Dichte Luftleitungen als Basis energieeffizienter Klimatechnik

Potential für Kosten- und Energieeinsparungen, Effizienzsteigerungen und eine verbesserte Hygiene von Innenräumen durch die Dichtheit von Luftleitungssystemen

Um die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) erfüllen und bis 2045 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand erreichen zu können, braucht es mehr als den Austausch alter Heizungen und eine verbesserte Wärmedämmung. Ein wichtiger Aspekt, der dank Verbänden, Wissenschaft und Experten immer mehr in den Fokus rückt und von der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) seit Anfang des Jahres auch finanziell unterstützt wird, ist die Dichtheit von Luftleitungssystemen. Mit durchschnittlichen Leckageraten von 15 % und mehr, bieten Lüftungs- und RLT-Anlagen nämlich enormes Potenzial für Kosten- und Energieeinsparungen, Effizienzsteigerungen und eine verbesserte Hygiene von Innenräumen.

Luftleitungssysteme weisen zahlreichen Studien und Untersuchungen zufolge fast in ganz Europa durchschnittliche Leckageraten von 15 % und mehr auf. Dies entspricht gemäß der DIN EN 16798-3 der Dichtheitsklasse ATC 6 und damit 2,5-Mal der schlechtesten Dichtheitsklasse A (gemäß der früheren DIN EN 13779). Fast ein Sechstel des gesamten geförderten Luftvolumens geht dadurch in Zwischendecken, Schächten und andernorts verloren, statt in den Räumen anzukommen, die bestimmungsgemäß mit dem Lebensmittel Luft versorgt werden sollen. Bei ungünstigen Druckverhältnissen besteht zudem die Gefahr, dass Luft aus meist mit Staub, Dreck, Viren etc. belasteten Zwischendecken in angrenzende Räume strömt. Neben dem Verlust an wertvoller Luft, bedingen die Leckagen damit oftmals hygienische Probleme sowie Effizienzeinbußen und in der Folge unnötig hohe Kosten. So titelte die New York Times in Anlehnung an eine Untersuchung von Mc Kinsey & Company, dass dichte Luftleitungen das größte Energieeinsparungspotenzial bei energetischen Sanierungen in den USA bieten. Ergebnissen des ICEE Reports (Energieeinsparungen durch die Abdichtung von Luftleitungssystemen) zufolge können durch eine Beseitigung von Leckagen Energieeinsparungen von rund 46 % und Stromkosteneinsparungen von etwa 50 % erreicht werden. Dichte Luftleitungssysteme bieten damit enormes Potenzial für Energieeinsparungen, Effizienzsteigerungen und zudem Kostensenkungen. Weiterhin sind dichte Luftleitungssysteme eine grundlegende Voraussetzung für einen wirtschaftlichen (VDI 2067 Blatt 1) und hygienischen Betrieb (VDI 6022).

Mehrfache Förderung für die Abdichtung von Luftleitungssystemen

Dass diese Aspekte – auch bedingt durch die Corona-Pandemie – immer mehr in den Fokus der Politik rücken, zeigt u.a. die 2021 verabschiedete Bundesförderung effiziente Gebäude (BEG). Diese fördert in Wohn- und Nichtwohngebäuden Vorhaben zur Steigerung der Energieeffizienz – und damit auch die Abdichtung von Luftleitungssystemen. Weitere Unterstützung (bis zu 20 % Tilgungszuschuss auf einen Kredit der KFW Bank) in Bestandsgebäuden bietet ein Förderprogramm für Einzelmaßnahmen in Bestandsgebäuden. Diese subventioniert die Erstinstallation oder Erneuerung einer Lüftungsanlage, wenn durch diese mindestens eine mit Messungen nachgewiesene Dichtheitsklasse ATC 4 erreicht wird. In der Prozesslüftungstechnik ist über das technologieoffene Förderprogramm „Energieeffizienz in der Wirtschaft (EEW)“ eine Förderung von bis zu 40 % möglich. Dies alles verdeutlicht die zunehmende Aufmerksamkeit, die der Dichtheit von Luftleitungssystemen und deren Bedeutung in punkto Energieeffizienz und auch Hygiene, geschenkt wird.

