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Luftaufbereitung in zentralen und dezentralen raumlufttechnischen Anlagen planen - Technischer Systemplaner - LF 12 VAT

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Einleitung

Wie gelangt saubere, richtig temperierte und hygienisch einwandfreie Luft in einen Aufenthaltsraum? Als angehende Technische Systemplanerin oder angehender Technischer Systemplaner der Fachrichtung Versorgungs- und Ausrüstungstechnik (VAT) planst du die dazu nötige raumlufttechnische Anlage (RLT): von der Auftragsklärung über Luftfeuchtigkeit, Wärmerückgewinnung und Luftfilter bis zu CAD-Zeichnungen, Anschlüssen und Prüfprotokollen.

Dieses Lernangebot erschließt Lernfeld 12 VAT des 3. Ausbildungsjahres mit einem Zeitrichtwert von 80 Unterrichtsstunden. Du lernst, Luftzustandsänderungen im Diagramm darzustellen, zentrale und dezentrale Konzepte zu vergleichen, Luftbehandlungsgeräte und Ventilatoren auszuwählen, die Heiz- und Kühlanbindung sowie Wärmerückgewinnung zu planen, Aufstellort und Anschlüsse zeichnerisch festzulegen und Mess-, Steuerungs-, Regelungs- sowie elektrische Komponenten zu dokumentieren. Maßgeblich sind KMK-Rahmenlehrplan, Druckseite 22 und BIBB-Berufsprofil VAT.

Dein Ziel: Einen fiktiven, aber berufstypischen Kundenauftrag analysieren, Varianten begründet beurteilen, Vorbemessungen rechnen, sichere Planungsunterlagen erstellen und sie anhand nachvollziehbarer Kriterien prüfen. Der Kurs ist ein Lernangebot, keine Ausführungsfreigabe oder amtliche Prüfungszulassung. Für echte Projekte gelten der betriebliche Ausbildungsplan, die zuständige Kammer, der Landeslehrplan, aktuelle Regeln, bauliche Randbedingungen und die Freigabe der verantwortlichen Fachplanung. Alle Beispieldaten sind erfunden.

Kundenauftrag und RLT-Anlagenkonzept

Anforderungen systematisch erfassen

Ein Planungsauftrag beginnt nicht mit dem Gerätekatalog, sondern mit einer Anforderungsliste. Frage nach Nutzung und Belegung, Raumgeometrie, Betriebszeiten, gewünschtem Temperatur- und Feuchtebereich, Außenluftqualität, inneren Wärme- und Feuchtelasten, Schallgrenzen, Bau- und Brandschutz, Wartungszugang, Strom- sowie Heiz- und Kühlversorgung. Ebenso wichtig: Budget, Regelstrategie, Energieeffizienz, Aufstellflächen und Leitungswege. Unterlagen und Änderungsstände müssen dokumentiert werden.

Die wesentlichen Luftarten sind Außenluft (aus der Umgebung angesaugt), Zuluft (dem Raum zugeführt), Abluft (dem Raum entnommen), Fortluft (nach außen abgegeben) und gegebenenfalls Umluft (wieder dem Luftaufbereitungssystem zugeführt). Ein schematischer Luftweg lautet: Außenluft → Filter → Wärmerückgewinnung → Heiz-/Kühlregister → Zuluftventilator → Luftverteilung → Raum → Abluftsystem → Wärmerückgewinnung → Fortluft. Die konkrete Komponentenfolge hängt vom geprüften Gerätekonzept ab.

Bild: schematische Lüftungstechnik. Stephan Lang, CC BY-SA 3.0; Dateiseite und Lizenz. Die Zeichnung erklärt Prinzipien und ersetzt keinen genehmigten Ausführungsplan.

Zentrale und dezentrale Geräte begründet vergleichen

Zentrale RLT-Anlagen behandeln den Luftstrom mehrerer Räume an einem zentralen Standort. Vorteile sind eine gemeinsame Filter-, Heiz-/Kühl-, Wärmerückgewinnungs- und Regeltechnik sowie gut koordinierbare Wartung. Zu prüfen sind Technikflächen, vertikale Schächte, Brandschutzabschnitte, Druckverluste, Schallübertragung und Hygiene. Dezentrale Geräte versorgen einzelne Räume oder Zonen: kurze oder fehlende Kanalwege können bei der Sanierung vorteilhaft sein, während viele Einzelgeräte mehr Wartungsorte, Fassadendurchdringungen, Schall- und Regelungsschnittstellen bedeuten. Beide Lösungen brauchen ein zum Bedarf passendes Außen- und Fortluftkonzept. Kleinere Umluftgeräte ersetzen keine nötige Außenluftzufuhr.

Prüffeld	Zentrale Lösung	Dezentrale Lösung
Räume und Zonen	Gemeinsame Verteilung und Zonenregelung	Raumspezifische Geräte und Regelungen
Platzbedarf	Technikraum und Kanalschächte	Einzelne Aufstellorte und Außenwand-/Dachanschlüsse
Wartung	Zentraler Zugang zu Komponenten	Zugänglichkeit in jedem versorgten Bereich
Risiken	Kanalnetz, Brand-/Schallschutz, Gesamtausfall	Schall am Raum, viele Filter, Fassadenkoordination
Auswahlkriterium	Gesamtsystem nach Raumprogramm und Lasten	Eignung pro Raum, insbesondere bei Umbau

Typischer Fehler: Die billigste Gerätevariante wählen, bevor die nötigen Außenluftvolumenströme, die hygienischen Anforderungen und die Wartungsmöglichkeiten geklärt sind. Bewerte statt dessen Investition, Betrieb, Zugänglichkeit, Behaglichkeit und Lebenszyklus gemeinsam.

Luftmengen und Luftführung vorbemessen

Der Volumenstrom V̇ beschreibt ein Luftvolumen pro Zeit, meist m³/h. Für eine beispielhafte personenbezogene Auslegung kann man mit V̇ = Personenanzahl × angesetzter Außenluftmenge je Person rechnen; daraus entsteht noch kein universell vorgeschriebener Wert. Für einen Raum mit 20 Personen und einem ausdrücklich nur für die Übung angenommenen Wert von 30 m³/h je Person ergibt sich V̇ = 20 × 30 = 600 m³/h. In einer realen Planung sind Nutzung, Stoff- und Feuchtelasten, Lüftungskonzept, gesetzliche Vorgaben und anwendbare Normen zu berücksichtigen.

