Lüftungskanal- & Luftvolumenstrom-Rechner

Lüftungskanäle dimensionieren und Luftvolumenstrom, Strömungsgeschwindigkeit sowie Druckverlust berechnen. Mit Akustik-Auditor, ASHRAE-Rechteckkanal-Äquivalenz und Darcy-Weisbach-Reibungssimulator.

Baurechner
Strömungsmechanik & Akustik-Dimensionierungs-EngineASHRAE / SMACNA

Entspricht DIN EN 1507, DIN 1946 & ASHRAE 90.1

Fluid-Omni-Grid

Q=A×V

Bidirektionaler Strömungsrechner: Ändern Sie Volumenstrom, Geschwindigkeit oder Durchmesser für eine sofortige Neuberechnung

Standard-Lüftungsprofile
500 CFM | 236 L/s
m³/h
100 m³/h1,000 m³/h5,000 m³/h10,000 m³/h
945 FPM
m/s
2.0 m/s5.0 m/s7.5 m/s12.0 m/s
Ideal: 250.3 mm | Std: Φ 250 mm
mm
Standard Catalog:

Dynamischer Kanalquerschnitt (2D-Visualisierung)

Echtzeit-Simulation des Strömungsprofils mit Visualisierung aerodynamischer Turbulenzen

SICHER
Φ 250 mm
Luftgeschwindigkeit4.8 m/s
Hydraulischer Ø250 mm
Druckverlust1.14 Pa/m

Akustik- & Geschwindigkeits-Auditor

KONFORM

Dynamischer Schallpegel- & Turbulenzwächter nach VDI 2087

Akustisch sicher

Laminare, geräuscharme Strömung. Die Geschwindigkeit liegt vollständig im akustischen Sollbereich.

Zulässige Höchstgeschwindigkeit≤ 5.0 m/s(984 FPM)
Geschätzter StrömungsschallpegelStandard Wohnen/Büro (NC 30 - 35)

Rechteckkanal-Äquivalenzbrücke (ASHRAE/DIN)

Huebscher-Formel

Huebscher-Gleichung für druckverlustgleichen Durchmesser: De = 1,30·(a·b)^0,625 / (a+b)^0,25

7.9 inches
mm
150mm (6")200mm (8")300mm (12")500mm (20")
Erforderliche Kanalbreite (B)
262.7mm
10.3 inches
Handelsübliches Norm-Kanalmaß
200 × 275mm
Passmaß im 25 mm Blechraster
Seitenverhältnis (B:H)1.38:1 (Optimale Strömungsgüte (AR ≤ 2:1))
Flächenvergrößerung geg. Rundrohr:+12% area

Materialreibung & Druckverlust-Simulator

Colebrook-White

Berechnung des statischen Druckverlusts nach Darcy-Weisbach & Colebrook-White

Kanalmaterial & absolute Wandrauigkeit (ε)
Reibungsdruckgefälle (R-Wert)
1.14Pa/m
0.139 in. wg / 100ft
Gesamter statischer Druckverlust
11.4Pa
0.046 in. wg · 10m
Reynolds-Zahl (Re)
79,332
TURBULENT
Dynamischer Staudruck (Pv)
13.9Pa
0.056 in. wg
Gerade Kanallänge:10 m (33 ft)
1 m (3 ft)10 m (33 ft)25 m (82 ft)50 m (164 ft)

AutoCAD- / Revit-Export

Standardisierter Textstring für technische Ausschreibungen & CAD

TECHNISCHE LÜFTUNGSKANAL-SPEZIFIKATION
Q: 850 m³/h (500 CFM)
Round: Φ 250 mm
Rect: 200×275 mm (AR 1.38:1)
V: 4.8 m/s (947 FPM)
Friction: 1.14 Pa/m
Status: AKUSTISCH SICHER

Bedienungsanleitung für den Lüftungskanal- & Luftvolumenstrom-Rechner

Schritt-für-Schritt-Anleitung zur strömungstechnischen Dimensionierung von Lüftungskanälen, Schallschutzgrenzen und Druckverlusten

1

Einheitensystem & Volumenstrom (Q) festlegen

Wählen Sie zwischen Metrisch (m³/h, m/s, mm, Pa) und Imperial (CFM, FPM, in, in. wg). Tragen Sie den Volumenstrom ein oder wählen Sie ein Profil: Bad-Abluft, Dunstabzugshaube, Wohnungs-Hauptstrang, Bürozone oder RLT-Zentralgerät.

