Liste Hersteller Schichtenlüftung
Otto-Lilienthal-Str. 6, 89160 Dornstadt
Deutschland
Mehr über Schichtenlüftung
Die Schichtenlüftung, auch Quelllüftung, nutzt Dichteunterschiede: kühle Zuluft wird bodennah eingebracht, breitet sich als Schicht aus und hebt erwärmte, belastete Luft nach oben. In einer Produktionshalle führt diese Strömung zur gezielten Abführung von Schadstofffahnen, die an der Hallendecke abgesaugt werden. Die zugfreie Strömung unterscheidet sich deutlich von Mischströmungen der allgemeinen Lüftung.
Funktionsweise und Prinzipien der Schichtenbildung
Thermische Trennung und Quellenströmung
Thermische Auftriebsfahnen transportieren Emissionen aus Prozessen wie Schweißrauch, Ölnebel und Feinstaub in den Deckenbereich. Die bodennahe Zuluft bildet eine quasistationäre Schicht und verdrängt die erwärmte Raumluft nach oben. Referenz: VDI 2078, Raumlufttechnik – Heizung, Kühlung, Lüftung.
Kennwerte zu Temperatur und Geschwindigkeit
Typisch sind 2–3 Kelvin pro Meter vertikaler Höhe und 0,1–0,2 Meter pro Sekunde in der Aufenthaltszone. Die resultierende Temperaturverteilung reduziert Zugerscheinungen und hält Emissionen aus dem Atembereich fern. Referenz: DIN EN 13779, Lüftung von Nichtwohngebäuden.
Wirkungen im Betrieb und typische Einsatzfelder
Hallenluftqualität und Arbeitsschutz
Die Methode senkt die Belastung durch Schleifstaub, Gase und Gerüche, etwa aus der Herstellung von Genussmitteln, im Aufenthaltsbereich. Arbeitgeber erreichen die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) leichter, da die Luftschichten im Arbeitsbereich sauberer bleiben. Praxisleitfaden: BGI/GUV-I 739, Luftreinhaltung in Arbeitsräumen.
Heiz- und Kühllasten im Zielbereich
Da nur die Aufenthaltszone konditioniert wird, berichten Projekte in hohen Hallen von 20–30 Prozent geringeren Lasten gegenüber Mischströmung. Referenz: ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment. Die Nutzung von Wärmerückgewinnung aus der Abluft und bedarfsgerechte Luftrückführung stabilisieren die Regelung. Prozesswärme aus Druckluft-Anwendungen verschiebt dabei die Auslegung.
Branchen und Räume mit Nutzen
Einsatz in Metallverarbeitung, Oberflächentechnik, Gießereien, Holzverarbeitung, Logistikzentren, Sportarenen und Veranstaltungsgebäuden. Schweißarbeitsplatz-Zonen profitieren von gerichteter Strömung. Modularer Containerbau und sanierter Altbestand lassen sich wegen klarer Luftpfade gut anbinden.
Komponenten und technische Spezifikationen
Luftführung vom Boden zur Decke
Quellluftdurchlässe und perforierte Leitungen verteilen Zuluft bodennah, während Abluftgitter oder eine Absaugeinheit im Deckenbereich abgeführte Luft sammeln. Ein Ventilator treibt die Ströme über Rohrleitung und Formteilen, die Strömung und Druckverlust prägen. Absauganlagen ergänzen das Belüftungssystem in emissionsstarken Zonen.
Filtertechnik und Energierückgewinnung
Die Reinigung der Zu- und Abluft erfolgt je nach Medium mit Klassen von F7 bis H13. Wärmerückgewinnungssysteme koppeln Abluftwärme zur Vorwärmung oder Vorkühlung der Zuluft. Referenz: Fraunhofer Institut für Bauphysik, Studien zur Energieeffizienz von Lüftungssystemen.
