Autor: Technische Abteilung Mycond
Eine wirksame Feuchteregulierung in Eisarenen ist eine zentrale ingenieurtechnische Aufgabe, die unmittelbar die Eisqualität, den Komfort der Zuschauer sowie die Energieeffizienz der Anlage beeinflusst. Das Problem besteht in der unvermeidlichen Kondensation, wenn die warme Hallenluft (mit Temperaturen von +10°C bis +15°C) auf die kalte Eisoberfläche (mit Temperaturen von -3°C bis -7°C) trifft. Die Folgen sind Nebelbildung über dem Eis, schlechtere Sicht, erhöhte Last auf die Kälteanlage, Korrosion metallischer Bauteile und eine Verschlechterung der Eisoberflächenqualität.
Physik der Kondensation in Eisarenen: psychrometrische Bedingungen
Die Kondensation von Feuchtigkeit in Eisarenen beruht auf grundlegenden physikalischen Stofftransportprozessen. Wasserdampf aus der warmen Hallenluft bewegt sich auf die kalte Eisoberfläche zu – einerseits durch Diffusion (Bewegung von Molekülen vom Bereich höherer zur niedrigeren Konzentration) und andererseits durch Konvektion (Transport mittels Luftströmungen).
Für das Verständnis der Intensität dieser Prozesse ist eine psychrometrische Analyse erforderlich. Hat die Hallenluft beispielsweise +12°C und 60% relative Feuchte, liegt die Taupunkttemperatur bei etwa +4°C. Da diese Temperatur deutlich über der Eistemperatur (-5°C) liegt, wird Kondensation auf der Eisoberfläche unvermeidlich.
Der Kondensationsmechanismus geht mit der Freisetzung erheblicher Wärmemengen einher. Wenn Wasserdampf auf der Eisoberfläche kondensiert, gibt er die Kondensationswärme ab (etwa 2500 kJ/kg). Anschließend gefriert das Kondensat und gibt zusätzlich die Kristallisationswärme ab (335 kJ/kg). Die Summe von etwa 2835 kJ/kg Feuchte stellt eine beträchtliche Zusatzlast für die Kälteanlage dar.
Ein sichtbares Anzeichen der Kondensation ist Nebel, der entsteht, wenn die Luft direkt über dem Eis unter den Taupunkt abgekühlt wird und die Feuchte zu feinen Tröpfchen kondensiert, die in Schwebe bleiben. Die Intensität des Nebels ist direkt proportional zur relativen Luftfeuchte der Halle.
Eine quantitative Analyse zeigt: Bei einem Feuchtegehalt der Hallenluft von 6 g/kg und +12°C beträgt der Taupunkt etwa +4°C. Die Differenz zur Eistemperatur (-5°C) sind 9°C – es kommt zu intensiver Kondensation. Wird der Feuchtegehalt auf 4 g/kg gesenkt, fällt der Taupunkt auf etwa -2°C, die Differenz zur Eistemperatur beträgt nur 3°C – die Kondensation wird deutlich reduziert.
Feuchtequellen in der Eisarena: quantitative Analyse
Für eine wirksame Feuchtekontrolle müssen alle Feuchtequellen in der Eisarena erfasst und ihr Beitrag quantitativ bewertet werden.
Die Feuchteabgabe durch Zuschauer ist eine der bedeutendsten Quellen. Ein erwachsener Zuschauer gibt in Ruhe über Atmung und Haut etwa 50 g/h Feuchte ab. Für eine Arena mit 1000 Zuschauern entspricht das rund 50 kg/h. Bei einer Veranstaltungsdauer von 2–3 Stunden kann die Gesamtfeuchtezufuhr 100–150 kg erreichen. Diese Werte sind Richtgrößen für erste ingenieurtechnische Berechnungen.
Eine weitere wichtige Quelle ist die Eisbearbeitungsmaschine (Resurfacer). Zum Fluten und Glätten des Eises wird heißes Wasser mit etwa +60°C eingesetzt. Beim Aufbringen auf die kalte Oberfläche verdampft ein Teil davon intensiv. Schätzungen zufolge können bei 300 Litern Aufbringmenge 5–10% verdunsten, also 15–30 kg je Einsatz. Da die Maschine 2–3-mal täglich ausrückt, kommen täglich 30–90 kg Feuchte hinzu.
