Messtechnik für bessere Raumluftqualität

Die Anforderungen an die Gebäudeenergieeffizienz steigen. Damit gewinnt die Überwachung der Luftqualität in Innenräumen an Bedeutung. Bei Einsatz raumlufttechnischer Geräte (RLT-Geräte) müssen diese ordnungsgemäß einreguliert und regelmäßig gewartet werden. Dabei kommen vielfältige Prüf- und Messverfahren zum Einsatz. Testo und Wöhler zählen zu den führenden Unternehmen im Bereich der Messtechnik bei RLT-Anlagen. Das HeizungsJournal hat nachgefragt, wie die aktuelle Situation eingeschätzt wird.

Antworten gaben:

Detlef Higgelke, Leiter der Testo Akademie, und Jürgen Luft, Bereichsleiter Lüftung/Gebäude bei Wöhler Messgeräte Kehrgeräte.

Der Trend zu einer hohen Gebäudedichtheit nimmt zu. Damit steigt die Bedeutung von Lüftungssystemen. Für einen effizienten Einsatz und eine hohe Luftqualität in Innenräumen müssen raumlufttechnische Geräte (RLT-Geräte) ordnungsgemäß einreguliert und regelmäßig gewartet werden. Welche Prüf- und Messverfahren stehen hierbei zur Verfügung? Welche sind möglich und auch sinnvoll?

Higgelke (Testo):

Zur Gebäudedichtheitsprüfung ist eine Blower-Door-Messung erforderlich. Hiermit wird über Druckdifferenzmessung geprüft, wie groß die Leckage in der Gebäudehülle ist. Mit Disconebel können die undichten Stellen sichtbar gemacht werden. Sehr gut ist auch bei der Dichtheitsprüfung im Unterdruckverfahren die Sichtbarmachung der undichten Stellen mit thermografischen Bildern.

Luft (Wöhler Messgeräte Kehrgeräte):

Dabei muss differenziert werden zwischen den großen RLT-Anlagen und KWL-Anlagen, also der Wohnungslüftung. Insbesondere die Messverfahren sind für beide gleich geltend in der DIN EN 12599 beschrieben.

Seit ihrer Überarbeitung in 2013 ist diese Norm nun auch auf Lüftungsanlagen von Wohnungen und Wohngebäuden anzuwenden. Hier gibt es vor allem bezüglich der Prüfverfahren gewisse Überschneidungen mit der DIN EN 14134 vom April 2004, auf welche z. B. die DIN 1946-6 sich bezieht. In der Wohnungslüftung ist eine Einregulierung bzw. Überprüfung der Volumenströme in den einzelnen Räumen, also an den Luftdurchlässen, obligatorisch, wenn öffentliche Förderprogramme, z. B. bei der KfW, in Anspruch genommen werden.

Die Ermittlung des Betriebspunktes des Ventilators, also die Bestätigung des auslegungskonformen Betriebes, setzt weiter mindestens eine Messung der Gesamtdruckerhöhung voraus. Trotz des Energielabels, das ab Januar 2016 auf den KWL-Geräten anzubringen ist, kann eine zusätzliche Messung der tatsächlichen Leistungsaufnahme sinnvoll sein.

Die Messung der elektrischen Leistungsaufnahme ist auch unter den zweijährlichen Funktionskontrollen in DIN 1946-6 aufgeführt.

Bei den Messverfahren, die in der Wohnungslüftung eingesetzt werden, ist zu beachten, dass es sich hier um kleinere Volumenströme und niedrige Drücke handelt, die den Einsatz möglichst rückwirkungsfreier Volumenstrommesseinrichtungen notwendig machen. Es sollten bei Druckmessungen Feinstdruck-Messgeräte zum Einsatz kommen, die auch im Zusammenhang mit Feuerstätten bei dem 4 Pa Test eingesetzt werden können. Auch für Messungen an fest in der Anlage installierten Volumenstrommesseinrichtungen (Blenden, Messkreuze, usw.) kann ein solches Messgerät nach dem Referenzdruckverfahren (k-Faktor) eingesetzt werden. Die benutzerfreundliche Bedienung geht so weit, dass dabei der Volumenstromwert ohne jegliche Umrechnung, also ohne Zuhilfenahme von Taschenrechner oder Tabellen, direkt abgelesen werden kann.

