Luftleitungen – zählt nur der m²-Preis?

Technische Anforderungen an Bauteile

Dipl.- Ing. Diethard Niehoff, Forschungs- und Entwicklungsleiter

Das Luftleitungssystem einer lüftungstechnischen Anlage ist – ähnlich dem menschlichen Adernsystem – ein weit verzweigtes, durch Parallel- und Reihenwiderstände gekennzeichnetes Netz, das bei Funktionsstörung zum Versagen des gesamten Organismus, sprich der Anlage, führen kann. Was aber bedeutet bei Luftleitungen „funktionieren”?

Neu hinzugekommene EN- Normen für Luftleitungsbauteile und die daraus resultierenden Widersprüche zu den DIN-Normen erschweren die Orientierung. Grund genug, das Thema Luftleitung näher zu beleuchten.

Energiekosten der Luft(fort)leitung

Die wesentliche Funktion des Luftleitungsnetzes besteht darin, die zu fördernde Luft möglichst verlustlos an den Zielort zu leiten. Die täglichen Energiekosten für Elektroenergie Kel können nach Gl (1) berechnet werden.

Da die Energiekosten proportional zum Druckverlust und dem Volumenstrom anwachsen, ergeben sich daraus Forderungen nach

• niedriger Strömungsgeschwindigkeit, relativ großen Querschnitten
• strömungsgünstiger Gestaltung der Bauteile
• gleichmäßiger Geschwindigkeitsverteilung im Anströmquerschnitt
• niedrigem Druckverlust für Einbauteile wie Filter, Schalldämpfer, Wärmeaustauscher und Regeleinrichtungen
• wenig Drosselung
• niedrigen Leckageverlusten

Auf den Druckverlust kann z.B. Einfluss genommen werden durch

• Einbau von Leitschaufeln in Bogen- und Abzweigkanälen
• Umlenkungen mit möglichst großem Innenradius
• allmähliche Querschnittserweiterungen mit Winkel < 15 °
• geringen Versatz der Bauteilachsen

Neben den Kosten für die Luftförderung sind Energieverluste in Folge der hohen Wärmeverluste von Blechkanälen und -rohren zu berücksichtigen. Luftleitungen, die dem Transport von erwärmter oder gekühlter Zuluft bzw. Umluft dienen, sind grundsätzlich zu isolieren (s. VDI 3803). Die genannten Forderungen erhöhen tendenziell die Kosten für das Luftleitungsnetz. Das Bestreben, bei der Investition Geld einzusparen, führt sehr leicht dazu, dass der Betreiber später mit erhöhten Betriebskosten zu rechnen hat.

Ganzheitliche ökonomische Betrachtung

Durch Einsatz von Luftleitungsbauteilen mit erhöhter Dichtheit (Dichtheitsklasse B) erhöhen sich zwar geringfügig die Investitionskosten für das Luftleitungssystem, jedoch lässt sich zeigen, dass diese Kosten in den meisten Fällen durch die Energieeinsparung amortisiert werden. Analog kann beispielsweise durch die Wahl von Schalldämpfern mit relativ großem freien Querschnitt aber niedrigem Druckverlust vermieden werden, dass die Energiekosten für das Überwinden des Strömungswiderstandes binnen kurzem die Investitionskosten für den vermeintlich kostengünstigeren – weil kleineren – Schalldämpfer übersteigen.

Schwieriger ist es in der Praxis, die Luftleitungen nach strömungstechnischen Gesichtspunkten günstig zu gestalten. Sollen abrupte Übergänge, Verengungen oder überflüssige Umlenkungen vermieden werden, so wären Änderungen am Baukörper häufig zwar wünschenswert, sind aber für die Klimatechnik als nachgeordnetes Gewerbe nur selten durchsetzbar.