Lüftung

Raumentlüftung

Lüftung oder Lüften bezeichnet die Erneuerung der Raumluft durch den Austausch von Luft zwischen Außen- und Innenräumen in Bauwerken. Der häufigste Grund für das Lüften von Räumen ist die Abführung unerwünschter Stoffe aus der Innenraumluft. Der Luftwechsel durch Öffnungen kann auf natürliche Weise durch thermische Konvektion und Winddruck oder durch maschinelle Lüftung erfolgen. Zur Auslegung des zum Anwendungsfall passenden Mindestluftwechsels können bzw. müssen verschiedene Normen und Richtlinien herangezogen werden. Die Art und Effizienz der Lüftung bestimmen, insbesondere bei überdurchschnittlich hohen oder niedrigen Außentemperaturen, maßgeblich die Behaglichkeit der Raumnutzer sowie den Energieverbrauch von Heizungs- und Klimaanlagen.

Gründe für das LüftenBearbeiten

Aufgabe der Luftung ist es, die gewünschten Raumluftbedingungen herzustellen. Je nach Bedarf (in Abhängigkeit von der Nutzung des Gebäudes) erfüllt die Lüftung verschiedene Funktionen:

  • Außenluftversorgung: z. B. zum Ausgleichen des Sauerstoffgehalts der Innenluft
  • Luftreinhaltung: z. B. zum Abführen von Schadstoffen in Raucherräumen
  • Abfuhr von Wärme (thermischer Last)
  • Abfuhr von Feuchtigkeit (Feuchtelast)
  • Schutzdruckhaltung: z. B. Reinraum mit Überdruck oder Sicherheitslabor mit Unterdruck
  • Verbrennungsluftzufuhr: z. B. Räume mit Ofen, Kamin oder Gasgeräten, die auf eine Verbrennungsluftzufuhr aus dem Aufstellraum angewiesen sind

KohlendioxidBearbeiten

Die Voraussetzung für aeroben Lebens ist elementarer Sauerstoff (O2). Im Gegenzug zur Aufnahme von Sauerstoff wird von den Lebewesen Kohlenstoffdioxid (CO2) produziert. Menschen empfinden in diesem Zusammenhang eine erhöhte CO2-Konzentrationen eher als unangenehm als die entsprechende O2-Abnahme.[1] In den in Deutschland geltenden Technischen Regeln für Arbeitsstätten heißt es hierzu: „Erfahrungsgemäß hat eine erhöhte CO2-Konzentration einen negativen Einfluss auf die Aufmerksamkeitsleistung.“ Als obere Grenze, bis zu der keine Maßnahmen notwendig sind, wird in diesem Dokument (ASR A3.6.) eine CO2-Konzentration von 1000 ppm genannt.[2] Dieser Grenzwert wurde schon von Max von Pettenkofer vorgeschlagen und heißt nach ihm die "Pettenkofer-Zahl".[3]

Die CO2-Konzentration lässt sich messtechnisch erfassen. Messgeräte können maschinelle Lüftungsanlagen entsprechend regeln oder über ein Display den Nutzer an die Notwendigkeit einer manuellen Lüftung erinnern. Eine Alternative hierzu bietet eine kostenfrei erhältliche CO2-App der IFA. Diese verspricht die CO2-Konzentration in Räumen zu berechnen. Die App basiert nach Angaben der IFA auf den Ergebnissen einer Studie zur CO2-Messung in Schulen und ist auch im Bürobereich einsetzbar. Die Beschreibung der App nimmt auch Bezug auf die in der ASR A3.6 benannten Grenzwerte.[4]

LuftfeuchtigkeitBearbeiten

Durch Wassereintrag über die Luft kann die Bausubstanz beschädigt werden. Zudem kann es durch Schimmelpilze zur gesundheitlichen Beeinträchtigung der Raumnutzer kommen. Im Regelfall besteht die Gefahr von Schimmelbildung, wenn die Luftfeuchte lokal über einen längeren Zeitraum bei 80 % oder darüber liegt.[5] Ausnahmen bilden Räume mit spezieller Nutzung wie zum Beispiel Dampfbäder oder Schwimmhallen. Ein anderes Problem ist eine zu geringe Feuchtigkeit in der Luft, die ebenso zur Beeinträchtigung der Behaglichkeit und der Gesundheit der Raumnutzer führen kann. Daher sollte die Luftfeuchtigkeit in von Menschen genutzten, konventionellen Bauwerken in engen Grenzen gehalten werden.[6]

Richtwerte für relative Luftfeuchtigkeit in Abhängigkeit zur Nutzung[7]
Nutzung relative Luftf. [%] Temp. [°C]
Wohnräume 40–60 20–22
Büroräume 50–60 20
Hörsäle 60 20
Gaststätten 55 20

Der Körper eines nicht körperlich tätigen, erwachsenen Menschen gibt stündlich 35 bis 40 g Wasser über den Atem und die Haut an die Raumluft ab, also knapp einen Liter pro Tag.[8][9] Beim Trocknen von 4,5 kg geschleuderter Wäsche kann von einer Feuchtigkeitsabgabe von 1 bis 1,5 Liter Wasser ausgegangen werden. Durch ein warmes (Dusch-)Bad entsteht pro Person und Tag etwa 0,5 bis 1 Liter Wasserdampf. Ungefähr die gleiche Menge kommt beim Kochen und Backen sowie durch die Verdunstung von Zimmerpflanzen jeweils noch einmal dazu. In einem Vierpersonenhaushalt werden so täglich insgesamt rund 8 bis 15 Liter Wasser an die Raumluft abgegeben.[10]

Da kalte Luft weniger Feuchtigkeit aufnehmen kann als warme, ist der Feuchtigkeitsgehalt von kalter Außenluft niedriger als derjenige der Innenluft (auch wenn die relative Luftfeuchtigkeit gleich hoch sein sollte). Je kälter die Außenluft, desto trockener ist sie also und kann entsprechend große Feuchtigkeitsmengen aufnehmen, wenn sie beim Lüften auf die warme Raumluft trifft.[5] Diesen Zusammenhang stellt das sogenannte hx-Diagramm graphisch dar. Es wird zur Ermittlung des Sättigungsgrades der Luft mit Feuchtigkeit herangezogen und zeigt dem Planer, welchen Wassergehalt die Luft bei welcher Temperatur aufnehmen kann.[7]

Umweltbedingte Probleme beim LüftenBearbeiten

Höhere Außen- als InnentemperaturBearbeiten

Wenn die Außentemperaturen höher liegen als die Innenraumtemperatur, so kann die Lüftung zu einer Feuchteanreicherung im Gebäude führen. Dies ist jedenfalls dann der Fall, wenn die Feuchtigkeit der Außenluft so hoch ist, dass sich beim Kontakt mit den kühleren Oberflächen des Innenraums Kondensat bildet.

