Das ist neu in der DIN 1946-6: Lüftungssysteme auslegen

Die Minimalanforderung an alle Lüftungssysteme wurde auch bei der Überarbeitung der DIN 1946-6 beibehalten: Über die Lüftung zum Feuchteschutz muss zumindest der Bautenschutz nutzerunabhängig sichergestellt werden. Wird ein ventilatorgestütztes Lüftungssystem vorgesehen, muss der Auslegungsvolumenstrom mindestens die Nennlüftung abdecken. Sind nicht alle Nutzer anwesend, ist der Lüftungsbedarf jedoch geringer. Der Volumenstrom kann und sollte dann reduziert werden. Dieser Beitrag stellt Praxisbeispiele zur Auslegung nach DIN 1946-6 und DIN 18017-3 sowie zur Auslegung kombinierter Lüftungssysteme vor. 

Aufenthaltsräume gelten nach den Landesbauordnungen als belüftbar, wenn Fenster der vorgegebenen Größe vorgesehen werden. Das Nutzungsverhalten der Bewohner ist dann sowohl für den notwendigen als auch für den realisierten Außenluftvolumenstrom entscheidend:

Wichtig ist dabei, dass Feuchtigkeit aus dem Bauprozess in den Volumenstrom-Anforderungen der DIN 1946-6 nicht berücksichtigt wird. Zudem kann aufgrund geologischer Randbedingungen eine Lüftungsanforderung wegen des Radonschutzes bestehen.

In der Planungsphase ist deshalb zu prüfen, wie die Bewohner den Wohnraum nutzen und wie sie ihr Lüftungsverhalten an den notwendigen Bedarf anpassen werden. Ihr Lüftungsverhalten ist schwer vorherzusagen und der über manuell geöffnete Fenster erreichte Luftwechsel hängt von zahlreichen Parametern ab, die ebenfalls nicht leicht planbar sind.

Deshalb wurde auch bei der Überarbeitung der DIN 1946-6 die Minimalanforderung an alle Lüftungssysteme beibehalten: Es muss über die Lüftung zum Feuchteschutz zumindest der Bautenschutz nutzerunabhängig sichergestellt werden.

Der Auslegungsvolumenstrom und die Festlegung des Lüftungssystems richten sich nun an den Vorgaben und Erwartungen von Bauherr und Nutzer aus. Um zu erreichen, dass diese beiden Akteure mit dem Lüftungssystem zufrieden sind, ist es jedoch wichtig zu beachten, dass der Auslegungsvolumenstrom sich durchaus vom notwendigen Volumenstrom unterscheiden kann.

Im Betrieb des Wohngebäudes kann je nach gewähltem Lüftungssystem und dessen Auslegung sowohl ein geringerer als auch ein höherer Lüftungsbedarf notwendig sein. Deshalb wurde bei der Überarbeitung der Norm dieser Unterschied deutlicher herausgearbeitet. Bild 2 zeigt die in der Norm vorgegebenen Betriebsstufen.

Wird beispielsweise ein freies Querlüftungssystem vorgesehen, das nach der Lüftung zum Feuchteschutz ausgelegt wird, ist damit allein der Bautenschutz bei den in der aktuellen Norm definierten Randbedingungen sichergestellt.

Bild: Solcher

Lüftung zum ­Feuchteschutz

Zitat DIN 1946-6: „Notwendige Lüftung zur Sicherstellung des Bautenschutzes (Feuchte) bei zeitweiliger Abwesenheit der Nutzer und kein Wäschetrocknen.“

Wird in der Wohnung Wäsche an der Raumluft getrocknet, muss diese Feuchtigkeit durch zusätzliches Lüften über geöffnete Fenster abgeführt werden. Sie ist in der Lüftung zum Feuchteschutz ebenso wenig berücksichtigt wie der aus Gründen der Hygiene notwendige Außenluftvolumenstrom. Bei Anwesenheit der Nutzer ist also ein höherer Außenluftvolumenstrom notwendig als der Auslegungsvolumenstrom für das Lüftungssystem.

Anders kann es sich verhalten, wenn ein ventilatorgestütztes Lüftungssystem vorgesehen wird. In diesem Fall muss der Auslegungsvolumenstrom mindestens die Nennlüftung sicherstellen.

