Lüftung und Kühlung im Kinoraum

Ein Kinoraum wird absichtlich dicht und schwer gebaut: keine Fenster, dichte Tür, Wände, die den Schall nicht durchlassen. Damit lässt er auch nichts anderes mehr durch — weder die verbrauchte Luft noch die Wärme von Menschen, Projektor und Technik. Beides muss über einen Kanal hinein und hinaus, und genau dieser Kanal ist die schwierigste Stelle der ganzen Planung: Er leitet Geräusch in den Raum und Bass aus ihm heraus. Diese Seite beantwortet, wie viel Luft es wirklich braucht, welche Querschnitte daraus folgen und wo die Grenze zwischen Lüften und Kühlen liegt.

Zwei Aufgaben, zwei sehr verschiedene Luftmengen

Der Raum stellt zwei Anforderungen, die gern in einen Topf geworfen werden, obwohl sie um den Faktor vier auseinanderliegen.

Die hygienische Menge ergibt sich aus dem, was Menschen der Luft antun. Ein sitzender Erwachsener atmet in der Größenordnung von 20 Litern Kohlendioxid pro Stunde aus. Als Bewertungsmaßstab dient bis heute die Zahl, die der Münchner Hygieniker Max von Pettenkofer um 1858 aufgestellt hat: Oberhalb von 1000 ppm CO₂ gilt Innenraumluft als nicht mehr gut. Draußen liegt der Wert bei gut 400 ppm, es bleiben also rund 600 ppm Spielraum. Aus beidem folgt ein Außenluftbedarf von rund 33 m³/h je Person; die Bilanz dahinter und ihre Empfindlichkeit gegenüber Zielwert und Außenluftwert stehen beim Außenluftbedarf aus der CO₂-Bilanz.

Rund 30 m³ pro Stunde und Person — das ist die Größenordnung, die auch die einschlägigen Regelwerke für sitzende Tätigkeit nennen. Für sechs Plätze sind das 180 m³/h.

Die thermische Menge ergibt sich aus der Wärme, die im Raum anfällt, und aus der Temperaturdifferenz, die Du der Zuluft zumuten willst. Den Zusammenhang liefert die Wärmebilanz der Raumluft: Die nötige Luftmenge in Kubikmetern je Stunde ist die Wärmelast in Watt, geteilt durch 0,335 und durch die zulässige Erwärmung in Kelvin.

Für einen belegten Kinoraum kommt schnell einiges zusammen. Sechs Personen geben je rund 75 W als spürbare Wärme ab, ein Projektor liegt je nach Bauart bei mehreren hundert Watt, dazu Beleuchtung und die Geräte, die im Raum stehen. Rechne mit 1000 W als Hausnummer für einen belegten Raum mittlerer Größe.

Und damit ist das Kernproblem benannt: Fährst Du den Raum mit der hygienisch nötigen Menge von 180 m³/h, dann erwärmt sich die Luft rechnerisch um gut 16 K, bis sie den Raum verlässt. Das ist kein Kinoklima mehr. Die thermische Aufgabe braucht das Vier- bis Fünffache der hygienischen Menge — oder eine andere Lösung als mehr Außenluft, und darauf kommt der Abschnitt zur Kühlung zurück.

Wie leise ist leise genug

Der Maßstab für alles Weitere ist der Grundgeräuschpegel des Raums — also das, was zu hören ist, wenn die Anlage aus ist. Er begrenzt den nutzbaren Dynamikumfang nach unten, und anders als der Nachhall lässt er sich nachträglich nicht durch Absorption reparieren. Was ihn ausmacht und warum er die Anlage begrenzt, steht beim Grundgeräuschpegel.

Angegeben wird das Ziel in der Lüftungsplanung üblicherweise nicht in dB(A), sondern über eine Bewertungskurve — NR, NC oder RC. Der Grund ist, dass ein einzelner A-bewerteter Zahlenwert das tieffrequente Brummen eines Ventilators zu freundlich beurteilt, und genau dieses Brummen ist im Kinoraum das Problem. Wie die Kurven aufgebaut sind und worin sie sich unterscheiden, klärt der Eintrag zu den Bewertungskurven; hier zählt nur die Konsequenz für den Auftrag an den Planer: Der Zielwert gehört als Kurve in die Ausschreibung, nicht als dB(A)-Zahl.

Laut wird nicht die Menge, sondern die Geschwindigkeit

Die entscheidende Größe für das Strömungsgeräusch ist die Luftgeschwindigkeit, und sie geht mit einer hohen Potenz ein. Für Luftdurchlässe und Kanalbauteile rechnet man mit einer Schallleistung, die etwa mit der sechsten Potenz der Geschwindigkeit steigt — in Dezibel also rund 60 · log₁₀ des Geschwindigkeitsverhältnisses.

