7 Beispielauslegung. Beispielauslegung

Transkript

1 7 Beispielauslegung Das nachfolgende Einfamilienhaus soll mit einer Wohnungslüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ausgestattet werden. Die erforderlichen Projektunterlagen liegen in Form von maßstabsgerechten Grundrissplänen und eines Schnittes vor (Bild 78 und 79). Grundriss Beispielauslegung 2,27 1,70 1,79 0,96 ERDGESCHOSS 2,95 HWR 6,71 m² WC 5,02 m² Küche 10,2 m² 1,18 Diele 12,80 m² Wohnen 20,66 m² 0,70 1,00 0,70 2,47 Zimmer 8,62 m² DCHGESCHOSS Bad 8,95 m² bst. 3,74 m² Eltern 11,81 m² 7,80 0,24 3,49 2,30 0,36 0,24 2,56 0,38 Flur 7,86 m² Kind 1 11,95 m² Kind 2 11,81 m² 3,49 2,30 10, i Bild 78 Grundriss (Maße in m) 66

2 Schnitt Beispielauslegung 45 2,50 1,50 1, i Bild 79 Grundriss (Maße in m) 67

3 7.1 Geräteaufstellung und Luftverteilung Vor der Berechnung wird mit dem Bauherren geklärt, wo das Lüftungsgerät aufgestellt werden soll und welches Luftleitungssystem zum Einsatz kommt. In diesem Fall wird der Hauswirtschaftsraum für die Geräteaufstellung genutzt. Für die Luftverteilung wird das Flachkanalsystem genutzt. Bei der Planung der Position des Lüftungsgeräts ist ausreichend Raum für den Siphon einzuplanen. Bezüglich der Nordfassade liegen erhöhte Schallschutzanforderungen zum Nachbargrundstück vor. Ggf. ist der Einsatz von Schalldämpfern erforderlich. Die Nutzung der einzelnen Räume muss definiert sein, damit sie als Zuluft- oder als blufträume festgelegt werden können. 7.2 Luftmengenauslegung Die uslegung der Lüftungsanlage erfolgt gemäß Kapitel 6 nach DIN Über die Fläche NE kann der Gesamtaußenluft-Volumenstrom zur Nennlüftung nach Tabelle 47 (Seite 69) oder über die genaue Berechnungsformel bestimmt werden. Für die Nennlüftung ergibt sich ein Gesamtaußenluft-Volumenstrom von 164 m³/h. Hieraus lassen sich nun die Gesamtaußenluft-Volumenströme zum Feuchteschutz, zur reduzierten Lüftung und zur Intensivlüftung über die entsprechenden Berechnungsformeln (Seite 61) bestimmen. Der Gesamtaußenluft-Volumenstrom der Lüftungsanlage berechnet sich nun aus dem Gesamtaußenluft-Volumenstrom zur Nennlüftung mit 164 m³/h, vermindert um den Infiltrationsvolumenstrom, der für die zentrale Wohnungslüftung bei 21 m³/h liegt. Für den Volumenstrom der Lüftungsanlage ergibt sich somit ein maßgeblicher Volumenstrom von 143 m³/h, der damit auch Basis für die Geräteauswahl ist. Die Luftmengenauslegung muss über den Gesamtluftwechsel Lw des Gebäudes überprüft werden, ob sie konform zur Energieeinsparverordnung ist. Für die Wohnräume wird laut DIN ein Luftwechsel von 0,4 1/h gefordert. Über die ufteilungsfaktoren der Zuluft und die einzuhaltenden bluftmengen werden die raumweisen Luftmengen gemäß Tabellen 50 und 51 (Seite 69) bestimmt. Die einzelnen Luftmengen der Räume können nun in die Grundrisspläne (Bild 80, Seite 70) eingetragen werden. 68