Untersuche im Grundriss Zuluftauslässe, Abluftpositionen, Kurzschlussströmung, thermische Behaglichkeit, Zugluft, Reinigung und mögliche Kontamination. Der rechnerische Luftwechsel n = V̇ / Raumvolumen ist ein Kontrollwert, aber weder alleiniger Hygiene- noch alleiniger Behaglichkeitsnachweis. Arbeitsstättenverordnung, Anhang 3.6 und BAuA, ASR A3.6 sind für entsprechende Arbeitsstätten zu berücksichtigen.

Zustandsgrößen feuchter Luft und Luftaufbereitung

Temperatur, Feuchte, Enthalpie und Taupunkt verstehen

Trockentemperatur t wird in °C gemessen. Die relative Feuchte φ in Prozent beschreibt, wie nah die Luft am Sättigungszustand bei ihrer Temperatur liegt. Der Feuchtegehalt x gibt die Masse des Wasserdampfs je Kilogramm trockener Luft an (häufig g/kg). Die spezifische Enthalpie h ist der Energieinhalt feuchter Luft bezogen auf die Masse trockener Luft (kJ/kg). Taupunkt heißt die Temperatur, bei der beim Abkühlen bei zunächst konstantem Feuchtegehalt Sättigung erreicht wird; weitere Abkühlung führt zu Kondensat.

Das h,x-Diagramm nach Mollier macht Zusammenhänge zwischen Temperatur, Feuchte und Enthalpie sichtbar. Beim reinen Erwärmen steigt t und h, während x nahezu konstant bleibt und φ sinkt. Beim Abkühlen ohne Kondensation sinken t und h bei ungefähr konstantem x. Unterhalb des Taupunkts sinkt zusätzlich x, weil Wasser abgeschieden wird. Beim Befeuchten steigen Feuchtegehalt und je nach Verfahren auch oder anders verteilt die Enthalpie; bei adiabater Verdunstung bleibt h näherungsweise konstant.

Bild: psychrometrisches Diagramm für feuchte Luft, in anderer Achsenanordnung als ein gebräuchliches deutsches Mollier-h,x-Diagramm. ArthurOgawa, gemeinfrei; Dateiseite. Lies immer die tatsächlich beschrifteten Achsen.

Bild: Zustandsänderungen in einem psychrometrischen Diagramm. IanVG, CC0 1.0; Dateiseite und Lizenz.

Deutschsprachiges Fachvideo: „h,x-Diagramm (eine Übersicht zum Aufbau)“, Siemens Knowledge Hub, 06.03.2024. Fachvideo zur Ergänzung, nicht als frei lizenzierter OER-Film ausgewiesen.

Rechenbeispiel Enthalpie und Prozessdarstellung

Für eine überschlägige Rechnung bei üblichem Luftdruck kann die Enthalpie näherungsweise mit h ≈ 1,006 × t + x × (2501 + 1,86 × t) berechnet werden; dabei steht t in °C, x in kg Wasserdampf je kg trockener Luft und h in kJ je kg trockener Luft. Bei t = 22 °C und x = 0,008 kg/kg ergibt sich h ≈ 1,006 × 22 + 0,008 × (2501 + 1,86 × 22) = 22,13 + 20,34 = 42,47 kJ/kg. Das Ergebnis kann gegen einen zum tatsächlichen Luftdruck passenden Diagrammwert geprüft werden.

Zeichenauftrag: Markiere einen Ausgangspunkt mit t = 22 °C und x = 8 g/kg in einem geeigneten Diagramm. Skizziere davon ausgehend eine Erwärmung bei konstantem x und eine Kühlung bis unter den Taupunkt. Beschrifte t, φ, x, h sowie den möglichen Kondensatabfluss. Ein Diagramm ohne Druckangabe oder mit falsch gelesener Achse ist nicht zuverlässig. Typischer Rechenfehler: 8 g/kg ungeändert als 8 kg/kg in die Formel einsetzen. Richtig sind 8 g/kg = 0,008 kg/kg.

Bauteile für Heizen, Kühlen, Entfeuchten und Befeuchten

Lufterhitzer übertragen Wärme aus einem Heizwasserkreis oder einer dafür ausgelegten anderen Energiequelle. Luftkühler können Luft sensibel kühlen und bei Taupunktunterschreitung zugleich entfeuchten. Dafür sind hygienisch geplante Kondensatwanne, geeigneter Ablauf, gegebenenfalls Geruchsverschluss und Wartungszugang einzuzeichnen. Befeuchter verändern den Feuchtegehalt; Wasserqualität, mikrobiologische Hygiene und Betriebsführung sind besonders zu prüfen. Wärmeübertrager koppeln Luftstrom und Heiz- bzw. Kühlmedium über getrennte Kreisläufe; Rohrdimensionen, Anschlusslage, Ventile, Entleerung, Entlüftung und Frostschutz gehören in die Planung.

Für die reine sensible Wärmeleistung gilt überschlägig Q̇ = ρ × cₚ × V̇ × Δt, sofern konsistente Einheiten verwendet werden. Mit ρ ≈ 1,2 kg/m³, cₚ ≈ 1,005 kJ/(kg·K) und V̇ in m³/s ergibt sich Q̇ in kW. Bei Entfeuchtung oder starker Befeuchtung ist eine vollständige Berechnung anhand der Enthalpiedifferenz und der trockenen Luftmasse erforderlich. Messpunkte und Kondensatfragen im Schema nicht vergessen.

Luftbehandlungsgeräte, Filter und Lufttransport

Geräteaufbau und hygienische Luftfiltration

Ein Luftbehandlungsgerät kann Außenluftklappen, Filter, Wärmerückgewinnung, Heiz- und Kühlregister, Ventilatoren, Schalldämpfer und Messfühler kombinieren. Der Aufbau muss dem Auftrag entsprechen; nicht jede Anlage benötigt jede Baugruppe. Die tatsächlich gewählte Bauart, Filterabmessungen, Strömungsrichtung, Druckstufe und Wartungsflächen sind aus geprüften Herstellerdaten zu übernehmen.

