Kontrollierte Wohnraumlüftung


Kontrollierte Wohnraumlüftung
Lüftungsein- bzw. auslässe

Eine kontrollierte Wohnraumlüftung (Abk.: KWL) ist ein System zur definierten Be- und Entlüftung von Wohnungen. Oft entzieht ein Wärmetauscher Wärme aus der Abluft und heizt damit die Zuluft vor. Es gibt verschiedene Systeme der kontrollierten Wohnraumlüftung, die sich zum einen unterscheiden durch Einzelgeräte und Zentralgeräte und zum anderen nach dem Funktionsprinzip (Abluftsystem, Zuluftsystem, Zu- und Abluftsystem, mit und ohne Wärmerückgewinnung, mit Wärmepumpe).[1]

KWL kann auch dem Schallschutz dienen: wer z.B. wegen Verkehrslärm nicht bei offenem Fenster schlafen kann, kann sein Schlafzimmer mittels KWL be- und entlüften.

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines

Als etwa ab dem Jahr 2000 Passivhäuser bewohnt wurden, zeigte sich:

  • die 'Gebäudehülle' dieser Häuser ist so luftdicht isoliert, dass im Gebäude entstandene Feuchtigkeit (durch Ausatmen, Schwitzen, Kochen, duschen u.ä.) und Gerüche (Kochen, WC) nicht mehr in hinreichendem Maße durch Fugen (an den Rahmen von Fenstern und Türen, an Rolladenkästen, durch Kellerfenster u.ä.) nach draußen gelangten und dass umgekehrt zu wenig Außenluft ("Frischluft") ins Haus hinein gelangte. Nicht selten bildete sich in Feuchträumen, speziell im Bad, Schimmel.
  • wer regelmäßig lüftete, brauchte eine Heizung, weil beim Lüften Warmluft verloren ging. Es kam der Wunsch bzw. die Idee auf, die Be- und Entlüftung von Häusern zu automatisieren bzw. mit einem zentralen Wärmetauscher der Innenluft vor dem Hinauspusten Wärme zu entziehen und diese der angesaugten Luft vor dem Hineinleiten in die Räume zuzuführen ("Wärmerückgewinnung"). Eine elektronische Regelung steuert, wann wieviel Luft ausgetauscht wird. Das Lüften wird dadurch - anders als beim Lüften per Fenster - unabhängig von Windgeschwindigkeit und -richtung sowie unabhängig von der Temperaturdifferenz zwischen drinnen und draußen. So kam es zu dem Begriff kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL). Die Luft wird vor dem Hineinleiten in die Räume gefiltert; so wird auch verhindert, dass Fluginsekten mit der Luft ins Haus gelangen.

Je höher der Wirkungsgrad des Wärmetauschers, desto weniger Wärmeenergie wird dem Gebäudeinneren entzogen. Die kontrollierte Wohnraumlüftung soll sicherstellen, dass überschüssige Luftfeuchtigkeit, Luftschadstoffe – etwa Kohlenstoffdioxid – abtransportiert werden.

Die meisten Passivhäuser haben eine KWL; die Bestimmungen der EnEV 2012 werden voraussichtlich (Stand August 2011) dazu führen, dass Neubauten ab 1. Januar 2012 nur noch dann eine Baugenehmigung bekommen, wenn sie eine KWL enthalten.

Wie luftdicht eine Gebäudehülle ist, kann man durch einen 'Blower-Door-Test' ermitteln. In vielen Altbauten bewirken alte Fenster und Türen, dass - gerade bei Wind und/oder Kälte - der Luftaustausch zwischen drinnen und draußen hoch ist. Neue Fenster haben zwei oder drei Dichtungsebenen.

Installationsmöglichkeit

Konntrollierte Wohnraumlüftungen arbeiten nahezu geräuschlos. Die Lüftungsleitungen werden meist im Fußbodenaufbau unter dem Estrich installiert. Vertikalleitungen können in gewöhnlichen Installationsschächten, senkrechten Wandaussparungen und eventuell in Kabelschächten oder in einfachen Zwischenwänden (z. B.: aus Gipskarton) verlegt werden.

Unterscheidung nach Aufbau

Man unterscheidet zwischen zentralen und dezentralen Anlagen sowie zwischen nachgerüsteten und Neubau-Anlagen.