Auch die Infiltration von Außenluft wirkt sich deutlich auf den Feuchtehaushalt aus. Tore für Ein- und Ausfahrt der Maschine sowie für Sportler werden periodisch geöffnet. Beim Öffnen eines 12 m² großen Tores für 2–3 Minuten kommt es zu Luftaustausch. Im Winter (Außenluft -5°C, 80% r.F., Feuchtegehalt ca. 2 g/kg) strömt Luft mit niedrigem absoluten Feuchtegehalt ein. Im Sommer hingegen (Außenluft +25°C, 70% r.F., Feuchtegehalt ca. 14 g/kg) bringt jedes Öffnen 30–50 m³ feuchte Luft ein, was 0,4–0,7 kg Feuchte pro Öffnung entspricht. Diese Werte hängen stark von den konkreten Bedingungen ab.
Auch Nebenräume verursachen eine erhebliche Feuchtelast. Umkleiden mit Duschen geben intensiv Feuchte ab – eine Dusche bis zu 200 g/min. Ist deren Lüftung unzureichend, gelangt Feuchte in die Arena. Bei 20 Spielern, die 15 Minuten duschen, können bis zu 60 kg Feuchte freigesetzt werden.
Die Methodik zur Ermittlung der Gesamtfeuchteabgaben basiert auf der Addition aller Quellen. Für eine typische Arena mit 1000 Zuschauern bei Vollauslastung während eines Eishockeyspiels ergeben sich überschlägig: 50 kg/h durch Zuschauer, 10 kg/h durch die Eisbearbeitungsmaschine (gemittelt), 5 kg/h durch Infiltration und 15 kg/h durch Duschen (gemittelt) – in Summe etwa 80 kg/h. Dieser Richtwert ist projektspezifisch zu präzisieren.
Psychrometrische Bilanz: Festlegung des Ziel-Feuchtegehalts der Luft
Der Ziel-Feuchtegehalt der Luft in der Eisarena wird so festgelegt, dass die Taupunkttemperatur der Luft mindestens 2–3°C unter der Temperatur der Eisoberfläche liegt, um Kondensation zuverlässig zu vermeiden.
Der Algorithmus zur Bestimmung des Ziel-Feuchtegehalts umfasst folgende Schritte:
- Bestimmung der Eisoberflächentemperatur. Typische Werte: für Eishockey ca. -5°C, für Eisschnelllauf bis -7°C, für Eiskunstlauf ca. -4°C.
- Festlegung des Sicherheitsabstands – die Taupunkttemperatur muss 2–3°C unter der Eistemperatur liegen. Bei -5°C Eistemperatur sollte der Taupunkt also bei -7°C bis -8°C liegen.
- Anhand des psychrometrischen Diagramms für die Hallenlufttemperatur (z. B. +12°C) und einen Taupunkt von -8°C den Ziel-Feuchtegehalt bestimmen – etwa 3,5 g/kg.
- Mit dem aktuellen Feuchtegehalt vergleichen. Liegt dieser bei 6 g/kg, sind 2,5 g Feuchte aus jedem Kilogramm Hallenluft zu entziehen.
Der Feuchtehaushalt in der Arena lässt sich als Bilanz formulieren: Feuchtezutritte (summierte Feuchteabgaben) müssen der Feuchteabfuhr (Leistung des Entfeuchters plus Austrag durch die Abluft) entsprechen. Für stabile Bedingungen muss die Abfuhr größer oder gleich dem Zutritt sein.
Die Rolle der Lüftung bei der Feuchteregelung hängt stark von der Jahreszeit ab. Ist der Feuchtegehalt der Außenluft geringer als im Innenraum, hilft die Zuluft bei der Feuchteabfuhr. Beispielsweise im Winter (Außenluft -10°C, 80% r.F., Feuchtegehalt ca. 1,5 g/kg; Innenluft +12°C, Feuchtegehalt 6 g/kg) trägt jeder m³/h Zuluft (6 - 1,5) × 1,2 / 1000 = 0,0054 kg/h Feuchte ab.
Im Sommer kehrt sich die Situation um. Hat die Außenluft +25°C, 70% r.F. und einen Feuchtegehalt von 14 g/kg, also deutlich höher als innen, verschlechtert eine Erhöhung der Zuluft die Lage, weil zusätzliche Feuchte eingetragen wird. In diesem Fall ist Luftumwälzung über den Entfeuchter erforderlich. Alle Zahlenangaben sind projektspezifisch zu verifizieren.
