Planung der Abluftleitung
Um die vom Hersteller angegebenen Luftfördermengen zu erreichen sind bei der Planung der Abluftleitung eine Reihe von Punkten zu beachten.
Es ist zu berücksichtigen, dass bei Rundrohren, Schläuchen und Flachkanälen, Umlenkstücken und Reduzierungen je nach Bauform unterschiedliche Einzelwiderstände auftreten. Diese addieren sich auf und führen zu einer Reduzierung der Luftfördermenge und zu einer Erhöhung der Betriebsgeräusche. Daher empfiehlt es sich die Leitung möglichst kurz, geradlinig und ohne Reduzierstücke zu planen und bei der Bestimmung der Luftfördermenge die Lage und Ausführung der Abluftleitung mit einzubeziehen.
Die Abluftstutzen der gängigen Dunstabzugshauben sind rund und haben einen Durchmesser von 100, 125, 150, 180, 200 mm (Durchmesser von 100 mm sind aber inzwischen selten zu finden). Manche Hersteller bieten sogenannte Stufenstutzen an, bei denen wahlweise Abluftleitungen mit unterschiedlichen Durchmessern angeschlossen werden können. Nach Möglichkeit sollte aber immer der größtmögliche Durchmesser gewählt werden und über die gesamte Abluftleitung erhalten bleiben.
Ein kleinerer Leitungsdurchmesser führt zu höheren Gegendrücken, die wiederum zu geringerer Luftleistung der Haube und zu einer stärkeren Geräuschentwicklung führen. Hersteller-Empfehlungen für die Kombination von Abluftleitung und Luftfördermenge:
- Ø 100 mm bis 300 m3/h
- Ø 125 mm bis 500 m3/h
- Ø 150 mm bis 800 m3/h
- Ø 200 mm bis 1800 m3/h
Abluftleitungen im Überblick
Rundrohr
Luftströmungstechnisch optimal sind glatte Rundrohre. Sie verändern sich unter Temperatureinfluss nicht und sollten daher, falls die baulichen Voraussetzungen gegeben sind, verwendet werden.
Flachkanal
Ein Flachkanal hat eine ebenso glattwandige Innenseite wir ein Rundrohr. Je höher der Flachkanal ist, desto strömungstechnisch günstiger ist er. Allerdings muss der runde Ausgangsstutzen an der Dunstabzugshaube auf den eckigen Flachkanal geändert werden. Dadurch kommt es im Übergangsstück zu Verwirbelungen. Gleiches geschieht am Mauerkasten, der wiederum rund ist. Beim Einsatz eines Flachkanals ist darauf zu achten, dass der Querschnitt des Abluftstutzens möglichst durchgehend bis zum Mauerkasten erhalten bleibt. Flachkanäle, die keine gleichwertige Querschnittsfläche haben, sollten nicht eingesetzt werden, weil sie zu Verlusten der Luftfördermenge und zu stärkerer Geräuschentwicklung führen. Aus gestalterischen Gründen werden Flachkanäle den Rundrohren häufig vorgezogen. Durch den Einsatz von Luftleitblechen in den Umlenkstücken von Flachkanälen werden inzwischen strömungstechnische Werte erzielt, die das Strömungsverhalten von Rundrohren zum Teil übertreffen.
Flexrohre aus Aluminium
Das flexible Aluminium-Rohr ist längenstabil und schwer entflammbar. Alu-Flexrohre mit niedriger Wellenhöhe (3–4 mm) bewirken deutlich geringere Verwirbelungen/Druckverluste als z. B. extrem stauchbare Formrohre und Schläuche. Sie sind dehnbar und flexibel und passen sich den baulichen Gegebenheiten an.
Kunststoff Spiralschlauch
Der Kunststoffschlauch ist mit einer Spirale aus Metall durchzogen. Dieser Schlauch ist flexibel und für den Monteur angenehm zu verarbeiten, da er durchgehend um alle Ecken und Hindernisse hinweg verlegt werden kann. Die relativ großen Wellen im Schlauchinneren führen aber zu starken Verwirbelungen des Luftstromes und damit zu Leistungsverlusten und stärkerer Geräuschbelästigung. Außerdem kann sich die Schlauchfolie durch die Abluft erwärmen und ausdehnen, was zu Unebenheiten und damit zu zusätzlichen Luftstromverwirbelungen führt.