  • Zentrale Anlagen haben zwei Ausgänge und zwei Eingänge (Fortluft, Luft die nach außen geführt wird, Außenluft wird von außen zugeführt, Abluft wird aus den Wohnräumen abgesaugt, und Zuluft den Wohnräumen zugeführt). Zentrale Anlagen sind aufwändiger, denn die Lüftungskanäle müssen von den Wohnräumen zur Anlage geführt werden. Es kommen zwei Umluftarten zum Einsatz:
    • Bei der einfacheren Variante 1 werden üblicherweise Küche, Bad und WC an die Abluftkanäle, Schlaf- und Wohnräume an die Zuluftkanäle angeschlossen. Türen oder Lüftungsschlitze sorgen dafür, dass die Luft innerhalb der Wohnung gleichmäßig zirkulieren kann.
    • Bei Variante 2 ist jeder Raum einzeln regulierbar; jeder hat einen eigenen Zuluft- und einen Abluftkanal.
  • Dezentrale Anlagen eignen sich besonders für die Nachrüstung einzelner Räume, in denen besondere Lüftungsprobleme bestehen (z.B. Bad, Küche, WC). Sinnvoll ist der Einsatz zum Beispiel in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit und Wärmebrücken an der Außenwand, in Küchen oder anderen Räumen mit regelmäßiger starker Luftverschmutzung wie zum Beispiel in Raucherzimmern. Da dezentrale Lüftungsgeräte nur in einzelnen Räumen angebracht werden, eignen sie sich auch für den nachträglichen Einbau in bestehenden Gebäuden. Oft werden sie neben dem Fenster oder im Bereich der Fensterbank montiert.

Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung

Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung (Zentraleinheit)

Die Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung nach transportierten m³/Stunde ist notwendig, um einen Mindestluftwechsel in den Rüumen zu gewährleisten. Die Auslegung ist vor allem für programmgeführte Anlagen notwendig, da sie die aktuelle Schadstoffkonzentrationen in den Räumen nicht ausreichend genau messen oder die Außenluftzufuhr nicht regeln können. Die Auslegung hat das Ziel, einen ausreichend erscheinenden Wert (oder mehrere Werte mit groben Abstufungen) für die Frischluftzufuhr zu definieren. Diese Luftmengen werden dann unabhängig von der tatsächlichen Sachlage den Räumen zugeführt.

Als hygienisch notwendig werden etwa 30 m³ Luftmenge pro Person und Stunde angesehen [2]. Bei vier dauernd anwesenden Personen müssten also etwa 120 m³ pro Stunde ausgetauscht werden; dies entspricht bei 200 m² Wohnfläche und einem Gebäudevolumen von 500 m³ einer Luftwechselrate von 0,2–0,3 h−1.

Bewährt hat sich ein Mindestluftwechsel von 0,3 bis 0,5 h−1, pro Stunde wird also ein Drittel bis die Hälfte in einem Raum vorhandene Luftmenge ausgetauscht. Je größer die Wohnnutzfläche und je geringer die Anzahl der anwesenden Personen, desto geringer kann der Mindestluftwechsel ausfallen. Wenn eine Anlage mit Erdwärmeübertragern im Sommer zur Klimatisierung eingesetzt wird, sind grundsätzlich höhere Luftwechselraten anzustreben. Wird die Anlage im Winter mit zu hohem Luftwechsel betrieben kann es zu einer Austrocknung der Luft in den Wohnräumen führen, welcher durch Anlagen mit Luftfeuchteausgleich verhindert werden kann.

Für die Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung gibt es unterschiedliche Normen und Empfehlungen. Dazu zählen die ÖNORM H 6038:2006, die EN 15251, die DIN 1946-6:2009, die SIA 382/1, sowie Empfehlungen des Passivhausinstituts oder von komfortlüftung.at.[3].

Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung nach ÖNORM H6038

In der ÖNORM H6038 sind 3 Auslegungsarten definiert - die jeweils höchste Auslegung ist anzuwenden:

  1. Nach Raumarten: Badezimmer, auch mit WC benötigen 40 m³/h, eigenständige WC Räume 20 m³/h, Abstellräume 10 m³/h, Kochnischen und Küchen 40 m³/h. Damit sind kontrollierte Wohnraumlüftungen nicht für den Dunstabzug geeignet (Dunstabzugshauben benötigen je nach Größe der Küche zwischen 100 und 600 m³/h [4])
  2. Nach Personen: Als Mindestaußenluftvolumenstrom gilt 36 m³/h je Person
  3. Nach Luftwechsel: Der erforderliche Mindestluftvolumenstrom errechnet sich mittels der folgenden Formel:

Mindestluftvolumenstrom in m³/h = Wohnnutzfläche in m² * lichte Raumhöhe in Meter * Mindestluftwechsel (wobei der Mindestluftwechsel bei 0,5 liegen sollte und bei mehr als 150 m² Wohnnutzfläche bis auf den 0,3 Wert verringert werden darf)

Aktiv- und Passivlüftung

Um die Luft von Außen vorzuwärmen (im Winter) bzw. vorzukühlen (Sommer), kann diese über den Erdboden entsprechend aufgewärmt oder abgekühlt werden. Man spricht dabei von einer Passivlüftung. Wird zur zusätzlichen Heizung und Kühlung wird eine Wärmepumpe in den Luftkreislauf eingebunden, so spricht man von einer Aktivlüftung. Dadurch wird die kontrollierte Wohnraumlüftung zusätzlich zur Warmluftheizung; man heizt mit Strom (es sei denn die Wärmepumpe wird mittels Gas betrieben). Siehe auch Erntefaktor.

Passivlüftung

Zur Luftvorwärmung kann ein Erdwärmeübertrager vorgeschaltet werden. Hierzu wird ein Rohr in etwa 1,5 bis 2 m Tiefe unterirdisch verlegt, das die Zuluft im Winter vorwärmt und im Sommer vorkühlt. Damit kann ohne zusätzliche Vorheizung eine Vereisung des Wärmerückgewinnungsgerätes vermindert werden. Diese sollten aus hygienischen Gründen nicht als Luft-Erdwärmetauscher eingebaut werden. Ein Sole Erdwärmetauscher besitzt einen Wärmetauscher im Kreislauf und die Frischluft wird kurze Wege geführt. Gleichwohl ist auch dieser Wärmetauscher, wie alle Komponenten der Lüftungsanlage, peinlichst sauber zu halten. Die Wärmeübertragung vom Erdreich auf die Lüftung erfolgt mittels einer im Erdreich verlegten, sog. Sole Leitung, es handelt sich schlicht um eine Wasserleitung aus Kunststoff und Sole bezeichnet ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel. Dieses wird durch eine Umwälzpumpe, analog zur Warmwasserheizung, zwischen Wärmetauscher in der Frischluft und dem Erdreich umgewälzt und überträgt somit einen Teil der Wärme aus der Frischluft (Sommerfall: Kühlung der Zuluft) auf das Erdreich oder entnimmt im Winter dem Erdreich Wärme um die Frischluft vor dem Wärmetauscher zu erwärmen und ein Vereisen des Gerätes ohne elektrische Beheizung zu verhindern.

Der winterliche Frostschutz der Lüftungsanlage kann, sofern diese nicht zu Heizzwecken verwendet wird, auch sehr gut über einen intermittierenden Betrieb sichergestellt werden. Dies ist die energieeffizienteste Variante.

Empfindliche Menschen können einen Pollen- & Feinstaubfilter sowie eine Feuchterückgewinnung als Option wählen, bei einzelnen Geräten, verschiedener Hersteller.

Aktivlüftung

Die sehr geringe Heizlast eines Passivhauses erlaubt eine Beheizung ausschließlich über die Lüftungsanlage. Dies erfolgt häufig über einen Wasser-Luft-Wärmeüberträger, ein elektrisches Nachheizregister oder eine integrierte Wärmepumpe. Die Zuluft darf dabei nicht über 57 °C aufgeheizt werden, da es sonst zu einer Geruchsbelästigung durch Staubverschwelung kommen kann. Somit kann die maximale Heizleistung nur durch einen höheren Volumenstrom gesteigert werden, was Nachteile wie Geräusche, Austrocknung und Zugerscheinungen mit sich bringen kann.

In einem richtig ausgeführten Passivhaus ist die maximale Heizlast immer, also auch im Winter, mit der hygienischen Luftwechselrate von 0,4/h (hoch-1) erreichbar. Diese besagt, dass zur Abfuhr der entstehenden Feuchtemengen im Objekt, eine Luftabfuhr und Luftzufuhr von 40 % des Gebäudevolumens erfolgen muss. D.h. ein Objekt mit 1000 m³ zu belüftendem Volumen wird mit einem Zuluftvolumenstrom von 400 m³/h und einem Abluftvolumenstrom von 400 m²/h belüftet.