4 7.2.1 Volumenstromauslegung erastar Beheizte Gesamtfläche NE m 2 142,60 Gesamtaußenluft-Volumenstrom Nennlüftung m³/h 164 Feuchteschutz (mind. WschV) m³/h 49 Feuchteschutz (unter WschV) m³/h 65 ufteilungsfaktor f R Wohnzimmer 3,0 Schlaf- und Kinderzimmer 2,0 Ess-, Gäste- und rbeitszimmer 1,5 Tab. 48 ufteilungsfaktor für Zuluftvolumenstrom Reduzierte Lüftung m³/h 115 Intensivlüftung m³/h 213 Lüftungsanlage Beheiztes Luftvolumen NE x h m³ 357 Einzuhaltende bluftmengen Hauswirtschaftsraum, WC, Keller, Vorrat V B m³/h 25 Infiltration (EFH/Maisonette) m³/h 21 Volumenstrom Lüftungsanlage m³/h 143 Gesamtluftwechsel 1/h 0,40 Tab. 47 Volumenstromauslegung (weitere Informationen zum Infiltrationsfaktor siehe Seite 61) Küche, Bad, Dusche 45 Sauna, Fitnessraum 100 Tab. 49 Einzuhaltende Mindest-bluftvolumenströme Raumweise Bestimmung der Zuluftmengen Zuluftraum ufteilungs- Raum- Mittlere Resultierende Luftwechsel Überströmgit- Ventilgröße faktor Raumhöhe grundfläche Raumzuluft- ter erforderlich menge f R H Lw m 2 m m³/h 1/h Wohnzimmer 3,0 20,66 2,5 41 0,79 ja 2 x Zuluftventil Zimmer Erdgeschoss 1,5 8,62 2,5 20 0,95 nein 1 x Zuluftventil Kinderzimmer 1 2,0 11,95 2,3 27 0,99 nein 1 x Kinderzimmer 2 2,0 11,81 2,3 27 1,0 nein 1 x Eltern-Schlafzimmer 2,0 11,81 2,3 27 1,0 nein 1 x Summe 10,5 142 Tab. 50 Zuluftvolumenstrom Raumweise Bestimmung der bluftmengen bluftraum bluft- Raum- Mittlere Resultierende Luftwechsel Überströmgit- Ventilgröße volumenstrom grundfläche Raumhöhe Raumabluftmenge ter erforderlich H Lw m³/h m 2 m m³/h 1/h Hauswirtschaftsraum 25 6,71 2,5 22 1,29 nein 1 x bluftventil WC 25 5,02 2,5 22 1,72 nein 1 x bluftventil Küche 45 10,20 2,5 39 1,53 nein 1 x bluftventil bstellraum 25 3,74 2,3 22 2,52 nein 1 x bluftventil Bad 45 8,95 2,4 39 1,81 nein 1 x bluftventil Summe Tab. 51 bluftvolumenstrom 69

5 Grundriss mit Luftmenge Zu- und bluftzone für Wohnungslüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung 2,27 1,70 1,79 0,96 ERDGESCHOSS 2,95 HWR 6,71 m² bluft 22 m³/h bluftventil mit Filter WC 5,02 m² bluft 22 m³/h bluftventil mit Filter Küche 10,2 m² bluft 39 m³/h bluftventil mit Filter 1,18 2,47 Zimmer 8,62 m² Zuluft 20 m³/h Diele 12,80 m² Überströmbereich Wohnen 20,66 m² Zuluft 41 m³/h 2 Stk. Zuluftventil 0,70 1,00 0,70 Zuluftventil DCHGESCHOSS Bad 8,95 m² bluft 39 m³/h bluftventil mit Filter Decke/Dachschräge bst. 3,74 m² bluft 22 m³/h bluftventil mit Filter Wand Eltern 11,81 m² 7,80 0,24 3,49 2,30 0,36 0,24 2,56 0,38 Flur 7,86 m² Überströmbereich Kind 1 11,95 m² Kind 2 11,81 m² 3,49 2,30 10, i Bild 80 Grundriss mit Luftmengen (Maße in m) 70

