömungswege von der Normberechnung abweichende Werte (vergleiche Bild 2 mit Tabelle 5).

Die Anwendung der Glg. (21) der Norm könnte zu einer unausgeglichenen Volumenstrombilanz für die einzelnen Räume führen. Vielmehr sollte der Planer eine planmäßige Direktzuweisung der Abluft aus den Zulufträumen zu den einzelnen Ablufträumen vornehmen. Als Direktzuweisungen können in Frage kommen:

Zu- und Abluft in einem Raum

Bei reinen Zu- und Abluftanlagen für jeden Raum bzw. dezentralen Lüftungsgeräten ist keine Mehrfachnutzung der Außenluft für die Feuchte- und Geruchsabfuhr durch Überleitung in andere Räume vorhanden. Der Gesamt-Volumenstrom der Nutzungseinheit kann sich jedoch verdoppeln, was in der Norm nicht erwähnt wird. Ein Einsatzgebiet ist, dass eine Überströmung belasteter Luft in andere Räume nicht erwünscht oder aufgrund hoher Feuchtelasten für den Überströmraum ungünstig ist. Ebenso ist die Schallübertragung über die ÜLDs (z.B. mittels Türunterschnitt) unerwünscht. Außerdem kann mit Zu- und Abluftanlagen eine Wärmerückgewinnung erfolgen. Vorteilhaft bei diesen Anlagen ist auch, dass nur einzelne Räume be- und entlüftet werden können, z.B. nur Schlaf- und Kinderzimmer, wenn eine nächtliche Fensterlüftung aufgrund von äußeren Schallquellen (Flughafen, Straßenlärm) nicht zumutbar ist (s. z.B. BER-Urteil OVG 6 A 31.14).

Das Berechnungsschema der DIN 1946-6 geht jedoch von einer Lüftung aller Räume aus und unterscheidet zwischen Zu- und Ablufträumen. So werden z.B. auch u.U. die Gesamt-Abluftvolumenströme der Tabelle 7 der Norm auf Räume verteilt, die diese Volumenströme für Bad, Küche usw. gar nicht benötigen. Das liegt an der bereits erwähnten Glg. (11) der Norm, bei der das Maximum zwischen Nennlüftung und Summe der Abluftvolumenströme in die weitere Berechnung eingeht.

Eine Lösung für solche Räume würde auch hier eine raumweise Bedarfsermittlung und Auslegung der lüftungstechnischen Maßnahme darstellen.

Dogma „Nennlüftung“

Nach DIN 1946-6 müssen ventilatorgestützte Anlagen mindestens nach Nennlüftung dimensioniert werden. Der Volumenstrom hierfür ist in der Tabelle 5 der Norm festgelegt und ist abhängig von der Fläche der Nutzungseinheit. Die DIN EN 15251 [9] empfiehlt auch Volumenströme für Wohnungen und unterteilt sie in zu vereinbarende Kategorien. Im nationalen Anhang zur DIN EN 15251 hat man sich auf eine Empfehlung für die Kategorie II in Deutschland geeinigt. Um einen Vergleich zwischen den beiden Normen herzustellen sind in Tabelle 6 die auf die Fläche der Nutzungseinheit bezogenen Volumenströme angegeben. Die Volumenströme in der DIN EN 15251 sind jedoch unabhängig von der Fläche der Nutzungseinheit.

Der Vergleich zeigt, dass eine allgemeine Einordnung der Nennlüftung in die Kategorien der DIN EN 15251 nicht möglich ist. Die empfohlene Kategorie II wird für sehr kleine Wohnungen überschritten und für Wohnungen mit > 50 m² unter­schritten. Diese Abweichung kann aber auch bedeuten, dass die Annahmen zur Belegungsfläche je Person in der DIN 1946-6 sich grundsätzlich von der DIN EN 15251 unterscheiden. Da aber die Personenzahl nicht genannt wird, muss man beim Vergleich von den flächenspezifischen Werten ausgehen.

