Luftwechsel & Lüftung

Wie kannst du die Luftwechselrate berechnen?

Die Luftwechselrate beschreibt, wie oft das Raumvolumen rechnerisch pro Stunde durch Außenluft ersetzt wird. Dafür brauchst du zwei Größen: den Außenluftvolumenstrom in m³/h und das Raumvolumen in m³. Umluft zählt dabei nicht als Frischluft, wenn kein Außenluftanteil enthalten ist.

Die Formel in Worten lautet: Luftwechselrate gleich Außenluftvolumenstrom geteilt durch Raumvolumen. Wenn du stattdessen den nötigen Volumenstrom suchst, wird umgekehrt geplant: Volumenstrom gleich gewünschter Luftwechsel mal Raumvolumen. Für Wohnnutzung kann zusätzlich der Personenansatz geprüft werden. Der Rechner nimmt für die Vorplanung den größeren relevanten Ansatz aus Raumvolumen, Personen und Abluft.

Ein Beispiel: In einem Wohnraum mit 110 m³ und gewünschtem Luftwechsel von 0,6 1/h ergibt der Raumansatz 66 m³/h. Bei 3 gleichzeitig anwesenden Personen und 30 m³/h pro Person liegt der Personenansatz bei 90 m³/h. Der Abluftansatz ist hier 0 m³/h. Für die Vorplanung zählt daher 90,0 m³/h. Daraus folgt eine resultierende Luftwechselrate von 0,818 1/h.

Für den Rohrdurchmesser nutzt der Rechner zusätzlich den Volumenstrom und die gewählte Luftgeschwindigkeit. Im Beispiel mit 90,0 m³/h und 2,5 m/s ergibt sich ein rechnerischer Mindest-Innendurchmesser von 112,8 mm. Der nächste Vergleichsdurchmesser ist 125 mm; dort liegt die Luftgeschwindigkeit bei 2,04 m/s und passt zur gewählten Vorgabe.

Die Personen- und Abluftwerte sind Startwerte aus einem Planungsbeispiel des Passivhaus Instituts. Die Rechnung ersetzt kein Lüftungskonzept nach DIN 1946-6: Infiltration, Feuchteschutz und die raumweise Zu-, Überström- und Abluftführung werden nicht nachgewiesen. Eine angenommene Luftwechselrate ist außerdem keine Garantie für die vollständige Durchmischung oder den Austausch jeder Luftmenge.

Lüftungsanlage berechnen: Raumvolumen, Personen und Abluft getrennt prüfen

Eine Lüftungsanlage wird nicht allein nach einem Wunschwert für den Luftwechsel ausgelegt. Gerade bei Wohnräumen kann der Personenansatz höher sein als der reine Raumansatz. Das sieht man gut an einem Wohnraum mit 80 m³: Bei 0,6 1/h ergibt der Raumansatz 48 m³/h. Wenn 3 Personen angesetzt werden, liegt der Personenansatz bei 90 m³/h. Die Vorplanung landet deshalb bei 90,0 m³/h und die tatsächliche rechnerische Luftwechselrate steigt auf 1,125 1/h.

Anders ist es, wenn das Raumvolumen den Ausschlag gibt. Bei 120 m³ und 1,0 1/h beträgt der Raumansatz 120 m³/h. Der Personenansatz mit 3 Personen bleibt bei 90 m³/h. Für die Vorplanung werden 120,0 m³/h verwendet, die resultierende Luftwechselrate liegt bei 1,000 1/h.

Auch ganze Wohnungen solltest du als Nutzungseinheit betrachten. Für eine Wohnung mit 300 m³, 4 Personen, Küche, Bad und WC werden drei Ansätze gegenübergestellt: 150 m³/h nach Raumvolumen, 120 m³/h nach Personen und 120 m³/h nach Abluft. Der größte Ansatz ist 150,0 m³/h, die resultierende Luftwechselrate ist 0,500 1/h.

Bei einer Wohnung mit 110 m³ und 4 Personen kann dagegen der Personen- und Abluftansatz maßgeblich werden: Raumansatz 66 m³/h, Personenansatz 120 m³/h und Abluftansatz 120 m³/h. Die Vorplanung ergibt 120,0 m³/h, also 1,091 1/h. Das zeigt: Ein kleineres Volumen kann trotzdem einen höheren Volumenstrom brauchen, wenn mehr Personen oder Ablufträume berücksichtigt werden.

Volumenstrom Lüftung: Was bedeuten m³/h in Küche, Bad und Wohnung?

Der Volumenstrom in m³/h sagt, wie viel Außenluft pro Stunde zugeführt oder abgeführt wird. Für Wohnbereiche ist der Personenansatz ein guter Startpunkt: 30 m³/h pro Person werden als Startwert für Wohnen genannt. Der Rechner nutzt diesen Wert nicht als starre Norm, sondern als Planungsannahme, die du anpassen kannst.

Bei Küche und Bad kommen Abluftansätze hinzu. Eine Küche mit 50 m³ und gewünschtem Luftwechsel von 1,5 1/h hat einen Raumansatz von 75 m³/h. Bei 3 Personen liegt der Personenansatz bei 90 m³/h, der Abluftansatz bei 60 m³/h. Der höchste Ansatz ist 90,0 m³/h. Die resultierende Luftwechselrate beträgt 1,800 1/h.