Der unerwünschte Feuchtetransport von außen nach innen tritt auf:

  • ganzjährig im feucht-heißen tropischen Klima
  • im Sommer beim Belüften von Kellern
  • wenn sich im Frühjahr unbeheizte Gebäude mit massiven Böden, Decken und Wänden langsamer aufwärmen als die Umgebung
    • Gebäude in sehr massiver Bauweise wie Kirchen und Bunker sind auch im Sommer innen noch kälter als die Umgebung
  • in allen anderen Gebäuden, wenn die Außentemperaturen in der warmen Jahreszeit tagsüber stark ansteigen.

Das entstehende Kondensat macht sich besonders in ungedämmten Kellerräumen bemerkbar, deren Temperaturen in der Regel ganzjährig zwischen 8 und 15 °C und somit tagsüber oft unter der Temperatur der Außenluft liegen.

Werden kalte Kellerräume im Sommer tagsüber belüftet, so können sich erhebliche Tauwassermengen an den kalten Oberflächen niederschlagen und ebenso zur Durchfeuchtung der Kellerwände beitragen wie aufsteigende Bodenfeuchte. Nur eine Belüftung im Winter oder eine Lüftungssteuerung, welche die Temperaturen oder den Feuchtegehalt der Luft im Außen- und Innenraum berücksichtigt, kann Kellerräume zuverlässig entfeuchten.[11][12]

Wenn eine angepasste manuelle Lüftung nicht gewährleistet werden kann, so empfiehlt sich die Installation von Lüftungsgeräten (oft als Rohrlüfter angeboten) mit einer Regelung, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Außen- und Innenraum misst und die Belüftung nur dann vornimmt, wenn dabei kein Feuchtigkeitseintrag von außen nach innen stattfindet.

Schadstoffbelastete AußenluftBearbeiten

Verschiedene Untersuchungen belegen, dass die Außenluft in Städten unter anderem durch Feinstaub, Stickstoffdioxid und Benzol oft unzulässig hoch belastet ist, insbesondere an Hauptverkehrsstraßen.[13][14]

Bei freier Lüftung oder einfachen Außenwandventilatoren werden die in der Außenluft enthaltenen Schadstoffe oft ungefiltert ins Gebäude geführt. Solange keine tiefgreifende Wende in der Verkehrspolitik zu erwarten ist,[15] kann bereits durch eine einfache Filterung der Zuluft die Feinstaub-Belastung der Außenluft reduziert werden. Aktivkohle-Filter binden auch weitere Schadstoffe. Die Daten von über 500 Messstationen des Umweltbundesamtes sowie von Länderbehörden helfen bei der Einschätzung der Schadstoffbelastung.[16]

Natürliche LüftungBearbeiten

Wenn nicht der Wind die treibende Kraft der natürlichen Lüftung ist, beruht diese auf der natürlichen Konvektion und wird auch als freie Lüftung bezeichnet.[17] Der Luftaustausch erfolgt dabei durch Öffnungen (Undichtigkeiten, also Fugen, in der Gebäudehülle, geöffnete Fenster oder spezielle Lüftungsöffnungen wie z. B. Außenluftdurchlasselemente und Dachaufsätze) im Gebäude. Den Antrieb für die freie Lüftung liefern Druckdifferenzen infolge der Umströmung des Gebäudes durch Wind und Dichteunterschiede der Luft infolge von Temperaturdifferenzen.[18]

FensterlüftungBearbeiten

Unter Fensterlüftung versteht man den durch Öffnen von Fenstern hervorgerufenen Luftaustausch. Zum Wohlbefinden in Wohngebäuden und sonstigen Aufenthaltsräumen trägt ein direkter Außenbezug ebenso bei wie der Einfluss der Nutzer auf die Frischluftzufuhr durch öffenbare Fenster.

Zur Vermeidung von Energieverlusten ist sicherzustellen, dass die Luftwechselrate einfach zu kontrollieren ist. Bei der früher üblichen Fugenlüftung durch undichte Fenster und Türen und andere kleinere Öffnungen in der Gebäudehülle war dies kaum möglich. Sind die Fenster dicht, erfordert das Lüften durch wiederholtes und zeitlich angepasstes Öffnen der Fenster viel Aufmerksamkeit. Im Winter lassen sich Unbehaglichkeiten durch einströmende Kaltluft oft nicht vermeiden. Je nach räumlicher Situation können sich Umwelteinflüsse – wie etwa Verkehrslärm, Wind oder Luftverschmutzung – unangenehm bemerkbar machen, wenn die Lüftung durch das Öffnen der Fenster geschieht.

In der kalten Jahreszeit lassen sich insbesondere bei einfach verglasten und älteren Wärmeschutzfenstern Notwendigkeit bzw. Erfolg der Lüftungsmaßnahmen am Auftreten von Kondensat am Rand der Fensterscheibe ablesen. An heißen Sommertagen sollte sich der Luftwechsel tagsüber auf das hygienisch erforderliche Maß beschränken, um die Räume kühl zu halten. Der Eintrag von Straßenlärm kann durch Kastenfenster, eine vorgesetzte Doppelfassade oder durch schallgedämmte Lüftungsöffnungen vermindert werden.