Bild: reales Luftbehandlungsgerät mit beispielhaften Funktionseinheiten. P199, gemeinfrei; Dateiseite.

Bild: Beispiel eines wiederverwendbaren Luftfilters zur Bauteilerkennung, nicht Vorgabe für die Filterauswahl einer RLT-Anlage. Wikideas1, CC0 1.0; Dateiseite.

Luftfilter werden nach DIN EN ISO 16890 unter anderem anhand des Abscheidevermögens für Partikelgrößenbereiche wie ePM1, ePM2,5 und ePM10 klassifiziert. Die Filterauswahl hängt von Außenluftbelastung, gewünschter Zuluftqualität und hygienischer Nutzung ab; aus dem Beispielbild oder einer pauschalen Empfehlung lässt sich keine allgemeingültige Klasse ableiten. Berücksichtige Anfangs- und Enddruckverlust, Dichtheit, Filterwechsel, sichere Entsorgung, Schutz des nachgeschalteten Apparates und Energieverbrauch. Siehe BG ETEM: Luftfilter und die aktuelle Richtlinienreihe VDI 6022. Bei dezentralen Anlagen insbesondere VDI/ÖFR 6022 Blatt 1.1:2024-07 beachten.

Ventilator, Leitungsnetz und Aufstellung dimensionieren

Ein Ventilator muss den geforderten Betriebspunkt aus Volumenstrom und externer Druckerhöhung erreichen. Der Druckverlust setzt sich vereinfacht aus Kanälen, Formteilen, Gittern, Filtern, Registern und weiteren Komponenten zusammen. Herstellerkennlinie, Regelbereich, Geräusch, Wirkungsgrad und Verschmutzungsreserve sind gesondert zu prüfen. Für eine grobe Abschätzung gilt Pₑₗ ≈ V̇ × Δp / η₍ges₎: Mit V̇ in m³/s, Δp in Pa und η als Gesamtwirkungsgrad ergibt sich die Leistung in W. Zwei Luftwege brauchen jeweils ihre eigene Bilanz.

Für den geraden Kanal gilt A = V̇ / v. Für einen runden Kanal ist d = √(4A/π). Die Geschwindigkeit v wird anhand Schall, Druckverlust, Hygiene und Platzverhältnissen ausgewählt. Ein kleines Rohr kann rechnerisch den Volumenstrom führen, aber unnötigen Druckverlust und Geräusche verursachen. Weitverzweigte Systeme benötigen eine koordinierte Netzberechnung und gegebenenfalls Abgleich.

Aufstell- und Grundrisspläne zeigen Geräteumriss, Transportweg, Wartungsabstände, Filterauszug, Revisionsöffnungen, Außenluftansaugung, Fortluftauslass, Kanalanschlüsse, Kondensatabfluss, Hydraulik und Elektroschnittstellen. Brandschutzdurchdringungen und Schallschutz werden mit zuständigen Fachplanern abgestimmt. Der Gerätefußabdruck allein ist keine ausreichende Aufstellflächenberechnung.

Sicherheit, Umwelt und Digitalisierung

Fachgerechte Planung verhindert Keimwachstum, unzugängliche Filter, Kondensatstau, Vereisung und unzulässige Lärmeinwirkung. Für Arbeitsstätten sind unter anderem die ArbStättV, Anhang 3.6, die ASR A3.6 sowie die DGUV Information 215-510 zur Beurteilung des Raumklimas einschlägig. Die Hygieneanforderungen der VDI 6022 und die Geräteanleitungen sind projektspezifisch abzugleichen. Norm- und Richtlinientexte sind urheberrechtlich geschützt; hier werden nur Inhalte erläutert, keine Normtexte kopiert.

Arbeitsschutz: Tätigkeiten an geöffneten, unter Spannung stehenden Geräten, rotierenden Ventilatoren, Kältekreisläufen, Drucksystemen, Leitungen und hygienisch belasteten Filtern gehören ausschließlich in die Hände dafür befugter, entsprechend qualifizierter Fachkräfte unter vorgeschriebener Aufsicht und Freigabe. Im Unterricht genügen ausgeschaltete Anschauungsmodelle, Herstellerunterlagen, Fotoanalysen, CAD und Simulationen. Kein Eingriff an echten Anlagen im Rahmen der Aufgaben.

Digitalisierung und Datenschutz: Verwende im BIM-/CAD-Modell einheitliche Bauteilkennungen, Versionsstände, Parameter- und Kollisionsprüfungen. Regelungsdaten wie Temperatur, Feuchte, Differenzdruck und CO₂-Konzentration lassen sich für Betrieb und Instandhaltung auswerten; wo personenbezogene Rückschlüsse entstehen könnten, sind Datenminimierung, Zugriffsrechte und kurze sachlich begründete Speicherfristen vorzusehen. Verwende für Übungen ausschließlich synthetische Raumnummern und Belegungsdaten. Nachhaltigkeit: Wärmerückgewinnung, bedarfsgerechte Luftmengen, niedrige Druckverluste, langlebige wartbare Komponenten und saisonaler statt nur punktueller Energievergleich gehören zu jeder Variantenbewertung.

Wärmerückgewinnung, Medienanschlüsse und Regelung

Verfahren der Wärmerückgewinnung vergleichen

Beim Plattenwärmeübertrager übertragen getrennte Luftströme Wärme durch Trennflächen; auf Druckunterschiede, mögliche Leckagen, Frost und Kondensat ist zu achten. Beim Rotationswärmeübertrager transportiert ein rotierendes Speichermedium Wärme zwischen den Strömen; je nach Ausführung kann Feuchte übertragen werden. Hygiene, Leckage und zulässige Anwendung sind besonders sorgfältig zu prüfen. Das Kreislaufverbundsystem verbindet räumlich getrennte Luftströme mittels wasser-/glykolgeführter Register und Pumpe; der zusätzliche Pumpenstrom und die hydraulischen Anschlüsse gehören in die Bilanz. Die geeignete Variante ergibt sich aus Raumgeometrie, Sicherheits- und Hygieneanforderungen sowie energetischer Gesamtbetrachtung.