Wieweit sehen Sie noch Aufklärungs- und Schulungsbedarf über die Messtechnik beim Fachhandwerk?

Higgelke (Testo):

Hier sehe ich sehr großen Bedarf, denn die Normen befinden sich in einem stetigen Wechsel und der Fachhandwerker hat nicht die Zeit, sich permanent selbst auf dem Laufenden zu halten. Hier helfen Tages- oder Zwei-Tagesseminare, schnell, kompetent und kompakt die Wissenslücken zu schließen.

Luft (Wöhler Messgeräte Kehrgeräte):

Aufklärungsbedarf ist sowohl bei den Errichtern von großen RLT-Anlagen als auch bei den Fachhandwerkern gegeben, die im KWL-Bereich tätig sind. Derzeit ist in der Fachpresse bezüglich RLT-Anlagen z. B. die Dichtheit von Luftleitungen unter Hinweis auf Montagefehler ein diskutiertes Thema – ein Problem, das durchaus auch im KWL-Bereich besteht.

Im KWL-Bereich wird sehr stark mit Unterstützung der Gerätehersteller geplant und deren Dienstleistung gegebenenfalls auch bei der Inbetriebnahme in Anspruch genommen. Hier ist ein erhebliches Potential für den Fachhandwerker, wenn er die Einregulierung der Anlage und die damit verbundenen Nachweis- bzw. Abnahme-Messungen selbst ausführen kann. Das z. B. bei einer KfW-Förderung notwendige Einregulierprotokoll kann er dann mit bedienerfreundlichen Messgeräten kosten- und vor allem zeitsparend selbst erstellen. Wir merken an der ständig wachsenden Nachfrage nach unseren Seminaren, dass hier großes Interesse besteht.

Wurden früher besonders große Bürogebäude mit RLT-Anlagen ausgestattet, so entwickelt sich der Wohnbereich mit der kontrollierten Wohnungslüftung zu einem wichtigen Marktsegment. Welche neuen Herausforderungen stellt dies für die Messtechnik? Welche Möglichkeiten bieten sich beispielsweise für den Bewohner zur regelmäßigen Überprüfung der Raumluftqualität?

Higgelke (Testo):

Hier sollte das Augenmerk auf die Hygiene und die Behaglichkeit gelegt werden. Regelmäßiges Wechseln der Filter und Messung von Temperatur- und den CO2-Werten ist schon sinnvoll und es sollte die Luftbewegung im Raum (hier zieht’s) überprüft werden.

Luft (Wöhler Messgeräte Kehrgeräte):

Bezüglich der Anforderungen sind wie erwähnt möglichst rückwirkungsfreie Volumenstrommessgeräte notwendig. Zu empfehlen sind hier Volumenstrommessgeräte mit geringer Querschnittseinengung im Trichter, die z. B. mit den gesamten Querschnitt bedeckenden Hitzdraht-Sensorelementen ausgestattet sind.