2

Strömungsgeschwindigkeit (V) oder Rohrdurchmesser (D) anpassen

Justieren Sie Soll-Geschwindigkeit oder Kanaldurchmesser über die bidirektionale Kontinuitätsgleichung. Das System berechnet in Echtzeit den idealen Strömungsquerschnitt über Q = V × A.

3

Akustik-Grenzwerte im Auditor prüfen

Gleichen Sie die Luftgeschwindigkeit mit den empfohlenen Schallkriterien ab (Tonstudio, Wohnbereich, Gewerbe, Industrie). Bei zu hohen Werten klicken Sie auf „Norm-Maß anwenden“, um Strömungsgeräusche zu vermeiden.

4

Rundkanal in Rechteckkanal umrechnen (ASHRAE-Brücke)

Bei begrenzter Deckenhöhe schalten Sie auf Rechteckkanal um, geben die maximale Bauhöhe ein und lassen die Huebscher-Gleichung die äquivalente Breite sowie das Seitenverhältnis (B:H) berechnen.

5

Druckverlust & Wandrauigkeit simulieren

Wählen Sie das Kanalmaterial (Wickelfalzrohr, verzinktes Blech, Flexrohr oder PVC) und stellen Sie die Leitungslänge ein. Das Darcy-Weisbach-Modul berechnet Reynolds-Zahl, Reibungsbeiwert und Gesamtdruckverlust.

6

Spezifikation für CAD & Revit exportieren

Klicken Sie auf „Kanal-Spezifikation kopieren“ für eine Zusammenfassung oder „Revit-Tabelle kopieren“, um die Auslegungsdaten direkt in Ihre BIM-Planung oder Ausschreibung zu übernehmen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Expertenwissen zu maximalen Luftgeschwindigkeiten, Huebscher-Formel, Seitenverhältnissen, Druckverlusten und Flexrohren

Q:Welche maximalen Strömungsgeschwindigkeiten gelten für Wohn- und Gewerbebauten?

In Wohngebäuden sollte die Geschwindigkeit in Abzweigen zwischen 2,5 und 3,5 m/s liegen, im Hauptstrang zwischen 4,0 und 5,0 m/s, um Geräuschpegel unter 30 dB(A) bzw. NC 25–30 zu garantieren. In Büro- und Gewerbebauten sind 5,0 bis 7,0 m/s im Hauptkanal üblich. Geschwindigkeiten über 8,0 m/s erzeugen störende Strömungsgeräusche und Dröhnen an den Lüftungsauslässen.

Q:Was besagt die ASHRAE-Huebscher-Formel und warum reicht der hydraulische Durchmesser nicht aus?

Der einfache hydraulische Durchmesser (Dh = 4A/U) berücksichtigt lediglich das geometrische Verhältnis von Fläche zu Umfang. In Rechteckkanälen entstehen jedoch in den Ecken Sekundärwirbel und erhöhte Wandreibung. Die Huebscher-Gleichung (De = 1,30 · (a · b)^0,625 / (a + b)^0,25) berechnet den exakt gleichwertigen Runddurchmesser mit identischem Druckverlust bei gleichem Volumenstrom.

Q:Welches Seitenverhältnis sollte bei Rechteckkanälen maximal gewählt werden?