6 7.3 Leitungsführung und Dimensionierung der Luftleitungen Mit den festgelegten Luftmengen für die einzelnen Räume können die Leitungsdimensionen bestimmt werden. Hierbei wird generell eine Strömungsgeschwindigkeit von 3 m/s zugrunde gelegt. Durch die geringen Luftmengen (maximal 41 m³/h für das Wohnzimmer) wird sofort ersichtlich, dass bei dieser uslegung die maßgebliche Strömungsgeschwindigkeit in den Fußbodenkanälen deutlich unterschritten wird. In die Grundrisspläne wird das Lüftungsgerät und die vorgesehene Luftverteilung eingezeichnet. Bei der Geräteplatzierung und der Leitungsführung sind insbesondere die allgemeinen Planungshinweise zu beachten. 7.4 Dimensionierung der Fußbodenkanäle Die Leitungsführung der Flachkanäle erfolgt im Fußboden des Dachgeschosses gemäß Bild 82 (Seite 72). Dadurch können die Räume im Dachgeschoss zuluftseitig mit Fußbodenauslässen versorgt werden. Die Räume des Erdgeschosses werden über Umlenkstücke durch die Decke angefahren und bringen über Deckenventile die Zuluft ein und saugen die bluft ab. Die bluftansaugung im Dachgeschoss erfolgt über bluftventile in der Wand oder aus der Dachschräge im Bad. ufgrund der Luftmengen ist eine Fußbodenleitung pro Raum völlig ausreichend. Durch die Größe des Wohnzimmers werden hier sogar zwei Luftleitungen mit Zuluftventilen vorgesehen, um eine gleichmäßige Luftverteilung in diesem Raum gewährleisten zu können. Sobald die Luftleitungen in die Grundrisspläne eingezeichnet sind, kann nun mit der Druckverlustberechnung des Fußboden-Kanalnetzes begonnen werden. In das Formblatt zur Druckverlustberechnung (Beispielauslegung siehe Seite 73, Formblatt für eigene Berechnungen siehe Seite 81) werden der Raum, die Nummer der Teilstrecke und der Volumenstrom eingetragen. us den Grundrissplänen wird anschließend die Länge der Teilstrecke ermittelt und ebenfalls eingetragen. Geschwindigkeit und Druckgefälle können wahlweise aus Tabelle 24 oder Diagramm 40 auf Seite 42 entnommen werden und der Reibungsverlust daraus berechnet werden. Die Widerstandsbeiwerte werden aus Tabelle 46 (Seite 65) entnommen und daraus der Druckverlust der Einzelwiderstände bestimmt. Damit kann nun der Gesamtdruckverlust der Teilstrecke bestimmt werden, wenn der Druckverlust des vollgeöffneten Ventils hinzuaddiert wird. Bei den bluftventilen ist darauf zu achten, dass der Druckverlust des integrierten Filters in den Druckverlust mit eingerechnet wird. Im letzten Schritt werden alle parallel geschalteten Teilstrecken auf die ungünstigste Strecke abgeglichen und die Ventileinstellung aus den jeweiligen Diagrammen entnommen. Die Fußboden-/Wandauslässe werden über die Luftmengen-Einstellungselemente mit Diagramm 50 (Seite 46) abgeglichen. 71

7 ußenluft ERDGESCHOSS LEGENDE Fortluft a = 5 mm HWR bluft 22 m³/h 100URH mit 100FILTB bluftventil mit Filter a = 5 mm WC bluft 22 m³/h 100URH mit 100FILTB bluftventil mit Filter a = 15 mm Küche 10,2 m² bluft 39 m³/h 125URH mit 125 FILTB bluftventil mit Filter a = 10 mm ußenluft Zuluft bluft Fortluft Zentrales Lüftungsgerät erastarcomfort LP 250 a = 10 mm Zimmer Zuluft 20 m³/h 100ULC Zuluftventil Diele Überströmbereich Wohnen Zuluft 41 m³/h 2 Stck. 100ULC Zuluftventil a = 10 mm bluftventil Wand- oder Decke DN 125 mit Filter G 4 Zuluftventil DN 100 Wärmebrückenfreie Wanddurchführung il Bild 81 Grundriss Erdgeschoss mit Lüftungsinstallation DCHGESCHOSS LEGENDE 3,5 m 3,5 m 8,5 m 5 m 7 m Bad bluft 39 m³/h bluftventil mit Filter Decke/Dachschräge 15 m 14 m 13 m a = 5 mm bst. bluft 22 m³/h bluftventil mit Filter Wand Eltern a = 19 mm Zuluft bluft Luftverteilerkasten 13 m 4,5 m a = 8 mm Fußbodenschalldämpfer 8 m Flur Überströmbereich bluftventil Wand- oder Decke DN 125 mit Filter G 4 Fußboden-/Wandauslass a = 10 mm Kind 1 Kind 2 a = 20 mm Umlenkstück bzweigstück i Bild 82 Grundriss Dachgeschoss mit Lüftungsinstallation 72

