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Belüftung von Gebäuden | <<< | >>> | Feedback |
Dieser Artikel lädt ein, Ansichten über die chinesischen CO2-Emissionen sowie über unsere Beiträge zum Klimaschutz zu überdenken.
Der aktuelle Film "Bulb Fiction" über Energiesparlampen betreibt Panikmache – ein Artikel über Quecksilber in Lampen und eine Kritik des Films klären die Fakten.
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Definition: die Zufuhr von Frischluft in Wohn- oder Arbeitsräume
Wohn- und Arbeitsräume müssen aus verschiedenen Gründen ausreichend belüftet werden, d. h. es muss regelmäßig frische Luft zugeführt und die “verbrauchte” Luft abgeführt werden:
Aus diesen Gründen ist das ausreichende Lüften ein wesentlicher Faktor für das Wohlbefinden in Räumen.
Falsch ist übrigens eine häufig geäußerte Sorge, bei unzureichender Belüftung sinke der Sauerstoffgehalt der Luft zu stark ab. Das eigentliche Problem ist (wie oben genannt) das Ansteigen der CO2-Konzentration. Wenn der Sauerstoffgehalt z. B. von 20 % auf 19 % abgefallen wäre, wäre dies allein für den menschlichen Körper kein Problem. Jedoch ginge damit ein Anstieg der CO2-Konzentration auf ca. 1 % = 10 000 ppm einher, d. h. auf das Zehnfache des empfohlenen Maximalwerts.
In den meisten (vor allem älteren) Wohnhäusern wird durch Öffnen von Fenstern gelüftet. In diesem Fall ist im Winter ein gewisser Energieverlust unvermeidlich: Die “verbrauchte” Luft trägt die enthaltene Wärme nach außen, während kalte Frischluft nachströmt, die dann von der Heizungsanlage wieder erwärmt werden muss.
Der Energieverlust kann immerhin durch richtiges Lüften minimiert werden. Man betreibt möglichst Stoßlüftung: Gelegentlich wird die Luft im Raum durch Öffnen mehrerer Fenster möglichst schnell gegen Frischluft ausgetauscht, so dass die Fenster bald wieder geschlossen werden können. Man verliert zwar die Wärme der Luft, vermeidet aber ein Auskühlen der Gegenstände und der Wände des Raums, die eine erheblich höhere Wärmekapazität aufweisen. Wenn stattdessen ständig ein Fenster gekippt bleibt (z. B. weil man nachts nicht mehrmals aufstehen und stoßlüften möchte), sind die Lüftungsverluste erheblich größer. Es wird dann nämlich viel Frischluft Wärme von Gegenständen im Raum aufnehmen und gleich wieder nach draußen gelangen.
Die Fensterlüftung ist sehr einfach und im Prinzip wirkungsvoll, hat aber diverse Nachteile. Der Luftaustausch wird oft nicht richtig dosiert, ist also manchmal zu gering (was womöglich sogar zu Feuchteschäden führt) und zu anderen Zeiten unnötig hoch; womöglich vergisst man das Schließen des Fensters und verliert stundenlang viel Wärme. Zu anderen Zeiten vergisst man überhaupt das Lüften und lebt in Räumen mit zu hohem CO2-Gehalt der Atemluft und eventuell mit zu hoher Luftfeuchtigkeit. Es handelt sich um eine unkontrollierte Belüftung, die häufig nicht optimal durchgeführt wird.
Die Lüftungsverluste führen selbst bei optimal praktizierter Fensterlüftung zu einem höheren Bedarf an Heizenergie. Ebenfalls kann die Luftfeuchtigkeit an kalten Tagen zu sehr absinken (siehe unten). Im Sommer dagegen braucht ein gründlicher Luftaustausch an windstillen Tagen wesentlich mehr Zeit, da durch die geringen Temperaturunterschiede zwischen innen und außen beim Öffnen der Fenster kaum eine Luftkonvektion entsteht. Die Fenster müssen also lange geöffnet bleiben, und entsprechend lange kann man der Belästigung durch Lärm von außen (z. B. durch Rasenmäher) ausgesetzt sein.
Besonders problematisch ist die Belüftung von Schlafzimmern. Wenn die Fenster nachts geschlossen bleiben und keine Belüftung erfolgt, kann die Luftqualität im Laufe der Nacht ziemlich schlecht werden – insbesondere mit einer hohen Kohlendioxid-Konzentration. (Das regelmäßige Aufstehen zwecks Stoßlüften dürfte meist keine praktikable Option sein.) Andererseits hat das Schlafen bei geöffneten Fenstern erhebliche Nachteile, insbesondere den hohen Wärmeverlust im Winter und die Störungen durch Lärm von außen, zusätzlich eventuell das Eindringen von Stechmücken und Fliegen. Allein schon die Komfortverluste in dieser Situation können erheblich sein.