Ein quadratischer Kanal (1:1) ist strömungstechnisch und materialsparend optimal. In abgehängten Decken sind Seitenverhältnisse bis 2:1 oder maximal 3:1 bauüblich. Seitenverhältnisse über 4:1 sollten vermieden werden, da flache Kanäle extreme Reibungsverluste aufweisen, viel Wärme verlieren und zu störendem Blechdröhnen („Knackgeräusche”) neigen.

Q:Welcher spezifische Druckverlust (R-Wert) ist bei der Kanalauslegung üblich?

Als Standard bei der Methode des konstanten Druckverlusts gilt ein Richtwert von ca. 0,8 bis 1,0 Pa pro laufendem Meter Kanal. In energieeffizienten Niedrigenergiegebäuden dimensionieren Fachplaner häufig auf 0,5 bis 0,6 Pa/m, um Ventilatorleistung, Stromverbrauch und Schallemissionen dauerhaft zu senken.

Q:Warum verursachen flexible Lüftungsschläuche so hohe Druckverluste?

Flexible Schläuche besitzen eine innenliegende Drahtspirale, deren wellenförmige Rippen starke Wirbelablösungen in der Grenzschicht erzeugen. Unvollständig gestreckte Flexschläuche verursachen den 4- bis 9-fachen Druckverlust eines glatten Wickelfalzrohrs. Nach DIN 1946 sollten Flexrohre ausschließlich voll gestreckt und auf maximal 1,5 bis 2,0 Meter Länge vor dem Luftdurchlass begrenzt werden.

Q:Welche Auswirkungen hat der externe statische Druckverlust auf den Ventilator?

Der Gesamtdruckverlust aller Kanäle, Bögen, Filter, Brandschutzklappen und Gitter ergibt den externen statischen Druck (ESP). Ist dieser höher als der vom Ventilator erzeugbare Druck, bricht der tatsächliche Luftvolumenstrom drastisch ein, was zu unzureichendem Luftwechsel, Feuchtigkeitsproblemen oder Vereisung des Wärmetauschers führt.

Strömungsmechanische Gleichungen für Lüftungskanäle (DIN EN 1507 & ASHRAE)
Kontinuitätsgleichung & erforderlicher Strömungsquerschnitt:
Q = A × V  ⇔  A = QV
Rohrdurchmesser für Rundkanäle (Wickelfalzrohr):
D = √4 × Aπ  =  √4 × Qπ × V
ASHRAE/DIN-Rechteckkanal-Äquivalentdurchmesser (Huebscher):
De = 1.30 × (a × b)0.625(a + b)0.25
Druckverlust durch Rohrreibung (Darcy-Weisbach):
ΔPL = f × 1Dh × ρ × V22

Fachspezifische Parameter & physikalische Einheiten:

  • Q (m³/s): Luftvolumenstrom (Umrechnung: Q = m³/h ÷ 3600)
  • V (m/s): Mittlere Strömungsgeschwindigkeit im lichten Kanalquerschnitt
  • A (m²): Netto-Strömungsfläche des Kanals (A = Q ÷ V)
  • D (m): Innendurchmesser des Rundrohrs (D = √(4A / π))
  • a, b (m): Innenhöhe und Innenbreite des Rechteckkanals
  • De (m): Reibungsäquivalenter Durchmesser nach Huebscher bei gleichem Volumenstrom
  • Dh (m): Hydraulischer Durchmesser für Rechteckquerschnitte (Dh = 2ab / (a + b))
  • ΔP/L (Pa/m): Spezifischer Druckverlust (R-Wert) pro Meter gerader Kanallänge
  • f: Rohrreibungsbeiwert nach Colebrook-White
  • ρ (1,204 kg/m³): Norm-Luftdichte bei 20°C und 101,325 kPa
  • Pv (Pa): Dynamischer Druck aus kinetischer Strömungsenergie (Pv = ½ρV²)

Was ist Lüftungskanal- & Luftvolumenstrom-Rechner?