StoßlüftungBearbeiten

Eine möglichst intensive Durchlüftung der Räumlichkeiten über einen kürzeren Zeitraum – die sogenannte Stoßlüftung –, wird häufig als sehr energiesparende und gesunde Möglichkeit empfohlen, um Gebäude ohne mechanische Lüftungsanlage bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen der mittleren Raumlufttemperatur und der Umgebungstemperatur zu belüften.

Die lokale Lüftungseffektivität mit Fenstern oder Türen ist mit von der Stellung der Flügel in der Öffnung abhängig, also dem sich einstellenden Strömungsmuster der Öffnungen.[19] Das Strömungsmuster im Raum und somit die globale Lüftungseffektivität lassen sich durch eine Querlüftung, also das Öffnen von zwei gegenüberliegenden Öffnungen, weiter verbessern.

Die Vorteile der Stoßlüftung:

  • Mit dem voll geöffneten Fenster kann ein etwa 90 % größerer Luftwechsel gegenüber einem angekippten Fenster erreicht werden.[19]
  • Im Verlauf des Luftaustauschs kühlt sich die Raumluft merklich ab. Durch Luftbewegung, Temperaturwechsel und die eintretende Frischluft ist intuitiv erkennbar, wann die Stoßlüftung beendet werden kann.
  • Unmittelbar nach dem kurzzeitigen Luftaustausch wird die Lüftung beendet. Der Energieaustausch ist gering. Die Temperaturdifferenz von der Frischluft zur Innenluft kann bei Bedarf durch die Klima- oder Heizungsanlage in kurzer Zeit wieder ausgeglichen werden.
  • Durch die begrenzte Lüftungsdauer wird eine spürbare Abkühlung der Fensterlaibung sowie der Umfassungsflächen von dem Raum vermieden.[19]
  • Durch die stärkere Luftbewegung wird auch die Luft in sonst weniger intensiv belüftbaren Raumecken sowie hinter Vorhängen und Möbeln (teilweise) ausgetauscht.[20]

Nachteile:

  • Bei größerem Feuchtigkeitsaufkommen in Bad und Küche sowie etwa beim Wäschetrocknen wird Feuchtigkeit aus der Raumluft in Wänden, Decken und im Mobiliar zwischengespeichert. Um diese Feuchtigkeit abzuführen, ist eine wiederholte Stoßlüftung im Abstand von mindestens einer halben Stunde erforderlich.
  • Die regelmäßig durchgeführte Stoßlüftung bedarf eines größeren manuellen Aufwands. Alternativ kann die Stoßlüftung nach Bedarf ausgeführt werden. Dies erfordert jedoch Aufmerksamkeit, um die erhöhte Raumfeuchtigkeit wahrzunehmen.

Der Entstehung von Schimmel kann durch häufiges, kurzes Lüften zuverlässig vorgebeugt werden. Je öfter die Fenster kurz geöffnet werden, desto besser gelingt es, die Wände zu entfeuchten und trocken zu halten. Besonders bauphysikalisch kritische Konstruktionen (z. B. Innendämmung oder ausgebaute Dächer mit ungenügender Hinterlüftung der Dämmung bzw. mangelhafter Dampfbremse) lassen sich so in der kalten Jahreszeit vor dauerhafter Durchfeuchtung bewahren.

Spaltlüftung und einstellbare LüftungsöffnungenBearbeiten

Eine weitere Möglichkeit, um Energieverluste beim manuellen Lüften zu minimieren, besteht in der an den Bedarf angepassten Spaltlüftung oder der Verwendung von einfachen einstellbaren Lüftungvorrichtungen. Hierbei kommt es darauf an, Fensterflügel oder Lüftungsvorrichtung gerade nur so weit zu öffnen, dass ein hygienischer Luftaustausch gewährleistet ist und zugleich genügend Feuchtigkeit aus dem Gebäude befördert wird, um eine Auffeuchtung der Räume zu vermeiden.

Durch Spaltlüftung kann auch durch eine Havarie oder aufsteigende Bodenfeuchte durchnässte Bausubstanz über einen längeren Zeitraum nachhaltig ausgetrocknet werden. Da die in massiven Bauteilen wie Wänden und Decken enthaltene Feuchtigkeit nur langsam an die Oberfläche tritt, wäre andernfalls eine zu allen Tageszeiten regelmäßig durchgeführte manuelle Stoßlüftung erforderlich.[5]

Problematisch kann es sein, den jeweiligen Bedarf zu erkennen und die Öffnungsweite der Lüftungsöffnungen entsprechend zu justieren. Einstellbare Feststellmechanismen helfen bei der Arretierung des nur leicht angekippten Fensterflügels, sind jedoch in Deutschland noch wenig verbreitet. Um kurzfristig entstehende Feuchtigkeitsmengen (etwa beim Baden, Duschen, Kochen und Wäschetrocknen) abzuführen, empfiehlt es sich, zusätzlich zur Spaltlüftung fallweise auch Stoßlüftungen durchzuführen. Der Luftdurchsatz der Spaltlüftung kann dann auf das hygienisch wünschenswerte Minimum eingestellt werden.

Da sich der Luftdurchsatz durch die Luftdruckunterschiede bei fallenden Außentemperaturen erhöht, sollte die Weite der Lüftungsöffnungen saisonal entsprechend variiert werden. Einen großen Einfluss auf den Luftdurchsatz hat auch die Windgeschwindigkeit. Zum Einbau in Fensterrahmen oder in die Außenwand werden Lüftungsvorrichtungen angeboten, welche die Lüftungsöffnung bei erhöhtem Winddruck automatisch verringern. Sofern die regelmäßige Reinigung und Wartung des Mechanismus sichergestellt werden kann, sind diese Vorrichtungen der einfachen Spaltlüftung vorzuziehen.

Die klassische Spaltlüftung besteht darin, die Öffnungsweite des Fensterflügels auf das jeweils nötige Maß zu beschränken. Um den Eintritt von Regenwasser zu vermeiden, wird dafür in der Regel die Kippstellung des Fensters gewählt. Bei geringer Öffnungsweite oder bei wenig exponierten Fenstern (abgewandt von der vorherrschenden Windrichtung oder unter Dachüberhängen o. ä. angeordnet) kann der Flügel jedoch auch in üblicher Weise geöffnet und fixiert werden.