Vorteile

  • Durch den Einsatz einer Wärmerückgewinnung wird die Außenluft durch die Abluft im Winter vorgeheizt, im Sommer vorgekühlt. Bei Rückwärmzahlen von 60-80% ist der Lüftungswärmeverlust nur ein Bruchteil, verglichen mit der Fensterlüftung oder dem Betrieb ohne eine Wärmerückgewinnung (WRG).
  • Gefilterte Außenluft mit Luftfilter (Feinstaub, Pollen, etc.)
  • Abtransport von Schadstoffen und Gerüchen (CO2, Luftfeuchte, Ausdünstung, etc.)
  • Stark geminderte Gefahr von Schimmelbildung im Wohnraum
  • Gehemmtes Hausstaubmilbenwachstum
  • Bei Außenlärmbelastung können die Fenster bei gleichzeitiger Frischluftversorgung geschlossen bleiben
  • Kühlung und leichte Entfeuchtung der Außenluft im Sommer, sowie Vorwärmung der Luft im Winter mit Erdwärmetauscher – eine KWL ist zwar keine Klimaanlage, dennoch kann sie im Sommer die Raumtemperatur leicht absenken und die Zuluft etwas entfeuchten, was als sehr erfrischend empfunden wird, - vor allem wenn gerade schwüles Sommerwetter herrscht, oder bei starken Temperaturschwankungen im Winter

Nachteile

  • Bei Systemen ohne Befeuchtung im Winter zu trockene Luft bei Betrieb mit zu hohen Luftwechselraten (wie Fensterlüftung)
  • Regelmäßige Wartung des Filtersystems und zumindest der Abluftleitungen notwendig
  • Bei Dauerbetrieb ist der Stromverbrauch des jeweiligen Systems zu berücksichtigen
  • Lüftungsgeräusche bei schlechter Schalldämmung
  • Obwohl heute Anlagen mit einem Wirkungsgrad von über 90 % auf dem Markt sind, ist die propagierte Energieersparnis nicht unbedingt gegeben, denn die Wärmeverluste können bei hohen Luftwechselraten höher sein im Vergleich zur traditionellen Fensterlüftung, die etwa eine Luftwechselrate von 0,1–0,2 h−1 zusätzlich zu den Gebäudeundichtigkeiten bedeutet.

Mögliche Probleme

Waren vorher bei mangelnder Lüftung oft Probleme mit zu hoher Luftfeuchtigkeit und dadurch mögliches Auftreten von Schimmel vorhanden, so beobachtet man heute in den Wintermonaten Raumluft mit relativer Luftfeuchte von weniger als 30 %rF. Grund dafür ist, dass die angesaugte kalte Außenluft nach der Erwärmung eine sehr niedrige relative Luftfeuchte besitzt. Dagegen kann man Luftbefeuchter einsetzen; diese bringen mittels Verdunstung oder Verdampfung Feuchtigkeit in die Luft. Technisch aufwändigere KWL-Anlagen beinhalten eine Luftbefeuchtung. Diese kann mikrobiell verkeimen; Verdunster an Heizkörpern können ebenfalls mikrobiell verkeimen. Es gibt KWL-Anlagen, die neben der Wärme auch die Luftfeuchtigkeit zurückgewinnen. (siehe auch Hauptartikel Wärmerückgewinnung)

Bei mangelhafter Ausführung oder Betrieb auf (zu) hoher Stufe kann der Austritt der Zuluft aus den Austrittsöffnungen Zugluft und/oder Strömungsgeräusche verursachen.

EnEV 2012

Die EnEV 2012 wird voraussichtlich dazu führen, dass alle Neubauten mit einer KWL ausgerüstet werden.[5]

Die DIN V 18599 Teil 6 wird derzeit (August 2011) aktualisiert und erweitert.[6]

Siehe auch

Literatur

Quellen

  1. http://www.kwl-info.de/Kontrollierte_Wohnungslueftung/Die_Technik/die_technik.html
  2. [http://www.iwu.de/fileadmin/user_upload/dateien/energie/espi/espi9.pdf Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz - Kontrollierte Wohnungslüftung
  3. Komfortlüftung.at - Luftmengenempfehlungen
  4. Leistung Dunstabzugshauben
  5. http://praxis.enev-online.de Lüftung: Technik für Neubau und Bestands-Sanierung.
  6. VFW - Bundesverband für Wohnungslüftung e.V., Fachzeitschrift zur Wohnungslüftung, Ausgabe Juli 2011 PDF

Weblinks


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