Vergleicht man jedoch die Nenn­lüftung mit statistischen Angaben aus dem Jahr 2013 zur Belegungsfläche von Wohnungen, so ist sie im gesamten Bereich von 30 bis 210 m² Wohnfläche überdimensioniert [10, Bild 1 und 2]. Das zeigt, dass es an einer begründeten Festlegung der Volumenströme für die Nennlüftung mangelt.

Das Dogma Auslegung nach Nennlüftung geht sogar soweit, dass nur zur Abfuhr von Feuchtigkeit in einem Wohnraum im Keller gemäß Beiblatt 5 der DIN 1946-6 [11, Tab. 8] bei ventilatorgestützter Lüftung Nennlüftung erforderlich ist und bei freier Lüftung für den gleichen Raum die um 30 % geringere reduzierte Lüftung.

Andererseits ist es nach DIN 1946-6 Abschnitt 4.2.1 ausreichend, wenn Abluftanlagen aus anderen Gründen dauernd Volumenströme fördern und nur die Lüftung zum Feuchteschutz in der Nutzungseinheit erfüllen.

Eine Vereinbarung im Ingenieur­vertrag über die Planung einer ventilatorgestützten Lüftung nach DIN 1946-6 enthält somit keine Gewähr, dass damit ein bestimmter Volumenstrom verbunden ist und dass dieser alle im Projekt möglichen Feuchtelasten bauphysikalisch und energetisch sinnvoll abdeckt. Man fragt sich nach dem Sinn des Dogmas Nennlüftung.

Eine andere Methode zur Auslegung der Hygienelüftung in Wohnungen ist in [10] dargestellt. Wird ein bestimmter CO₂-Gehalt vereinbart, so hat man ein definiertes Planungsziel für die Raumluftqualität und kann u.U. für Räume mit kurzen Belegungszeiten (Arbeitszimmer, Küche, Hobbyraum) geringere Volumenströme auslegen. Hygiene ist durch Merkmale wie CO₂ oder VOC definiert und nicht durch einen Volumenstrom, wie z.B. Nennlüftung. Insofern ist das Planungsziel „Raumluftqualität“ über die Vereinbarung eines Volumenstromes im Grundsatz falsch.

Ein Beispiel für den Einfluss der Belegungszeit zeigt Bild 3. für ein Arbeitszimmer, welches aufgrund einer außerhäusigen Erwerbstätigkeit nur 2 Stunden belegt wird. Zu Beginn der Belegungszeit herrscht Außenluftqualität mit 400 ppm und es wird ein CO₂-Gehalt von 1000 ppm vereinbart, wozu unter stationären Verhältnissen ein Außenluftvolumenstrom von 36 m³/h benötigt wird. Nach 2 Stunden werden die 1000 ppm mit einem um 33 % verringerten Volumenstrom erreicht. D.h., dieser Volumenstrom wäre ausreichend. [13] enthält ein Softwaretool zur Auslegung der Hygienelüftung nach dem CO₂-Gehalt mit Berücksichtigung der Belegungszeit des Raumes.

Der tatsächlich für das Arbeitszimmer auszulegende Volumenstrom ergibt sich aus dem Maximum zwischen Feuchteschutz- und Hygienelüftung.

Kritik an der DIN 1946-6

1. Mangelnde Bedarfsermittlung bei Verwendung der Tabelle 5 der Norm. Für die Hygienelüftung müsste z.B. nach einer vereinbarten Personenzahl ausgelegt werden. Für die Lüftung zum Feuchteschutz sollte die Tabelle 5 nicht angewendet werden. Stattdessen wäre hier eine Zuord­nung der Volumenströme nach der Tabelle 6 der Norm auch bei der ventilatorgestützten Lüftung sinnvoller. Es müsste für den Feuchteschutz egal sein, aus welchem Lüftungssystem die Außenluft kommt.