Als einfachste Maßnahme bietet es sich oft an, einen Holzkeil oder Pappe zwischen Flügel und Rahmen zu klemmen, um den Fensterflügel in der gewünschten Stellung zu halten und den Luftdurchsatz somit kontrollieren zu können.[10] Alternativ kann ein Gummizug zwischen Fensterflügel und -rahmen angebracht werden, welcher den Fensterflügel gegen einen an geeigneter Stelle in den Falz geschobenen Klotz presst. Eine weniger fein justierbare Arretierung des Flügels wird erreicht, indem eine Schraube von außen in den Rand des Fensterflügels geschraubt, aber nicht ganz versenkt wird; am Fensterrahmen wird ein abgewinkeltes Lochband angeschraubt; der Fensterflügel lässt sich dann in verschiedenen Positionen festsetzen, indem eine der Öffnungen des Lochbands über den Kopf der Schraube geschoben wird.

Es sind eine Vielzahl von Lüftungsvorrichtungen erhältlich, die am Fensterrahmen oder -flügel angebracht werden und eine Regulierung der Luftmenge erlauben. Viele davon können auch nachträglich installiert werden.[10] Eine einfache Lösung besteht z. B. darin, in den Fensterrahmen Lüftungsöffnungen zu bohren, die sich mit einer darüber Klappe oder einem Schieber verschließen lassen. Falls das Fenster mit Gummidichtungen ausgestattet ist, können diese teilweise oder ganz entfernt werden, um eine permanente Spaltlüftung zu erreichen. Der Luftdurchsatz hängt dann von den Spaltbreiten zwischen Fensterflügel und -rahmen ab und lässt sich nicht weiter regulieren. Wenn sich die Dichtungsprofile unbeschädigt aus der Haltenut ziehen lassen, können sie bei kalten Außentemperaturen bei Bedarf auch wieder eingesetzt werden.

Von Nachteil ist die geringe Reichweite der Spaltlüftung, insbesondere wenn kein Durchzug geschaffen wird. Bei Windstille bilden sich im Raum langsam rotierende Luftwalzen, deren Intensität vom Unterschied zwischen Innen- und Außenluft bestimmt wird. Bereiche außerhalb der Luftwalzen werden kaum durchlüftet. Hinter Vorhängen und dicht an der Außenwand stehenden Möbeln kommt es eher zu Schimmelbefall.

Schachtlüftung (ohne Ventilator)Bearbeiten

Vom späten 19. bis ins späte 20. Jahrhundert wurden mehrgeschossigen Bauten besonders in Großstädten bei hoher Siedlungsdichte oft mit einem oder mehreren Abluftschächten pro Nutzungseinheit ausgestattet, welche im Regelfall über Dach geführt wurden. Da sich der Luftdurchsatz mit den bei fallenden Außentemperaturen durch die steigende Differenzen des Luftdrucks erhöht, ist eine Regulierung der Öffnungsweite erforderlich, um den Lüftungswärmeverlust zu begrenzen und einen angemessenen Luftwechsel zu erreichen. Eine winterliche Zuluftvorwärmung kann mithilfe einer Doppelfassade sowie durch Wärmetauscher im Zuluftstrom erreicht werden. Zu letzteren zählen auch Erdwärmeübertrager.

Schachtlüftungen wurden in der Vergangenheit oft in größeren Mehrfamilienhäusern und Wohnblocks verwendet.[21] Es sind drei Varianten zu unterscheiden:

  • Bei der Berliner Lüftung erfolgte die Zuluftführung über die Nachbarräume durch Tür- und Fensterfugen oder speziell vorgesehene Öffnungen. Der Luftdurchsatz hängt dann insbesondere von der Dichtheit der Fenster und gegebenenfalls vorhandenen Undichtigkeiten in der Gebäudehülle ab. Diese Form der Lüftung ist nach den aktuellen Bestimmungen der EnEV nicht mehr zulässig.[22]
  • Bei der Dortmunder Lüftung erfolgt die Zuluftführung von der Fassade aus durch einen Querschacht für jede Wohnung über einen separaten Schacht in den jeweiligen Flur. Aufgrund der Vorwärmung der Luft im Flur ist der Zulufteintritt in den umliegenden Zimmern weniger spürbar. Die angemessene Regulierung des Luftzuges erfordert Aufmerksamkeit der Nutzer.[23]
  • Bei der Kölner Lüftung wird die Zuluft ähnlich der Dortmunder Lüftung durch einen eigenen Schacht angesaugt, wird dann allerdings direkt in den zu belüftenden, meist fensterlosen, Raum geleitet. Dies kann zu Zugerscheinungen führen.[24]

Die deutsche DIN 1946-6 macht detaillierte Vorgaben für die Ausbildung von Wohnungs-Lüftungsschächten. Sie sind generell senkrecht zu führen, dürfen aber einmal schräg verlaufen, und zwar in einem Winkel zur Horizontalen von mindestens 60°. Sie müssen zudem leicht zu reinigen und mindestens 140 cm² groß sein. Auch zur Führung über Dach werden genaue Angaben gemacht.[25] Eine weitere deutsche Norm zur Schachtlüftung war die im Dezember 2010 zurückgezogene DIN 18017-1.[26]

FugenlüftungBearbeiten

Die Fugenlüftung eines Raumes wird dadurch hervorgerufen, dass Luft durch Undichtheiten in der Gebäudehülle in den Raum eindringt. Voraussetzung für diese Lüftung ist ein Druckunterschied zwischen innen und außen, der einerseits durch Temperaturunterschiede und andererseits durch Wind zwischen Luv- und Lee-Seite des Gebäudes hervorgerufen wird.[27]

Dachaufsatz-LüftungBearbeiten

Unter der Dachaufsatz-Lüftung versteht man die freie Lüftung, die sich durch Aufsätze, kurze Schächte oder ähnliche Entlüftungsöffnungen im Dach von Gebäuden einstellt. Der Antrieb ist wie bei der Schachtlüftung der thermische Auftrieb, der sich durch den Temperaturunterschied zwischen außen und innen ergibt.[28]