Messgrößen für die Auslegung
Die spezifische Ventilatorleistung (SFP) beschreibt die Antriebsarbeit je Fördervolumen. Werte unter 2,0 kWh je 1000 m³ gelten für Neuanlagen als Ziel. Druckverluste im Kanalsystem unter 300 Pascal mindern die Antriebsleistung. Zusätzlich werden Luftwechselrate in der Aufenthaltszone sowie die benötigten Luftmengen aus Prozess- und Personenlasten dimensioniert. Referenz: DIN EN 13779.
Auswahl und Planung für konkrete Gegebenheiten
Datengrundlage und Emissionsanalyse
Grundlage bilden Hallenhöhe, Grundfläche, Personenanzahl, Maschinenabwärme und Emissionsarten. Eine stringente Aufstellungsplanung berücksichtigt Altbestand, Materialflüsse und Wartungswege. Entwickler prüfen Quellenstärken, Randströmungen und Gegebenheiten der Prozesse, um die Schichtenlüftung präzise zu dimensionieren und die Filtertechnik passend auszuwählen.
- Quellenlasten: Emissionsraten aus Prozessen, Stoffdaten und Ausbreitungshöhen.
- Luftpfade: Platzierung von Zuluftdurchlässen, Deckenauslässen und Absaugung.
- Regelstrategie: Temperatur-, CO2- und Lastführung mit variablen Volumenströmen.
- Schnittstellen: Integration in Belüftungstechnik, Gebäudeautomation und Brandschutz.
Gesamtkosten, Betrieb und Unterhalt
Neben Investitionen zählen Betriebskosten für Heizung, Kühlung, Antriebe und Filterwechsel. Die Total Cost of Ownership (TCO) summiert Energie, Wartung und Ersatzteile über die Nutzungszeit. Recyclingfähige Komponenten senken Entsorgungslasten. Herstellerdatenblätter stehen oft zum Download. Sie erleichtern den Abgleich von SFP, Druckverlust und Medienbeständigkeit.
Schichtenströmung im Vergleich zur Mischströmung
| Merkmal | Schichtenströmung | Mischströmung |
|---|---|---|
| Luftführung | Bodennahe Zuluft, Deckenabzug | Verteilung im gesamten Volumen |
| Schadstoffbehandlung | Auftriebsgesteuerte Abfuhr | Verdünnung im Raum |
| Heizbedarf | Begrenzung auf Aufenthaltszone | Gesamtes Volumen |
| Luftqualität unten | Hohe Luftreinhaltung | Gemischt, grenzwertnäher |
| Temperaturprofil | Vertikaler Gradient | Nahezu homogen |
| Zugrisiko | Gering bei Quellenströmung | Erhöht nahe Auslässen |
Inbetriebnahme, Pflege und Marktüberblick
Schritte der Inbetriebnahme und Systempflege
Inbetriebnahme umfasst Abgleich der Volumenströme, Drucklagen und Regelparameter, bis die Zielwerte erreicht sind. Messungen von Luftgeschwindigkeit, CO2-Konzentration und Temperaturgradient verifizieren die Schichtenbildung. Wartung fokussiert dichte Kanäle, Ventilator-Kennlinien, Filterzustände und funktionsfähige Sensorik.
Führende Anbieter
Bekannte Anbieter sind TROX, Systemair, Wolf GmbH, robatherm, Kampmann GmbH & Co. KG, Schako, Kiefer Klimatechnik, Remko GmbH & Co. KG sowie Krantz Komponenten. Sie decken Belüftungstechnik, Komponenten für Wärmerückgewinnungssysteme und projektbezogene Absauganlagen ab.
Hinweis zu Referenzen: VDI 2078, DIN EN 13779, ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment, BGI/GUV-I 739 sowie Studien des Fraunhofer IBP.
FAQ zu Schichtenlüftung
Wie wird die Wirtschaftlichkeit einer Schichtenlüftung berechnet?
Die Wirtschaftlichkeit einer Schichtenlüftung wird über die Total Cost of Ownership (TCO) bestimmt, die Investitions- und Betriebskosten über den gesamten Lebenszyklus umfasst. Bei optimierter Planung liegt der Return on Investment (ROI) typischerweise zwischen drei und sieben Jahren. Einsparungen ergeben sich vor allem durch geringeren Heiz- und Kühlenergiebedarf infolge der Zonenkonditionierung sowie reduzierte Kosten für Filterwechsel. Staatliche Förderprogramme für energieeffiziente Lüftungssysteme sollten ebenfalls berücksichtigt werden.
