Eine Messstelle an der Lüftungsanlage planen: So gehen Sie vor.

Bei der Planung einer raumlufttechnischen Anlage (RLT-Anlage) spielen die Volumenströme eine wichtige Rolle. Diese müssen genau die gewünschte Stärke aufweisen, damit jeder Luftauslass die richtige Luftmenge erhält. Die erforderlichen Werte werden im Rahmen der Kanalnetzberechnung vorgegeben. Darin ist festgehalten, welche Volumenströme innerhalb der Anlage auftreten müssen. Um den Volumenstrom z.B. nach DIN EN 12599 exakt zu bestimmen, ist jedoch nicht nur eine präzise Messung notwendig. Darüber hinaus müssen Sie die Messstelle sorgfältig planen. Diese muss genau an der richtigen Stelle platziert sein, um für zuverlässige Ergebnisse zu sorgen. Hier erfahren Sie, wie Sie dabei vorgehen sollten.

testo 400 bei der Volumenstrommessung

Sobald die Installation abgeschlossen ist, muss die RLT-Anlage so eingestellt werden, dass die erforderlichen Volumenströme genau eingehalten werden. Dafür ist es notwendig, die Werte zu messen und dann die Einstellungen so lange zu korrigieren, bis sich die gewünschten Messwerte einstellen. Auch später ist es immer wieder notwendig, die Volumenströme zu überprüfen. Auf diese Weise stellen Sie sicher, dass das Lüftungssystem genau nach den Vorgaben arbeitet. Um präzise Messergebnisse sicherzustellen, gibt es hierfür eine Norm: DIN EN 12599. Daher wünschen viele Kunden, dass die Messung nach diesen Vorgaben erfolgt und halten dies entsprechend vertraglich fest. Wenn Sie den Volumenstrom nach DIN EN 12599 messen, müssen Sie sich daher ganz genau an diese Regeln halten. Auch wenn einmal Probleme bei einer Anlage auftreten sollten und ein Sachverständiger herangezogen wird, beruft sich dieser im Zweifelsfall auf diese Norm. Daher ist deren Einhaltung stets zu empfehlen – selbst wenn sie nicht vertraglich vorgeschrieben ist. Für die Messung des Volumenstroms ist ein passendes Messgerät erforderlich. Darüber hinaus müssen Sie eine geeignete Strömungssonde für die Messung auswählen. Je nach Aufbau der Anlage und Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen kann sich dafür ein Hitzdraht, ein Flügelrad oder ein Staurohr eignen. Wie Sie die Messung vornehmen, haben wir bereits in unserem Blogbeitrag Volumenstrom messen in der Lüftungsanlage beschrieben. Um den Volumenstrom nach DIN EN 12599 exakt zu bestimmen, ist jedoch nicht nur eine präzise Messung notwendig. Darüber hinaus müssen Sie die Messstelle sorgfältig planen. Diese muss genau an der richtigen Stelle platziert sein, um für zuverlässige Ergebnisse zu sorgen. Hier erfahren Sie, wie Sie dabei vorgehen sollten.

Volumenstrom berechnen: Welche Elemente beeinflussen die Auswahl der Messstelle?

Ein Lüftungskanal besteht in der Regel nicht nur aus geradlinig verlaufenden Rohren. Hinzu kommen viele weitere Elemente – beispielsweise Brandkappen, Dämpfer und Bögen. Diese beeinträchtigen jedoch den Strömungsverlauf innerhalb des Kanals. Aus diesem Grund können sie auch die Messergebnisse beeinflussen. Das führt dazu, dass Sie die Messstelle genau planen müssen. Um dabei messtechnisch brauchbare Ergebnisse zu erhalten, ist eine sorgfältige Vorbereitung sehr wichtig. Grundsätzlich gilt hierbei die Regel, dass das Strömungsprofil umso gleichmäßiger ist, je weiter die Messstelle von den entsprechenden Störquellen entfernt liegt. Das hat zur Folge, dass Sie nur noch wenige Messpunkte benötigen. Das macht die Erhebung der Werte wesentlich einfacher.

Messstelle für den Volumenstrom planen: So gehen Sie vor.