Halbierst Du die Geschwindigkeit, sinkt der Pegel um etwa 18 dB — mehr, als sich im fertigen Raum mit irgendeiner nachträglichen Maßnahme herausholen lässt. Dieselbe Luftmenge braucht bei halber Geschwindigkeit aber den doppelten Querschnitt, und über den Querschnitt entscheidet der Bauplan: Ob ein Kanal mit 300 oder mit 500 Millimetern durch Wand und Decke passt, steht mit dem Rohbau fest. Deshalb muss die Lüftung geplant sein, bevor der Raum gebaut wird, denn danach lässt sich am Geräusch kaum noch etwas ändern.

Was das konkret bedeutet, zeigt das Beispiel von oben. Für 750 m³/h, also 0,21 m³/s:

Für den Kanal selbst sind zwei bis drei Meter je Sekunde ein üblicher Ansatz für sehr leise Räume; am Luftdurchlass im Raum, wo das Geräusch direkt beim Zuhörer entsteht, will man deutlich darunter liegen. Und dort zählt nur der freie Querschnitt: Ein Gitter mit 50 % offener Fläche braucht die doppelte Baugröße, ein akustisch wirksamer Bespannstoff davor noch mehr.

Der Kanal ist ein Loch in der Schallschutzschale

Dieser Punkt wird in der Praxis am häufigsten übersehen, und er ist der teuerste, wenn er zu spät auffällt. Ein Kinoraum lebt davon, dass seine Hülle geschlossen ist. Ein Lüftungskanal durchstößt diese Hülle, und er wirkt dabei auf drei Wegen:

• Nach innen leitet er das Geräusch des Ventilators und der übrigen Anlage in den Raum.
• Nach außen leitet er den Kinoton in den Rest des Hauses. Ein Kanal in der Größe, die die Tabelle oben verlangt, ist eine offene Verbindung von der Fläche eines DIN-A4-Blatts und mehr; die Schalldämmung der schweren Wand nützt wenig, wenn direkt daneben ein freier Luftweg durch sie hindurchführt.
• Zwischen zwei Räumen verbindet ein durchgehender Kanal auch einfach den Kinoraum mit dem Schlafzimmer darüber. Für diesen Nebenweg gibt es den eigenen Begriff Telefonieschall — das Rohr wirkt wie ein Sprachrohr.

Das Bauteil dagegen heißt entsprechend Telefonieschalldämpfer: ein Gehäuse mit absorbierend belegten Kulissen, durch das die Luft hindurchströmt, während der Schall an den Kulissen gedämpft wird. Seine Einfügungsdämpfung wächst mit der Länge und mit dem Verhältnis von Absorberoberfläche zu freiem Querschnitt. Drei Punkte entscheiden über seinen Nutzen:

1. Er gehört in beide Kanäle, Zuluft und Abluft. Ein gedämpfter Zuluftkanal neben einem blanken Abluftkanal bringt wenig.
2. Er wirkt in den Mitten und Höhen gut und im Tiefton schlecht. Genau der Tiefton ist aber das, was aus einem Kinoraum ins Haus wandert. Tieffrequente Dämpfung braucht Länge und Bautiefe — beides Platzbedarf, der in die Planung gehört.
3. Er darf selbst kein Geräusch erzeugen. Ein zu knapp gewählter Dämpfer erhöht die Geschwindigkeit im freien Querschnitt und rauscht dann genau an der Stelle, an der er dämpfen soll.

Dazu kommt der Körperschall. Ein Kanal, der starr an der inneren Schale einer Raum-in-Raum-Konstruktion befestigt ist, überträgt die Schwingungen des Ventilators direkt in die Wand — und die Wand strahlt sie in den Raum ab. Der Kanal wird deshalb elastisch entkoppelt angeschlossen und an der Durchdringung nicht starr eingemauert.

Wohin die Luft im Raum strömt

Ein Kinoraum ist für die Luftführung freundlicher als die meisten Räume, weil niemand darin herumläuft und weil die Wärmequellen bekannt sind: die Menschen auf den Plätzen und der Projektor unter der Decke. Das legt die Quelllüftung nahe — Zuluft mit sehr geringer Geschwindigkeit im unteren Raumbereich, Abluft oben. Die warme Luft steigt ohnehin auf, die Lüftung muss sie nur oben abnehmen statt sie gegen den Auftrieb durch den Raum zu treiben. Weil die Luft dabei kaum beschleunigt werden muss, ist dieses Prinzip zugleich das leiseste.