Methodik zur Berechnung der erforderlichen Entfeuchterleistung
Die Bestimmung der erforderlichen Entfeuchterleistung für eine Eisarena erfordert ein systematisches Vorgehen und die Berücksichtigung mehrerer Schlüsselfaktoren.
Erster Schritt – Ermittlung des Feuchteabfuhr-Defizits. Betragen die summierten Feuchteabgaben 80 kg/h und führt die Lüftung (unter winterlichen Bedingungen mit niedriger Außenfeuchte) 20 kg/h ab, liegt das Defizit bei 60 kg/h. Dieses Defizit muss der Entfeuchter decken.
Zweiter Schritt – Berücksichtigung des Betriebsregimes. Arbeitet der Entfeuchter rund um die Uhr, entspricht die erforderliche Leistung dem Defizit. Läuft er nur während der Veranstaltungen (z. B. 8 Stunden pro Tag) und fallen die Feuchteabgaben in diesen Zeitraum, ist die notwendige Leistung in diesen Stunden zu erbringen. Akkumuliert sich Feuchte über den Tag (durch Eisbearbeitung, Infiltration), während der Entfeuchter begrenzt läuft, müssen Leistung oder Laufzeit erhöht werden. Beispiel: Bei einem täglichen Feuchteeintrag von 500 kg/Tag und 16 Betriebsstunden beträgt die Mindestleistung 500 / 16 = 31 kg/h.
Dritter Schritt – Leistungsreserve. Der Entfeuchter sollte nicht permanent am Limit betrieben werden. Üblich sind 20–30% Reserve auf die berechnete Leistung, um unvorhergesehene Lasten (Großveranstaltungen mit mehr Zuschauern, feuchte Sommertage mit hoher Infiltration) auszugleichen. Bei 60 kg/h Berechnung ergibt sich eine empfohlene installierte Leistung von 60 × 1,25 = 75 kg/h.
Vierter Schritt – Leistungsaufteilung. Für große Arenen ist der Einsatz mehrerer Entfeuchter statt eines einzigen leistungsstarken sinnvoll. Das verbessert die Luftverteilung, schafft Redundanz bei Ausfall eines Geräts und ermöglicht eine stufenweise Leistungsregelung je nach Auslastung.
Ein detailliertes Zahlenbeispiel: Arena mit 2000 m² Eisfläche, Hallenvolumen 15000 m³, 1000 Zuschauer. Summierte Feuchteabgaben während der Veranstaltung 80 kg/h, winterliche Lüftung führt 20 kg/h ab, Defizit – 60 kg/h. Die Veranstaltung dauert 3 Stunden, der Entfeuchter läuft 12 Stunden täglich (vor, während und nach dem Event). Täglicher Feuchteeintrag: 80 × 3 (während des Events) + 15 × 21 (Eisbearbeitung und Infiltration zu anderen Zeiten) = 555 kg/Tag. Erforderliche Leistung: 555 / 12 = 46 kg/h. Mit 25% Reserve: 46 × 1,25 = 58 kg/h. Empfehlung: zwei Entfeuchter à 30 kg/h oder drei à 20 kg/h für flexible Regelung und Redundanz. Alle Zahlen sind beispielhaft.
Zusammenspiel von Lüftung, Heizung und Entfeuchtung
Für eine effektive Feuchtekontrolle in der Eisarena ist ein abgestimmtes Zusammenwirken von Lüftung, Heizung und Entfeuchtung notwendig.
Lüftung und Entfeuchtung sind nicht alternativ, sondern komplementär. Die Lüftung stellt die hygienisch erforderliche Frischluft für Zuschauer bereit (etwa 20–30 m³/h pro Person), die Entfeuchtung regelt den Feuchtegehalt.
Der Interaktionsalgorithmus dieser Systeme lässt sich wie folgt formulieren:
- Ist der Feuchtegehalt der Außenluft niedriger als der interne Zielwert, unterstützt eine Erhöhung der Zuluft die Feuchteabfuhr. In diesem Fall kann die Zuluft bis zu den Hygienewerten oder leicht darüber maximiert werden.
- Liegt der Feuchtegehalt der Außenluft nahe am inneren oder darüber, wird die Zuluft auf das hygienische Minimum begrenzt, und die Hauptentfeuchtung übernimmt das Umluftgerät.