8 Druckverlustberechnung Fußbodenkanäle Beispielauslegung Nr. Raum Zu- und bluft Volumenstrom Kanalsystem Länge der Teilstrecke Geschwindigkeit Druckgefälle Reibungsverlust R x L Summe der m³/h m m/s Pa/m Pa Σζ Pa Pa Pa Pa Pa mm Widerstandsbeiwerte Druckverlust durch Einzelwiderstände Z Gesamtdruckverlust in der Teilstrecke R x L + Z Druckverlust Luftdurchlass voll geöffnet Gesamtdruckverlust bgleich Einstellung Luftdurchlass Bemerkungen 1 Wohnraum ZU 21 FK ,95 0,26 3,38 0 0,70 4,08 3 7,08 1,48 10 Umlenkstück, Ventil DN Wohnraum ZU 20 FK ,91 0,23 0 0,70 4,15 3 7,15 1,41 10 Umlenkstück, Ventil DN Zimmer ZU 20 FK ,91 0,23 1,84 1,25 1,32 3,16 3 6,16 2, Kind 1 ZU 27 FK 125 4,5 1,25 0,44 1,98 1,25 2,07 4,05 1,5 5,55 3,01 10 Umlenkstück, 2 x 90 - und 45 -Bogen, Ventil DN x 90 - und 45 -Bogen,, Schalldämpfer 5 Kind 2 ZU 27 FK ,25 0,44 6,16 0 0,90 7,06 1,5 8, , Schalldämpfer 6 Eltern ZU 27 FK ,25 0,44 5,72 0 0,90 6,62 1,5 8,12 0,44 19, Schalldämpfer 7 Bad B 39 FK 125 4,3 1,81 0,94 4,04 0,50 2,98 7, ) 1) Inklusive bluftfilter G 4 Einzelwiderstände:nnahme: usblaswinkel Ventile = 180 Umlenkstück Zuluft bei 20 m³/h = 0,7 Pa Umlenkstück bluft bei 22 m³/h = 0,8 Pa Umlenkstück bluft bei 39 m³/h = 2,0 Pa Flachschalldämpfer bei 27 m³/h = 0,9 Pa bluftfilter bei 22 m³/h = 2,5 Pa bluftfilter bei 39 m³/h = 9,0 Pa 22,02 5, HWR B 22 FK 125 3,5 1,02 0,30 1,05 2,00 2,05 3,10 4,5 1) 7,60 19, WC B 22 FK ,02 0,30 1,50 1,50 1,74 3,24 4,5 1) 7,74 19, Küche B 39 FK 125 8,5 1,81 0,94 7,99 1,25 4,46 12, ) 27, bstellraum B 22 FK ,02 0,30 2,10 1,50 1,74 3,84 4,5 1) 8,34 19,11 5 Tab. 52 Druckverlustberechnung 90 -Bogen, Umlenkstück, Ventil DN 125, Filter G 4 4 x 90 -Bogen, Umlenkstück, Ventil DN 125, Filter G 4 3 x 90 -Bogen, Umlenkstück, Ventil DN 125, Filter G 4 2 x 90 - und 45 -Bogen, Umlenkstück, Ventil DN 125, Filter G 4 3 x 90 -Bogen, Umlenkstück, Ventil DN 125, Filter G 4 73