Mechanische LüftungBearbeiten

Bei der maschinellen oder auch mechanischen Lüftung wird die Luftförderung durch eine Strömungsmaschine angetrieben. In der Fachliteratur wird hierbei zwischen Raumlufttechnischen Geräten und Raumlufttechnischen Anlagen unterschieden. Als Geräte werden in der Regel steckerfertig verfügbare Raumwärmeaustauscher und Raumstoffaustauscher definiert. Raumlufttechnische Anlagen hingegen umfassen alle Lüftungs-, Teilklima und Klimaanlagen.[29]

Um die Nutzer von der regelmäßigen Kontrolle bzw. Durchführung der manuellen Lüftung zu entlasten, werden auch in Wohngebäuden vermehrt mechanische Lüftungsanlagen mit einer eigenständigen Regelung vorgesehen. Bei einen gesteigerten Bewusstsein über den Energiebedarf von Gebäuden kommt auch den Wärmeverluste durch manuelle Lüftung vermehrt Aufmerksamkeit zu. Der bei älteren Gebäuden immanente Luftwechsel ist aufgrund der aktuellen Baustandards nicht mehr automatisch gewährleistet.

In gewerblich genutzten Gebäuden gehören Lüftungs- oder Klimaanlagen meist zur Standardausstattung. Neben den Energieeinsparungen und der einfachen Kontrolle des Raumklimas durch eine präzise Steuerung der Lüftungsfunktion dient die Lüftungsanlage hier häufig auch dazu, einer Schadstoffbelastung der Innenraumluft vorzubeugen. Nach den Vorgaben der EneV 2014 müssen die Anlagen meist über einen Wärmeübertrager eine Wärmerückgewinnung von mindestens 80 % aus der Abluft gewährleisten.

Dezentrale LüftungsgeräteBearbeiten

Kann eine bedarfsgesteuerte, manuelle Lüftung vom Nutzer nicht gewährleistet werden, so bietet sich der Einbau von kleinen Lüftungsgeräten mit reversierendem Betrieb und regenerativem Wärmetauscher in die Außenwand an. Neben einer Wandöffnung mit ca. 160 mm Durchmesser ist lediglich eine Spannungsversorgung der Geräte erforderlich. Mithilfe eines Kernbohrgeräts können kreisrunde Öffnungen in der Gebäude-Außenwand hergestellt werden, in welche die Lüftungsvorrichtungen geschoben werden. Diese elektrischen Lüftungsgeräte ändern alle paar Minuten ihre Laufrichtung, um die im Wärmetauscher beim Herausblasen der Luft gespeicherte Wärme wieder in den Raum zurückzuführen.

Die Wärmerückgewinnung erreicht hierbei einen so hohen Wirkungsgrad, dass die Gesamteffizienz kaum hinter derjenigen von vollwertigen Lüftungsanlagen mit wesentlich aufwendigen Wärmetauschern zurücksteht.[30] Diese Lösung bietet sich besonders auch dann an, wenn die Fenster aus Gründen des Schallschutzes geschlossen bleiben sollen.

Für einen effizienten und kontrollierten Luftaustausch sollten die Geräte paarweise installiert und so verschaltet werden, dass ein Lüfter jeweils dann auf Zuluftbetrieb geschaltet ist, wenn sich der benachbarte Lüfter im Abluftbetrieb befindet. Wenn die Türspalte einen ausreichenden Luftaustausch zwischen den Räumen zulassen, können sich die einander zugeordneten Lüftungsgeräte auch in verschiedenen Räumen befinden.

Bedarfsgerechte WohnraumlüftungBearbeiten

Ein Indikator für eine mangelhafte Lüftung ist die dauerhafte Präsenz von Kondenswasser. Dieses tritt bei einer hohen Differenz zwischen den Innen- und Außentemperaturen an Wärmebrücken wie z. B. dem unteren Rand von Fensterscheiben oder auf der Dichtfuge zwischen Glas und Rahmen von Fenstern auf. Die Randbereiche von Isolierglasscheiben sind bei gedämmten Wohngebäuden, in denen keine anderen, dominierenden Wärmebrücken vorhanden sind, oft die kältesten Flächen im Raum, an denen sich die Luftfeuchtigkeit zuerst niederschlägt. Eine Ausnahme bilden Fenster, die einen deutlich niedrigeren Wärmeleitkoeffizient aufweisen als die umschließende Außenwand. In diesem Fall wird sich das Tauwasser an anderen Bauteilen mit einer gierigeren Temperatur als der Innenluft, wie z. B. den kältesten Oberflächen der Wände, niederschlagen, ohne dass der Nutzer zuvor durch Kondensat an den Fenstern einen Hinweis auf erhöhte Luftfeuchtigkeitswerte erhalten würde. Das Kondensat entsteht dann typischerweise zunächst an Fensterlaibungen oder weniger belüfteten Bereichen wie z. B. in Raumecken oder hinter Möbeln, die ohne Abstand an der Außenwand stehen. Wenn die Wände nicht in der Lage sind, das Kondensat umgehend aufzunehmen und kapillar nach außen fortzuleiten, besteht die Gefahr der Schimmelbildung.

In der Küche sowie in Feuchträumen ist die Bildung von Kondensat oft nicht zu vermeiden. Jedoch sollten die Wassertröpfchen einige Stunden nach dem Kochen, Baden oder Trocknen von Wäsche wieder verdunstet sein. Ist dies nicht der Fall, muss häufiger gelüftet werden, um langfristigen Bauschäden und Schimmelbildung vorzubeugen.