- Bei sehr hoher Außenfeuchte (feuchte Sommertage) sollte die Zuluft auf das hygienische Minimum reduziert und die Entfeuchterleistung bzw. Laufzeit erhöht werden.
Umluft über den Entfeuchter ist eine wirksame Methode der Feuchtekontrolle. Der Entfeuchter arbeitet üblicherweise im Umluftbetrieb: Er saugt Luft aus der oberen Hallenzone ab, wo sie durch Zuschauer und Verdunstung vom Eis wärmer und feuchter ist, entfeuchtet sie, erwärmt sie infolge der Kondensation (dabei wird Wärme freigesetzt) und führt sie zurück in die Halle. Eine typische Umluft-Umwälzung über den Entfeuchter von 1–2 Hallenvolumina pro Stunde sorgt für wirksame Durchmischung und Entfeuchtung.
Ein wichtiger Aspekt ist die Wärmeabgabe des Entfeuchters. Ein Kondensationsentfeuchter gibt die Kondensationswärme der Feuchte (etwa 2500 kJ/kg entzogener Feuchte) plus die Verdichterwärme ab. Entfernt der Entfeuchter 60 kg/h Feuchte, ergibt sich eine Wärmeleistung von 60 × 2500 / 3600 ≈ 42 kW. Diese Wärme gelangt in die Halle und kann die Lufttemperatur erhöhen. Soll die Hallentemperatur +15°C nicht überschreiten, muss der Betrieb des Entfeuchters mit Heizung oder Kälteversorgung koordiniert werden: Heizung reduzieren oder Kälteleistung erhöhen, um die Wärme des Entfeuchters zu kompensieren.
Das optimale Verhältnis zwischen Lüftung und Entfeuchtung lässt sich bestimmen, indem für jeden Monat (auf Basis der Klimadaten der Region) der mittlere Feuchtegehalt der Außenluft berechnet wird. In Wintermonaten kann die Lüftung 30–50% der Feuchteabfuhr leisten, im Sommer sinkt ihr Beitrag auf 0–10%.
Energieeffizienz der Kondensationsvermeidung: Einsparung an Kälteleistung
Die Vermeidung von Kondensation auf der Eisoberfläche verbessert nicht nur die Eisqualität und Sichtverhältnisse, sondern erhöht auch die Energieeffizienz des Gesamtsystems deutlich.
Die physikalische Grundlage der Energieverluste bei Kondensation: Wenn Feuchte auf der Eisoberfläche kondensiert, wird die Kondensationswärme (2500 kJ/kg) frei, anschließend gefriert das Kondensat und gibt die Kristallisationswärme (335 kJ/kg) ab. Die Summe (2835 kJ/kg Feuchte) belastet die Kälteanlage; diese Wärme muss abgeführt werden, um die Eistemperatur zu halten.
Die quantitative Bewertung der Zusatzlast zeigt: Gelangen 80 kg/h Feuchte in die Arena und kondensieren vollständig auf dem Eis, beträgt die zusätzliche Wärmelast 80 × 2835 / 3600 = 63 kW. Bei einer Kälteanlage mit einem Leistungszahl-Äquivalent von etwa 2,7 (typisch für Eisarenen) bedeutet das einen zusätzlichen Strombedarf von 63 / 2,7 ≈ 23 kW. Bei 10 Betriebsstunden pro Tag sind das 230 kWh täglich, also rund 7000 kWh pro Monat.
Mit einem Entfeuchter, der 60 kg/h Feuchte entfernt, bevor sie das Eis erreicht, verbleiben nur 20 kg/h zur Kondensation. Die Zusatzlast der Kälteanlage sinkt auf 20 × 2835 / 3600 = 16 kW, der Strombedarf auf 6 kW. Die Einsparung beträgt 23 - 6 = 17 kW bzw. 170 kWh pro Tag.
Der Energiehaushalt des Entfeuchters ist gegenzurechnen. Ein Kondensationsentfeuchter verbraucht elektrische Energie für den Verdichter. Der spezifische Verbrauch liegt typischerweise bei etwa 0,6–0,8 kW je 1 kg/h Leistung. Für 60 kg/h ergibt sich ein Verbrauch von etwa 40 kW – mehr als die Einsparung an der Kälteanlage (17 kW). Zu berücksichtigen ist jedoch, dass die Entfeuchterwärme (rund 42 kW bei 60 kg/h) den Heizbedarf der Halle teilweise kompensiert. Soll die Halle bei +12°C gehalten werden, während es außen -10°C hat, reduziert die Entfeuchterwärme den zusätzlichen Heizbedarf.
