Lüftungsanlagen: Gesunde Luft mit Wohlfühlgarantie

#Übersicht

• Mechanische Lüftungsanlagen sind sinnvoll, weil die Dichtheit einer modernen Gebäudehülle keinen natürlichen, selbständigen Luftaustausch zulässt. Der stark verringerte Luftaustausch ist im Neubau und im sanierten Altbau tritt vor allem dann ein, wenn es keine raumluftabhängig betriebenen Einzel-Öfen mehr gibt und dicht schließende Fenster und Türen eingebaut sind. Die Luftdichtheit wird nicht durch Wärmedämmmaßnahmen an Wänden, Decken, Fußböden herbeigeführt.
• Bei mechanischen Lüftungsanlagen kann sich durch automatisierte Regelung die Höhe des Luftaustausches dem Bedarf nach gesunder Atemluft anpassen.
• Da eine optimale Lüftungsweise mit dem Fenster in der Regel durch Abwesenheit, Arbeit, Wohnsituation, Lärm usw. nicht erreicht werden kann, werden die Lüftungsbemühungen mit einer einfachen Lüftungsanlage optimal unterstützt.
• Das Lüftungsverhalten der Bewohner wird durch hohe Heizkosten negativ beeinflusst. Mechanische Lüftungsanlagen können bei geringem Elektro-Energieaufwand optimale Luftqualität sichern.
• Lüftungsanlagen verbessern die Atemluftqualität durch die Verringerung
  • zu hoher Wasserdampfgehalte,
  • eines kritischen CO2-Wertes,
  • der Konzentration von Luftschadstoffen und
  • des Risikos für Bauschäden.
• Lüftungsanlagen mindern die sommerliche Aufheizung durch mögliche Nachtauskühlung.

ausführlich in energytools.de: Luftqualität und Luftwechselrate

#Was ist eine einfache Lüftungsanlage mit zentraler Abluft?

Als einfache Lüftungsanlage mit zentraler Abluft bezeichne ich eine Lüftungsanlage ohne Wärmerückgewinnung, aber mit dezentraler Zuluft. Wird auf die Wärmerückgewinnung verzichtet, werden hohe Investitionskosten vermieden, aber das Ziel einer gesunden Atemluft trotzdem erreicht. An zentraler Stelle wird die verbrauchte Luft eingesammelt und nach außen befördert. Frische Luft fließt dezentral in jeden Wohnraum. Fenster können jederzeit, z.B. auch in der Nacht geöffnet werden, ohne die Wirkung der Lüftungsanlage nennenswert zu stören.

Folgende Komponenten sorgen für einen kontinuierlichen Luftaustausch in einer Wohnung:

• Lüfterbox, beinhaltet einen extrem sparsamen und laufruhigen Ventilator, der meist mit Gleichstrom betrieben wird;
• Abluftventile für die geregelte Absaugung der "verbrauchten" Luft in Küche und Bad;
• Zuluftventile für den geregelten Zufluss frischer Luft in die Wohnräume (außer Küche und Bad)
• Rohrleitungen von 100 mm Durchmesser für die Luftführung der Abluft einer 120 m² Wohnung vom Abluftventil zur Lüfterbox und von der Lüfterbox weg zum Wandauslass oder zum Dach hinaus.

#Funktionsweise einer einfachen Lüftungsanlage mit zentraler Abluft

Die Lüfterbox kann z.B. über der obersten Geschossdecke des Hauses eingerichtet werden. Der Ventilator in der Lüfterbox sorgt wegen des ununterbrochenen Betriebs für einen kontinuierlichen Unterdruck. Am Absaugstutzen der Lüfterbox wird eine Rohrleitung angeschlossen, die bis zu den Abluftventilen in der Küche und im Bad geführt wird. Im Betrieb sorgt der Lüfter so für einen leichten, aber ständigen Luftfluss aus den Wohnräumen (Wohnzimmer, Schlafraum, Kinderzimmer, Büro) hin zu den Abluftventilen in Küche und Bad. Die Unterdrucksituation führt auch dazu, das Geruchsbelästigungen aus Bad und Küche im Rest der Wohnung vermieden werden.

Auf der entgegengesetzten Seite der Lüfterbox führt im Überdruckbereich ein weiterer Luftkanal die abgesaugt Luft (z.B. über eine Ablufthaube im Dach) kontinuierlich nach außen ab.