Umlenkstücke und Reduzierungen
An Reduzier- und Umlenkstücken kommt es zu Verwirbelungen und Rückströmungen, die zusätzlich den Gegendruck und die Geräuschentwicklung erhöhen und den Wirkungsgrad der Dunstabzugshaube heruntersetzen.
Der Einsatz von mindestens einem Umlenkstück ist in der Regel kaum vermeidbar. Grundsätzlich sollten aber möglichst keine Reduzierung und wenige Umlenkstücke eingesetzt und scharf abknickende Winkel vermieden werden. Der Einsatz von zwei Bögen mit großen Radien (> 90°)ermöglicht z.B. eine deutlich verlustärmere Abluftführung als ein 90°-Bogen.
Werden Umlenkstücke mit Leitkörper-Technologie eingesetzt, werden die Abluftströme gezielt geführt, geglättet und mit sehr geringen Druckverlusten weitergeleitet. (naber) Flachkanäle mit dieser Leitkörper-Technologie können zum Teil effektiver die Abluft transportieren als Rundrohre ohne Leitkörper-Technologie.
Schalldämpfer
Zur Gesamtgeräuschreduzierung ist der Einbau eines Schalldämpfers sinnvoll. Je nach Hersteller wird dieser für Abluft- und Umluftbetrieb angeboten. Bei Abluftbetrieb können sowohl die Gebläsegeräusche nach außen, als auch die Außengeräusche, die über die Abluftleitung nach innen dringen, gedämmt werden. Bei Umluftbetrieb wird der Schalldämpfer im Kamin der Dunstabzugshaube direkt auf den Gebläsestutzen gesetzt.
Kondensatbildung
Wird der warme Kochwrasen über die Abluftleitung nach außen geführt, kühlt er sich (besonders in der kalten Jahreszeit) an der Übergangsstelle von warm zu kalt ab und die im Wrasen enthaltene Feuchtigkeit kann in der Leitung kondensieren. Um die Bildung von Kondenswasser zu minimieren, wird der Einbau einer Rückstauklappe am Ende des Abluftweges empfohlen. Damit auftretendes Kondensat nicht zurück zur Haube laufen kann, sollten waagerecht verlegte Abluftleitungen mit einer Neigung von 1–2° zum Austritt verlegt werden.
Bei senkrecht verlegter Abluftleitung (z.B. durch einen kalten Dachboden) werden die Isolierung der Abluftleitung und ein Kondensatabscheider empfohlen. Im Kondensatabscheider wird das ausfallende Wasser in einem Überlaufrand aufgefangen und kann dort verdunsten. Ein Kondensatabscheider sollte unmittelbar über dem Ausblasstutzen der Dunstabzugshaube montiert werden.
Mauerkästen
Für den Anschluss durch die Außenwand wird ein Mauerkasten eingesetzt. Die meisten Mauerkästen sind aus Kunststoff oder Edelstahl und haben an der Außenseite starre oder bewegliche Lamellen. Damit Mauerkästen den unterschiedlichen Wandstärken angepasst werden können, sind sie in der Regel teleskopierbar. Um die Bildung von Kondenswasser zu minimieren und Rückströme zu vermeiden, sind Mauerkästen mit Rückstauklappe zu empfehlen. Wenn es die Gegebenheiten zulassen, sollte der Mauerkasten in der, der Wetterseite abgewandten Hauswand installiert werden.
Gängig sind reine Abluft-Mauerkästen mit Rückstauklappe und feststehenden oder beweglichen Lamellen: Bei starren Lamellen wird die Abluft unmittelbar vor dem Austritt umgelenkt. Sind die Öffnungen nicht groß genug, kann es zu Verwirbelungen, Gegendruck und erhöhter Geräuschbildung kommen. Mauerkästen mit leichtgängigen Lamellen sind so gestaltet, dass sich die Lamellen beim Ausblasen öffnen. Unter Umständen können sie auch vom Wind bewegt werden, was zu störendem klappern führen kann.
Mauerdurchführungen mit Fliegenschutzgitter sind in keinem Fall zu verwenden, da sich das feine Gitter mit der Zeit zusetzen und so zu großem Leistungsverlust und starker Belastung der Haube führen würde.
Motorisch gesteuerte Mauerkästen
Motorisch gesteuerte Mauerkästen sind aktive Mauerkästen, die über eine Luft- oder Fernsteuerung verfügen. Bei einer Fernsteuerung ist der Mauerkasten über ein Steuerungskabel mit der Dunstabzugshaube verbunden und öffnet, sobald das Gebläse der Dunstabzugshaube eingeschaltet wird.