Bild: Prinzip eines Rotationswärmeübertragers. Tomia, CC BY 2.5 / GFDL; Dateiseite und Lizenz.

Deutschsprachiges Überblicksvideo: „Lüftungsanlagen – Nützliches Wissen zur Wohnraumlüftung“, ENERGIESPARKOMMISSAR, 23.03.2022. Besonders ab ca. Minute 25: zentrale und dezentrale Anlagen mit Wärmerückgewinnung. Das Video dient dem Konzeptvergleich; es ersetzt keine heutige Fachnorm.

Ein Temperaturänderungsgrad kann im vereinfachten Winterfall als ηₜ = (t nach WRG − t außen) / (t abluft − t außen) beschrieben werden. Das ist weder ein garantierter Jahresnutzungsgrad noch automatisch identisch mit der nach Gerätestandard deklarierten Kennzahl. Bypass, Frostschutz, Feuchteübertragung, Vereisung, Leckagen und reale Betriebszustände können die Ergebnisse verändern.

Heiz- und Kühlsysteme, Verrohrung und Elektroanschlüsse planen

Zeichne für wassergeführte Heiz-/Kühlregister Vorlauf, Rücklauf, Ventil, Pumpe beziehungsweise Übergabestation, Messstellen, Entlüftung, Entleerung, Absperrungen, Frostschutz und zugängliche Anschlusspunkte; Details hängen vom freigegebenen Hydraulikkonzept ab. Für eine überschlägige wasserseitige Heizleistung gilt Q̇ = ṁ × cₚ,Wasser × ΔT. Ein Register mit 1 kW Heizleistung und 10 K Temperaturspreizung benötigt somit grob 1 / (4,18 × 10) = 0,0239 kg/s Wasser, bevor Druckverlust und Herstellerdaten berücksichtigt werden. Bei Kühlregistern sind Taupunkt, Dämmung, Kondensat und die Abstimmung mit der Kältefachplanung besonders wichtig.

In einem elektrischen Schnittstellenplan dokumentierst du, ohne selbst eine Installation vorzunehmen, Netz-/Steuerspannung laut Datenblatt, Anschlussleistung, Motor- und Reglerbezeichnungen, Schutz- und Abschaltkonzept, Signaleingänge, Busanschlüsse und erforderliche Platzreserven. Schutzmaßnahmen, Kabelauslegung und Arbeiten an Netzspannung prüft ausschließlich die hierfür verantwortliche Elektrofachkraft nach den aktuellen VDE-Regeln. Abweichungen vom Herstellerdatenblatt dürfen nicht durch ungeprüfte Annahmen ersetzt werden.

Messen, Steuern, Regeln und Überwachen

Beispiele für Sensoren sind Außen-, Zuluft- und Ablufttemperatur, relative Feuchte, Differenzdruck am Filter, Luftvolumenstrom, CO₂ und Frostschutz. Aktoren sind Ventilatoren, Klappenantriebe, Regelventile, Pumpen, Rotormotor und gegebenenfalls Befeuchter. Steuerung bedeutet zum Beispiel einen zeitabhängigen Schaltbefehl, während Regelung die Abweichung eines gemessenen Istwerts vom Sollwert laufend verarbeitet. Zeichne Sensorposition, Signalfluss, Stellglied, Grenzwertmeldungen und Fallback.

Eine beispielhafte Funktionsfolge lautet: Freigabe → Klappenstellung prüfen → Ventilatoren innerhalb des zulässigen Bereichs starten → Temperatur- und Luftmengenregelung aktivieren → Filter-Differenzdruck überwachen → Frostschutz oder Störung bei Bedarf auslösen. Bei realen Anlagen sind Sicherheitslogik, Alarmierung und Wiederanlauf vom zuständigen Fachpersonal projektspezifisch festzulegen. Beachte die aktuelle DIN EN 16798-3:2026-10: Sie ersetzt die Fassung 2017-11 und behandelt unter anderem Auslegung, Filtration, Wärmerückgewinnung und Energieeffizienz für Nichtwohngebäude; DIN Media: Ausgabestatus. Für Herstellerkennwerte und Effizienzanforderungen berücksichtige außerdem die jeweils anwendbare EU-Ökodesign-Regelung für Lüftungsgeräte.

Durchgerechneter Praxisauftrag und Qualitätskontrolle

Fiktiver Auftrag: Seminarraum mit zentraler Anlage

Ausgangslage: Ein Seminarraum für 20 Personen hat 120 m² Grundfläche und 3 m Höhe. Für die Übung legt die fiktive Auftraggeberin einen vorläufigen Außenluftansatz von 30 m³/h je Person, 20 °C Ziel-Zulufttemperatur im Winter, −5 °C Außenluft und 22 °C Abluft fest. Ein geeignetes zentrales Gerät mit Platten-Wärmerückgewinnung soll im benachbarten Technikraum untersucht werden; die angenommene Temperaturkennzahl der Wärmerückgewinnung beträgt 0,75. Als reine Rechenannahmen gelten ρ = 1,2 kg/m³, cₚ,Luft = 1,005 kJ/(kg·K), 450 Pa zu überwindender Gesamtdruckverlust pro Luftweg und η₍ges₎ = 0,55. Es sind keine realen Geräte- oder Normvorgaben.

Zusätzliche Annahmen: Gewünschte rechnerische Geschwindigkeit im runden Hauptkanal höchstens ungefähr 3 m/s; wassergeführtes Nachheizregister mit 45/35 °C Vor-/Rücklauf. Die endgültige Zulufttemperatur, Feuchtelasten, Raumheizlast, Schallschutz und Luftqualität müssen bei einem realen Projekt separat verifiziert werden.