Die Dunstabzugshaube der Küche wird nicht an die Abluftanlage angeschlossen, weil deren Abluftmenge im Stoßbetrieb sehr viel größer sein muss, was eine stärkeren Ventilator und dickere Rohrleitungen verlangen würde. Das Absaugventil der Lüftungsanlage in der Küche sollte wegen der durch die Dunstabzugshaube nicht erfassten Streuströmung trotzdem mit einem Fettfilter ausgestattet sein.

ausführlich in energytools.de: Dunstabzugshauben

Der in den Wohnräumen vorhandene Unterdruck wird durch Zuströmung frischer Außenluft über die Zuluftventile ausgeglichen. Die Zuluftventile können in der Wand, im Fensterrahmen oder am Jalousiekasten der Wohnräume eingelassen sein. Sie saugen wegen des herrschenden Unterdrucks kontinuierlich Außenluft an. Da die frische Luft in die Aufenthaltsräume strömt ist dort die Luftqualität, abhängig von der Qualität der Außenluft, in der Regel frisch, trocken und schadstoffarm. Der weitere Weg der zugeströmten Luft führt dann, dem Unterdruck folgend, über den Korridor in die Küche und ins Bad.

Das Prinzip der einfachen Lüftungs- bzw. Abluftanlage lässt sich auch für kleinere oder größere Objekte anwenden. So kann z.B. in Schulräumen für eine gute Luftqualität gesorgt werden.

#Wie wird zuströmende Frischluftmenge geregelt?

Die zuströmende Luftmenge in den Wohnräumen sollte sich dem Frischluftbedarf der Bewohner anpassen. Durch den relativ konstanten Unterdruck kann die von außen durch die Ventile strömende Frischluft allein durch Änderung des Öffnungsquerschnittes des Zuluftventiles angepasst werden. Der Öffnungsquerschnitt könnte sich nach der

• Anwesenheit der Nutzer,
• Zeit (ähnlich wie bei der Heizungsregelung),
• getauschte Luftmenge (Luftvolumen),
• gemessene CO₂-Menge oder
• Höhe der Raumluftfeuchtigkeit richten.

Am einfachsten lässt sich von diesen Abhängigkeiten die aktuelle Höhe der Luftfeuchtigkeit der Raumluft als Maß für die Nutzung bzw. Anwesenheit auswerten. Steigt sie, muss mehr gelüftet werden, fällt sie, kann der Luftdurchsatz verringert werden.

Das Funktionsprinzip der technischen Lösung zur Regelung der Luftmenge nach der Feuchtigkeit ist einfach. Spezielle Fadenbündel verlängern sich, wenn die Raumluftfeuchtigkeit in Ventilnähe zunimmt und umgekehrt. Wird so eine Klappe im Ventil angetrieben, kann sich der Luftdurchsatz durch Querschnittsveränderung automatisch verändern. Das spiegelt die notwendige Reaktion auf die von der Anwesenheit und Nutzung der Bewohner beeinflusste Höhe Raumluftfeuchtigkeit wieder. Andere Abhängigkeiten (z.B. vom CO2-Wert) sind möglich, aber komplizierter und teurer.

#Für wen eignet sich eine einfachen Lüftungsanlage?

Es ist keineswegs so, dass für Lüftungsanlagen nur moderne Energieeffizienz- oder Passivhäuser infrage kommen. Auch im modernisierten Altbau sind Anlagen, die einen gezielten Luftaustausch unterstützen, sehr zu empfehlen. Mit ihnen erreichen die Bewohner eine sich optimal einstellende Luftwechselrate und damit eine ausgewogene Luftqualität. Die Behaglichkeit steigt. Das ist im Winter so, aber auch im Sommer, wo die Fensterlüftung kaum funktioniert.

Lüftungsanlagen bieten aber neben der Verbesserung der Luftqualität auch die Möglichkeit, die Heizkosten zu senken.

#Ist mit Lüftungsanlagen eine Heizkostenersparnis verbunden?

Ja, sowohl Anlagen mit und ohne Wärmerückgewinnung sind mit einer Heizkostenersparnis verbunden. Das höchste Einsparpotenzial (bis etwa 85 % der Energie für Lufterwärmung - Lüftungswärmebedarf) bieten zentrale Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung. Beim überwiegenden Teil dieser Anlagen wird die in der Abluft enthaltene Wärme mithilfe eines Luft-Luft-Wärmetauschers an die im Winterhalbjahr kalte Zuluft (Frischluft) übertragen. Die erwärmte Zuluft wird, vom Wärmetauscher kommend, über Kanäle in die Räume mit Frischluftbedarf geleitet. Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung verlangen einen vergleichsweise hohen Investitionsaufwand (ca 15.000 € für ein neu zu errichtendes Einfamilienhaus) und bestimmte konstruktive Voraussetzungen (Deckenhöhe). Sie kommen vor allem im Neubau infrage.