Ein luftgesteuerter Mauerkasten bekommt das Signal zum Öffnen, wenn durch das Anschalten der Dunstabzugshaube, bzw. das Ansaugen des Wrasens ein Überdruck in der Abluftleitung entsteht. Da dieser Mauerkasten nicht über ein Steuerungskabel mit der Dunstabzugshaube verbunden sein muss, besteht die Möglichkeit diesen Mauerkasten mit Dunstabzugshauben verschiedener Hersteller zu kombinieren. Motorisch gesteuerte Mauerkästen öffnen und schließen die Abluftleitung entweder über einen runden Stopfen mit innenliegender Antriebseinheit oder über eine Klappe, die sich an der Außenseite des Mauerkastens befindet. Alle motorisch gesteuerten Mauerkästen benötigen eine Stromzufuhr. Sie sind in der Regel zugluftsicher, wärme- und schallisoliert und können auch in der Nachrüstung bei vorhandenen Abluftwegen eingesetzt werden. Hinzu kommt, dass diese Mauerkästen eine größere Ausblasöffnung ohne strömungsablenkende Lamellen haben, so dass es hier zu wesentlich geringeren Druckverlusten kommt.
Unter energetischem Aspekt besonders zu empfehlen, sind motorisch gesteuerte Mauerkästen mit Dämmwertangabe und Blower-Door-Zertifikat. Mit dem Blower-Door-Test lässt sich die Luftdichtigkeit eines Hauses nachweisen. Für diesen Test wird mit einem Ventilator ein Unterdruck im Haus erzeugt. Spezielle Messgeräte prüfen, ob durch Leckagen in der Gebäudehülle Luft ins Gebäude strömt. Soll eine Lüftungsanlage im Haus installiert werden, darf der Luftwechsel gemäß Energie-Einsparverordnung bei Prüfdruck max. 1,5 Mal pro Stunde betragen. Bei Passivhäusern liegt der Wert unter 1 Mal pro Stunde. Ein Blower-Door-Mauerkasten erfüllt in geschlossenem Zustand diese Anforderungen an Dichtigkeit. Er öffnet wie oben beschrieben, wenn er von der Dunstabzugshaube angesteuert wird und hält im Nichtbetrieb den Ausblasdeckel mit Permanentmagneten geschlossen.
Abluft-/Zuluft-Mauerkästen
Neben reinen Ab- und Zuluft-Mauerkästen gibt es kombinierte Mauerkästen in ein- oder zweiteiliger Ausführung. Bei beiden sind die Öffnungen für Ab- und Zuluft nebeneinander oder untereinander angeordnet. Die Abluftklappe öffnet sich durch den nach draußen strömenden Wrasen. Bei einteiligen Mauerkästen mit einer Klappe, wird beim Herausströmen der Abluft automatisch die Zuluftklappe geöffnet. Zweiteilige Mauerkästen öffnen die Zuluftöffnung, wenn im Raum ein Unterdruck entsteht. Eine Vermischung der Ab- und Zuluft ist konstruktiv unterbunden.
Die Ideallösung eines Zuluft-/Abluft-Systems sind zwei motorisch gesteuerte Mauerkästen mit Blower-Door Zertifikat: Zu- und Abluft-Mauerkasten werden miteinander und mit der Dunsthaube elektrisch verbunden. So öffnen und schließen sie zeitgleich, wenn die Haube ein- oder ausgeschaltet wird. Diese Variante kann noch mit einem Zuluftelement mit Wärmetauscher verbessert werden. Sie haben eine integrierte Heizspirale, über die die einströmende Frischluft erwärmt wird.
Wenn ein raumluftabhängiges Heizungssystem vorhanden ist, muss von einem autorisierten Schornsteinfeger geprüft werden, ob die Menge der über den Mauerkasten eingeleiteten Zuluft ausreicht, um die Vorschriften der FeuerVerordnung einzuhalten.
Dachentlüftung
Um die Abluft über das Dach nach außen zu führen, gibt es für die verschiedenen Dachtypen unterschiedliche Dachdurchführungen. Da Dachboden und Dach vor allem in den kalten Monaten eine deutlich niedrigere Temperatur aufweisen als der Küchenwrasen, ist die Abluftleitung in diesem Bereich zu isolieren und vor allem bei senkrecht verlegter Leitung eine Kondenswassersperre einzubauen. Im Kondensatabscheider wird das ausfallende Wasser in einem Überlaufrand aufgefangen und kann dort verdunsten. Ein Kondensatabscheider sollte unmittelbar über dem Ausblasstutzen der Dunstabzugshaube montiert sein.