Arbeitsplan mit nachvollziehbaren Berechnungen

Unterlagen und Bedarf: Raumvolumen = 120 m² × 3 m = 360 m³. Vorläufiger Außenluftvolumenstrom = 20 × 30 = 600 m³/h. Daraus folgt n = 600 / 360 ≈ 1,67 h⁻¹; der Wert ist eine Rechenkontrolle, kein automatischer Hygienenachweis.
Umrechnung: 600 m³/h / 3600 = 0,1667 m³/s. Massenstrom näherungsweise 0,1667 × 1,2 = 0,200 kg/s.
Wärmerückgewinnung im definierten Winterpunkt: t nach WRG = −5 °C + 0,75 × (22 − (−5)) K = −5 + 20,25 = 15,25 °C. Reale Abweichungen durch Frostschutz, Feuchte, Betriebszustand oder Gerätekennlinien beachten.
Nachheizleistung: Q̇ = 0,200 kg/s × 1,005 kJ/(kg·K) × (20 − 15,25) K = 0,955 kW. Ohne WRG wären in diesem vereinfachten Zustand 0,200 × 1,005 × (20 − (−5)) = 5,025 kW für dieselbe reine Luftaufheizung anzusetzen. Die Differenz von 4,070 kW ist eine momentane Modellleistung, keine nachgewiesene Jahreseinsparung.
Hydraulischer Registeranschluss: ṁ Wasser = 0,955 kW / (4,18 kJ/(kg·K) × 10 K) ≈ 0,0229 kg/s, entsprechend etwa 82 kg/h bzw. unter vereinfachter Dichteannahme 0,082 m³/h. Regelventil, reale Kennlinie, Netzverlust und Druckhaltung sind danach gesondert auszulegen.
Hauptkanal: Mindestquerschnitt bei 3 m/s = 0,1667 / 3 ≈ 0,0556 m²; entsprechender runder Durchmesser √(4 × 0,0556 / π) ≈ 0,266 m. Ein angenommener Rundkanal mit 280 mm Innendurchmesser hat A ≈ 0,0616 m² und v ≈ 2,71 m/s. Prüfung der wirklich verfügbaren Kanalabmessung sowie von Schall- und Druckverlust ist zwingend.
Ventilator-Leistungsansatz: Pₑₗ = 0,1667 m³/s × 450 Pa / 0,55 ≈ 136 W je Luftweg. Bei zwei nur zur Übung gleich angenommenen Wegen ca. 273 W zusammen. Elektroanschlussleistung, SFP, Motorreserven und Wirkungsgrade sind anschließend anhand der echten Herstellerdaten zu prüfen. 450 Pa sind keine pauschale Projektvorgabe.
Bauliche Planung: Erstelle Schema und Grundriss mit Außenluft, Fortluft, Zuluft und Abluft, Platten-WRG, Filter, zwei Ventilatoren, Heizregister, Hydraulik-Vor- und Rücklauf, Kondensat-/Frostschutzelementen, Fühlern, Schalt-/Regelungsschnittstellen und Revisionsflächen. Lege beispielhafte Geräteabmessungen erst nach Auswahl eines überprüfbaren Herstellerdatenblatts fest und trage Aufstell-, Transport- und Wartungsabstände ein.

Prinzipschema zum Zeichnen: Außenluft → Filter → WRG-Zuluftseite → Nachheizregister → Zuluftventilator → Raum; Raum → Abluftventilator → WRG-Abluftseite → Fortluft. An der WRG sind beide Luftwege mit Ein-/Ausgangsseiten zu kennzeichnen. Das Heizregister erhält Vorlauf/Rücklauf, Regelventil, Mess- und Sicherheitskomponenten laut Hydraulikkonzept. Die Filter erhalten Differenzdruckmessung, die Luftwege Temperaturfühler und die Ventilatoren eine rückmeldbare Freigabe. Keine freie Vermischung von Abluft und Zuluft annehmen.

Prüffähiges Arbeitsergebnis, Varianten und typische Fehler

Abgabeformat: (A) ein PDF mit anonymisiertem Anforderungsblatt und Variantenmatrix zentral/dezentral; (B) ein Luftzustandsdiagramm mit definiertem Winterpunkt; (C) nachvollziehbare Rechentabelle mit Eingabedaten, Formeln, Einheiten und gerundeten Ergebnissen; (D) ein beschriftetes Anlagenschema und ein schematischer Grundriss mit Geräte-, Luft-, Wasser- und Elektroschnittstellen; (E) eine Bauteil-/Sensorliste mit Quellenständen und offenen Prüfpunkten. CAD-Datei in einem vereinbarten Austauschformat ergänzen. Alle Dateien tragen fiktive Projektnummer, Bearbeitungsstand und Prüfvermerk.

Erwartete Rechenkontrollen: 600 m³/h; 0,1667 m³/s; 1,67 h⁻¹; 15,25 °C nach WRG; etwa 0,955 kW Nachheizung; rund 0,082 m³/h Heizwasser; 280 mm Beispielkanal mit etwa 2,71 m/s; rund 136 W je modelliertem Ventilator. Diese Werte gelten nur unter den genannten Annahmen.

Variante B soll als dezentrale Alternative beschrieben werden: Welche Räume könnten eigenständig versorgt werden? Wie ändern sich Schall, Wartung, Außenwandanschlüsse, Bedienbarkeit und Energiebedarf? Ohne passende Herstellerdaten und gesonderte raumweise Berechnung darf keine scheinpräzise Wirtschaftlichkeits- oder Gerätegrößenzahl angegeben werden.

Fehlerdiagnose: m³/h nicht in m³/s umgerechnet → Ventilatorleistung um Faktor 3600 falsch; Luftfeuchte mit ausschließlich sensibler Wärmeformel behandelt → Kondensat unterschätzt; Temperaturänderungsgrad als Jahresenergieeinsparung ausgegeben → falsche Effizienzbehauptung; Filterverschmutzung und Wartungsflächen vergessen → Hygiene und Betrieb gefährdet; ungesicherter Netzeingriff im Lernprojekt → unzulässiger Arbeitsschritt. Abhilfe: Einheitenblatt, Plausibilitätskontrolle, Datenblätter, dokumentierte Randbedingungen und Fachfreigaben.