Wann arbeitet die Schichtenlüftung weniger wirksam?
Die Schichtenlüftung verliert an Effizienz bei Raumhöhen unter drei Metern oder in sehr großen, wenig genutzten Hallen. Prozesse mit starker Luftdurchmischung oder ohne thermischen Auftrieb schwerer Partikel überschreiten ihre Leistungsgrenzen. Häufige Querströmungen, etwa durch geöffnete Tore oder Zugluft, stören die Schichtenbildung. In solchen Fällen sind Punktabsaugungen oder alternative Lüftungssysteme geeigneter.
Wie lässt sich Schichtenlüftung in intelligente Gebäudesysteme integrieren?
Die Integration erfolgt über standardisierte Schnittstellen wie BACnet oder Modbus, die eine zentrale Steuerung ermöglichen. Sensoren für Temperatur, CO2, Feinstaub und VOCs liefern Echtzeitdaten für eine prädiktive Regelung von Volumenströmen und Temperaturen. Dadurch lässt sich der Energieverbrauch um 10 bis 15 Prozent senken. Eine Anbindung an Gebäudemanagementsysteme zur vorausschauenden Wartung und Störungsmeldung ist ebenfalls möglich.
Welche Wartungsintervalle sind für Schichtenlüftungsanlagen empfehlenswert?
Die Wartungsintervalle einer Schichtenlüftungsanlage hängen von Nutzung und Umgebungsbedingungen ab und liegen meist zwischen sechs und zwölf Monaten. Filter sollten abhängig vom Verschmutzungsgrad alle drei bis sechs Monate geprüft und gegebenenfalls ersetzt werden, um Luftqualität und Durchsatz zu sichern. Zusätzlich sind Ventilatorleistung, Kanaldichtheit und Sensorik regelmäßig zu kontrollieren. Ein Abgleich der Systemparameter gewährleistet optimale Funktion und Energieeffizienz.
Wie beeinflusst die Raumgeometrie die Effizienz der Schichtenlüftung?
Die Raumgeometrie bestimmt Strömungswege und Stabilität der thermischen Schichtung und ist damit zentral für die Effizienz der Schichtenlüftung. Hohe Decken und offene Grundrisse fördern die Schichtenbildung und den Auftrieb warmer Luft. Säulen, Zwischenwände oder Regale können hingegen die Luftverteilung stören und Kurzschlussströmungen verursachen. Eine Strömungssimulation (CFD) vor der Planung ist meist notwendig, um Luftdurchlässe optimal zu positionieren.
Wie verbessert Schichtenlüftung die Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Gebäuden?
Schichtenlüftung erhöht die Energieeffizienz, da nur die Aufenthaltszone konditioniert wird. Dadurch sinkt der Heiz- und Kühlenergiebedarf um 20 bis 30 Prozent im Vergleich zur Mischlüftung, besonders in hohen Hallen. Mit Wärmerückgewinnungssystemen lassen sich bis zu 80 Prozent der Abluftwärme wiederverwenden. Die bessere Luftqualität reduziert krankheitsbedingte Ausfälle und steigert die Produktivität.
Welche gesetzlichen Vorgaben sind bei der Planung einer Schichtenlüftung zu beachten?
Für die Planung einer Schichtenlüftungsanlage sind mehrere Normen und Richtlinien maßgeblich. Dazu zählen die VDI 2078 zur Raumlufttechnik, die DIN EN 13779 für die Lüftung von Nichtwohngebäuden sowie die Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) und Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW). Ergänzend sind Vorgaben aus der Energieeinsparverordnung (EnEV) bzw. dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) für die energetische Bewertung relevant. Die Einhaltung dieser Regelwerke ist Voraussetzung für Genehmigungsfähigkeit und sicheren Betrieb.