Leistungsbestimmung einer Dunstabzugshaube im Abluftbetrieb unter Berücksichtigung der Rohrleitungswiderstände (Beispielrechnung)
Unter Punkt 5.3 ist zur Berechnung der Luftfördermenge ein Beispiel dargestellt, in dem ausschließlich Raumvolumen und Luftförderzahl als Berechnungsgrundlage für die Leistung der Dunstabzugshaube zu Grunde gelegt werden. Nicht berücksichtigt hierbei sind jedoch die Widerstände, die durch das angeschlossene Verrohrungssystem entstehen und die Leistung der Dunstabzugshauben entsprechend verringern.
Da die Druckverluste einer Abluftleitung vom Material der einzelnen Bauteile und von der Strömungsgeschwindigkeit der Abluft abhängig sind, können die Widerstandswerte der Abluftleitungen von den Herstellern nicht pauschal angegeben werden.
Bei einer genauen Berechnung muss die Leistung nach DIN EN 61591 als eingeführte Leistung in den Abluftweg bekannt sein. Mit dieser Leistung können die Druckverluste der weiterführenden Bauteile einzeln ermittelt werden. Diese werden addiert und können dann in die Leistungskennlinien der Dunstabzugshaube übertragen werden. Da eine Dunstabzugshaube mit unterschiedlichen Volumenströmen arbeitet und die Reibungswiderstände der Abluftleitung überproportional zu den Strömungsgeschwindigkeiten ansteigen, muss für jede Betriebsstufe eine eigene Rechnung gemacht werden.
Wenn bei der Berechnung des Luftsystems weniger als 50% der „freiblasenden“ Maximalleistung übrig bleiben, muss eine günstigere Luftführung angestrebt werden. Das bedeutet größere Durchmesser, kürzere Strecken, weniger Bögen oder ein Gebläsebaustein anstelle des integrierten Gebläses.
Einige Hersteller bieten ihren Kunden an, die ausgewählte Dunstabzugshaube mit den erforderlichen Rohrparametern individuell zu berechnen (Gutmann), oder stellen ihren Kunden online ein Planungstool zur Verfügung, das berechnet, ob das angestrebte Lüftungssystem empfehlenswert ist (Gaggenau).
Beispiel: Gaggenau – Berechnung eines Abluftsystems mit Auslegungssoftware Rodun©
Das Diagramm auf Seite 2 des PDF zeigt drei Kennlinien einer Dunstabzugshaube im Abluftbetrieb: erste Leistungsstufe, höchste Stufe und Intensiv-Stufe. Dargestellt wird das Fördervolumen (m3/h) in Abhängigkeit vom Gegendruck (Pa). Die Schnittpunkte der Kennlinien mit der x-Achse beschreiben die Fördervolumen der einzelnen Leistungsstufen ohne Gegendruck (0 Pa) am Austritt der Haube (freiblasend). Wird die Haube mit einer Abluftleitung versehen, steigt der Gegendruck und die Luftförderleistung sinkt.
Vier Widerstandskurven von Abluftsystemen sind im Diagramm dargestellt:
Rohrsystem (schwarze Kurve):
Sie beschreibt den Widerstand des ausgewählten Systems und ist damit die wichtigste Kurve.
DIN/EN-Werte (gelbe, hellbraune und braune Kurve):
Sie beziehen sich auf ein Einheits- Rohrstück und repräsentieren den Vergleich der verschiedenen Nennweiten:
- DIN/EN (5 PA) entspricht NW 150
- DIN/EN (15 PA) entspricht NW 125
- DIN/EN (30 PA) entspricht NW 100
Das Diagramm veranschaulicht den deutlich höheren Gegendruck und die damit verbundene niedrigere Förderleistung der Haube bei kleiner werdendem Leitungsquerschnitt. Die Schnittpunkte der Kurven entsprechen den Zahlenwerten der errechneten Tabelle (1– 5). Punkt 6 findet man in den technischen Daten der Dunstabzugshaube. Je höher dieser maximale Gegendruck ist, umso leistungsfähiger ist die Haube auch bei einer ungünstigen Verrohrung.