Bewertungsraster und Freigabegrenzen

Für jedes der fünf Kriterien vergibt die Lehrkraft 0 bis 4 Punkte: 0 = fehlt, 1 = überwiegend fehlerhaft, 2 = teilweise korrekt, 3 = fachlich weitgehend korrekt und überprüfbar, 4 = vollständig, begründet und mit sauberer Dokumentation. Maximal 20 Punkte.

Kriterium	Woran die Qualität nachweisbar ist	Maximalpunkte
Auftragsanalyse und Varianten	Anforderungen, betriebliche Grenzen, zentrale/dezentrale Begründung	4
Zustandsdiagramm und Berechnungen	richtige Einheiten, Rechenweg, Annahmen, Plausibilität	4
Schema, Grundriss und Anschlüsse	eindeutige Luftwege, WRG, Hydraulik, elektrische und MSR-Schnittstellen	4
Hygiene, Sicherheit und Nachhaltigkeit	Wartung, Filter, Kondensat/Frost, Schall, fachliche Zuständigkeiten, Effizienz	4
Prüfbarkeit und Dokumentation	Quellen, Variantenvergleich, Version, offene Punkte, Eigenkontrolle	4
Gesamt	20 Punkte	20

Prüfschritte: Gleiche deine Rechenwerte mit den Eingabedaten ab, kennzeichne jede Quelle und ihr Ausgabedatum, prüfe Luftstromrichtungen sowie Wartungszugänge und halte ungeklärte Sicherheits- oder Herstellerfragen als offene Punkte fest. Die didaktische Bewertung ersetzt weder die Planung durch befugte Fachkräfte noch gesetzliche Abnahmen. Ein Praxisversuch mit laufenden RLT-Anlagen ist hier nicht vorgesehen; nutze eine CAD-Simulation oder ein ungefährliches, spannungsfreies Modell.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice-Quiz: Fachwissen anwenden

Welche Luftart wird einem Raum durch die RLT-Anlage zugeführt? (Zuluft) (!Fortluft) (!Abluft) (!Außenluft vor dem Gerät)

Was bleibt beim reinen Erwärmen feuchter Luft ohne Befeuchtung näherungsweise konstant? (Der absolute Feuchtegehalt) (!Die relative Luftfeuchte) (!Die Enthalpie) (!Die Temperatur)

Was beschreibt der Taupunkt in der Luftbehandlung? (Den Beginn möglicher Kondensation beim Abkühlen) (!Den maximalen Ventilatordruck) (!Die Solltemperatur des Heizwassers) (!Die Filterstandzeit)

Was ist ein wesentlicher Vorteil einer zentralen RLT-Anlage? (Gemeinsame Luftaufbereitung für mehrere Räume) (!Keine Wartung von Filtern) (!Entfall aller Luftleitungen in jedem Projekt) (!Immer geringerer Strombedarf als bei dezentralen Geräten)

Nach welcher Normenreihe werden allgemeine Lüftungsfilter nach Partikelabscheidung klassifiziert? (DIN EN ISO 16890) (!DIN EN 1992) (!DIN 4109 allein) (!DIN EN 206)

Welches Bauteil kann Wärme zwischen Zu- und Abluft übertragen? (Plattenwärmeübertrager) (!Zuluftdurchlass allein) (!Brandschutzklappe allein) (!Kanalverschlussstopfen)

Welche Größe ist für einen Ventilatorbetriebspunkt entscheidend? (Volumenstrom und benötigte Druckerhöhung) (!Nur die Gerätefarbe) (!Nur die Raumfläche ohne Luftmenge) (!Nur die Heizwasservorlauftemperatur)

Wofür dient ein Differenzdrucksensor am Luftfilter insbesondere? (Zur Erkennung eines zunehmenden Filterdruckverlusts) (!Zur Messung der Raumbeleuchtung) (!Zur Berechnung des Gebäudegrundstücks) (!Zum Ersatz der Brandschutzplanung)

Was muss bei einem kondensierenden Luftkühler vorgesehen werden? (Ein hygienisch geeigneter Kondensatablauf) (!Eine absichtliche Kondensatansammlung im Kanal) (!Ein grundsätzlich offenes Heizventil) (!Der Entfall von Revisionsöffnungen)

Was gilt für die elektrische Anschlussplanung einer RLT-Anlage? (Anschlussdaten dokumentieren und die sichere Ausführung einer befugten Elektrofachkraft überlassen) (!Alle Schutzmaßnahmen aus dem Anlagenpreis ableiten) (!Netzspannung zur Übung ohne Aufsicht anschließen) (!Kabelquerschnitte ohne Datenblatt schätzen)

Memory: Begriffe und Funktionen

Ordne jedem Fachbegriff die passende Erklärung zu. Bei einer falschen Paarung vergleiche erst die Luftart oder physikalische Größe und versuche es erneut.

Außenluft	Luft aus der Umgebung vor Eintritt in die Anlage
Zuluft	Aufbereitete Luft, die in den Raum eingebracht wird
Fortluft	Luft, die aus dem System nach draußen abgeführt wird
Wärmerückgewinnung	Übertragung nutzbarer Energie zwischen geeigneten Luftströmen
Taupunkt	Temperatur für beginnende Sättigung bei Abkühlung
Filterdifferenzdruck	Druckunterschied zur Überwachung des Filterzustands

Drag-and-drop: Planungsaufgaben zuordnen

Ordne die Fachbegriffe den richtigen Planungsfunktionen zu. Kontrolliere nach einem Fehlversuch, ob das Bauteil einen Luftzustand verändert, Luft transportiert oder eine Messgröße liefert.

Passender Fachbegriff	Beschreibung im Plan
Heizregister	Erwärmt die durchströmende Luft über ein Heizmedium
Kühlregister	Senkt die Lufttemperatur und kann Kondensat verursachen
Ventilator	Fördert den Luftvolumenstrom gegen den Anlagenwiderstand
Regelventil	Verändert den Heiz- oder Kühlmediendurchfluss
Temperaturfühler	Liefert einen Istwert zur Überwachung oder Regelung

Kreuzwort: Fachbegriffe präzise benennen

Trage jeweils ein deutsches Fachwort ein. Die Hinweise umschreiben die Funktion, statt die Lösung als Satzteil vorzugeben.