Unvermeidbare Dichtheitsverluste entlang der Prozesskette

Zurecht, denn bisher können weder Planungsvorgaben noch Produktions- und Montagestandards durch Normen und andere Regelwerke die Dichtheit und Energieeffizienz einer Lüftungs- oder RLT-Anlage garantieren. Der Grund ist eine zu großen Teilen unvermeidbare graduelle Verschlechterung der Dichtheit entlang der gesamten Prozesskette, welche die in der Praxis meist angetroffenen Leckageraten von 15 % und mehr bedingt. So wird in Ausschreibungen bisher meist nur die Dichtheitsklasse ATC 4 (gemäß DIN EN 16798-3) bzw. B (d.h. 2 % Leckagerate) gefordert, obwohl die Herstellung von Luftleitungsbauteilen unter Einhaltung der DIN 1507 bzw. HFL2002 (für eckige Luftleitungsbauteile), der DIN 12237 bzw. HFL2003 (für runde Luftleitungsbauteile) sowie der DIN EN 15727 und DIN EN 1751 selbst in der Dichtheitsklasse ATC 2 (= 0,22 % Leckagerate) in der Praxis meist kein Problem darstellt.
Ausgehend von (der ausgeschriebenen) Dichtheitsklasse ATC 4 geht beim Transport vom Hersteller zur Baustelle sowie dem Handling der Bauteile auf der Baustelle meist eine Dichtheitsklasse verloren. Der Grund sind beispielsweise unvermeidbare leichte Formänderungen durch Verzug sowie beschädigte Falze und Dichtungen. Häufig hat dies zur Folge, dass anschließend nur noch Dichtheitsklasse ATC 5 (bzw. A und damit 6 % Leckagerate) erreicht wird. Ausgehend von Dichtheitsklasse ATC 5 werden die Bauteile dann unter Einhaltung der Montageempfehlungen des HFL-Verbands mit oftmals schlechter Zugänglichkeit, unter Verwendung von Aufmaßteilen und Passlängen, die Unterschiede zwischen Planung und real vor Ort vorgefundener Situation ausgleichen sollen, montiert und führen unweigerlich zu einer weiteren Verschlechterung der Dichtheit. Eine weitere – oftmals erhebliche – Verschlechterung der Dichtheit ergibt sich dann oftmals durch parallel arbeitende Gewerke, die die Luftleitungssysteme als Sitzgelegenheit und ähnliches „missbrauchen“. Zusammengefasst bedeutet dies, dass nahezu jeder einzelne Schritt der Prozesskette im Luftleitungsbau die Qualität und damit die Dichtheit des gesamten Luftleitungssystems negativ beeinflussen kann (siehe Tabelle 1). Das Ergebnis sind dann die in der Praxis meist angetroffenen Leckageraten von 15 % und mehr.

 

Tabelle 1: Theoretische Vorgaben für Luftleitungssysteme und real erzielbare Dichtheitsklassen

 

 

Paradigmenwechsel und Umdenken im Luftleitungsbau

Dies zu ändern, Kosten einzusparen, die Energieeffizienz und die Hygiene zu erhöhen und zugleich sicherzustellen, dass das wertvolle Lebensmittel Luft – inklusive der darin gespeicherten Wärme- oder Kälteenergie – dort ankommt, wo sie benötigt wird, ist heutzutage grundsätzlich nicht schwierig. Es bedingt jedoch einen von Verbänden und Fachleuten immer stärker geforderten grundlegenden Paradigmenwechsel: weg von der bisherigen Praxis stillschweigend akzeptierter Leckageraten von 15 % und mehr hin zu einer in Leistungsverzeichnissen auszuschreibenden und verpflichtend einzuhaltenden Dichtheitsklasse ATC 3, die die bei der Übergabe einer Anlage für das gesamte Luftleitungssystem durch wirtschaftlich unabhängige Prüfer nachgewiesen werden muss. Weg von einer ignorierten oder missachteten Bedeutung hoher Leckageraten hin zu einem bei Planern, Anlagen-bauern, Betreibern – und mittlerweile auch bei der Politik – vorhandenen Bewusstsein, dass dichte Leitungen und damit eine nachträgliche Abdichtung kompletter Luftleitungssysteme die wesentliche Grundlage für mehr Effizienz, einen geringeren Energiebedarf, enorme Kosteneinsparungen und zudem Infektionsschutz ist.
Eine ideale Lösung zur Abdichtung kompletter Luftleitungssysteme bis zum Erreichen der Luftdicht-heitsklasse ATC 3 (oder besser) bietet das in den USA entwickelte und patentierte Aeroseal-Verfahren. Dieses wurde 2015 von der Mez-Technik GmbH nach Deutschland eingeführt und europaweit verbreitet, sodass es mittlerweile in 16 Ländern von 36 unabhängigen Partnern angeboten wird. Anwendbar bei neuen als auch Lüftungs- und RLT-Anlagen im Bestand lassen sich mit Aeroseal Luftleitungssysteme innerhalb kurzer Zeit zuverlässig von innen heraus und ohne vorherige Suche der Leckagen abdichten. Bis zu einem Durchmesser von 15 mm werden dabei Undichtigkeiten durch das Einbringen eines den Anforderungen der VDI 6022 entsprechenden hygienisch unbedenklichen Dichtstoffs dauerhaft beseitigt. In der Regel ist dafür nicht einmal ein Eingriff in die Bausubstanz nötig, die Anlage kann mit Ausnahme des Abdichtungsprozesses – der meist innerhalb weniger Stunden und mit nur ein bis zwei Personen abgeschlossen ist – ungestört genutzt werden. Die Amortisationszeiten liegen durchschnittlich bei nur 0,5 bis fünf Jahren. Ohne vorherige Suche, ohne großen Aufwand, Dreck und Staub kann (meist) innerhalb weniger Stunden die Leckagemenge so reduziert werden, dass unabhängig von der Leckagemenge vor der Abdichtung zuverlässig die Dichtheitsklasse ATC 2 (= 0,22 % Leckagerate) oder besser erreicht werden kann.

Zusatzinfos

Dichtheitsklassen

Infos Berechnungsmodule

Energetisches Optimierungspotenzial – Tools zur Berechnung der Energieeinsparung
•    BfEE Effizienzrechner Klima-Lüftung des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (https://www.bfee-online.de)
•    AC-OPT Energieeffizienz-Software von Claus Händel (http://www.rlt-simulation.de)
•    Lindab Duct-Leakage Calcualtor (https://www.lindqst.com/ads/calcleak/default.aspx)

 

Weiterführende Informationen und einen ausführlichen Fachbeitrag können Sie im Premium-Bereich des Technik + Hygiene Infoportals kostenlos herunterladen.

 

Quelle: MEZ-Technik; Tina Weinberger

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