Eine effiziente Luftverteilung erfordert mehr als nur grobe Schätzungen; sie verlangt exakte thermodynamische Berechnungen. Unser HVAC-Simulator optimiert Volumenströme, Fließgeschwindigkeiten und statische Druckverluste für jede Art von Lüftungsanlage. Die Plattform integriert eine komplexe Darcy-Weisbach-Reibungssimulation, um den Luftwiderstand verschiedener Kanalmaterialien zu modellieren. Ein besonderes Highlight für TGA-Planer ist der Akustik-Auditor, der vorausschauend sicherstellt, dass Ihre Anlage nicht nur leistungsstark, sondern auch flüsterleise und absolut normgerecht arbeitet.

Anwendungsbeispiel: Kühlkonzepte für Rechenzentren

Ein Anlagenbauer in Frankfurt plant die Hochleistungsklimatisierung eines neuen Rechenzentrums. Die Server-Racks benötigen enorme Mengen an Kaltluft, aber der Installationsraum im Doppelboden ist durch hunderte Kabelstränge stark eingeschränkt. Er nutzt den ASHRAE-Huebscher-Umrechner, um die standardmäßigen runden Rohre in breite, extrem flache Rechteckkanäle umzuwandeln. Anschließend prüft er mit dem Druckverlust-Simulator, wie sich diese Querschnittsänderung auf den statischen Druck auswirkt. So kann er exakt bestimmen, wie viel Motorleistung die Ventilatoren benötigen, um die kühle Luft ohne Überhitzungsrisiko durch das verzinkte Stahlblech zu pressen.

Praktisches Berechnungsbeispiel

Ein Fachingenieur für Technische Gebäudeausrüstung (TGA) plant die Hauptzuluftleitung für eine moderne Büroetage. Der geforderte Luftvolumenstrom beträgt 2.500 m³/h (1.470 CFM). Um die Schallschutzanforderungen nach VDI 2087 für Büroräume (NC 35) einzuhalten, darf die Luftgeschwindigkeit im Hauptstrang maximal 6,0 m/s betragen.
1. Kontinuitätsberechnung: Der erforderliche freie Strömungsquerschnitt beträgt A = Q / V = (2.500 / 3.600) / 6,0 = 0,1157 m².
2. Dimensionierung Rundrohr: Der ideale Durchmesser beträgt D = √(4A / π) = 384 mm, was dem Normdurchmesser DN 400 mm entspricht. Die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit liegt bei 5,53 m/s – akustisch vollkommen sicher.
3. Rechteckkanal-Äquivalenz bei Deckenbegrenzung: Aufgrund einer maximalen lichten Einbauhöhe in der abgehängten Decke von 250 mm (a = 250 mm) löst das System die Huebscher-Formel nach der Kanalbreite auf: b = 550 mm. Das Seitenverhältnis von 550 : 250 = 2,2 : 1 liegt optimal im empfohlenen Bereich.
4. Druckverlust-Simulation: Bei Verwendung von verzinktem Wickelfalzrohr (Rauigkeit ε = 0,09 mm) beträgt das Reibungsdruckgefälle 0,88 Pa/m, was einen hocheffizienten Ventilatorbetrieb gewährleistet.

Physik der Kanaldimensionierung & Geschwindigkeitsgrenzen

Die Strömung in Lüftungsnetzen unterliegt festen strömungsmechanischen Gesetzen:
•Aerodynamisches Geräusch & Turbulenz: Steigt die Strömungsgeschwindigkeit über 5 m/s im Wohnungsbau oder 7,5 m/s im Gewerbebau, entstehen turbulente Wirbelablösungen. Diese verursachen tieffrequentes Kanalbrummen und Zischgeräusche an Auslässen und Formstücken.
•Verfahren des konstanten Druckverlusts (Gleichdruckverfahren): Das weltweit etablierte Standardverfahren dimensioniert alle Abschnitte eines Lüftungsnetzes auf ein einheitliches Reibungsdruckgefälle (üblicherweise 0,8 bis 1,2 Pa/m).
•Geschwindigkeits-Reduktionsverfahren: Ausgehend vom Zentralgerät mit maximal zulässiger Geschwindigkeit wird die Luftgeschwindigkeit in Abzweigen schrittweise abgesenkt, um einen geräuscharmen Betrieb sicherzustellen.