Nennlüftung

Zitat DIN 1946-6: „Notwendige Lüftung zur Sicherstellung der gesundheitlichen Anforderungen sowie des Bautenschutzes bei Anwesenheit aller Nutzer (Normalbetrieb).“

Bei einer normalen Nutzung der Wohnung, bei der alle Nutzer anwesend sind, ist über das Lüftungssystem für einen ausreichenden hygienischen Luftwechsel gesorgt. In Zeiten, zu denen nicht alle Nutzer anwesend sind, ist der Lüftungsbedarf jedoch geringer als der Auslegungsvolumenstrom. Der Volumenstrom des Lüftungssystems kann und sollte dann auf den benötigten Außenluftvolumenstrom reduziert werden. In den folgenden Beispielen wird näher darauf eingegangen.

Die Auslegung der Volumenströme nach DIN 1946-6 erfolgt immer in Bezug auf den gesamten mit dem Lüftungssystem belüfteten Bereich. In der Regel ist das der gesamte Wohnbereich. Der ermittelte Auslegungsvolumenstrom wird dann nach vorgegebenen Verteilschlüsseln auf alle zu lüftenden Räume aufgeteilt. Sollen zu bestimmten Zeiten bestimmte Bereiche der Wohnung stärker und andere Bereiche weniger stark belüftet werden, ist das durch eine geeignete Regelung oder die Auswahl eines dafür geeigneten Lüftungssystems zu berücksichtigen.

Aufgrund der Nutzung wird nachts ein höherer Lüftungsbedarf in den Schlafräumen vorherrschen, morgens und abends dagegen eher im Wohn- und Essbereich. Ist tagsüber kein Nutzer anwesend, sinkt der Lüftungsbedarf in der gesamten Wohnung. Der Außenluftvolumenstrom kann also in diesem Fall nachts in den Wohn- und Essräumen, morgens und abends in den Schlafräumen und tagsüber in der gesamten Wohnung abgesenkt werden.

Beispiel 1 – freies Querlüftungssystem

Der notwendige Mindest-Auslegungsvolumenstrom für das freie Querlüftungssystem ist die Lüftung zum Feuchteschutz. Sie setzt sich aus dem Maximum der flächenbezogenen und der raumbezogenen Anforderungen zusammen.

Bild: Solcher

In der aktualisierten DIN 1946-6 wird für die Lüftung zum Feuchteschutz zwischen geringer und hoher Belegung unterschieden. Damit wird die übliche Nutzung von selbst genutztem Eigentum, z. B. im Einfamilienhaus, berücksichtigt. In der Norm ist dies wie folgt definiert: „Von einer geringen Belegung kann ausgegangen werden, wenn bei planmäßiger Nutzung eine Nutzungsfläche von ≥ 40 m²/Person vorhanden ist.“

In diesem Beispiel (Bild 3) liegen keine Angaben zur Belegung vor, allerdings wäre schon bei einer Nutzung der Wohnung durch zwei Personen eine hohe Belegung gegeben. Für eine Mietwohnung sollte man auf jeden Fall von einer hohen Belegung ausgehen.

Im zweiten Teil der Beitragsreihe wurde erläutert, wie der Luftvolumenstrom für die Lüftung zum Feuchteschutz berechnet wird. In Bezug auf die Fläche ergibt sich nun entsprechend der folgende notwendige Außenluftvolumenstrom für die Lüftung zum Feuchteschutz:

q_v,ges,NE,FL = f_WS · (-0,002 · A_NE² + 1,15 · A_NE + 11)

q_v,ges,NE,FL = 25 m³/h

In Bezug auf die Räume muss berücksichtigt werden, dass bei der Querlüftung die Außenluft doppelt genutzt wird. Deshalb ist die Summe der in der DIN 1946-6 angegebenen Volumenströme halbiert.

Der Außenluftvolumenstrom über Infiltration ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

q_V,Inf = e_z ∙ V_NE ∙ n₅₀

Gegenüber der Berechnung der Infiltration in der Konzeptphase werden im Rahmen der Auslegung beim Volumenstromkoeffizienten e_z die genauen Randbedingungen des Gebäudes berücksichtigt.