Die Nachteile der Fensterlüftung lassen sich durch den Einsatz einer geeigneten Lüftungsanlage, die eine kontrollierte Lüftung ermöglicht, allesamt vermeiden. Hier erfolgt der Luftaustausch nicht durch die Fenster, sondern durch Zuluft- und Abluftrohre, und er wird durch Ventilatoren gezielt angetrieben. Der Wohnkomfort (siehe unten) kann dadurch spürbar gesteigert werden, weswegen man auch von Komfortlüftung spricht. Allerdings lösen Lüftungsanlagen bei falscher Auslegung manche Probleme nicht effektiv und verursachen unter Umständen sogar diverse andere Probleme, die u. U. auch den Komfort reduzieren. Deswegen sollten Lüftungsanlagen unbedingt nur von ausgewiesenen Fachleuten geplant und installiert werden.
Eine nützliche Faustregel ist, dass pro erwachsener Person in einem Raum ca. 30 m3 Frischluft pro Stunde zugeführt werden sollten. Dies reicht aus, um die CO2-Konzentration ausreichend niedrig zu halten, und meist auch zur Bewahrung einer insgesamt guten Luftqualität.
Selbst bei geringer Belegung sollte eine gewisse Luftwechselrate nicht unterschritten werden. Der Minimalwert hängt hier deutlich von den konkreten Gegebenheiten ab; er sollte z. B. höher angesetzt werden, wenn Probleme mit feuchten Wänden oder Schadstoffemissionen aus Altlasten im Bau zu befürchten sind. Typisch sind minimale Luftwechselraten von 0,3 /h bis 0,5 /h. Dies bedeutet, dass die zugeführte Frischluftmenge pro Stunde 30 % bis 50 % des Raumvolumens beträgt. Ein Teil dieses Luftwechsels kann bereits über Undichtigkeiten der Gebäudehülle entstehen.
Als Beispiel betrachte man ein von einer vierköpfigen Familie bewohntes Einfamilienhaus. Zwei Erwachsene und zwei Kinder benötigen insgesamt ca. 100 m3 pro Stunde (weniger als 4 · 30 m3/h). Bei einer Wohnfläche von 150 m2 und einer Raumhöhe von 2,4 m, was ein Raumvolumen von 375 m3 ergibt, wäre die Luftwechselrate dann 100 m3/h / 375 m3 = 0,27 /h. Dies wäre etwas zu wenig, so dass die gesamte Luftmenge auf ca. 110 bis 190 m3/h erhöht werden sollte. Eine Lüftungsanlage, die auf höchster Stufe (“Party-Stufe”) 200 bis 250 m3/h erbringt, könnte dann angemessen sein. Sie sollte bei der meistens benötigten Luftleistung von z. B. 140 m3/h leise und effizient arbeiten, d. h. nur bei völliger Stille bemerkbar sein und weniger als 50 Watt elektrische Leistung benötigen. Höhere Leistungsreserven sind nicht notwendig, da ja notfalls zusätzlich mit Fenstern gelüftet werden könnte.
Im Betrieb kann die Luftleistung ggf. weiter optimiert werden. Beispielsweise kann die Luftmenge im Winter etwas reduziert werden, wenn festgestellt wird, dass die Luftfeuchtigkeit (siehe unten) zu stark absinkt. Ebenfalls sinnvoll ist die Überwachung der Kohlendioxid-Konzentration in der Raumluft; sie sollte 1000 ppm nicht längerfristig überschreiten. Für Räume mit stark schwankender Belegung (z. B. Klassenzimmer und Konferenzräume) sollte die Lüftungsanlage automatisch anhand der gemessenen CO2-Konzentration geregelt werden, damit bei starker Belegung ausreichend Frischluft zur Verfügung steht, ohne dass in anderen Zeiten unnötig stark gelüftet wird.
Die Lüftungsverluste können aus der benötigten Luftmenge und dem Temperaturunterschied zwischen innen und außen berechnet werden, wie im Artikel über Lüftungsverluste gezeigt wird.
Bei unkontrollierter Belüftung von Gebäuden kann die Luftfeuchtigkeit je nach Situation zu hoch werden oder aber zu weit abfallen. Besonders eine zu hohe Luftfeuchtigkeit kann sehr problematisch sein, weil sie zu Schimmelpilzbildung führen kann.
Lüftungsanlagen führen eher zu einer zu geringen Luftfeuchtigkeit, da häufiger zu viel gelüftet wird (z. B. bei geringer Belegung des Gebäudes) als zu wenig. Wo die Luftfeuchtigkeit häufig zu gering wird, ist eine kontrollierte Lüftungsanlage mit Rückgewinnung von Feuchtigkeit aus der Abluft die beste Lösung: Sie verursacht keinen zusätzlichen Energieaufwand und auch keine zusätzlichen Wartungskosten. Dagegen verbrauchen Anlagen mit aktiver Befeuchtung meist recht viel Energie und müssen aus hygienischen Gründen unbedingt regelmäßig gründlich gewartet werden. Die einfachste Möglichkeit ist die automatische Reduktion des Luftdurchsatzes, sobald die Luftfeuchtigkeit zu stark absinkt. Dies kann jedoch unter Umständen zu erhöhten Kohlendioxid-Konzentrationen in der Luft führen. Besser wäre eine Automatik, die sowohl die Luftfeuchtigkeit als auch die CO2-Konzentration berücksichtigt.
Siehe auch: Lüftungsanlage, Kohlendioxid, Luftfeuchtigkeit, Lüftungsverluste