Viele Techniker, die den Volumenstrom in einer Lüftungsanlage messen wollen, packen zunächst das Messgerät aus und verteilen die benötigten Utensilien im Raum. Das ist jedoch die falsche Herangehensweise. Zunächst müssen Sie bestimmen, wo Sie die Messung vornehmen. Dafür ist lediglich ein Meterstab notwendig. Sollten sich die Leitungen in größerer Höhe befinden, benötigen Sie außerdem eine Leiter. Daher ist es sinnvoll, zunächst nur den Meterstab zur Hand zu nehmen und die entsprechenden Leitungen zu vermessen.

Den hydraulischen Durchmesser der Lüftungsanlage bestimmen.

Der erste Schritt besteht stets darin, den hydraulischen Durchmesser der entsprechenden Leitung zu ermitteln. Dieser wird mit den Buchstaben Dh abgekürzt. Häufig weisen die Rohre der Lüftungsanlage einen rechteckigen Querschnitt auf. In diesem Fall ist es ganz einfach, den hydraulischen Durchmesser zu bestimmen. Dazu müssen Sie zunächst die Kantenlänge der Rohrleitung ausmessen. Die Länge des Querschnitts wird mit l abgekürzt, die Breite mit b. Nun müssen Sie zunächst diese beiden Werte miteinander multiplizieren und anschließend verdoppeln. Diesen Wert teilen Sie dann durch die Summe aus der Länge und der Breite des Rohrquerschnitts. Daraus ergibt sich dann folgende Formel: (2x (l x b)) / (l+b)


Berechnung des hydraulischen Durchmessers Dh für verschiedene Kanalformen.

Beruhigungs- und Auslaufstrecke definieren.

Eine Störquelle im Leitungssystem führt dazu, dass der Luftstrom seine Richtung ändert. Direkt nach dieser Störquelle verläuft der Strom daher nicht geradlinig, sondern in vielen verschiedenen Richtungen. Das macht eine präzise Messung unmöglich. Deshalb ist es wichtig, eine Beruhigungsstrecke zu beachten. Das bedeutet, dass Sie die Messung nicht direkt nach der Störquelle durchführen dürfen, da dies zu ungenauen Ergebnissen führen würde. Anstatt dessen müssen Sie einen gewissen Abstand einhalten, sodass sich der Luftstrom wieder beruhigen kann. Darüber hinaus ist es wichtig, eine Auslaufstrecke zu berücksichtigen. Das bedeutet, dass sich auch direkt nach der Messstelle keine Störquelle befinden sollte, da diese ebenfalls rückwirkend die Messung beeinflussen kann.

Die Norm DIN EN 12599 sieht vor, dass die Beruhigungsstrecke das Sech- bis Zehnfache des hydraulischen Durchmessers betragen soll. Das bringt jedoch das Problem mit sich, dass diese Vorgabe in der Praxis so gut wie nie einzuhalten ist. Wenn man beispielsweise von einem häufig auftretenden hydraulischen Durchmesser von 0,8 ausgeht, würde das bedeuten, dass die Beruhigungsstrecke 4,8 bis 8 Meter betragen soll. Außerdem müssen Sie noch Raum für die Auslaufstrecke einplanen. Derart lange geradlinige Leitungssysteme ohne Störquellen sind jedoch in fast keiner Lüftungsanlage vorhanden. Daher ist es meistens unmöglich, die Anforderungen dieser Norm einzuhalten.

Deshalb ist es in der Praxis üblich, die Beruhigungs- und Auslaufstrecken an die Gegebenheiten des Leitungssystems anzupassen. Dazu ist es zunächst notwendig, die verschiedenen Störquellen zu lokalisieren. Dabei kann es sich beispielsweise um Bögen, Krümmungen oder Luftauslässe handeln. Danach muss man die Strecke zwischen den Störquellen ausmessen und dritteln. Zwei Drittel der vorhandenen Strecke sollten als Beruhigungsstrecke und ein Drittel als Auslaufstrecke dienen. Wenn ein geradliniger Abschnitt des Leitungssystems beispielsweise eine Länge von 4,5 Metern hat, bedeutet das, dass Sie davon 3 Meter als Beruhigungsstrecke und 1,5 Meter als Auslaufstrecke definieren müssen.