Da alle Faktoren für den Windfaktor 1 betragen (siehe Teil 2 der Artikelserie) und kein thermischer Auftrieb vorliegt, ergibt sich:

Auch wenn die DIN 1946-6 n₅₀-Werte angibt, sollte dem der entsprechenden Tabelle vorangestellten Satz Beachtung beigemessen werden: „Liegen für die Luftdichtheit der Gebäudehülle keine Angaben in Form von n₅₀-Mess- oder Planungswerten vor, können die Auslegungswerte nach Tabelle 10 genutzt werden.“

Der n₅₀-Wert für die Gebäudedichtheit wird ermittelt, indem der bei einem Differenzdruck von 50 Pa zwischen innen und ­außen gemessene Leckagestrom über die Gebäudehülle durch das Innenvolumen des Gebäudes geteilt wird. Die DIN 1946-6 geht bei der Infiltrationsberechnung davon aus, dass die Undichtheiten gleichmäßig verteilt sind.

In der Realität wird das oft nicht so sein.
So können bei einem Einfamilienhaus in ­Mauerwerksbau mit Holzdachstuhl die meisten Leckagen im Dachbereich auftreten. Auch haben die Gebäudegröße und die ­Bauweise einen erheblichen Einfluss auf den n₅₀-Wert.

Aufgrund des besseren A/V-Verhältnisses erreichen große Gebäude deutlich bessere n₅₀-Werte. Wird dann das gesamte Gebäude in Beton errichtet, können leicht n₅₀-Werte von 0,5 1/h erreicht werden. Bild 4 zeigt eine Übersicht erzielter n₅₀-Werte, die bei einer Befragung des Fachverbands Luftdichtheit im Bauwesen (FLiB e. V.) ermittelt wurden.

Bild: FLiB e.V.

Da aus dem n₅₀-Wert ein Außenluftvolumenstrom errechnet wird, muss der Planungswert dem später gemessenen Wert entsprechen. Im vorliegenden Beispiel wird deshalb abweichend von Tabelle 10 mit einem n₅₀-Wert von 1,0 1/h gerechnet. So ergibt sich: q_v,Inf = 7 m³/h

Der für die Außenbauteil-Luftdurchlässe nötige Volumenstrom ergibt sich aus der folgenden Gleichung. Mit dem Faktor 2 wird berücksichtigt, dass die notwendige Außenluft ein- und wieder abströmen muss.

Der Differenzdruck, der sich bei diesem freien Querlüftungssystem im Mittel zwischen innen und außen einstellen wird, ergibt sich wiederum aus der folgenden Gleichung. Dabei wird der Einfluss der Lage und des Gebäudes auf den Differenzdruck berücksichtigt, aber auch ein minimal und maximal möglicher Auslegungsdruck festgelegt, der den mittleren Druckbedingungen am Gebäude entspricht.

In der aktualisierten DIN 1946-6 wird die Infiltration nur noch beim Ermitteln der notwendigen Außenbauteil-Luftdurchlässe berücksichtigt, beim Auslegen der Überströmluftdurchlässe jedoch nicht mehr.

Das Ergebnis der Auslegung (Bild 5) sollte dann in einer deutlichen Beschreibung, z. B. für die Vertragsgestaltung, ausformuliert werden. So ist festgelegt, was das Lüftungssystem leistet und welche Lüftungsmaßnahme noch durch die Nutzer erfolgen muss:

Bild: Solcher

„Über das Querlüftungssystem als lüftungstechnische Maßnahme wird die Lüftung zum Feuchteschutz nach DIN 1946-6 nutzerunabhängig sichergestellt. Wird in der Wohnung an der Raumluft Wäsche getrocknet, muss diese Feuchtigkeit währenddessen oder direkt danach durch den Nutzer über manuelles Fensteröffnen abgeführt werden. Um eine ausreichende hygienische Lüftung zu erreichen, müssen je nach Bedarf bzw. in Abhängigkeit von der Nutzung Fenster geöffnet werden.“

Bild: Solcher

Beispiel 2 – kombiniertes Lüftungssystem

Im 2. Beispiel geht es um ein Querlüftungssystem mit Entlüftungssystem nach DIN 18017-3 im fensterlosen Bad. Bei den kombinierten Lüftungssystemen werden drei Varianten unterschieden:

Kombination von Lüftungssystemen, die voneinander getrennte Lüftungsbereiche belüften, die sich aufgrund der räumlichen Trennung weitestgehend nicht beeinflussen.

Kombination von Lüftungssystemen, die einen Lüftungsbereich belüften und bei denen eine gegenseitige Beeinflussung nicht ausgeschlossen werden kann.