Die Gesamteinsparung setzt sich aus drei Komponenten zusammen:
- Reduzierter Stromverbrauch der Kälteanlage
- Verringerter Heizbedarf der Halle (Wärme des Entfeuchters)
- Reduzierte Transmissionsverluste durch niedrigere relative Luftfeuchte
Eine detaillierte Energiebilanz muss alle drei Komponenten berücksichtigen und projektspezifisch durchgeführt werden. Richtwert: Die Gesamteinsparung kann je nach Klima und Betriebsweise 20–40% des Entfeuchterverbrauchs betragen.
Zusätzliche Vorteile der Kondensationsvermeidung sind die längere Lebensdauer metallischer Konstruktionen (weniger Korrosion), eine höhere Qualität der Eisoberfläche (keine Unebenheiten durch gefrierendes Kondensat) und bessere Sicht für Sportler und Zuschauer (kein Nebel).
Typische Planungsfehler bei der Auslegung von Feuchteregelungssystemen
Bei der Auslegung von Feuchteregelungssystemen für Eisarenen treten häufig typische Fehler auf, die die Systemeffizienz deutlich beeinträchtigen.
Fehler eins: Unterschätzung der Feuchteabgaben durch Zuschauer bei Großveranstaltungen. Planer kalkulieren oft auf Basis einer mittleren Hallenauslastung (50–60%) und ignorieren Spitzenlasten bei Vollauslastung während Finalspielen oder populären Events. Folge: Der Entfeuchter bewältigt die Spitzenlast nicht, es bildet sich Nebel, die Sicht verschlechtert sich.
Fehler zwei: Ignorieren der Sommer-Infiltration über Tore. Es wird für Winterbedingungen mit trockener Außenluft gerechnet, jedoch nicht für Sommerbedingungen mit hoher Außenfeuchte. Folge: Im Sommer wird beim Öffnen der Tore viel feuchte Luft eingetragen, und der Entfeuchter kann sie nicht schnell genug verarbeiten.
Fehler drei: Fehlende Koordination zwischen Lüftung und Entfeuchtung. Lüftung und Entfeuchtung werden getrennt geplant oder von unterschiedlichen Auftragnehmern ohne Abstimmung umgesetzt. Die Lüftung läuft ganzjährig mit maximaler Zuluft und bringt im Sommer feuchte Außenluft ein, was die Entfeuchterlast erhöht oder eine stabile Regelung unmöglich macht. Folge: Ineffizienter Betrieb beider Systeme, hoher Energieverbrauch, unzureichende Entfeuchtung.
Fehler vier: Kein automatischer Feuchte-Regelkreis und fehlende Systemintegration. Entfeuchter und Lüftung werden manuell oder über separate Timer betrieben, ohne Rückmeldung von Feuchtesensoren. Folge: Nicht optimaler Betrieb, Mehrverbrauch oder unzureichende Entfeuchtung bei wechselnden Bedingungen.
Fehler fünf: Unzureichende Leistungsreserve des Entfeuchters. Die Geräte werden exakt auf die Berechnung ausgelegt, ohne Reserve. Bei höherer Auslastung oder ungünstigem Wetter läuft der Entfeuchter am Limit und schafft es nicht. Folge: Periodisch auftretender Nebel und Kondensation.
Fehler sechs: Falsche Positionierung von Luftansaugung und -ausblas des Entfeuchters. Der Ansaug befindet sich in der unteren Hallenzone nahe dem Eis, wo die Luft kälter und trockener ist, der Ausblas in derselben Zone. Folge: Kurzschlusszirkulation, der Entfeuchter verarbeitet Luft aus der unteren Grenzschicht, die bereits kalt und trocken ist, statt die warme, feuchte Luft aus der oberen Zone zu beeinflussen.
Fehler sieben: Ignorieren der Feuchteabgaben der Eisbearbeitungsmaschine. Planer berücksichtigen die intensive Verdunstung des heißen Wassers beim Fluten nicht oder halten sie für unbedeutend. Folge: Nach dem Einsatz des Resurfacers steigt die Luftfeuchte sprunghaft, es bildet sich Nebel, der 30–60 Minuten anhält, bis eine schrittweise Entfeuchtung erfolgt.