Zur Verringerung der Luftfeuchte ist sowohl kurzes, intensives als auch konstantes Lüften geeignet, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

  • Der Taupunkt der Außenluft ist niedriger als der Taupunkt der Innenluft. Dies ist üblicherweise der Fall, wenn es draußen kälter ist als innen. Im Sommer können sich bei sehr warmem, schwülen Wetter die Verhältnisse umkehren. Die Fenster und insbesondere die Lüftungsöffnungen zum Keller sollten dann geschlossen gehalten werden, damit die warme, feuchte Außenluft nicht zu Kondensat auf kalten Innenraumflächen führt.[9]
  • Die Lüftung muss kontrolliert erfolgen. Bei kurzer, intensiver Lüftung sollen die Fenster nach einigen Minuten wieder geschlossen werden, da sich die Wirkung der Entfeuchtung drastisch reduziert, nachdem die Raumluft einmal vollständig ausgetauscht wurde. Wird die Lüftung fortgesetzt, kühlen die Oberflächen von Wänden und Fußböden ab, was die weitere Austrocknung der Wände behindert. Bei konstanter Lüftung muss der Luftaustausch so stark reduziert werden, dass sich bei kalten Außentemperaturen und windigem Wetter in unmittelbarer Nähe der Lüftungsöffnungen ein minimaler, gerade eben noch spürbarer Luftzug einstellt.[31]

Wird die komplette Innenraumluft durch kurzzeitiges, weites Öffnen der Fenster einmal ausgetauscht, verringert sich der Feuchtegehalt der Raumluft in einer 90-m²-Wohnung im Winter um etwa ein bis zwei Liter. Ein Vergleich mit den oben genannten Werten zur Feuchtebelastung der Luft zeigt, dass es in einem luftdichten Neubau ohne mechanische Lüftung in der Übergangszeit nötig wäre, 8- bis 15-mal täglich einen kompletten Luftaustausch durchzuführen (wenn die Fenster ansonsten geschlossen bleiben). Demgegenüber kann es bei tiefen Außentemperaturen ausreichen, 4- bis 7-mal täglich für einige Minuten durchzulüften, da die kalte Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann.[10]

Da es in der Praxis oft durch das Nutzerverhalten hinsichtlich einer manuellen Lüftung zu Problemen kommt, können folgende konstruktive Hinweise Abhilfe schaffen:

  • Im Wandaufbau wird auf auf Dampfbremsen und sonstige wasserundurchlässige Baumaterialien verzichtet, um zu ermöglichen, dass kondensierende Feuchte kapillar und sorptiv nach außen abgeleitet werden kann. Besonders traditionelle mineralische und natürliche Baustoffe sind bei entsprechendem Wandaufbau in der Lage, auch größere Mengen Feuchtigkeit sorptiv aufzunehmen und kapillar nach außen abzuleiten. Durch die Erhöhung des Feuchtegehalts der Außenwand sinkt der Wärmedämmwert der Wand. Der Verlust an Dämmwirkung wird minimiert, wenn die Baustoffe das Kondensat relativ zügig nach außen abführen können. Zur planmäßigen Entstehung von Tauwasser in der Außenwand siehe auch: Innendämmung.
  • Es wird eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung installiert. Bei einer fachgerecht geplanten Anlage wird die zum Antrieb der Ventilatoren nötige elektrische Energie bedarfsgerecht ausgelegt, so dass diese Variante trotz höherer Investitionskosten eine wirtschaftlich und technisch sinnvolle Alternative sein kann.

Als Handlungsempfehlung sollte gelten, dass zumindest in der kalten Jahreszeit darauf geachtet wird, ausreichend häufig kurzzeitig zu lüften. In der Übergangszeit sollten die Fenster während der Anwesenheit der Nutzer mehrmals täglich über einen längeren Zeitraum in der Kippstellung belassen werden. Bei gleichzeitigem Heizen der Räume muss der höhere Wärmeverlust durch die vorübergehende „Dauerlüftung“ in Kauf genommen werden. Die Wärmeverluste können begrenzt werden, indem der Fensterflügel nur einen Spalt weit geöffnet wird, statt die volle Kippstellung der Fenster zu nutzen.

Bauliche RahmenbedingungenBearbeiten

Undichte Gebäudehülle in Altbauten Bearbeiten

Bevor ab Ende des 20. Jahrhunderts zunehmend Wert auf eine dichte Gebäudehülle gelegt wurde, fand über Fugen in Fenstern und Türen, Schornsteinzüge und Undichtigkeiten der gesamten Baukonstruktion stets ein gewisser Luftwechsel statt (siehe: Fugenlüftung).[5] Wenn die Luftströmung an einer Stelle so groß wurde, dass die Nutzer einen kalten Luftzug spürten, wurde der ursächliche Spalt in der Regel abgedichtet. Der Luftwechsel wurde auf diese Weise auf ein wirksames Minimum reguliert. Eine vollständige Abdichtung des Baukörpers, wie sie heute in Niedrigenergiehäusern üblich ist, hätte das Nachströmen der Verbrennungsluft für den Betrieb der früher üblichen Holz- und Kohleöfen und Küchenherde behindert. Zugleich sorgte der Unterdruck des Schornsteinzugs im Winter konstant für einen gewissen Abluftstrom aus den Wohnräumen, auch wenn die Öfen nicht in Betrieb waren.

Wenn in Küche, Bad und Wäschetrockenraum die Entfeuchtung der Innenraumluft über Undichtigkeiten und Kaminzug nicht ausreichte, kam es zur Kondensation an kalten Bereichen der Außenwände.[5] Bei einfach verglasten Fenstern ist die Glasscheibe immer die kälteste Oberfläche im Raum, sodass sich die Luftfeuchtigkeit dort niederschlägt und am Glas herabläuft. Zum Sammeln des Kondensats wurden Fensterbretter bis Mitte des 20. Jahrhunderts meist unter der Tropfkante des Fensterflügels mit einer Rinne versehen. In der vertieften Mitte der Sammelrinne wurde häufig ein Röhrchen eingelassen, um das Kondensat nach außen oder in einen Sammelbehälter zu leiten.

Durch das regelmäßige Entfernen des Kondensats in den Sammelrinnen einfach verglaster Fenster wurde die Raumluft zuverlässig entfeuchtet. An anderen Flächen des Raumes trat somit keine Kondensation mehr auf und die Außenwände blieben trocken. Die Bildung von Schimmel auf den Kittfugen und dem Rahmenholz der Fenster konnte durch gelegentliches Abwischen verhindert werden.

