Luftströmungsrechner — Luftwechsel pro Stunde (ACH) & CFM
Ermitteln Sie Luftwechsel pro Stunde anhand der Raumgröße und des Luftstroms, oder den erforderlichen Luftstrom (m³/h oder CFM), um eine angestrebte ACH zu erreichen. Metrisch und imperisch, mit empfohlenen Werten nach Raumtyp.
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Rechner für den Luftvolumenstrom
Ein Rechner für den Luftvolumenstrom ermittelt Luftwechsel pro Stunde (ACH): die Anzahl der vollständigen Ersetzungen der Raumluft innerhalb einer Stunde. Er kann auch umgekehrt den Luftvolumenstrom ermitteln, den ein Ventilator oder eine Lüftungsöffnung bereitstellen muss, um einen bestimmten ACH-Wert zu erreichen.
Was bedeutet Luftwechsel pro Stunde?
Ein Ventilator oder eine Lüftungsöffnung führt einem Raum Luft zu und drückt verbrauchte Luft nach außen. Entspricht dieser Luftvolumenstrom dem Raumvolumen pro Stunde, erhält der Raum 1 Luftwechsel pro Stunde. Werden innerhalb einer Stunde zwei Raumvolumen bewegt, beträgt der Wert 2 ACH. Ein höherer ACH-Wert bedeutet meist frischere Luft, weniger eingeschlossene Feuchtigkeit und weniger Schwebstoffe. Ein sehr hoher ACH-Wert verursacht jedoch auch höhere Kosten, da ein stärker laufender Ventilator mehr Energie verbraucht und mehr Luft zuführt, die erwärmt oder gekühlt werden muss.
Formel für den Luftvolumenstrom
Der ACH-Wert entspricht dem Luftvolumenstrom geteilt durch das Raumvolumen. Das Volumen ist das Produkt aus Länge, Breite und Höhe, wobei alle Größen in derselben Einheit angegeben werden.
Im metrischen Einheitensystem wird der Luftvolumenstrom in Kubikmetern pro Stunde (m³/h) angegeben. Damit entspricht die Zeiteinheit bereits dem „pro Stunde“ im ACH-Wert:
Im angloamerikanischen Maßsystem wird der Luftvolumenstrom meist in CFM, also Kubikfuß pro Minute, angegeben. Durch Multiplikation mit 60 wird er vor der Division durch das Raumvolumen in Kubikfuß pro Stunde umgerechnet:
Erforderlicher Luftvolumenstrom für einen bestimmten ACH-Wert
Zur Auslegung eines Ventilators oder Luftreinigers wird die Formel so umgestellt, dass der Luftvolumenstrom statt des ACH-Werts berechnet wird.
Durchgerechnetes Beispiel
Ein Besprechungsraum ist 5 m lang, 4 m breit und 3 m hoch. Sein Volumen beträgt:
Eine Lüftungsöffnung führt 360 m³/h Luft zu. Ihr ACH-Wert beträgt:
Im Raum findet ein 6-facher Luftwechsel pro Stunde statt.
Dieselben Zahlen lassen sich auch umgekehrt verwenden. Ein Raum mit 6.000 ft³ (170 m³), der 6 ACH benötigt, erfordert:
Empfohlene Luftwechselraten nach Raumart
Der geeignete ACH-Wert hängt von der Nutzung eines Raums ab. Eine Küche oder ein Badezimmer benötigt mehr Luftwechsel als ein Schlafzimmer, weil Kochen und Baden Feuchtigkeit und Gerüche erzeugen. Dies sind übliche Bereiche aus technischen Richtlinien. Bei regulierten Projekten haben lokale Bauvorschriften und Normen wie ASHRAE 62,1 Vorrang.
| Raumart | Typischer ACH-Wert |
|---|---|
| Lagerhalle | 1–2 |
| Schlafzimmer | 5–6 |
| Klassenraum | 5–6 |
| Wohnzimmer | 6–8 |
| Badezimmer | 6–8 |
| Büro | 6–8 |
| Einzelhandelsgeschäft | 6–10 |
| Krankenzimmer | 6–12 |
| Küche (Wohnbereich) | 7–8 |
| Konferenzraum | 8–12 |
| Restaurant / Bar | 8–12 |
| Labor | 8–12 |
| Großküche | 15–30 |
Um das Risiko einer Übertragung über die Luft zu verringern, empfehlen die US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention (CDC), in genutzten Innenräumen mindestens 5 Luftwechsel pro Stunde mit sauberer Luft anzustreben.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Luftvolumenstrom und ACH? Der Luftvolumenstrom ist ein Luftvolumen pro Zeiteinheit und wird in m³/h oder CFM gemessen. Der ACH-Wert setzt diesen Luftvolumenstrom ins Verhältnis zur Größe eines bestimmten Raums. Derselbe Ventilator erzeugt in einem kleinen Schrank einen hohen ACH-Wert und in einer großen Halle einen niedrigen.
Was bedeutet CFM? CFM steht für Kubikfuß pro Minute und ist die übliche Einheit für den Luftvolumenstrom von Ventilatoren, Luftreinigern und Anlagen der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik. Durch Multiplikation von CFM mit 60 wird der Wert in Kubikfuß pro Stunde umgerechnet, wie es die ACH-Formel erfordert.
Ist ein höherer ACH-Wert immer besser? Nicht immer. Luftwechsel, die über den Bedarf eines Raums hinausgehen, verschwenden Energie für den Ventilator sowie Energie zum Erwärmen oder Kühlen der zugeführten Luft. In der Regel wird angestrebt, den empfohlenen Bereich für die jeweilige Raumart einzuhalten.
Legt dieser Rechner die Größe einer vollständigen HLK-Anlage fest? Nein. Er bestimmt den Lüftungsvolumenstrom für einen einzelnen Raum. Bei einer vollständigen HLK-Auslegung werden zusätzlich Heiz- und Kühllasten, Druckverluste in den Luftleitungen sowie Mindestmengen an Außenluft abhängig von der Belegung berücksichtigt.
Warum wird die angloamerikanische Formel mit 60 multipliziert? CFM misst den Luftvolumenstrom pro Minute, während ACH den Luftwechsel pro Stunde angibt. Durch die Multiplikation von CFM mit 60 werden Minuten in Stunden umgerechnet, bevor durch das Raumvolumen geteilt wird.