Anlagen zur geregelten Raumlüftung gewinnen immer mehr an Bedeutung – nicht zuletzt durch wachsende Ansprüche an energieeffiziente Gebäude und deren Luftdichtigkeit. Sie verbessern das Raumklima und die Raumhygiene, weil Schadstoffe aus der Zuluft herausgefiltert und Emissionen sowie Feuchtigkeit kontrolliert abgeführt werden. Eine integrierte Wärmerückgewinnung vermeidet zudem Wärmeverluste und verbessert die Energieeffizienz von Gebäuden. Geregelte Systeme zur Raumlüftung sind in vielen Fällen deshalb unerlässlich. Allerdings brauchen die dafür notwendigen Luftkanalsysteme viel Platz und geraten häufig mit der Baukonstruktion oder anderen technischen Gewerken in Konflikt. Deshalb ist eine möglichst frühe und exakte Planung erforderlich. Luftkanalnetz-Planungssoftware sorgt dafür, dass RLT-Anlagen optimal geplant und später problemlos montiert werden können.
Software vermeidet Fehldimensionierungen
Werden RLT-Anlagen lediglich manuell über das zu belüftende Raumvolumen und die Luftwechselrate, respektive über Tabellen- oder Erfahrungswerte ausgelegt, so führt das häufig zu einer Fehldimensionierung von Anlagen, Hygiene- und Komfortproblemen, störenden Luftgeräuschen und Zugerscheinungen oder zu einer schlechten Raumdurchlüftung. Bei der Software-Auslegung lassen sich alle wichtigen Parameter und Wechselwirkungen berücksichtigen, damit Lüftungssysteme einen ausreichenden, geregelten, hygienischen und energiesparenden Luftaustausch ermöglichen. Für die Berechnung des notwendigen Luftaustauschs und die Erstellung von Lüftungskonzepten werden auch spezielle Programme offeriert (vgl. SBZ 10.21: Lüften nach Programm. Online: www.sbz-online.de/lueftung-klima/software-zur-erstellung-von-lueftungsk…). Berechnet werden Lüftungskanalnetze auf der Grundlage des nach DIN 1946-6 [2] ermittelten Luftvolumenstroms. Die Lüftungskanalnetzberechnung hat eine für alle Lastfälle ausreichende Dimensionierung von Anlagenkomponenten zum Ziel, damit im Anlagenbetrieb alle erforderlichen Volumenströme erreicht werden. Dabei muss jeder Baustein der Anlage auf Grundlage physikalischer Gesetzmäßigkeiten sowie form- und materialabhängiger Werte ausgelegt werden. Dazu gehören hydraulische und formabhängige Reibungswerte (R-Werte) der Luftkanäle oder Druckverlustbeiwerte (Zeta-Wert) von Formstücken und Anlagenkomponenten wie Außenluftgitter, Filter, Schalldämpfer, Klappen etc.
Berechnung nach unterschiedlichen Parametern
Lüftungskanalnetze können nach unterschiedlichen Parametern berechnet werden, zum Beispiel mit konstantem R-Wert, nach einer vorgegebenen Druckdifferenz, auf Grundlage einer maximalen Kanalhöhe oder mit einer bestimmten Luftgeschwindigkeit, um Geräuschbildungen oder Zugerscheinungen zu vermeiden. Lassen sich die Vorgabewerte nicht nur für die gesamte Anlage, sondern auch einzelnen Teilabschnitten zuordnen, können beispielsweise Trassen im Keller für höhere Geschwindigkeiten/R-Werte ausgelegt werden, als in den Wohngeschossen. Für die Berechnungen notwendige Daten und Randbedingungen wie Rauhigkeiten, Temperaturen, Wärmeleitzahlen etc. werden entweder als Standardwerte vorgegeben oder es können dem gesamten Kanalsystem, Teilsträngen oder einzelnen Bauteile individuelle Werte zugeordnet werden. Berechnet werden wichtige Parameter wie Rohr- und Kanaldimensionen, Geschwindigkeiten, Drücke, Luftmengen, Temperaturverläufe und Wärmeverluste sowie teilweise die Schallpegel für jeden Strömungsweg nach VDI 2081 [7] oder die Luftkanaloberfläche für die Materialbestellung, Fertigung, Isolierung und Abrechnung. Aufgrund der Ergebnisse der Druckverlust-, Temperatur- und Akustikberechnung lässt sich das Kanalnetz interaktiv durch Änderung der Kanalabmessungen, der Kanalausführung, der Geschwindigkeiten, der Isolierung und anderer Parameter optimieren. Durch die Visualisierung der Berechnungsergebnisse im dreidimensionalen CAD-Modell wird die Struktur und das Verhalten der Anlagenkomponenten deutlich, sodass die Anlage gezielter optimiert werden kann. Sind die Bauteile mit Preisen hinterlegt, lässt sich über die Stückliste zudem die kostengünstigste Variante ermitteln.