Unregelmäßigkeit im Strömungsprofil bestimmen.

Das Strömungsprofil innerhalb der Leitung weist immer eine gewisse Unregelmäßigkeit auf. Das liegt ebenfalls an den Störquellen, die darin vorhanden sind. Diese sorgen für Verwirbelungen, die das Strömungsprofil beeinflussen. Die Unregelmäßigkeiten können jedoch das Messergebnis beeinflussen. Um bewerten zu können, wie präzise dieses ist, ist es daher notwendig, die Unregelmäßigkeiten genau zu bestimmen. Diese hängen insbesondere von der Entfernung zur Störquelle ab – also von der Länge der Beruhigungsstrecke. Darüber hinaus spielt der hydraulische Durchmesser eine wichtige Rolle.

Sowohl die Länge der Beruhigungsstrecke als auch der hydraulische Durchmesser sollten zu diesem Zeitpunkt bereits bekannt sein. Diese Werte muss man dann durcheinander teilen. Wenn a die Länge der Beruhigungsstrecke und Dh der hydraulische Durchmesser ist, lautet die Formel dafür y = a/Dh. Um die Unregelmäßigkeit zu bestimmen, muss man nun das Diagramm zur Hand nehmen, das in der Norm DIN EN 12599 enthalten ist. Dafür müssen Sie an der y-Achse den ermittelten Wert suchen. Daraufhin können Sie an der x-Achse einfach die zugehörige Unregelmäßigkeit ablesen.

Bsp.:Wenn die Länge der Beruhigungsstrecke 3 Meter beträgt und der hydraulische Durchmesser bei 0,8 Metern liegt, ergibt sich ein y-Achsen-Wert von 3/0,8 = 3,75. Wenn Sie nun den zugehörigen Wert im Diagramm ablesen, liegt dieser bei 20 Prozent. Das bedeutet, dass das Strömungsprofil an der Messstelle eine Unregelmäßigkeit von 20 Prozent aufweist.

Die Anzahl der Messpunkte für die Bestimmung des Volumenstroms festlegen.

Im nächsten Schritt müssen Sie die Anzahl der Messpunkte festlegen. Dabei gibt es genaue Regeln, die Sie für eine präzise Messung einhalten müssen. Die Grundlage für die notwendige Zahl der Messpunkte stellt die Unregelmäßigkeit dar, die Sie im vorherigen Abschnitt ermittelt haben.

Sofern Sie nach DIN EN 12599 messen, gilt die Regel, dass die Messortunsicherheit bei einer Einzelanlage 10 Prozent nicht übersteigen darf. Für die Gesamtanlage liegt der Wert bei 15 Prozent. Daher müssen Sie zunächst überprüfen, welchen dieser beiden Werte Sie für Ihre Messung heranziehen müssen. Daraufhin können Sie in der Tabelle, die in der entsprechenden Norm enthalten ist, eine passende Anzahl für die Messpunkte ablesen.

Bsp.: Die Unregelmäßigkeit liegt wie gehabt bei 20 Prozent. Die Messung soll sich auf die Gesamtanlage beziehen, sodass eine Messortunsicherheit von bis zu 15 Prozent erlaubt ist. Die Tabelle sagt aus, dass sich die Messunsicherheit von ursprünglich 20 Prozent auf 13 Prozent reduziert, wenn Sie acht Messpunkte verwenden. Dieser Wert liegt unter der vorgegebenen Grenze von 15 Prozent, sodass er sich für diese Messung gut eignet. Daher sollten Sie acht Messpunkte verwenden.

Bei der Ermittlung der richtigen Anzahl der Messpunkte sollten Sie darauf achten, dass diese immer durch 4 teilbar sein muss. Das schließt automatisch auch alle ungeraden Zahlen aus.