Grenzen standardisierter Ansätze: Wann die Methodik angepasst werden muss
Standardmethoden zur Auslegung von Entfeuchtungssystemen für Eisarenen haben gewisse Grenzen und müssen in einigen Fällen angepasst werden.
Sehr niedrige Eistemperaturen. Für Eisschnelllauf kann die Eistemperatur auf -10°C oder darunter sinken, um maximale Härte zu erreichen. Bei solchen Temperaturen steigt die Differenz zwischen Eistemperatur und Taupunkt, die Kondensationsintensität nimmt zu. Standardberechnungen können die benötigte Leistung unterschätzen. Korrektur: Berechnete Entfeuchterleistung um 30–50% erhöhen oder den Ziel-Feuchtegehalt auf 2,5–3 g/kg statt typischer 3,5–4 g/kg senken.
Arenen mit offenen Dachkonstruktionen oder großer Verglasung. Ältere oder untypische Gebäude können neben dem Eis große kalte Flächen aufweisen, auf denen ebenfalls Feuchte kondensiert (ungedämmtes Dach, große Fenster im Winter). Die Standardmethode berücksichtigt nur Kondensation auf dem Eis. Korrektur: Zusätzliche Kondensation an anderen kalten Flächen analog berechnen und in die Gesamtbilanz aufnehmen.
Multifunktionale Hallen mit Transformation. Wird die Halle sowohl als Eisarena als auch als Konzert- oder Sporthalle genutzt (das Eis wird abgedeckt), ändert sich der Feuchtemodus stark. Ohne Eis entfällt die kalte Oberfläche, der Entfeuchtungsbedarf sinkt oder entfällt. Ein Entfeuchter mit konstanter Leistung ist ineffizient. Korrektur: Stufige oder stufenlose Leistungsregelung vorsehen, inklusive Möglichkeit zur vollständigen Abschaltung im Modus ohne Eis.
Ältere Gebäude mit hoher Luftundichtheit. Alte Bauwerke können große Infiltrationen durch Leckagen in der Gebäudehülle, alte Fenster und Türen aufweisen. Der berechnete Feuchtezutritt durch Infiltration kann deutlich unterschätzt sein. Korrektur: Luftdichtheitsprüfung des Gebäudes durchführen, Infiltrationsrechnung anpassen. Ggf. zuerst die Gebäudehülle verbessern und danach den Entfeuchter auslegen.
Regionen mit extrem feuchtem Klima. In tropischen oder subtropischen Regionen kann die Außenluft im Sommer 18–22 g/kg Feuchtegehalt haben. Selbst geringe Infiltration oder Zuluft bringt enorme Feuchtemengen ein, Lüftung hilft überhaupt nicht bei der Abfuhr, vollständige Umluft über den Entfeuchter ist erforderlich. Standardmethoden unterschätzen den Umfang des Problems. Korrektur: Außenluftzufuhr auf das absolute Hygieneminimum reduzieren, zusätzliche Entfeuchterleistung vorsehen, Einsatz von Adsorptionsentfeuchtern prüfen (bei hohen Außentemperaturen effizienter).
Normative Grenzwerte für die Luftfeuchte. Manche Regionen oder Normen schreiben eine minimale relative Luftfeuchte für den Zuschauerkomfort vor (z. B. nicht unter 30–35%). Bei +12°C Hallenluft und 30% r.F. beträgt der Feuchtegehalt etwa 2,5 g/kg, der Taupunkt ca. -10°C. Bei -5°C Eistemperatur ist ein Sicherheitsabstand von 5°C ausreichend. Verlangt die Norm jedoch 40% r.F., steigt der Feuchtegehalt auf 3,5 g/kg, der Taupunkt auf -4°C, der Abstand beträgt nur 1°C – Kondensation ist möglich. Korrektur: Mit den Normgebern eine Absenkung der relativen Feuchte für Eisarenen abstimmen oder die Hallenlufttemperatur erhöhen, um den Abstand zu vergrößern.
Häufige Fragen (FAQ)
Kann man den Entfeuchter durch höhere Lüftungsleistung ersetzen?
Das hängt vom Feuchtegehalt der Außenluft ab. Ist dieser niedriger als der interne Zielwert (typisch im Winter: Außen 1–2 g/kg, innen Ziel 3,5–4 g/kg), hilft eine Erhöhung der Zuluft bei der Feuchteabfuhr. Die erforderlichen Luftvolumenströme können jedoch sehr groß werden.