Automatismen vereinfachen die Planung
Diverse Funktionen vereinfachen und beschleunigen die Anlagenplanung. Bei Richtungsänderungen wird selbstständig ein Bogen eingefügt, bei Verzweigungen ein T-Formstück etc. Werden Elemente nachträglich ergänzt oder entfernt, wird das betroffene Teilstück automatisch geöffnet bzw. geschlossen. Funktionen wie das Kopieren, Drehen, Spiegeln oder Strecken bereits erstellter Teilstücke verkürzen ebenfalls die Bearbeitungszeit. Das Programm prüft das gesamte Kanalsystem auf Plausibilität – beispielsweise ob benachbarte Bauteile dasselbe Querschnittsprofil aufweisen. Bei Querschnittsveränderungen wird sichergestellt, dass aufeinanderfolgende Bauteile geometrisch zueinander passen. Es wird teilweise auch geprüft, ob ein Kanalstrang entlang einer vorgegebenen Trasse gefertigt und montiert werden kann, d. h. ob zum Beispiel mehrere aufeinander folgende Richtungswechsel bei einem vorgegebenen Kanalquerschnitt nicht zu eng sind, beziehungsweise ob dabei benachbarte Objekte tangiert werden. Eine integrierte Kollisionskontrolle sorgt zudem dafür, dass kein Kanalstrang mit einem anderen Objekt des Lüftungsnetzes oder mit der Gebäudestruktur ins Gehege kommt. Planungsprogramme, die mehrere gebäudetechnische Gewerke umfassen, prüfen darüber hinaus, ob gewerkübergreifende Kollisionen bestehen. Auch die Einregulierung und Inbetriebnahme des Kanalsystems wird teilweise unterstützt: Mit einem parallel zur Berechnung erstellen Report-Protokoll lassen sich komplexe Kanalsysteme schneller einregulieren. Darin enthalten sind zum Beispiel alle Blendenquerschnitte, Klappeneinstellungen und die an Lüftungsgittern und Auslässen abzudrosselnden Drücke.
Welche Programm-Funktionen sind wichtig?
Vieles spielt bei der Auswahl von Luftkanalnetz-Planungssoftware eine Rolle: Handelt es sich um eine CAD-Software mit aufgesetzter Berechnungsfunktion oder eine CAE-Lösung (Computer Aided Engineering) mit integrierter Konstruktion und Berechnung? Ist sie auch 3D- oder BIM-fähig? Kann sie gleichzeitig auf mehreren Arbeitsplätzen eingesetzt werden? Ist sie eigenständig lauffähig oder handelt es sich um einen Programm-Aufsatz, der zusätzlich eine kostenpflichtige und jährlich zu aktualisierende Basis-Software voraussetzt? Die meisten Programme eignen sich für die Planung, Optimierung oder Erweiterung von Lüftungs-, Heizungs-, Klimaanlagen als Zuluft-, Abluft-, Umluft- oder Mischluftanlage in Wohn- und Nichtwohngebäuden oder in der Industrie. Eingegeben werden Leitungsnetze als Baumstruktur, als Leitungsschema, grundrissorientiert oder dreidimensional anhand einer Einstrich-Grafik. Die Linien repräsentieren jeweils die Mittelachsen der Lüftungskanäle, die Kanäle selbst werden mit dem berechneten Querschnitt automatisch generiert und miteinander verbunden. Ist ein Planungsassistent vorhanden, schlägt dieser beispielsweise eine optimale Trassenführung vor. Alle generierten Objekte sollten sowohl geometrisch oder in ihren Eigenschaften nachträglich modifiziert werden können. Integrierte Bibliotheken sollten die Verwendung herstellerspezifischer oder herstellerneutraler Luftkanalnetz-Bauteile, respektive den Import von Bauteilen per VDI 