9 7.5 Dimensionierung der Hauptkanäle Bei der Dimensionierung der Hauptkanäle wird mit dem Gesamtvolumenstrom vom Luftverteilkasten zum Lüftungsgerät zurückgerechnet. Zuluftseitig wird anschließend der Druckverlust der ußenluft noch hinzuaddiert, abluftseitig der Druckverlust der Fortluft. Bei der Berechnung ist zu beachten, dass die Verbindungsleitung zwischen Luftverteilkasten und bzweigstück mit zwei Fußbodenkanälen ausgeführt wird, wie in Bild 82 (Seite 72) dargestellt. Der halbe Volumenstrom des Luftverteilkastens wird jeweils durch einen Fußbodenkanal durchgesetzt. Zuluft- und abluftseitig wird der Einsatz eines zentralen Schalldämpfers empfohlen, der sich druckverlusttechnisch jedoch nicht auswirkt. Da aber sämtliche Zuluftaustritte in der Beispielauslegung mit Flachschalldämpfern versehen sind, konnte in diesem Fall vom Zentralschalldämpfer in der Zuluft abgesehen werden. ufgrund der erhöhten Schallschutzanforderung zum Nachbargrundstück ist aber die ußenluftleitung mit einem Schalldämpfer versehen. Der Einsatz einer Drosselklappe im Hauptkanal wird empfohlen, insbesondere wenn zwei Stränge gegeneinander abgeglichen werden sollen. In der Beispielauslegung ist die Drosselklappe nicht zwingend erforderlich, da nur ein zentraler Strang vorhanden ist. Die Wanddurchführungen der Beispielauslegung sind nur in DN 160 lieferbar. Daher musste eine Erweiterung oder Reduzierung von DN 125 auf DN 160 vorgesehen werden (Bild 81, Seite 72). lternativ wäre aufgrund der Luftmenge auch das ußen- und Fortluftelement WGE 125 einsetzbar gewesen. Für die Beispielauslegung ist die Druckverlustberechnung der Hauptkanäle in Tabelle 53 (Seite 75) dargestellt. Der Gesamtdruckverlust der Lüftungsanlage ergibt sich aus der ddition der in Reihe geschalteten Teilstrecken. Für das Zuluftgebläse wird der Druckverlust des Fußbodenkanals Zuluft mit dem Zulufthauptkanal und dem ußenluftkanal addiert. Der Fortluftventilator muss den Druckverlust des Fußbodenkanals bluft, des blufthauptkanals und des Fortluftkanals überwinden. Der Gesamtdruckverlust mit 51 Pa für das Zuluftgebläse und 92 Pa für den Fortluftventilator wird aus Tabelle 54 (Seite 75) ersichtlich. 74

10 Druckverlustberechnung Hauptkanäle Beispielauslegung Nr. der Teilstr. ZU V B FO Luftmenge m³/h Durchmesser mm DN 125 DN 125 DN 125 DN 125 Strömungsgeschwindigkeit m/s 3,5 3,5 3,5 3,5 Spezifischer Druckverlust Pa/m 2,5 2,5 2,5 2,5 Bauteil Stück p Stück p Stück p Stück p Luftverteilkasten mit 6 bgängen 1,5 4 Fußbodenkanal 1) m bzweigstück DN 125 (Endstück) Gerades flexibles Lüftungsrohr m 1 2,5 3 7, Bogen 90 mit Flexrohr (r = d) 1 3, Bogen 45 Reduzierung 1 1 Erweiterung 1 2 Drosselklappe auf Konstant-Volumenstromregler V- und FO-Element Wanddurchführung Dachdurchführung Druckverlust Hauptkanal Pa Tab. 53 Druckverlustberechnung 1) Zwei Flachkanäle zwischen Luftverteilkasten und bzweigstück Gesamtdruckverlust ZU V B FO Fußbodenkanal Pa 9 27 Hauptkanal Pa Gesamtdruckverlust Pa Tab. 54 Gesamtdruckverlust 75

11 7.6 Gesamtdruckverlust und uswahl der Ventilatorleistungsstufen Mit dem Gesamtdruckverlust auf der Zuluftseite von 51 Pa wird in Verbindung mit dem Volumenstrom von 143 m³/h die erforderliche Leistungsstufe des Zuluftgebläses bestimmt. Durch den Konstantvolumenstrom des Gebläses wirkt sich der Gesamtdruckverlust dabei nur auf die elektrische Leistungsaufnahme aus, wie aus Diagramm 16 (Seite 18) ersichtlich wird. nalog gilt diese Feststellung auch für den Fortluftventilator. Der Gesamtdruckverlust beträgt hierbei 92 Pa bei einem Volumenstrom von 143 m³/h. 7.7 Gerätedaten für die Beispielauslegung Für das ausgewählte Gerät erastarcomfort LP 250 ergibt sich mit einem Volumenstrom von 143 m³/h eine Betriebseinstellung auf die Lüftungsstufe 2, Kennlinie gemäß Ventilatordiagramm 13 (Seite 15) für die Nennlüftung. Die Leistungsaufnahme des Gerätes ist dem Diagramm 16 (Seite 18) zu entnehmen. Die Leistungsaufnahme der Regelung ist dabei berücksichtigt. Die Einstellung der erforderlichen Leistungsdaten an den Gebläsen erfolgt durch Zuordnung der entsprechenden Drehzahl bei der Einregulierung und Inbetriebnahme der nlage. 76