Für den KWL-Profi, der praktisch täglich KWL-Anlagen einzuregulieren hat, im Passivhausbereich tätig ist oder Messungen an Lüftungen nach DIN 18017 vorzunehmen hat, lohnt sich die Anschaffung eines Volumenstrommessgeräts mit Nulldruckkompensation. Durch die rückwirkungsfreie Messung kann eine Einregulierung schneller vonstattengehen und mit der zugehörigen Software auch gleich dokumentiert werden, wie dies z. B. die KfW fordert. Der Fachhandwerker, der nur wenige Messungen bzw. Anlagen pro Jahr ausführt, kann sicherlich auch mit einem Flügelrad-Anemometer mit Trichter diese Aufgabe erledigen. Für die Druckmessung, sowohl der Gesamtdruckerhöhung als auch von Differenzdrücken, z. B. an Filtern, bieten sich Messgeräte an, die nicht nur eine Feinstdruckmessung erlauben, sondern auch noch mit entsprechenden Sonden Volumenstrommessungen und Temperaturmessungen ermöglichen. Wir bieten dazu ein Gerät an, das verschiedene der in DIN EN 12599 erläuterten Volumenstrommessungen am Lüftungsgerät selbst, in Rohrleitungen und an Luftdurchlässen ermöglicht. Darüber hinaus ermittelt es den SFP-Wert und wird z. B. bei der energetischen Inspektion von RLT-Anlagen nach § 12 EnEV eingesetzt. Aufgabe einer Lüftungsanlage ist es, ausreichend gesundheitlich zuträgliche Atemluft zur Verfügung zu stellen und den Feuchteschutz für das Gebäude sicherzustellen – und dies bei behaglichen Bedingungen für den Nutzer.

Zweifellos ist Luft mit einem täglichen Bedarf von circa 20 kg das wichtigste Lebensmittel. Eine Raumluftqualitätsüberwachung ist daher heute angesichts der bereits erwähnten zunehmenden Gebäudedichtheit von besonderer Bedeutung.

Wieweit stellen die Vorgaben seitens der DIN EN 12599 (als Standardwerk für Prüfungen und Messungen rund um RLT-Anlagen) besondere Vorgaben an die Messtechnik?

Higgelke (Testo):

In der Norm ist eindeutig festgelegt, welche Messgröße mit welcher Genauigkeit und an welchen Messorten die Messung durchgeführt werden soll – speziell für die Messung der Lufttemperatur, der operativen Raumlufttemperatur, Luftfeuchte, und der Luftbewegung im Raum.

Luft (Wöhler Messgeräte Kehrgeräte):

Die DIN EN 12599 „ermöglicht die Wahl zwischen einfachen Prüfverfahren, wenn ausreichend, und aufwendigen Messungen, wenn erforderlich.“ Es gibt Stellen in der Norm, die eindeutig vor zu aufwendigen Messverfahren warnen. In erster Linie dienen die Messungen (und Einregulierungen!) dazu, die planungsgemäße Funktion und gewünschte Raumluftqualität sicherzustellen. Bei der Planung von Luftdurchlässen können heute Simulationen genutzt werden, die Probleme mit zu hohen Luftgeschwindigkeiten oder Schall ausschließen lassen. Sind die Luftdurchlässe jedoch nicht plangemäß positioniert oder einreguliert, kann es in der Folge zu Problemen kommen.

Die notwendigen Messverfahren (seitens Gutachter oder Sachverständiger) sind dann weitaus aufwendiger. Eine einfache Volumenstrommessung am Durchlass sowie die Prüfung dessen richtiger Positionierung mit Maßband oder Laserentfernungsmesser können da manchmal schon helfen, Abweichungen rechtzeitig festzustellen. Die Einregulierung der Luftmengen muss obligatorisch sein – leider gibt es hier die gleichen Defizite wie bei dem hydraulischen Abgleich an Heizungsanlagen. Es sollten vom Ablauf her früher an den entscheidenden Stellen messtechnische Stichproben erfolgen.

Auch die montagebegleitende Dichtheitsmessung an Luftleitungen sollte vorgesehen werden. Leider wird in der Praxis oft jegliche Messung auf den „Tag der Abnahme“ geschoben, doch zu diesem Zeitpunkt kann dann oft nicht mehr korrigierend eingegriffen werden. Einfach bedienbare Messgeräte in der Hand der Obermonteure, damit rechtzeitig und öfter gemessen wird, helfen, Funktion und Qualität der Lüftungsanlagen zu sichern – und können (nicht nur) den ausführenden Unternehmen Kosten und Ärger ersparen.

Welche Bedeutung messen Sie der regelmäßigen Überwachung der Raumluftqualität bei? Welche Möglichkeiten der Messtechnik bieten sich hier, besonders auch für den Wohnbereich?