Modernisierung der FensterBearbeiten

Der Einbau von modernen, doppelt verglasten und wärmegedämmten Fenstern in ungedämmte Altbauten trägt also auf zwei Arten zur Auffeuchtung der Bausubstanz bei:[32]

  • Da die Luftfeuchte nicht mehr am Fenster kondensiert, schlägt sie sich bei mangelnder Lüftung an der gesamten Außenwandfläche nieder. Der Wärmedämmwert der Außenwand sinkt mit steigendem Feuchtegehalt. Je niedriger der Dämmwert, desto niedriger die Temperaturen der inneren Wandoberfläche, wodurch die Kondensation erneut befördert wird. Dieser selbstverstärkende Effekt kann bei bauphysikalisch ungünstigem Wandaufbau zu einer Durchfeuchtung der Außenwände (und gegebenenfalls Dachflächen) führen, die oft erst im Verlauf des folgenden Sommers wieder vollständig austrocknen.
  • Moderne Fenster besitzen meist Dichtprofile und sind aufgrund präziser Fertigung und dreifacher Überfalzung sogar nach Entfernung der Dichtlippen noch deutlich luftdichter als traditionell gefertigte Fenster. Früher ergab sich durch die Fugen zwischen Fensterflügel und Fensterrahmen ein konstanter Luftaustausch, durch den jederzeit ein gewisser Anteil der entstehenden Luftfeuchte abgeführt wurde. Da die Menge der ins Gebäude gelangenden kalten Außenluft vom Winddruck abhängig und somit nicht genau kalkulierbar war, wird heute auf eine dichte Gebäudehülle wert gelegt, sodass der notwendige Luftwechsel durch manuelles Lüften oder eine Lüftungsanlage sichergestellt werden muss.

Wärmeverlust durch LüftungBearbeiten

Bei der freien Lüftung zum Beispiel über Fenster- oder Türöffnungen kommt es bei Außenlufttemperaturen, die geringer als die Innenlufttemperaturen sind, durch die Lüftung auch zu Wärmeverlusten. Zur Bewertung von diesen Verlusten ist zu berücksichtigen, dass Luft zwar annähernd dieselbe spezifische Wärmekapazität wie Bauteile aus Ziegel oder Beton – 1,0 kJ/(kg·K) – hat, aber aufgrund der deutlich geringeren Masse der Luft im Vergleich zu der von Wänden oder der Decke die tatsächliche Wärmekapazität der Raumluft jedoch zu vernachlässigen ist. Somit gilt: Wird die Raumluft innerhalb eines kurzen Zeitraums einmal ausgetauscht, geht nur die geringe Menge der in der Luft gespeicherten Wärmeenergie verloren. Die Wärmeenergie der Bauteile bleibt hingegen fast erhalten, da die zugeführte kalte Außenluft von diesen rasch wieder aufgewärmt wird. Bei einer konstanter Lüftung mit hohen Luftwechselraten hingegen werden die massiven Bauteile durch die Frischluft abgekühlt und es kommt zu Energieverlusten. Wenn der Raumnutzer diese Energieverluste durch sein Heizverhalten ausgleicht, führt dies zu steigenden Heizkosten.

Durch ein bedarfsgerechtes Heizverhalten in Kombination mit einer der Nutzung entsprechenden Lüftung lassen sich Energieeinsparungen erzielen. Dies kann zum Beispiel durch eine anwesenheits- oder aktivitätsbeeinflusste Steuerung der Heizungsanlage und einem intelligentem Verhalten der Nutzer bei der manuellen Lüftung erreicht werden.

Atmende WandBearbeiten

Der Begriff der atmenden Wand ist irreführend, da der Durchtritt von Luft oder Wasserdampf durch die meisten Baustoffe verschwindend gering ist. Tatsächlich kommt es vielmehr auf die durchgängige kapillare Leitfähigkeit des gesamten Wandaufbaus an, wenn Feuchtigkeit, die in der Wand oder an der Wandoberfläche kondensierte oder durch einen Wasserschaden in die Wand gelangte, nach außen abgeführt werden soll. Wird der Zu- oder Durchtritt von Feuchtigkeit aus der Innenraumluft in die Wand durch eine Dampfbremse oder -sperre behindert oder ist der kapillare Transport durch zu dichte Baustoffe oder eine Luftschicht unterbrochen, so muss die Feuchtigkeit aus dem Innenraum in der Regel durch ausreichendes Lüften abgeführt werden.