Drei Ausführungspunkte entscheiden darüber, ob das im gebauten Raum funktioniert:

• Kein Zug im Nacken. Zuluft, die mit spürbarer Geschwindigkeit auf Sitzplätze trifft, wird als unangenehm empfunden, lange bevor sie hörbar ist. Der Durchlass gehört deshalb nicht hinter oder über die Rückenlehne der hinteren Reihe.
• Zuluft und Abluft trennen. Sitzen beide nah beieinander, nimmt die Abluft die frische Luft direkt wieder mit, und der Raum wird trotz korrekter Luftmenge nicht besser.
• Nachströmung sicherstellen. Eine dichte, schwere Kinotür lässt keine Luft durch — das ist ihr Zweck. Wird nur abgesaugt, entsteht Unterdruck; die Tür geht schwer auf, und die Luft pfeift durch die Dichtung, was ausgerechnet an der schallschutzkritischen Stelle ein Geräusch erzeugt. Zu- und Abluft gehören deshalb aufeinander abgestimmt.

Kühlen ist nicht Lüften

Zurück zu den beiden Luftmengen. Der thermische Bedarf lässt sich auf zwei Wegen decken, und der Unterschied ist eine Weichenstellung.

Über Außenluft, also mit der vollen thermischen Menge. Das funktioniert, kostet aber den großen Querschnitt aus der Tabelle oben, und im Sommer bringt die Außenluft ihre eigene Temperatur mit. An einem Tag mit 30 °C draußen kühlt Außenluft gar nichts mehr.

Über Umluft mit Kühlung, also mit einem Gerät, das die Raumluft ansaugt, über einen Kühler führt und wieder abgibt. Die hygienische Außenluftmenge bleibt dann bei 180 m³/h, und die Wärme verlässt den Raum über einen Wärmetauscher statt über den Luftstrom. Für eine Kühllast in der Größenordnung von einem Kilowatt ist das eine kleine Aufgabe.

Schwierig ist dabei weniger die Kühlleistung als die Bauform: Ein Innengerät im Kinoraum bringt einen Ventilator in den Raum, und übliche Split-Innengeräte sind für Wohnräume gebaut, nicht für leise Filmmomente. Die saubere Lösung setzt das kühlende Gerät deshalb außerhalb des Raums — als Kanalgerät oder Gebläse-Konvektor im Technikraum oder im Vorraum — und führt die gekühlte Luft über denselben schallgedämpften Kanalweg wie die Zuluft. Für die Akustik gelten dann dieselben Regeln wie oben; einen eigenen, zweiten Lösungsweg braucht die Kühlung nicht.

Zwei Nebenwirkungen gehören dazu. Ein Kühler, der unter den Taupunkt geht, erzeugt Kondensat und braucht einen Ablauf — im Kinoraum eine Stelle, an der man nicht ohne Weiteres nachbessert. Und für die Regelung gilt dasselbe, was bei der Wärmeabfuhr eingebauter Technik für temperaturgeregelte Lüfter beschrieben ist: Sie reagiert Minuten nach der Ursache und wird hörbar, wenn der Film wieder leise ist. Wo geregelt wird, gehört die Regelung deshalb auf eine dauerhaft niedrige Stufe oder an die Nutzung gekoppelt statt an die Temperatur.

Grenzen und Sonderfälle

Abzweig der Wohnraumlüftung. Eine zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung liegt im Neubau meist ohnehin. Sie am Kinoraum vorbeizuführen ist verlockend und akustisch heikel: Die Anlage verbindet über ihr Kanalnetz alle Räume des Hauses miteinander, und der Kinoraum ist der lauteste davon. Ein Abzweig ist möglich, braucht dann aber die Schalldämpfer in beiden Richtungen und ausreichend Kanallänge — und er ist in der Luftmenge auf das begrenzt, wofür die Zentralanlage ausgelegt wurde. Für die thermische Aufgabe reicht das in aller Regel nicht.

Der Raum im Keller. Kellerräume sind thermisch träge und im Sommer oft angenehm kühl — das verschiebt die Aufgabe von der Kühlung zur Feuchte. Warme, feuchte Sommerluft in einen kühlen Kellerraum zu blasen, ist der klassische Weg, sich Kondensat an kalten Bauteilen einzuhandeln. Die richtige Antwort ist dann, die Außenluftmenge an schwülen Tagen zu drosseln und mit der vorhandenen Raumluft auszukommen.

Nur ein bis zwei Nutzer. Die hygienische Menge skaliert mit den Personen, die thermische fast nur mit der Technik. Ein Raum, in dem meist zwei Leute sitzen, aber ein leistungsstarker Projektor läuft, hat ein Wärme- und kein Luftqualitätsproblem — und die Lösung heißt dann eher Technik aus dem Raum heraus als mehr Lüftung hinein.