Ein Bad oder Hauswirtschaftsraum mit 25 m³ und gewünschtem Luftwechsel von 2,0 1/h kommt rechnerisch auf 50 m³/h nach Raumvolumen. Der Personenansatz liegt bei 90 m³/h, der Abluftansatz bei 40 m³/h. Auch hier ergibt die Vorplanung 90,0 m³/h, mit einer resultierenden Luftwechselrate von 3,600 1/h.

Für eine größere Wohnung mit 220 m³, 2 Küchen, 1 Bad und 1 WC ist der Abluftansatz entscheidend. Der Raumansatz beträgt 132 m³/h, der Personenansatz 60 m³/h und der Abluftansatz 180 m³/h. Der Rechner gibt deshalb 180,0 m³/h aus. Die resultierende Luftwechselrate liegt bei 0,818 1/h. Gerade bei mehreren Ablufträumen reicht es also nicht, nur das Gesamtvolumen zu betrachten.

Luftwechsel pro Stunde messen: bekannte Außenluft in 1/h umrechnen

Wenn ein Volumenstrom bereits bekannt oder gemessen ist, kannst du daraus direkt die Luftwechselrate berechnen. Entscheidend ist, dass es sich um Außenluft handelt. Eine reine Umluftfunktion verbessert zwar die Luftbewegung im Raum, ersetzt aber keinen Außenluftvolumenstrom in dieser Rechnung.

Beispiel: Bei 60 m³/h Außenluft und 100 m³ Raumvolumen beträgt die Luftwechselrate 0,600 1/h. Der verwendete Außenluftvolumenstrom bleibt 60,0 m³/h. Für die Rohrabschätzung ergibt sich bei 2,5 m/s ein rechnerischer Mindest-Innendurchmesser von 92,1 mm; der nächste Vergleichsdurchmesser ist 100 mm.

Ein weiteres Beispiel: Bei 90 m³/h Außenluft und 180 m³ Raumvolumen liegt die Luftwechselrate bei 0,500 1/h. Der rechnerische Mindest-Innendurchmesser liegt bei 112,8 mm, als nächster Vergleichsdurchmesser erscheint 125 mm.

Bei 150 m³/h Außenluft und 300 m³ Raumvolumen ergibt sich ebenfalls 0,500 1/h. Der Unterschied liegt im Rohr: Der rechnerische Mindest-Innendurchmesser beträgt 145,7 mm, der nächste Vergleichsdurchmesser ist 160 mm. Gleiche Luftwechselrate heißt also nicht gleicher Kanalquerschnitt. Für Schall, Druckverlust, Ventilatorauswahl und Verteilung auf einzelne Räume brauchst du danach eine getrennte Kanalnetzplanung.

Typische Fehler beim Luftwechselrate berechnen

Ein häufiger Fehler ist die Verwechslung von Raumvolumen und Grundfläche. Für die Rechnung brauchst du m³, nicht m². Wenn dir nur die Wohnfläche vorliegt, musst du das Volumen aus Grundfläche und lichter Raumhöhe bestimmen oder die Raumvolumen addieren. Im Rechner gibst du Raumvolumen, gewünschte Nutzung, Personen und gegebenenfalls Ablufträume ein; wenn du eine Messung auswertest, nutzt du den bekannten Außenluftvolumenstrom.

Auch der niedrigste rechnerische Ansatz ist nicht automatisch der richtige. Bei 250 m³ und 0,5 1/h ergibt sich ein Volumenstrom von 125,0 m³/h, weil der Raumansatz mit 125 m³/h über dem Personenansatz von 90 m³/h liegt. Bei 80 m³ mit gleicher Wohnraumlogik kann dagegen der Personenansatz höher sein als der Raumansatz. Deshalb vergleicht der Rechner mehrere Ansätze.

Beim Rohrdurchmesser solltest du den Wert als Vorplanung verstehen. Bei 120,0 m³/h liegt der rechnerische Mindest-Innendurchmesser bei 130,3 mm, der nächste Vergleichsdurchmesser ist 160 mm. Bei 125,0 m³/h sind es 133,0 mm und ebenfalls 160 mm. Solche Sprünge entstehen, weil reale Durchmesser in Stufen gewählt werden.

Für Büros gilt zusätzlich: Der Wohn-Startwert pro Person ist nur eine Eingabeannahme. Bei 600 m³ und 15 Personen mit 30 m³/h pro Person ergibt sich 450,0 m³/h. Der Raumansatz beträgt 360 m³/h, der Personenansatz 450 m³/h, die resultierende Luftwechselrate 0,750 1/h. Für Büroflächen solltest du Aktivität, Belegung und geltende Arbeitsstätten-Vorgaben gesondert prüfen.

Die Rohrstufen dienen nur als Vergleich von freien Innendurchmessern. Die Nennweite eines konkreten Rohrsystems kann davon abweichen, besonders bei Wellrohren. Die passende Geräteauswahl braucht zusätzlich Druckverlust-, Schall- und Kanalnetzberechnungen.