Siehe auchBearbeiten

WeblinksBearbeiten

Wiktionary: Lüftung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Allen Joseph G., MacNaughton Piers, Satish Usha, Santanam Suresh, Vallarino Jose: Associations of Cognitive Function Scores with Carbon Dioxide, Ventilation, and Volatile Organic Compound Exposures in Office Workers: A Controlled Exposure Study of Green and Conventional Office Environments. In: Environmental Health Perspectives. 1. Juni 2016, S. 805–812, doi:10.1289/ehp.1510037.
  2. Ausschuss für Arbeitsstätten – ASTA-Geschäftsführung – BAuA (Hrsg.): Technische Regeln für Arbeitsstätten – Lüftung – ASR A3.6. 2018, S. 4.
  3. Gesundheitliche Bewertung von Kohlendioxid in der Innenraumluft. In: Umweltbundesamt (Hrsg.): Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz. Springer Medizin Verlag, 2008, S. 1358–1369 (hamburg.de [PDF]).
  4. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA): CO2-App (Rechner und Timer). Abgerufen am 28. Januar 2020.
  5. a b c d e Feuchteschäden & Schimmel, Energie, Herausgeber BSV Winkhardt Ingenieur- und Sachverständigenbüro. In: Bausachverständiger-Winkhardt.de. Abgerufen im Juni 2020
  6. Christoph Riccabona: Baukonstruktionslehre 3 Haustechnik. 7. Auflage. Wien 2006, ISBN 978-3-7068-2569-6, S. 276–277.
  7. a b Michael Hayner, Jo Ruoff, Dieter Thiel: Faustformel Gebäudetechnik. 3. Auflage. DVA, 2013, ISBN 978-3-421-03739-8, S. 39.
  8. Die Wasserdampfabgabe eines körperlich nicht tätigen Menschen beträgt 35–40 g stündlich, also rund 850–1000 g täglich, bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C, nach VDI-Richtlinie 2078. Zitiert in: Klaus Usemann, Horst Gralle: Bauphysik: Problemstellungen, Aufgaben und Lösungen, S. 18, Springer Verlag; abgerufen im Januar 2017
  9. a b Ratgeber Lüften – aber richtig!, Verband Privater Bauherrn e.V.; abgerufen im Januar 2017
  10. a b c d Dr.-Ing. Helmut Künzel (ehem. Leiter der Freilandversuchsstelle Holzkirchen des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik), Stoßlüftung oder Dauerlüftung?, Zeitschrift Holzbau – die neue Quadriga, Ausgabe 4/2012, Verlag Kastner; abgerufen im November 2016
  11. Feuchteschäden durch Kondenswasser, auf holzfragen.de
  12. Ratschläge zum Belüften von Kellerräumen, auf holzfragen.de
  13. Michael Weiland: Dicke Luft in deutschen Städten. In: greenpeace.de. 4. Oktober 2015, abgerufen am 10. Juni 2020.
  14. Die Abgaslüge. zdf.de – Frontal 21, 16. Februar 2016, abgerufen am 10. Juni 2020.
  15. Im Kern gesund – 10 Maßnahmen für eine gesunde Mobilität in Deutschlands Stadtzentren. In: Greenpeace e.V. Februar 2016, abgerufen am 10. Juni 2020.
  16. TGA Fachplaner. Alfons W. Gentner Verlag GmbH & Co. KG, Stuttgart August 2016, S. 24–25.
  17. Michael Hayner, Jo Ruoff, Dieter Thiel: Faustformel Gebäudetechnik. 3. Auflage. DVA, 2013, ISBN 978-3-421-03739-8, S. 38.
  18. Hermann Recknagel, Eberhard Sprenger, Karl-Josef Albers (Hrsg.): Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. 79. Auflage. Vulkan-Verlag, 2018, ISBN 978-3-8356-7405-9, S. 1472.
  19. a b c W. Richter, J. Seifert, R. Gritzki, M. Rösler: Bestimmung des realen Luftwechsels bei Fensterlüftung aus energetischer und bauphysikalischer Sicht. Abschlussbericht. In: TU Dresden, Institut für Thermodynamik und Technische Gebäudeausrüstung (Hrsg.): Bau- und Wohnforschung. F 2425. Fraunhofer IRB Verlag, 2. Januar 2003 (irbnet.de [PDF] Kurzbericht).
  20. Klaus Hermann Ries: Feuchte, Abschnitt "Was aber ist richtiges Lüften ?", In: khries.de; gespeichert durch web.archive.org im September 2015; Die letzte gespeicherte Version der Seite www.khries.de stammt vom Januar 2016.
  21. Ehrenfried Heinz: Wohnungslüftung – frei und ventilatorgestützt: Anforderungen, Grundlagen, Maßnahmen, Normenanwendung. Beuth Verlag, 2016, ISBN 978-3-410-25270-2, S. 99.
  22. Freie Lüftung – Gebäudetechnik – Lüftung – Baunetz Wissen. In: baunetzwissen.de. Abgerufen am 7. Juni 2020.
  23. Schachtlüftungssysteme – SHKwissen – HaustechnikDialog. In: haustechnikdialog.de. Abgerufen am 7. Juni 2020.
  24. Altbau – sanieren, renovieren, modernisieren. BAKA Bundesverband Altbauerneuerung e.V. Berlin, abgerufen am 7. Juni 2020.
  25. DIN 1946-6. Raumlufttechnik — Teil 6: Lüftung von Wohnungen — Allgemeine Anforderungen, Anforderungen an die Auslegung, Ausführung, Inbetriebnahme und Übergabe sowie Instandhaltung. Beuth Verlag, Dezember 2019, 7.3.5 Lüftungsschächte, S. 38 (beuth.de).
  26. DIN 18017-1. Lüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Außenfenster; Einzelschachtanlagen ohne Ventilatoren. Februar 1987, abgerufen am 7. Juni 2020.
  27. Hermann Recknagel, Eberhard Sprenger, Karl-Josef Albers (Hrsg.): Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. 79. Auflage. Vulkan-Verlag, 2018, ISBN 978-3-8356-7405-9, S. 1476.
  28. Hermann Recknagel, Eberhard Sprenger, Karl-Josef Albers (Hrsg.): Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. 79. Auflage. Vulkan-Verlag, 2018, ISBN 978-3-8356-7405-9, S. 1481.
  29. Klaus Fitzner (Hrsg.): Raumklimatechnik Band 2: Raumluft- und Raumkühltechnik. 16. Auflage. Springer Verlag, Berlin Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-57011-0, S. 55.
  30. Anbieter von kompakten Lüftungsgeräten zum Einbau in die Außenwand: Eco (S.8), Cosmo GmbH; E2, Lunos Lüftungsgeräte GmbH; Pico50, Orca Energija d.o.o.; Wandlüfter Airodor30 (Memento des Originals vom 16. November 2016 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.limot.de, Limot GmbH & Co; Twinfresh SA 1-50 (Memento des Originals vom 16. November 2016 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.allcata.de, Allcata
  31. W. Richter et al.: Bestimmung des realen Luftwechsels bei Fensterlüftung aus energetischer und bauphysikalischer Sicht. Abschlussbericht. Bau- und Wohnforschung F 2425, 2003, ISBN 978-3-8167-6002-3.
  32. Klaus Hermann Ries: Feuchte, Abschnitt "Warum entsteht denn der Schimmel überhaupt, und warum tritt das Phänomen so oft nach Einbau neuer Fenster auf ?", In: khries.de; gespeichert durch web.archive.org im September 2015; Die letzte gespeicherte Version der Seite www.khries.de stammt vom Januar 2016.