Neben zentralen Anlagen mit Luft-Luft-Wärmetauscher werden auch Konzepte verfolgt, bei denen nur die Abluft zentral gesammelt und einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zugeführt wird. Letztere übergibt die gesammelte Wärme per Wasser an ein niedrig temperiertes Heizungssystem (Fußbodenheizung), was die aufwendigen Rohrleitungen für die Rückführung erwärmter Zuluft in jedem Raum erspart. Zuluftventile für den Zustrom der frischen Außenluft werden benötigt. Die Einsparung an Heizkosten liegt bei diesem System bei etwa 80% des Lüftungswärmebedarfes.

Bei dezentrale Lüftungstechnik mit Wärmerückgewinnung fördert ein in der Außenwand eingebauter Ventilator etwa 1 Minute lang verbrauchte Raumluft nach draußen. Dabei erwärmt sich ein durchlässiger Keramikspeicher, der im Luftstrom angeordnet. Kehrt sich die Drehrichtung des Ventilators um, strömt kühle Außenlauft durch den keramischen Wärmetauscher, erwärmt sich und gelangt vorgewärmt in den Raum. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich und erreicht so einen hygienischen Luftwechsel. Die Geräte kosten zwischen 500 und 900 Euro. Der Wärmerückgewinnungsgrad wird mit 85 bis 90 % angegeben. Diese Art der Lüftungsgeräte eignet sich für die Nachrüstung bei Sanierungen einzelner Räume sowie für gezielte Problemlösungen gegen Schimmel in einzelnen Problemfällen.

Bei Lüftungsanlagen ohne Wärmerückgewinnung werden zentrale und dezentrale Systeme angeboten. Jeder kennt sicher die bei fensterlosen, innen liegenden Bädern genutzten Ventilatoren, die mit dem Lichtschalter oder einem Hygrometer gekoppelt sind, um nur kurzzeitig zu laufen. Meist ist der Lärmpegel dieser dezentralen Lüfter im Betrieb aber so beträchtlich, dass man sich kaum für den Gedanken an eine zentrale Anlage mit Einfluss auf den Luftwechsel im Schlaf- bzw. Wohnraum erwärmen kann. Bei dieser Art Lüftung sind auch keine Zuluftventile für die Außenluft vorgesehen, so das man hier nicht von einer Lüftungsanlage zur Verbesserung der Luftqualität in den vorgelagerten Räumen sprechen darf.

Weniger bekannt sind Lüftungsanlagen ohne Wärmerückgewinnung mit einem zentralen Abluftventilator, wie ich sie weiter oben schon beschrieben habe. Hier sorgt der entstehende Unterdruck an den Abluftventilen in Küche, Bad, WC und Hauswirtschaftsraum für einen leichten, aber kontinuierlichen Luftaustausch. Die Zuluft strömt dezentral über Ventile direkt von außen in die Räume ein, die Frischluftbedarf haben, also Schlafräume, Kinderzimmer, Arbeitszimmer und Wohnstube. Die Regelung des Zuluftstromes geschieht durch feuchtegeregelte Ventile.

Die Kosten solcher Anlagen liegen für ein Einfamilienhaus bei etwa 4 bis 6T€. Die Betriebskosten (Stromverbrauch) sind sehr niedrig (8760 h x 15Watt = 131kWh). Eine Ersparnis an Heizkosten ergibt sich nicht durch die Anlage selbst, sie selbst verursacht natürlich Kosten. Aber eine Kostenersparnis im Gegensatz zur ausschließlichen Fensterlüftung kann durch die Vermeidung von Lüftungsfehlern entstehen. Sehr häufig wird bei der Fensterlüftung zu lange am Stück gelüftet wird, was zu einer unnötigen Auskühlung fensternaher Bauteile (Schimmelrisiko!) führt. Eine Lüftungsanlage sorgt auch dafür, dass die Luftfeuchtigkeit nicht zu hoch wird, was die Behaglichkeit verbessert und das Schimmelrisiko mindert. Mit einer einfachen zentralen Lüftungs- bzw. Abluftanlage kann immer ein Mindestmaß hygienischer Luftqualität gesichert werden.

ausführlich in energytools.de: Einfache feuchtegesteuerte Lüftungsanlage

#Vorteile von einfachen Lüftungsanlagen ohne Wärmerückgewinnung

Bei modernen Lüftungsanlagen ohne Wärmerückgewinnung sorgen regelnde Zu- und Abluftventile, angetrieben mit dem von der Lüftungsanlage stetig erzeugten Druckgefälle für Vorteile gegenüber der Fensterlüftung