Zuluft	Wie heißt die aufbereitete Luft, die in einen Raum gelangt?
Abluft	Wie heißt die einem genutzten Raum entzogene Luft?
Taupunkt	Welcher Temperaturbegriff markiert beginnende Kondensation?
Filter	Welches Bauteil hält Partikel aus einem Luftstrom zurück?
Ventilator	Welches Aggregat bewegt die Luft gegen Druckverluste?
Enthalpie	Welche Zustandsgröße beschreibt den spezifischen Energieinhalt feuchter Luft?

LearningApps

Suche ergänzende Zuordnungs- und Diagrammübungen zu Luftaufbereitung und Wärmerückgewinnung. Es handelt sich um eine externe Suchseite; einzelne gefundene Apps sind nicht automatisch geprüft oder Bestandteil der Leistungsbewertung.

Lückentext: Planungsschritte sichern

Setze in jeden Satz genau einen passenden Fachbegriff oder Zahlenwert ein. Prüfe die Einheit, wenn eine Zahl gesucht wird.

Die aus dem Raum abgeführte Luft wird zunächst als

bezeichnet.

Die dem Aufenthaltsraum zugeführte Luft heißt

.

Bei einer sensiblen Erwärmung bleibt der absolute

näherungsweise konstant.

Die Temperatur beginnender Kondensation heißt

.

Ein Ventilator muss den vorgegebenen

gegen den Druckverlust fördern.

Ein Drucksensor vor und hinter dem Filter misst den

.

Die übertragene Wärme zwischen Luftströmen wird als

bezeichnet.

Eine Heizung des Luftstroms durch Wasser erfolgt häufig über ein

.

Ein Luftvolumenstrom von 600 m³/h entspricht ungefähr

m³/s.

Eine CAD-Zeichnung braucht zur Nachverfolgung einen

.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben eigenständig mit Quellenangabe und nachvollziehbarem Rechenweg. Die Schwierigkeit steigt von Leicht über Standard bis Schwer. Alle Praxisbezüge sind fiktiv; Arbeiten an laufenden Anlagen sind ausgeschlossen.

Leicht

Luftarten: Zeichne einen einfachen Raum mit Außenluft, Zuluft, Abluft und Fortluft. Beschrifte vier Pfeile und erkläre ihre Richtung.
Luftfeuchtigkeit: Erstelle eine Begriffskarte zu Temperatur, relativer Feuchte, absolutem Feuchtegehalt, Taupunkt und Enthalpie; veranschauliche zwei Beziehungen.
Wärmerückgewinnung: Skizziere einen Plattenwärmeübertrager mit getrennten Luftströmen. Notiere zwei Sicherheits- oder Wartungsfragen.
Luftfilter: Vergleiche zwei fiktive Filterdatenblätter hinsichtlich Partikelklassifizierung, Druckverlust und Wartung; begründe, welche Angaben für eine Auswahl noch fehlen.

Standard

Volumenstrom: Lege für drei fiktive Raumbelegungen jeweils nachvollziehbare Außenluftannahmen fest und berechne Volumenströme; kennzeichne, was noch normativ geprüft werden muss.
Mollier-Diagramm: Trage für eine bekannte Ausgangsluft einen Erwärmungs- und einen Entfeuchtungsprozess in ein passendes Diagramm ein und erläutere die Unterschiede.
CAD: Entwirf für einen erfundenen Technikraum ein Anlagenschema mit Filter, Wärmerückgewinnung, Heizregister, Ventilatoren sowie allen wichtigen Schnittstellen und kennzeichne offene Angaben.
Gebäudeautomation: Stelle Sensoren, Aktoren, Alarme und Datenwege einer bedarfsgeführten Lüftung in einem Blockbild dar; erläutere eine datensparsame Betriebsdatenauswertung.

Schwer

Technische Gebäudeausrüstung: Erstelle eine vergleichende Variantenmatrix für eine zentrale und eine dezentrale RLT-Lösung in einem fiktiven Bestandsgebäude; bewerte Schall, Wartung, Energie, Hygiene und bauliche Eingriffe.
Wärmeübertrager: Rechne den im Praxisfall angegebenen Winterpunkt mit veränderten Temperaturannahmen neu; unterscheide sensible Modellleistung und tatsächlich nachweisbare Jahreseinsparung.
Luftkanal: Entwickle für einen fiktiven Raum einen Grundriss mit Leitungsführung, Wartungszonen und fünf Schnittstellen; dokumentiere eine Kollisionsprüfung im CAD-Modell.
Qualitätssicherung: Erstelle ein digitales Prüfprotokoll und ein kurzes Erklärvideo oder eine animierte Schemazeichnung zum sicheren RLT-Planungsprozess, inklusive Quellen, Version und Freigabegrenzen.

Lernkontrolle

Nutze die folgenden Aufgaben als überprüfbare Leistungsfeststellung. Erwartet wird jeweils eine Begründung anhand der Fachkapitel und der verfügbaren Auftragsdaten, nicht nur das Nennen eines Begriffs.

Kundenauftrag: Analysiere einen fiktiven Umbau mit vier unterschiedlich genutzten Räumen und formuliere mindestens acht prüfbare Anforderungen samt offenen Fragen.
Luftzustand: Leite aus zwei feuchten Luftzuständen eine plausible Behandlungsfolge ab und markiere im Diagramm, wo Kondensat entstehen kann.
Wärmeleistung: Berechne für 720 m³/h, 1,2 kg/m³ und 1,005 kJ/(kg·K) die Leistung für 6 K Erwärmung; dokumentiere alle Einheiten und interpretiere das Ergebnis.
Ventilatorkennlinie: Erkläre anhand eines vorgegebenen Herstellerdiagramms, warum der Ventilatorbetriebspunkt nicht allein aus dem geometrischen Kanalquerschnitt ermittelt werden kann.
Anlagenschema: Prüfe ein fehlerhaftes Musterschema mit fehlendem Filterzugang, unklarem Fortluftweg und fehlender Frostschutzmeldung; schlage begründete Korrekturen vor.
Nachhaltigkeit: Vergleiche Platten-WRG, Rotor-WRG und Kreislaufverbund anhand eines definierten Gebäudefalls und erläutere die Grenzen pauschaler Effizienzangaben.