Hybridlüftung, d. h. die Kombination einer freien Schachtlüftung mit einem zentralen Abluftventilator, der in Zeiten geringen Auftriebs in Betrieb gesetzt wird, um den fehlenden Auftrieb sicherzustellen.

Das Beispiel (Bild 6) orientiert sich an einer üblichen Problemstellung im Geschosswohnungsbau mit fensterlosem Bad, bei der die Anforderungen der DIN 18017-3 sowie der DIN 1946-6 kostengünstig eingehalten werden sollen. Bei der Kombination von freier Querlüftung mit Entlüftungssystemen nach DIN 18017-3 unterscheidet die DIN 1946-6 zwei Fälle:

Fall 1: Das Entlüftungssystem nach DIN 18017-3 wird permanent betrieben und stellt so die notwendige Lüftung zum Feuchteschutz sicher.

Fall 2: Das Entlüftungssystem nach DIN 18017-3 ist abschaltbar oder der minimale Abluftvolumenstrom stellt nicht die notwendige Lüftung zum Feuchteschutz sicher.

Die beiden Fälle werden hier gegenübergestellt.

Bild: Solcher, Quelle: DIN 18017-3

Für das Beispiel wird das fensterlose Bad einmal mit einem üblichen abschaltbaren Entlüftungssystem ausgerüstet (Fall 2) und zum anderen mit einem permanent betriebenen, das immer die Lüftung zum Feuchteschutz sicherstellt (Fall 1).

Da das fensterlose Bad durch das Ent­lüftungssystem ausreichend gelüftet ist – es ist nach Landesbauordnung damit lüftbar ausgebildet – wird diese Fläche bei der Berechnung der notwendigen Lüftung zum Feuchteschutz nach DIN 1946-6 von der Gesamtfläche abgezogen. Daraus ergibt sich der leicht verminderte notwendige Außenluftvolumenstrom gegenüber Beispiel 1 (Bild 8).

Bild: Solcher

In Fall 2 kommt ein abschaltbares Entlüftungssystem nach Variante III mit einem maximalen Abluftvolumenstrom von 60 m³/h zum Einsatz. Die Infiltration ergibt sich zum einen aus dem Unterdruck des Entlüftungssystems, wenn es in Betrieb ist, und zum anderen aus dem Differenzdruck, der aufgrund von Wind und thermischem Auftrieb wirksam ist. Über die Außenbauteil-Luftdurchlässe sowie die wirksame Infiltration muss sowohl der notwendige Außenluftvolumenstrom für das Entlüftungssystem sichergestellt werden als auch – in Zeiten, in denen das Entlüftungssystem außer Betrieb ist – die notwendige Lüftung zum Feuchteschutz. Die Auslegung erfolgt nach dem Maximum:

Der wirksame Differenzdruck in Höhe von 2 Pa ergibt sich aus der in Beispiel 1 erläuterten Formel. Damit wird berücksichtigt, dass in Zeiten, in denen das Entlüftungssystem nicht in Betrieb ist, allein der Differenzdruck wirkt, der sich aufgrund von Wind und thermischem Auftrieb ergibt.

Bei Fall 1 wird ein Entlüftungssystem nach Variante I eingesetzt, das über den permanenten Abluftvolumenstrom in Höhe von minimal 25 m³/h und maximal 40 m³/h die notwendige Lüftung zum Feuchteschutz nach DIN 1946-6 immer gewährleistet. Die Infiltration ergibt sich allein über den Unterdruck aufgrund des Entlüftungssystems.

Da nun mit dem wirksamen Differenzdruck von 8 Pa gerechnet wird, ist die Infiltration deutlich höher. Der notwendige Außenluftvolumenstrom über die ALD verringert sich einerseits aufgrund der größeren Infiltration, anderseits aufgrund des geringeren maximalen Abluftvolumenstroms des Entlüftungssystems. Die Auslegung der ALD ist nun deutlich einfacher:

Das Ergebnis der Auslegung (Bild 9) sollte wieder in einer deutlichen Beschreibung ausformuliert werden. Hierbei gilt es klarzustellen, dass das Entlüftungssystem in diesem Beispiel keinesfalls als ventilatorgestütztes Wohnungslüftungssystem nach DIN 1946-6 anzusehen ist, sondern nur einen Beitrag zur freien Lüftung leistet:

Bild: Solcher

Bild: Solcher

„Über das Entlüftungssystem nach DIN 18017-3 im fensterlosen Bad als lüftungstechnische Maßnahme wird die Lüftung zum Feuchteschutz nach DIN 1946-6 nutzerunabhängig sichergestellt. Wird in der Wohnung an der Raumluft Wäsche getrocknet, muss diese Feuchtigkeit währenddessen oder direkt danach durch den Nutzer über manuelles Fensteröffnen abgeführt werden. Um eine ausreichende hygienische Lüftung zu erreichen, sind in Abhängigkeit von der Nutzung je nach Bedarf Fenster zu öffnen.“

Beispiel 3 – bedarfsgeregeltes Zu-/Abluftsystem

Im dritten Beispiel wird anhand eines bedarfsgeregelten Zu-/Abluftsystems die in der aktualisierten DIN 1946-6 aufgenommene Begrenzung des Einflusses der Ablufträume erläutert (Bild 10). Bezogen auf die Fläche von 36 m² ergibt sich ein Auslegungsvolumenstrom für die Nennlüftung von:

q_v,ges,NE,FL = f_WS · (-0,002 · A_NE² + 1,15 · A_NE + 11)

q_v,ges,NE,FL = 50 m³/h

Bei der Berechnung von A_NE wird die Fläche des fensterlosen Bades nicht abgezogen, denn die gesamte Wohnung soll über das Zu-/Abluftsystem belüftet werden. Allerdings müssen für diesen Raum nicht nur die Anforderungen der DIN 1946-6, sondern auch die der DIN 18017-3 beachtet werden.

Der Auslegungsvolumenstrom für die Nennlüftung bezogen auf die Ablufträume ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

Es werden hier die Anforderungen an die Abluftvolumenströme nach DIN 1946-6 berücksichtigt. Der Einfluss der Ablufträume auf den maximalen Auslegungsvolumenstrom wird aber auf das 1,2-Fache der flächenbezogenen Nennlüftung begrenzt. Die Aufteilung der raumweisen Volumenströme erfolgt für die Zulufträume nach dieser Gleichung:

Die Faktoren für die Aufteilung der Zuluftvolumenströme haben sich in der aktualisierten Norm nicht geändert. Da im vorliegenden Beispiel nur ein Zuluftraum vorhanden ist, ergibt sich für den Zuluftvolumenstrom im Wohnraum:

q_{v,LtM,Wohnen,zu} = 60 m³/h

Die Aufteilung der Abluftvolumenströme erfolgt dann nach dieser Gleichung:

Für das fensterlose Bad sind zusätzlich die Anforderungen der DIN 18017-3 zu beachten. Nach Bild 7 wird ein Abluftvolumenstrom nach Variante II mit einer Feuchteregelung gewählt. Die selbsttätige Regelung bewirkt, dass dieser Raum in Zeiten der Feuchtefreisetzung automatisch stärker gelüftet wird. Das Abluftventil der Kochnische erhält dieselbe Regelung. Das Zu-/Abluftgerät wird druckkonstant betrieben. Daraus ergeben sich die Volumenströme nach Bild 11.

Bild: Solcher

Bild: Solcher

Aufgrund der Anforderung der DIN 18017-3 muss bei Variante II der maximale Abluftvolumenstrom im fensterlosen Bad 40 m³/h und der minimale 15 m³/h betragen. Die aktualisierte DIN 1946-6 erlaubt bei Nutzung der Gleichung zur Berechnung des Auslegungsvolumenstroms für die Nennlüftung (s. o.) eine Reduzierung der vorgegebenen Abluftvolumenströme um maximal 50 %. Die Vorgabe für die Kochnische liegt bei 40 m³/h, weshalb der maximale Abluftvolumenstrom der Kochnische hier 20 m³/h beträgt.

Das Ergebnis der Auslegung (Bild 12) sollte wieder in einer deutlichen Beschreibung ausformuliert werden: „Über das Zu-/Abluftsystem als lüftungstechnische Maßnahme wird die gesundheitlich notwendige Nennlüftung nach DIN 1946-6 nutzerunabhängig sichergestellt. Je nach Nutzung kann zur Geruchsabfuhr eine zusätzliche Lüftung über manuelles Fensteröffnen notwendig sein.“

Dieser Artikel erschien zuerst in der Heftausgabe 04-2020 der SBZ unter dem Titel „Lüftungssysteme auslegen“ von Oliver Solcher.