• akzeptabler Wasserdampfgehalt der Raum- bzw. Atemluft,
• Vermeidung kritischer CO₂-Wert-Konzentrationen,
• geringe Luftschadstoff-Konzentrationen,
• deutlich abgeschwächtes Risiko für Bauschäden (Schimmel, feuchte Wände),
• verringerte Staubbelastung,
• reduzierte Geruchsbelastung,
• keine muffigen Schlafzimmer,
• keine Insekten,
• Einsatz von Pollenfiltern ist möglich,
• sommerliche Nachtkühlung möglich,
• Aufstellung und Betrieb von raumluftunabhängigen Kaminöfen ist möglich
• geringere Belästigung durch Außenlärm,
• abgesenkte Energiekosten (um 20 % bezogen auf die hygienisch erforderliche Lüftungswärme),
• Fenster und Haustüren dürfen ohne Nachteile bei Bedarf geöffnet werden.

ausführlich in energytools.de:Luftqualität und Luftwechselrate

#Fragen, die zu einer Lüftungsanlage führen (können)

• Geht es bei der Entscheidung für eine Lüftungsanlage um einen Neubau oder Altbau (Platz für Luftkanäle, Wärmetauscher, Ventile)?
• Sind bereits Bauschäden bzw. Probleme (Feuchte, Schimmel) vorhanden?
• Bin ich oder sind Familienmitglieder Allergiker oder Asthmatiker (Haare, Milben, Hausstaub, Duftstoffe, Chemikalien)?
• Sind zusätzliche Feuerstellen (Kamin- oder Kachelofen) vorhanden oder geplant? Feuerstellen in Wohnungen mit Lüftungsanlage müssen raumluftunabhängig betrieben werden.
• Gibt es eine zusätzliche Stickstoffoxid- oder Kohlenmonoxidbelastung, z. B. durch gasbetriebene Kochstellen, Backöfen, lampenöl- bzw. petroleumbetriebene Öfen?
• Kann ich die Anforderungen an eine Fensterlüftung erfüllen (Häufigkeit, Anzahl)? Lassen bestimmte Umstände eine vernünftige Fensterlüftung nicht zu (Arbeit, Alter)?
• Wie groß ist die von einer Lüftungsanlage zu versorgende Wohnfläche bzw. der umbaute Raum? Wie viele Zimmer sind zu belüften?
• Weitere Gesichtspunkte, die mich bewegen (Behaglichkeit, Lufthygiene, Energieeinsparung, MAK-Werte, CO₂-Wert, Bauschadensvermeidung)?
• Gibt es eine Belästigung durch Außenlärm (Straße, Nachbarn)?
• Sind Luftschadstoffe und Weichmacher vorhanden bzw. möglich? (Teppichböden, Bodenbeläge, Holzfarben, Kunststoffmöbel etc.)
• Ist eine Dunstabzugshaube vorhanden (Abluft oder Umluft)? Abzugshauben mit Umluftbetrieb haben keinen Einfluss auf die Lüftungsanlage.
• Soll die Lüftungsanlage auch eine sommerliche Kühl-Funktion übernehmen?
• Kommt eine Lüftungsanlage mit anderen, z. B. bereits vorhandenen Anlagen in Konflikt (WC-Ventilator, raumluftabhängige Heizkamine, Katzenklappen, u. a. m.)?

#Voraussetzungen für Lüftungstechnik, Probleme

Jeder Einsatz von Maschinen – im Falle einer Lüftungsanlage der von Ventilatoren, Filtern, steuerbaren Klappen, Regelungen usw. – führt zu neuen Fragen und neuen Abhängigkeiten.

• Treten eventuell neue Geräusche im Zusammenhang mit dem Betrieb der Anlage auf (Akzeptanz)? Ventilatoren können brummen oder rauschen, Wärmepumpen können brummen oder rauschen, Telefonieschallübertragung über ein Kanalnetz (Zuluft, Abluft) ist möglich.
• Eine Lüftungsanlage, gleich welcher Art, fördert aktiv Abluft, Zuluft oder beides. Sind dafür die räumlichen Voraussetzungen gegeben? Können Rohrleitungen im Durchmesser von mindestens 100 mm verlegt werden?
• Welche Luft-Kanalführung ist für Zuluft, Abluft, Überströmöffnungen zwischen den Räumen möglich?
• Wo ist die Montage von Zuluft- und Abluftventilen möglich bzw. notwendig?
• Wo kann die Aufstellung der Ventilatorgehäuse erfolgen (Wärmetauscher, Wärmepumpen)?
• In nahezu allen Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung kommen Filter zum Einsatz, z. B. Pollenfilter im Zuluftkanal oder Fettfilter im Abluftventil. Bin ich mir im Klaren darüber, dass die Filter getauscht bzw. gereinigt werden müssen?

ausführlich in energytools.de: Luftqualität und Luftwechselrate