Higgelke (Testo):

Im Wohnbereich sollte die Hygiene des „Lebensmittels“ Luft sehr beachtet werden. Die CO2-Messung ist wichtig in Bezug auf verbrauchte Luft in dichten Gebäuden und die Temperatur als Wohlfühlfaktor sollte auch kontrolliert werden.

Luft (Wöhler Messgeräte Kehrgeräte):

Zur Kontrolle, ob die Lüftung – egal ob mit oder ohne Lüftungsanlage – ausreichend gesundheitlich zuträgliche Atemluft zur Verfügung stellt und ein ausreichender Luftaustausch zwecks Feuchteabfuhr gegeben ist, bietet sich die Raumluftqualitätsmessung an.

Die drei wichtigsten Faktoren zur Beurteilung der Raumluftqualität sind die Temperatur, die Feuchte und die CO2-Konzentration. Früher war ein gewisser Luftwechsel durch undichte Gebäude und Fenster und vor allem durch den raumluftabhängigen Betrieb von Feuerstätten meist sichergestellt. Allerdings wurde schon früh erkannt, dass das von Mensch und Tier ausgeatmete CO2 sehr stark für das menschliche Befinden entscheidend ist. In Räumen mit regelmäßiger Personenbelegung ist der CO2-Wert ein ausreichender Indikator für die Qualität der Innenraumluft, wenn nur eine geringe Belastung durch andere Stoffe (Materialausdünstungen) gegeben ist.

Ein oft übersehener Raumluftqualitäts-Faktor ist die Feuchte, zu deren Abfuhr ebenfalls ein Luftaustausch erforderlich ist. Nicht nur aus Behaglichkeitsgründen (gefühlte Temperatur), sondern auch zum Feuchteschutz der Gebäudehülle (Materialien) ist die Raumluftfeuchte in Grenzen zu halten. Vielfach werden heute in alten Gebäuden die Fenster ausgetauscht, ohne dass weitere begleitende Sanierungsmaßnahmen durchgeführt werden. Konsequenz ist dann sehr oft, dass die Feuchtigkeit, die sich zuvor im Fensterbereich niedergeschlagen hat, nun an einer anderen Wärmebrücke kondensiert und damit nicht selten zur Schimmelbildung führt. Über eine Raumluftqualitätsmessung kann bei Positionierung des Messgerätes in Raumecken auch überprüft werden, ob ein ausreichender Luftaustausch bzw. eine ausreichende Durchmischung gegeben ist. Gemäß der aktuell erschienenen Isotec-Studie „Wohnen und Leben ohne Feuchteschäden“ hatten in den letzten fünf Jahren 58 Prozent der Befragten schon Probleme und jeder fünfte hatte Erfahrungen mit Schimmelbefall und feuchten Wänden. 21 Prozent der Befragten stellten feuchte Wände fest, 17 Prozent hatten Schimmelpilzbefall.

Gerne werden Raumluftqualitätsmessungen bereits im Beratungsvorfeld eingesetzt, um den Nutzer überhaupt erst von der Notwendigkeit einer Lüftungsanlage zu überzeugen und so die Beratung des Fachhandwerkers zu unterstützen.

Welche Möglichkeiten bieten sich bereits für eine automatische Erfassung, Verarbeitung und Aufbereitung der durchgeführten Messungen für Nachweis und Dokumentation der ordnungsgemäßen Inbetriebnahme von RLT-Anlagen oder der Einhaltung einer guten Raumluftqualität?

Higgelke (Testo):

Es wird eine Vielzahl von „Datenloggern“ angeboten, die in der Lage sind, Messdaten über lange Zeiten aufzunehmen und zu dokumentieren. Hiermit sind Langzeitanalysen über das Wohnverhalten und die Gebäudetechnik zu machen. Auch hier gehört ein gewisses Fachwissen dazu, um an den richtigen Messorten die auswertbaren Messwerte zu erfassen.