Huebscher-Äquivalenz vs. einfacher Flächenabgleich

Ein gravierender Fehler in der Praxis ist das bloße Gleichsetzen von Querschnittsflächen (A = a × b). Da ein Rechteckkanal bei gleicher Fläche einen wesentlich größeren benetzten Umfang besitzt, erfährt der Luftstrom dort eine deutlich höhere Wandreibung.
Um denselben Druckverlust wie ein Rundrohr zu erzielen, muss der Rechteckkanal:
•Eine größere Querschnittsfläche aufweisen: In der Regel 10 % bis 25 % mehr Fläche als das Rundrohr.
•Ein kontrolliertes Seitenverhältnis (B:H) einhalten: Ein Seitenverhältnis ≤ 2:1 ist strömungstechnisch optimal; Werte über 4:1 sind nach DIN/ASHRAE unzulässig, da sie Blechdröhnen, Druckverluste und Schalldurchgang drastisch erhöhen.

Materialrauhigkeit & Druckverlust-Simulation

Die Wahl des Kanalmaterials hat einen erheblichen Einfluss auf den Betriebsdruck des Ventilators:
•Verzinktes Stahlblech (ε = 0,09 mm): Der Industriestandard für Hauptstränge im Wohn- und Gewerbebau. Starr und glatt mit geringem Reibungsverlust.
•Flexibles Aluminiumrohr (ε = 1,00 mm): Flexible Schläuche erzeugen im gestauchten oder gekrümmten Zustand einen bis zu 8- bis 10-mal höheren Druckverlust pro Meter als starres Rohr. Sie müssen stets straff verlegt und auf kurze Anschlussstrecken (< 1,5 Meter) beschränkt werden.
•Glasfaser-Kanalplatten (ε = 0,90 mm): Bieten integrierte Schalldämmung und thermische Isolation, weisen jedoch eine höhere Oberflächenreibung als verzinktes Blech auf.

Kanal-Dimensionierungs- & Geschwindigkeits-Referenzmatrix

Volumenstrom (m³/h / CFM) Einsatzbereich & Akustik Max. Geschw. (m/s / FPM) Optimales Rundrohr (DN mm) Rechteck-Äquivalent (H×B mm) Druckverlust (Pa/m)
100 m³/h (60 CFM) Bad / WC / Schlafbereich 2,5 m/s (500 FPM) DN 125 mm 100 × 140 mm 0,65 Pa/m
400 m³/h (235 CFM) Küche Dunstabzug / Abzweig 3,5 m/s (700 FPM) DN 200 mm 150 × 225 mm 0,82 Pa/m
850 m³/h (500 CFM) Wohnungs-Hauptstrang 4,8 m/s (950 FPM) DN 250 mm 200 × 275 mm 1,15 Pa/m
2.500 m³/h (1.470 CFM) Bürobereich Gewerbe 6,0 m/s (1.200 FPM) DN 400 mm 250 × 550 mm 0,92 Pa/m
6.000 m³/h (3.530 CFM) RLT-Hauptverteilung Zuluft 7,5 m/s (1.500 FPM) DN 560 mm 350 × 800 mm 1,05 Pa/m

Geschichte und Ursprung

Die Entwicklung moderner Lüftungstechnik wurde im 20. Jahrhundert maßgeblich durch die Notwendigkeit vorangetrieben, tiefe Kohlebergwerke und die ersten U-Bahnen mit Atemluft zu versorgen. Deutsche Ingenieure perfektionierten in der Folge die Aerodynamik von industriellen Kanalnetzwerken. Die daraus resultierenden strikten VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) gelten heute weltweit als der absolute Goldstandard für Energieeffizienz und Akustik in der Klimatechnik.