Volumenstrom der Lüftungsanlage messen: die richtige Verteilung der Messpunkte im Kanal

Eine etwas komplizierte Aufgabe besteht darin, die Messpunkte richtig im Kanal zu verteilen. Das ist für eine präzise Messung von großer Bedeutung. Die Verteilung hängt jedoch vom Querschnitt des Kanals ab. Ist dieser rund, müssen Sie das Schwerlinienverfahren anwenden. Ist er hingegen rechteckig, kommt das Trivialverfahren zum Einsatz.

Für das Schwerlinienverfahren ist es zunächst notwendig, die Querschnittsfläche in flächengleiche Abschnitte einzuteilen – in mehrere Kreisringe und in einen kompletten Kreis im Zentrum. Die Messpunkte liegen dann an den Schnittpunkten zwischen den Kreisringen und den Schwerlinien.

Das Trivialverfahren ist hingegen deutlich einfacher anzuwenden. Hierfür müssen Sie den Kanalquerschnitt lediglich in gleichgroße Quadranten einteilen. Die Messpunkte liegen dabei im Mittelpunkt der einzelnen Teilflächen.

Von der Positionierung der Messpunkte hängt auch ab, wie viele Bohrungen vorhanden sein müssen. Je nach Absprachen führt diese bereits der Planer durch oder Sie müssen sie selbst erstellen. Bei Kanälen mit einem runden Querschnitt reichen immer zwei Bohrungen aus. Bei quadratischen oder rechteckigen Kanälen kann die Zahl jedoch höher sein. Sie hängt zum einen davon ab, wie viele Messpunkte notwendig sind. Zum anderen spielt die Kanalgeometrie eine wichtige Rolle. Dabei ist es stets wichtig, die einzelnen Punkte gleichmäßig über die gesamte Querschnittsfläche zu verteilen.

Bsp. rechteckiger Kanal mit acht erforderlichen Messpunkten: Die Messpunkte müssen einheitlich auf die vier Quadranten aufgeteilt werden. Das bedeutet, dass pro Quadrant zwei Messpunkte notwendig sind. Wie viele Bohrungen Sie dafür durchführen müssen, hängt jedoch von der Kanalgeometrie ab. In manchen Fällen reichen zwei Bohrungen aus. Manchmal sind jedoch vier Bohrungen notwendig.

Trivialverfahren: Die Messpunkte liegen in den Mittelpunkten der Flächen.

Schwerlinienverfahren: Die Messpunkte liegen auf den Schnittpunkten der Kreisringe mit den Schwerlinien.

Den Volumenstrom berechnen – so unterstützt Sie die Messtechnik

Der vorherige Abschnitt hat gezeigt, dass die richtige Verteilung der Messpunkte eine sehr schwierige Aufgabe darstellt. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, ein hochwertiges Messgerät wie das testo 400  zu verwenden. Dieses sorgt nicht nur für eine präzise Messung des Volumenstroms im Kanal. Darüber hinaus übernimmt es die Verteilung der Messpunkte automatisch.

Wenn Sie das testo 400 verwenden, müssen Sie dafür das Messmenü “RLT Netzmessung nach DIN EN 12599” aufrufen. Hier haben Sie die Möglichkeit, die erforderliche Anzahl der Messpunkte und die Zahl der Bohrungen vorzugeben. Das Gerät errechnet aus diesen Angaben automatisch die richtige Verteilung innerhalb des Kanals.

Darüber hinaus bietet das Gerät einen weiteren entscheidenden Vorteil: Es berechnet nach der Messung die Messortunsicherheit erneut und zeigt sie dem Anwender an. Das sorgt für die Validierung der Messung, die nach DIN EN 12599 ebenfalls erforderlich ist. Diese Funktion erspart Ihnen viel Arbeit und trägt auf diese Weise zu einer erheblichen Effizienzsteigerung bei.

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Kurzfassung
Eine Messstelle an der Lüftungsanlage planen:
So gehen Sie vor.

  • Den hydraulischen Durchmesser der Lüftungsanlage bestimmen
  • Beruhigungs- und Auslaufstrecke definieren
  • Unregelmäßigkeit im Strömungsprofil bestimmen
  • Anzahl der Messpunkte für die Bestimmung des Volumenstroms festlegen
  • Die Verteilung der Messpunkte im Kanal definieren
  • Den Volumenstrom berechnen

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