Kleine Budgets. Ein Ventilator lässt sich später tauschen und ein Schalldämpfer nachrüsten; ein 200er Rohr in der Betondecke lässt sich nicht vergrößern. Wenn also nicht alles geht, gehört das Geld in den Kanalquerschnitt und in die Durchdringungen — das ist der einzige Teil der Anlage, der sich später nur noch mit dem Bagger korrigieren lässt.

In der Planung

Ein dedizierter Kinoraum im Untergeschoss, sechs Plätze, Projektor unter der Decke, Endstufen noch unentschieden. Bevor irgendeine Lüftungsfrage beantwortet wird, gehört geklärt: Was von der Technik muss überhaupt in diesem Raum stehen? Wandern die Endstufen in einen Technikraum, sinkt die Wärmelast deutlich, und die thermische Luftmenge sinkt proportional mit. Das ist der wirksamste Eingriff — und er kostet nur eine Entscheidung über die Grundrissaufteilung, keine Lüftungstechnik.

Danach das Verfahren, in dieser Reihenfolge:

1. Wärmelast addieren — Personen, Projektor, was an Technik im Raum bleibt, Beleuchtung. Daraus über die Wärmebilanz der Raumluft die thermische Luftmenge bei der zulässigen Übertemperatur.
2. Hygienische Menge aus der Platzzahl. Die größere der beiden Mengen ist die Auslegungsmenge — es sei denn, die Wärme wird über ein Umluftgerät abgeführt, dann bleibt es bei der hygienischen Menge für den Kanal.
3. Aus der Auslegungsmenge und der zulässigen Geschwindigkeit den Querschnitt bestimmen — für Kanal und Luftdurchlass getrennt, denn am Durchlass gilt die schärfere Grenze.
4. Schalldämpfer in Zu- und Abluft einplanen, mit Länge und Bautiefe als eigenem Platzbedarf im Grundriss.
5. Durchdringungen der Schallschutzschale festlegen und elastisch entkoppeln.

Erst danach die Gerätefrage. Sie fällt kleiner aus, als die meisten erwarten: Wenn die Querschnitte stimmen, muss der Ventilator nicht besonders leise sein, weil er kaum Druck aufbauen muss. Wenn die Querschnitte nicht stimmen, rettet auch das teuerste Gerät den Raum nicht.

Verknüpfte Inhalte

Die beiden Luftmengen dieser Seite kommen aus zwei Bilanzen: die hygienische aus dem Außenluftbedarf aus der CO₂-Bilanz, die thermische aus der Wärmebilanz der Raumluft. Wie viel Querschnitt ein einzelnes eingebautes Gerät für sich braucht — im Schrank, im Rack, hinter der Wand — steht bei der Wärmeabfuhr eingebauter AV-Technik; diese Seite behandelt den Raum als Ganzes. Ob die Technik überhaupt im Kinoraum bleibt oder in einen eigenen Raum zieht, ist die vorgelagerte Entscheidung und steht beim Technikraum. Was der Grundgeräuschpegel ist und warum er die Anlage nach unten begrenzt, klärt der Glossareintrag dazu; wie die Zielwerte als Kurven angegeben werden, die Bewertungskurven NR, NC und RC. Warum ein durchgehender Kanal die Schalldämmung der Wand entwertet und wie Körperschall überhaupt in die Bauteile kommt, gehört zu Schalldämmung und Körperschall. Der Guide-Schritt zum Schallschutz ordnet das Thema in die Planungsreihenfolge ein.

Quellen

Die beiden Luftmengen sind eigene Rechnung: die hygienische aus der CO₂-Bilanz gegen die Pettenkofer-Zahl von 1000 ppm, die thermische aus der Wärmebilanz der Raumluft mit ρ · cp ≈ 0,335 Wh/(m³·K). Beide Beziehungen sind Standardansätze der Gebäudetechnik; die eingesetzten Annahmen stehen im Text. Die Größenordnung des Außenluftbedarfs je Person deckt sich mit den Ansätzen aus DIN EN 16798-1, die Zuordnung zu einer Raumkategorie ist hier nicht am Normtext geprüft. Der Zusammenhang zwischen Luftgeschwindigkeit und Strömungsgeräusch folgt dem Ansatz aus VDI 2081. Einfügungsdämpfungen von Schalldämpfern sind bewusst nicht beziffert, weil sie nur aus den nach DIN EN ISO 7235 gemessenen Datenblättern des Bauteils folgen. Leistungsaufnahmen von Projektoren und Endstufen sind gerätespezifisch und stehen in den Handbüchern; sie sind hier als Gattung genannt und nicht beziffert.