2. Räume mit mehreren Nutzungen im Raumluftverbund (Wohnen/Essen/Küche/Flur) sind heute eine übliche Bauweise, aber mit dieser Norm nicht berechenbar. Ebenso findet der Flur auch ohne Raumluftverbund keine Berücksichtigung.

3. Individuelle Feuchtelasten oder Sonderfeuchtelasten gehen in die Berechnung nicht ein. Sogar bei der üblichen Wäschetrocknung in der Wohnung ist keine klare und begründete Auslegungsregel vorhanden.

4. Die Verteilung der Infiltration auf die einzelnen Räume erfolgt durch Verteilungsschlüssel, die nichts mit der Infiltration zu tun haben, z.B. durch f_R,zu.

5. Die Abluftvolumenströme für die Ablufträume werden hinsichtlich der Geruchsabfuhr nur kurzzeitig benötigt. Sie können jedoch in voller Höhe bei der ventilatorgestützten Lüftung, mög­licher­weise dauernd bei ungeregelten Anlagen, eingehen bzw. werden u.U. sogar überdimensioniert. Wegen des kurzzeitigen Bedarfs könnten sie auch durch Fensterlüftung abgeführt werden, wenn ein Fenster vorhanden ist.

6. Glg. (21) berücksichtigt nicht die planmäßigen bzw. wahrschein­lichen Strömungswege bei mehreren Ablufträumen in der Nutzungseinheit. Es müsste die Möglichkeit der Direktzuweisung für die Abluft aus den Zulufträumen geben, wodurch die Glg. (21) überflüssig wird.

7. Das Berechnungsverfahren der ventilatorgestützten Lüftung ist nur für Abluftanlagen aufgestellt. Für Zu- und Abluftanlagen einzelner Räume bzw. dezentrale Lüftungsgeräte ist es nicht anwendbar. Es wird davon ausgegangen, dass die gesamte Nutzungseinheit versorgt werden muss. Durch die Verteilung des Gesamt-Volumenstroms bekommen Räume Volumenstromanteile zugewiesen, die sie gar nicht benötigen. Bei Abluftanlagen kann das nicht verhindert werden, aber bei dezentralen Geräten bzw. Volumenstromzuordnungen für Zu-/Abluftanlagen schon.

8. Für das Dogma „Auslegung nach Nennlüftung“ gibt es keinen Grund und widerspricht den sonst üblichen Vereinbarungen mit dem Bauherrn, z.B. nach DIN EN 15251 oder auch DIN EN 12831. Ein Vereinbarung über einen CO₂-Gehalt würde dem Planungsziel „Sicherstellung einer bestimmten Raumluftqualität“ eher entsprechen.

9. Auch selbsttätig regelnde ALDs müssen verschließbar sein (Katastrophenfall, s. [12]).

10. Bedarfsgeführte ventilatorgestützte Lüftungssysteme müssen auch unterhalb der Stufe „Lüftung zum Feuchteschutz“ betrieben werden dürfen, z.B. wenn das Trocknungspotenzial negativ wird oder es wird eine geringe Luftfeuchte gemessen (s. [12]).

11. Es fehlt eine Angabe für die bedarfsgeführte Regelung, welche Messung Vorrang haben soll (Feuchte, CO₂, Anwesenheit, VOC). Wenn der eine Sensor eine Verringerung des Volumenstroms verlangt und der andere eine Erhöhung, sollte ein normatives Entscheidungskonzept unter Berücksichtigung gesundheitlicher Aspekte vorliegen.

12. Wenn ein Lüftungskonzept mit reduzierten Feuchtelasten aufgrund Abwesenheit keine lüftungstechnischen Maßnahmen erfordert, muss die Anlage auch abgeschaltet werden dürfen (s. [12]).

Der Anwendungsbereich der Norm ist bezüglich moderner Bauweisen, Feuchtelasten und Lüftungssysteme sehr eingeschränkt. Selbst im verbleibenden Anwendungsbereich sind Änderungen notwendig. Eine bedarfsorientierte Planung ist mit dieser Norm nicht möglich.