Zahlenbeispiel: Es sollen 60 kg/h Feuchte abgeführt werden. Hat die Außenluft 1,5 g/kg und die Innenluft 6 g/kg, beträgt die Differenz 4,5 g/kg. Für die Abfuhr von 60 kg/h ist ein Zuluftstrom von 60 / (4,5 / 1000) / 1,2 = 11111 m³/h erforderlich. Bei einem Hallenvolumen von 15000 m³ entspricht das einer Luftwechselrate von 11111 / 15000 = 0,74 h⁻¹ – recht viel. Dieses große Zuluftvolumen müsste zudem von -10°C auf +12°C erwärmt werden, was etwa 82 kW Heizleistung erfordert. Das ist teuer.
Im Sommer, wenn der Außen-Feuchtegehalt höher als innen ist, verschlechtert eine höhere Zuluft die Situation grundsätzlich. Ein Entfeuchter ist daher ein unverzichtbarer Systembestandteil.
Wie hoch ist die optimale relative Luftfeuchte in der Eisarena?
Die Frage ist missverständlich. Optimal ist nicht die relative Feuchte, sondern der Feuchtegehalt. Die relative Feuchte hängt von der Lufttemperatur ab und bestimmt Kondensation nicht eindeutig. Kriterium zur Vermeidung von Kondensation ist die Taupunkttemperatur.
Algorithmus zur Bestimmung des optimalen Feuchtegehalts:
- Eistemperatur, z. B. -5°C
- Taupunkt sollte mindestens 2–3°C darunter liegen, also -7°C bis -8°C
- Hallenlufttemperatur, z. B. +12°C
- Aus dem psychrometrischen Diagramm für +12°C und Taupunkt -8°C ergibt sich ein Feuchtegehalt von etwa 3,5 g/kg
- Die relative Feuchte beträgt dabei etwa 33%
Wird die Hallentemperatur bei gleichem Feuchtegehalt von 3,5 g/kg auf +15°C erhöht, sinkt die relative Feuchte auf etwa 28%, der Taupunkt bleibt jedoch bei -8°C – die Kondensationsvermeidung ist weiterhin erfüllt. Daher ist der optimale Parameter der Feuchtegehalt von 3–4 g/kg, nicht die relative Feuchte.
Wie lange dauert die Entfeuchtung der Halle nach einer Großveranstaltung?
Das hängt vom entstandenen Feuchteüberschuss, der Entfeuchterleistung und dem Hallenvolumen ab. Vorgehensweise: Überschüssigen Feuchtegehalt und das zu behandelnde Luftvolumen berechnen.
Zahlenbeispiel: Hallenvolumen 15000 m³, Luftdichte 1,2 kg/m³, Luftmasse 18000 kg. Nach der Veranstaltung stieg der Feuchtegehalt vom Zielwert 3,5 g/kg auf 6 g/kg, Überschuss – 2,5 g/kg. Überschüssige Feuchtemasse: 18000 × 2,5 / 1000 = 45 kg.
Hat der Entfeuchter 60 kg/h Leistung und arbeitet ausschließlich auf die Feuchtereduzierung (keine neuen Feuchteeinträge), beträgt die Entfeuchtungszeit: 45 / 60 = 0,75 Stunden, also 45 Minuten.
In der Praxis wird nicht das gesamte Hallenvolumen in einem Durchgang behandelt; der Entfeuchter arbeitet im Umluftbetrieb. Die Wirksamkeit hängt von der Durchmischung ab. Bei einer Umluft-Umwälzung von 1 Hallenvolumen pro Stunde können 1,5–2 Stunden erforderlich sein.
Beeinflusst die Eisnutzung (Hockey, Eiskunstlauf, Curling) die Entfeuchterauswahl?
Ja, aber indirekt – über die Eistemperatur. Eishockey benötigt hartes Eis mit ca. -5°C, Eiskunstlauf weicheres Eis bei etwa -3...-4°C für besseren Kantenhalt, Curling sehr spezielles, gepickeltes Eis bei etwa -5...-7°C.