3805-, respektive ISO 16757-Schnittstelle ermöglichen. Ausgelegt werden die gesamte Anlage oder Kanalteile nach der gewählten maximalen Luftgeschwindigkeit, dem maximalen R-Wert oder Druckverlust, der Kanalhöhe, respektive dem Kanaldurchmesser. Die Berechnung erfolgt integriert oder extern, auf der Basis herstellerspezifischer oder neutraler Produktdaten. Dabei sollten R-Werte, Zeta-Werte sowie der Luftdruck, die Lufttemperatur und feuchte berücksichtigt werden. Berechnet werden sollten Luftmengen, Kanaldimensionen, Luftvolumenströme und -geschwindigkeiten, der statische Druck, der Streckendruck, der zu drosselnde Druck oder der Ventilatordruck, ferner Temperaturverläufe, Luftfeuchten oder Schallpegel. Wichtig ist, dass die CAD-Bauteile bei jeder Berechnung und Änderung automatisch generiert werden, auch Übergänge, Versprünge oder komplexe Formteile. Tabellarische oder grafische Stücklisten unterstützen die Fertigung und Montage ebenso wie Auflistungen der Kanaloberflächen, VOB gerechte Kanalaufmaße oder Kanaldämmungsaufmaße. Automatisierte gewerksbezogene oder gewerkübergreifende Plausibilitätskontrollen oder Kollisionsprüfungen unterstützen 3D- und BIM-konforme Programme. Welche Regelwerke bei der Planung und Berechnung berücksichtigt werden, ist von Programm zu Programm sehr unterschiedlich. Schnittstellen zu CNC-Fertigungsprogrammen, wie zum Beispiel eKlimax, Lockformer, viaDuct etc. ermöglichen eine numerisch gesteuerte Fertigung von Lüftungskanälen. Bei den Preisangaben ist zu beachten, dass zu den Softwarekosten für die Luftkanalnetz-Planungssoftware meist Wartungsvertragskosten, Schulungskosten und gegebenenfalls Kosten für eine CAD-Basissoftware hinzukommen.
Was bietet der Markt?
Über 20 deutschsprachige Programme für die Luftkanalnetz-Planung und Berechnung werden für den deutschen Sprachraum offeriert (siehe Tabelle und Infokasten). Das Angebot reicht von 2D CAD-Programmen (z. B. HT2000-CAE - KWL), bis hin zu integrierten CAE- und OpenBIM-Lösungen (DDS-CAD, liNear Analyse Ventilation, Plancal nova etc.). 3D-basierende Programme vereinfachen die Planung komplexer Kanalnetze, weil jederzeit sichtbar ist, welches Bauteil in welchem Teilstrang gerade berechnet wird. Programme mit zusätzlichen BIM-Funktionen und IFC-Schnittstelle ermöglichen die Teilnahme an BIM-Projekten. Einigen Programmen fehlt es an Transparenz bei den Berechnungsmethoden. Ob Tabellendaten oder exakte Zeta-Werte und andere Parameter, Einzelelemente oder auch Wechselwirkungen berücksichtigt werden oder welche Formeln, Normen und Richtlinien zugrunde liegen, ist nicht immer transparent, so dass Berechnungsergebnisse kritisch hinterfragt werden sollten. Hinzu kommen manchmal Herausforderungen in der praktischen Software-Anwendung, beispielsweise fehlerhafte automatische Bauteilanschlüsse, fehlende oder falsche Bauteilanpassungen bei Änderungen, Programmabstürze oder Schnittstellenprobleme. Trotz dieser Herausforderungen – die Planung insbesondere komplexer RLT-Anlagen ist ohne Software heute nicht mehr denkbar. CAD- und CAE-Programme für Luftkanalnetze rationalisieren die Planung, vermeiden Fehlauslegungen, vereinfachen die Anlagen-Optimierung und -Inbetriebnahme.