Bei Erscheinen des neuen Entwurfs der DIN 1946-6 sollte der Anwender überprüfen, ob die hier vorgetragenen Kritikpunkte immer noch vorliegen. Dabei ist zu beachten, dass die Einspruchsfrist für Normen nur noch zwei Monate beträgt.

Ausblick

Nach dem neuen Paragraphen § 650p BGB, der ab dem 1.1.2018 in Kraft tritt, muss der Planer in Absprache mit dem Bauherrn Planungsgrundlagen so erstellen, dass eine Kosteneinschätzung möglich ist. Kann der Bauherr keine Angaben machen, werden die Planungsgrundlagen gegen Honorar vom Planer erarbeitet. Kosteneinschätzung und Planungsgrundlagen für das Bauvorhaben ist dem Bauherrn zur Zustimmung vorzulegen.

Der Bauherr muss angeben, für wieviel Personen maximal eine Auslegung erfolgen soll und wie die Räume genutzt werden sollen. Kann er dies nicht, muss der Planer von einem begründeten „worst case“ ausgehen bzw. sich auf statistische Angaben berufen. Daher wird der Bauherr daran interessiert sein, Überdimensionierungen mit den damit verbundenen Investitionskosten zu vermeiden. Ebenso wird der Planer interessiert sein, da der Bauherr innerhalb von zwei Wochen nach Erhalt der Unterlagen den Ingenieurvertrag, z.B. aufgrund zu hoher Kosten, kündigen kann.

Wird die Wohnung von mehr Personen bezogen, als angenommen wurde, liegt ein nicht bestimmungsgemäßer Gebrauch vor, der aber im Verantwortungsbereich des Bauherrn liegt. Desgleichen bei Nutzungsänderungen der Räume, wenn keine Verwendung standardisierter Werte für mehrere Nutzungsarten vereinbart wurde.

Bei der Bedarfsermittlung sollte strikt zwischen Feuchteschutz, Hygiene, Geruchsabfuhr und Verbrennungsluft unterschieden werden. Hygienelüftung kann auch durch Fensterlüftung erfolgen. Lüftungstechnische Maßnahmen können daher vom Bauherrn aus Kostengründen abgewählt oder auf einzelne Räume beschränkt werden oder es wird eine geringere Raumluftqualität vereinbart. Ein raumweises, bedarfsgerechtes Vorgehen ermöglicht das.

Die raumweise Berechnung ist auch bezüglich der unterschiedlichen Lüftungssysteme flexibler, da auf den Verteilungsmechanismus verzichtet werden kann. Daher wird derzeit an anderer Stelle an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, welches für die Auslegung der Wohnungslüftung eine Alternative zur DIN 1946-6 darstellt.

Literatur

[9] DIN EN 15251:2007-08: Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik.[10] Nadler, N.: Hygienelüftung für Wohnungen. Gütersloh: Bauverlag. tab 09/2015, S. 44-47.[11] DIN 1946-6 Beiblatt 5: 2015-12 Entwurf: Raumlufttechnik–Teil 6: Lüftung von Wohnungen – Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung; Beiblatt 5: Kellerlüftung[12] Nadler, N.: Fragestellung zum Feuchteschutz. Ist eine Dauerlüftung notwendig? Gütersloh: Bauverlag. tab 11/2017, S. 32-37.[13] Kostenloses Softwaretool MindLW zur Berechnung des Mindestluftwechsels für die Hygienelüftung unter www.cse-nadler.de.

Anmerkung der Redaktion:

Der Entwurf der DIN 1946-6 mit Ausgabedatum Januar 2018 ist am 1. Dezember 2017 erschienen. Die Einspruchsfrist endet daher schon am 2. Februar 2018. Über www.entwuerfe.din.de kann der Entwurf kostenlos eingesehen werden und Einsprüche eingereicht werden.