Luft (Wöhler Messgeräte Kehrgeräte):

Mit Kombinations-Messgeräten wie in VDI 6022 Blatt 3 empfohlen, können Temperatur, relative Feuchte und CO2 gleichzeitig erfasst werden. Verfügen diese Geräte zusätzlich über einen Datenlogger kann über einen Zeitraum von Tagen und Wochen die Raumluftqualität und das Lüftungsverhalten protokolliert werden. Die Daten können als Diagramm dargestellt und z. B. in Excel aufbereitet werden. Nicht nur der Fachmann kann aus einer solchen Messung Schlüsse ziehen, sondern auch der Nutzer kann selbst jederzeit erkennen, wann Lüftungsbedarf besteht – und sich sogar warnen lassen.

Die Umsetzung der vorgeschriebenen energetischen Inspektion von RLT-Anlagen gemäß § 12 der Energieeinsparverordnung (EnEV) liegt vielfach im Argen. Wieweit können Sie seitens der Prüf- und Messtechnik das Fachhandwerk hierbei unterstützen?

Higgelke (Testo):

Nach den neuesten Hochrechnungen sind erst etwa drei bis vier Prozent der zu überprüfenden Anlagen (mehr als 12 kW Kälteleistung) energetisch untersucht worden. Hier wird ein hohes Maß an Fachwissen gefordert, um mit den richtigen Messmethoden die richtigen energetischen Verbrauchswerte zu erfassen, z. B. Strommessung an den Motoren, Behaglichkeitsmessung in den Räumen oder Messung der Volumenströme der Anlagen mit Fehlerrechnung nach DIN (eine Vorgabe der DIN EN 12599, die leider selten Beachtung findet).

Denn nur wer mit der richtigen Messtechnik am richtigen Ort mit dem richtigen Fachwissen die Messungen durchführt, erhält richtige Messergebnisse.

Luft (Wöhler Messgeräte Kehrgeräte):

Der § 12 der EnEV verpflichtet die Betreiber von eingebauten Klimaanlagen zur Durchführung einer regelmäßigen energetischen Inspektion, wenn die Nennleistung für den Kältebedarf mehr als 12 kW beträgt.

Die notwendigen Kenntnisse zur Durchführung der energetischen Inspektion von Lüftungs- und Klimaanlagen sowie von Anlagen zur Klimakälteerzeugung haben viele Fachleute in speziellen Seminaren erworben, die z. B. der BTGA – Bundesindustrieverband Technische Gebäudeausrüstung e.V. in Kooperation mit dem FGK – Fachverband Gebäude-Klima e.V. an¬bietet.

Primär mangelt es jedoch an einer ausreichenden Beauftragung, um die anstehenden Anlagen in absehbarer Zeit inspiziert zu haben. Mit Messgeräten, die auf die Messaufgaben der energetischen Inspektion nach § 12 EnEV zugeschnitten sind, kann die Durchführung sowie Auswertung und Dokumentation vereinfacht werden. Die Messtechnik dazu ist bei Wöhler als komplettes Set „Messkoffer Energetische Inspektion, § 12 EnEV“ mit allen notwendigen Messgeräten für eine Überprüfung der Effizienz des Lüftungsgeräts und für Temperaurmessungen gemäß EnEV und DIN SPEC 15240 erhältlich.

Bei Altanlagen ist es in der Regel notwendig, eine Volumenstrommessung in der Luftleitung als Netzmessung durchzuführen. Diese wird mit dem Wöhler Druckmessgerät deutlich vereinfacht, da ein eigener Menüpunkt hinterlegt ist, der automatisch durch die Messung führt. Zusätzlich erleichtert eine ausziehbare, metrierte Teleskop-Strömungssonde das genaue Anfahren der Messpunkte. Ein weiterer Menüpunkt ermöglicht die Ermittlung und Dokumentation der spezifischen Leistung des Ventilators. Dieser kann dann mit den Vorgaben der EnEV verglichen werden. Auch hierzu bietet Wöhler eine Reihe von Praxisseminaren, Webinaren und Schulungen.