1 Die Auslegung von Lüftungskanalnetzen basiert auf dem nach DIN 1946-6 ermittelten Luftvolumenstrom und berücksichtigt physikalische Parameter wie R-Werte und Zeta-Werte.
2 Planungssoftware berechnet Dimensionen, Druckverluste, Volumenströme, Temperaturverläufe, Wärmeverluste und Schallpegel für verschiedene Lastfälle.
3 3D- und BIM-Modelle ermöglichen die Optimierung von Kanalabmessungen, Geschwindigkeiten und Bauteilparametern.
4 Der Markt bietet über 20 deutschsprachige Lösungen von 2D-CAD-Anwendungen bis zu integrierten CAE- und OpenBIM-Systemen mit variierender Transparenz der Berechnungsmethoden.
Bild: Behaneck
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Bild: Mh-Software
Bild: Linear
Bild: Mh-Software
Bild: CADprofi
Bild: Lindab
Bild: Linear
Bild: Linear
Weitere Produkte und Anbieter*
Acado Haustechnik (www.acado.ch), AutoCAD MEP
(www.autodesk.de), Bausoft Haustech-CAD Lüftung
(www.bausoft.ch), Luftkanalnetz-Berechnung
(www.sss2000.de), TGA-L (www.icesoftware.de), Ventplan (www.westaflex.com)
Normen, Literaturhinweise und Quellen*
[1] DIN 1946-4: Raumlufttechnik - Teil 4: Raumlufttechnische Anlagen in Gebäuden ptund Räumen des Gesundheitswesens, September 2018
[2] DIN 1946-6: Raumlufttechnik - Teil 6: Lüftung von Wohnungen - Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung, Dezember 2019
[3] DIN 1946-6, Beiblatt 1: Beispielberechnungen für ausgewählte Lüftungssysteme, Juni 2025
[4] DIN 1946 7: Raumlufttechnik - Teil 7: Raumlufttechnische Anlagen in Laboratorien, August 2022
[5] VDI 2052 Blatt1: Raumlufttechnik – Küchen (VDI-Lüftungsregeln), April 2017
[6] VDI 2078: Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen (Auslegung Kühllast und Jahressimulation), Juni 2015
[7] VDI 2081 Blatt 1: Geräuscherzeugung und Lärmminderung in Raumlufttechnischen Anlagen, April 2022
[8] VDI 2082: Raumlufttechnik - Verkaufsstätten (VDI-Lüftungsregeln), Juli 2010
[9] VDI 2089 Blatt 1: Technische Gebäudeausrüstung von Schwimmbädern - Hallenbäder, September 2023
[10] VDI 3803 Blatt 1: Raumlufttechnik - Bauliche und technische Anforderungen - Zentrale RLT-Anlagen, Mai 2020
[11] VDI 6040: Raumlufttechnik - Schulen - Anforderungen (VDI-Lüftungsregeln, VDI-Schulbaurichtlinien), Juni 2011
[12] DIN EN 16798‑3: Energetische Bewertung von Gebäuden - Lüftung von Gebäuden - Teil 3: Lüftung von Nichtwohngebäuden - Leistungsanforderungen an Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsysteme (Module M5-1, M5-4), November 2017
[13] DIN 18017-3: Lüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Außenfenster - Teil 3: Lüftung mit Ventilatoren, Mai 2022
[14] Verordnung über Arbeitsstätten (Arbeitsstättenverordnung - ArbStättV) vom 12. August 2004 (BGBl. I S. 2179), letzte Änderung vom 27. März 2024 (BGBl. 2024 I Nr. 109)
[15] DIN 18379: VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) - Raumlufttechnische Anlagen, September 2019
[16] Trogisch, A.: Planungshilfen Lüftungstechnik, VDE Verlag, Berlin 2021
[17] AMEV (Hrsg.): RLT – Anlagen. Hinweise zur Planung, Ausführung und Betrieb von Raumlufttechnischen Anlagen für öffentliche Gebäude, AMEV, Berlin, 2023, Download: www.amev-online.de/AMEVInhalt/Planen/Maschinenbau-und-Versorgungstechni…
* Ohne Anspruch auf Vollständigkeit
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