Lernnachweis

Konkreter Kompetenznachweis: Reiche das vollständige fiktive RLT-Planungspaket aus Kapitel 5 ein. Es umfasst ein einseitiges Anforderungsprofil, eine Variantenmatrix, das gezeichnete Luftzustandsdiagramm, ein Rechenblatt mit sichtbaren Formeln, ein RLT-Schema, einen Grundriss mit Kanal- und Medienanschlüssen, eine Sensor-/Aktorliste und ein eigenständig ausgefülltes Prüfprotokoll. Verwende das dort angegebene 20-Punkte-Raster. Mindestanforderung an die Prüfbarkeit: Eingangsgrößen und Einheiten sind benannt, Ergebnisse können unabhängig nachgerechnet werden, alle Luftwege sind eindeutig bezeichnet und sicherheitskritische Fremdleistungen sind als Fachfreigabe erforderlich markiert.

Reflexion und Feedback: Vergleiche zuerst selbst deine Ergebnisse mit der Modellrechnung, lasse eine zweite Person den Plan auf fehlende Anschlüsse oder Konflikte prüfen und überarbeite anschließend mit Versionshinweis. Notiere drei getroffene Planungsentscheidungen, zwei verbleibende Ungewissheiten und eine fachlich begründete Verbesserung. Ein realer Inbetriebnahme-, Elektro- oder Hygieneversuch ist für diesen Nachweis nicht nötig und darf dadurch nicht ersetzt werden.

Bewertung: 0–4 Punkte je Kriterium für Auftragsanalyse, Berechnungen, Zeichnungen, Hygiene/Sicherheit/Nachhaltigkeit und Dokumentation; insgesamt 20. Eine gute Abgabe zeigt nicht nur einen Zahlenwert, sondern seine Herkunft, Annahmen und Grenzen.

OER und Wikipedia

Verifizierte Grundlagen und Rechts-/Regelwerksquellen (Abruf Oktober 2026):

KMK: Rahmenlehrplan Technischer Systemplaner, Lernfeld 12 VAT, Druckseite 22 – Lernziele, 3. Ausbildungsjahr und Zeitrichtwert.
BIBB: Berufsprofil VAT mit Verordnung, Änderungsverordnung und Ausbildungsstruktur – aktuelle konsolidierte Rechtsgrundlagen vor Projektbeginn prüfen.
DIN Media: DIN EN 16798-3:2026-10 – bestätigt den Ersatz der älteren Fassung; der Normvolltext ist nicht frei veröffentlicht.
DIN Media: VDI 6022 – Normstatus, Hygiene und dezentrale Besonderheiten; den maßgeblichen Stand vor Planfreigabe erneut prüfen.
BG ETEM: Einführung zu Luftfiltern – ISO-ePM-Klassen und Hygiene.
Arbeitsstättenverordnung, Anhang 3.6 sowie BAuA: ASR A3.6 – Lüftungsanforderungen für Arbeitsstätten.
DGUV Information 215-510 – Beurteilung des Raumklimas und RLT-Checkliste.
Europäische Kommission: Ökodesign für Lüftungsgeräte – Energieeffizienz und Geräteinformationen.

Überprüfte frei nutzbare Abbildungen mit Urheber- und Lizenzhinweis:

Schema-Lüftungstechnik.jpg – Stephan Lang, CC BY-SA 3.0.
Air handling unit.JPG – P199, gemeinfrei.
Psychrometric chart.png – ArthurOgawa, gemeinfrei.
Processes on the Psychrometric chart.png – IanVG, CC0 1.0.
HVAC air filter.webp – Wikideas1, CC0 1.0.
Rotary-heat-exchanger.svg – Tomia, CC BY 2.5 / GFDL.

Videos (geprüfte Themen und Datensätze; nicht automatisch OER): Siemens Knowledge Hub, h,x-Diagramm, 2024 und ENERGIESPARKOMMISSAR, Lüftungsanlagen, 2022. Die Videos dienen der Erklärung; für aktuelle technische Grenzwerte sind sie kein Ersatz für heutige Normen, Herstellerangaben und Verantwortliche.

Wikipedia als frei zugänglicher Einstieg: Lufttechnik, Abschnitt Raumlufttechnik. Inhalte sind mit den datierten Fach- und Originalquellen abzugleichen.

Didaktische Lizenzangabe: Der hier eigenständig verfasste erklärende Kurstext darf als offenes Lernmaterial mit Quellenhinweisen weiterbearbeitet werden; für eingebundene Commons-Dateien gelten jeweils ihre eigenen, oben genannten Lizenzen. Externe Videos und kostenpflichtige Normtexte sind nicht Teil einer frei lizenzierten Textübernahme. Prüfe vor einer Weiterveröffentlichung jede Medienspezifik und mögliche Namensnennungspflicht.

Verknüpfte Lernbereiche

Raumlufttechnik und berufliche Handlungskompetenz

Luftfeuchtigkeit und Thermodynamik
Mollier-Diagramm und Wärmeübertragung
Wärmerückgewinnung und Energieeffizienz
Luftfilter und Arbeitsschutz
Ventilator und Strömungsmechanik
CAD und Technische Zeichnung
Gebäudeautomation und Datenschutz
Technische Gebäudeausrüstung und Qualitätssicherung

Der in diesem Kurs behandelte Pflichtbereich ist Fachrichtung Versorgungs- und Ausrüstungstechnik (VAT). Bezüge zur Elektrotechnik betreffen die abgestimmte Anlagenschnittstelle; sie machen nicht die zusätzlichen Lernfelder der anderen Fachrichtungen zum Kursinhalt. Anschlussfähig sind Projektmanagement, Umweltschutz, Nachhaltigkeit, mathematisches Modellieren, technische Dokumentation sowie die fächerübergreifende Auswertung von Messdaten.