Niedrigere Eistemperaturen bedeuten eine größere Differenz zum Taupunkt, intensivere Kondensation und die Notwendigkeit eines niedrigeren Ziel-Feuchtegehalts. Für Curling bei -6°C Eistemperatur sollte der Taupunkt bei etwa -9°C liegen, was bei +12°C Hallentemperatur einem Feuchtegehalt von ca. 3 g/kg entspricht. Für Eiskunstlauf bei -3°C Eistemperatur liegt der Ziel-Taupunkt bei -6°C, der Feuchtegehalt bei etwa 4 g/kg.
Daraus folgt: Für Curling ist eine höhere Entfeuchterleistung (oder geringere Feuchteabgaben) erforderlich als für Eiskunstlauf – bei sonst gleichen Bedingungen.
Wie wirkt sich die Aktivität der Zuschauer auf die Feuchteabgabe aus?
Der Aktivitätsgrad der Zuschauer beeinflusst die Feuchteabgabe deutlich. In Ruhe gibt ein Erwachsener etwa 50 g/h ab, bei höherer Aktivität (Applaus, Aufstehen, emotionale Reaktionen) kann dieser Wert auf 70–90 g/h steigen.
Bei Veranstaltungen mit hoher emotionaler Beteiligung (Finalspiele, Derbys) können die Feuchteabgaben um 30–40% gegenüber normalen Spielen zunehmen. Für eine Arena mit 1000 Zuschauern kann das eine Erhöhung von 50 kg/h auf 65–70 kg/h bedeuten.
Bei der Auslegung des Entfeuchters empfiehlt es sich, einen Zuschauer-Aktivitätsfaktor zu berücksichtigen, abhängig vom Veranstaltungstyp: für Trainings und normale Spiele – 1,0; für wichtige Spiele – 1,2; für Finals und Derbys – 1,3–1,4. So lassen sich Spitzenlasten korrekt prognostizieren und Nebelbildung in entscheidenden Momenten vermeiden.
Schlussfolgerungen
Die Feuchtekontrolle in Eisarenen ist eine kritische Ingenieursaufgabe, die aufgrund der saisonal wechselnden Außenluftfeuchte nicht allein durch Lüftung lösbar ist. Der Schlüsselparameter ist nicht die relative Feuchte, sondern der Feuchtegehalt der Luft und die Taupunkttemperatur. Der Taupunkt muss mindestens 2–3°C unter der Eistemperatur liegen, um Kondensation zuverlässig zu verhindern.
Die Auswahl des Entfeuchters basiert auf der Feuchtebilanz. Alle Feuchtequellen (Zuschauer, Eisbearbeitungsmaschine, Infiltration, Duschen) sind zu berechnen, der Lüftungsbeitrag zur Feuchteabfuhr je nach Saison zu bewerten und das Defizit mit einem Entfeuchter samt 20–30% Leistungsreserve zu decken.
Entfeuchter und Lüftung müssen koordiniert arbeiten, nicht als konkurrierende Systeme. Im Winter hilft die Lüftung bei der Feuchteabfuhr, im Sommer trägt der Entfeuchter im Umluftbetrieb die Hauptlast. Die Entfeuchterwärme kompensiert den Heizbedarf teilweise, und die Kondensationsvermeidung reduziert die Last der Kälteanlage. Eine detaillierte Energiebilanz kann eine Gesamteinsparung von 20–40% des Entfeuchterverbrauchs zeigen.
Typische Planungsfehler (Unterschätzung von Spitzen-Feuchteabgaben, Ignorieren sommerlicher Infiltration, fehlende Systemkoordination) führen zu Nebel, Korrosion und erhöhtem Energieverbrauch. Standardansätze sind für Extremfälle anzupassen: sehr niedrige Eistemperaturen, alte Gebäude mit hoher Infiltration, feuchtes Klima.
Planenden Ingenieurinnen und Ingenieuren ist zu empfehlen, eine detaillierte Feuchtebilanz für alle Jahreszeiten und Betriebsmodi zu erstellen, Leistungsreserven für den Entfeuchter vorzusehen, eine automatische Koordination von Lüftung und Entfeuchtung auf Basis von Feuchtesensoren zu gewährleisten und die Energieeffizienz ganzheitlich zu betrachten (Kälteversorgung + Heizung + Entfeuchtung).
Alle in diesem Artikel verwendeten Zahlenwerte sind ingenieurtechnische Richtgrößen, abhängig von den konkreten Projektbedingungen, und bei der realen Planung zu präzisieren.
