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Belüftung von Gebäuden

Wohn- und Arbeitsräume müssen aus verschiedenen Gründen ausreichend belüftet werden, d. h. es muss regelmäßig frische Luft zugeführt und die "verbrauchte" Luft abgeführt werden:

• Menschen, Tiere und nachts auch Pflanzen geben Kohlendioxid (CO₂) an die Raumluft ab, welches bei zu hohen Konzentrationen (deutlich über 1000 ppm) schädliche Wirkungen wie Ermüdung und Konzentrationsschwäche verursachen können. Besonders viel CO₂ entsteht bei Verwendung von Brennern, Öfen und Herden, bei denen das Abgas in den Raum abgegeben wird. Durch ausreichendes Lüften kann die CO₂-Konzentration z. B. unter 1000 ppm gehalten werden.
• Andere Stoffe wie z. B. menschlicher Schweiß führen zu Geruchsbelästigungen und sollten sich deswegen auch nicht zu sehr in der Raumluft anreichern.
• Die Abgabe von Wasserdampf an die Raumluft (direkt durch Personen, Kochen und Duschen etc.) erhöht die Luftfeuchtigkeit, die dann zu hoch werden kann, wenn nicht ausreichend gelüftet wird. Dies kann zu Schimmelbefall führen, mit unter Umständen ernsthaften Gefährdungen der Gesundheit.
• Diverse Geräte wie z. B. Laserdrucker und Kopiergeräte können gesundheitsschädliche Stoffe in die Luft abgeben, die durch Lüften entfernt werden können. Dasselbe gilt für Radongas, welches durch den Kellerboden in das Haus eindringen kann, sowie für diverse Schadstoffe, die aus Bau- und Einrichtungsgegenständen ausgasen können.
• Ein Mensch, der beispielsweise einen grippalen Effekt hat, gibt Viren über kleine Wassertröpfchen in die Raumluft ab. Die Infektionsgefahr für andere Menschen im Raum ist erhöht, wenn die Virenkonzentration durch mangelnde Belüftung stark ansteigt.

Aus diesen Gründen ist das ausreichende Lüften ein wesentlicher Faktor für das Wohlbefinden in geschlossenen Räumen. Leider wird das Grundbedürfnis nach frischer Luft in vielen Gebäuden nicht ausreichend erfüllt, beispielsweise weil im Winter die Auskühlung der Räume durch Fensterlüftung unerwünscht ist.

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. Wesentliche Beeinträchtigungen des Wohlbefindens wären die Folge, wenn man solchen Konzentrationen für längere Zeit ausgesetzt wäre.

Methoden der Belüftung

Undichtigkeiten

Diverse Undichtigkeiten in einem Haus tragen im Prinzip zu dessen Belüftung bei. Allerdings ist der Beitrag sehr stark von den jeweiligen Temperatur- und Windverhältnissen abhängig. Der resultierende Luftwechsel kann zu manchen Zeiten (kalte Tage mit starkem Wind) sogar zu hoch sein, zu anderen Zeiten (meist für den größten Teil der Zeit) aber weitaus zu gering. Es handelt es sich eben um einen unkontrollierten Luftaustausch, der sich in keiner Weise nach dem Lüftungsbedarf richtet.

Zudem gehen die durch Undichtigkeiten entstehenden Luftströmungen häufig in die falsche Richtung: Beispielsweise drückt der Wind manchmal durch Fensterritzen frische Luft in Küche, WC und Badezimmer, und die verbrauchte Luft geht dann in Wohnräume; erwünscht wäre die umgekehrte Richtung. Sehr unerwünscht ist es ebenfalls, wenn warme Innenluft durch Undichtigkeiten in Teile der Gebäudehülle gelangen kann, weil dies zur Bildung von Kondenswasser und Schimmel führen kann. In der Tat entstehen viele Bauschäden genau hierdurch. Es kann auf Dauer sogar die Statik eines Gebäudes gefährdet werden, wenn beispielsweise tragende Teile einer Holzkonstruktion durch Kondenswasser langfristig feucht gehalten werden, indem immer wieder Raumluft zu diesen Teilen gerät und dort abgekühlt wird, so dass ihre relative Luftfeuchtigkeit steigt.

Aus diesen Gründen ist es unsinnig, die luftdichte Bauweise moderner Häuser zu kritisieren. Sogenannte "atmende Wände" reichen ohnehin niemals zur Belüftung aus. Selbst absichtlich geschaffene Undichtigkeiten wie Lüftungsschlitze an Fenstern sind kaum ausreichend und können gleichzeitig sogar die Schimmelbildung in ihrer Umgebung fördern, indem Wände zu stark ausgekühlt werden. Ähnliche Effekte sind auch von undichten Rollladenkästen bekannt.

Fensterlüftung

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. Am wirksamsten ist die Querlüftung durch Öffnen von Fenstern an gegenüberliegenden Seiten des Raums. 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; dasselbe gilt, wenn ein Fenster auf etwas andere Art (z. B. durch "Parallelabstellung", wie es manche Fensterbeschläge erlauben) leicht und lange geöffnet wird. Es wird dann nämlich viel Frischluft Wärme von Gegenständen im Raum aufnehmen und oft schon bald wieder nach draußen gelangen. Zudem kühlen die Fensterlaibungen aus, was Schimmelbildung zur Folge haben kann.

Die Fensterlüftung ist sehr einfach und kann im Prinzip wirkungsvoll sein, hat aber diverse teils gewichtige 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 (außer bei Wind), 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 massiv sein. Ein hohes Raumvolumen vermindert das Problem, bedeutet aber tagsüber eine schlechte Ausnutzung des Wohnraums.

Auch Schul- und Konferenzräume sind problematisch, weil sie zumindest zeitweise sehr stark belegt sind. Die CO₂-Konzentration steigt bei geschlossenen Fenstern dann rapide an und erreicht sehr rasch nicht mehr tolerierbare Werte. Dies kann z. B. zu Müdigkeit und Konzentrationsstörungen führen.

Andere Arten natürlicher Lüftung

Es gibt auch andere Arten für den Ansatz der natürlichen Lüftung, die ebenfalls ohne Verwendung technischer Strömungsmaschinen wie Ventilatoren auskommen. Beispielsweise kann man eine Schachtlüftung realisieren, in der Auftrieb aufgrund von Temperaturunterschieden ausgenutzt wird. Gemeinsam ist solchen Ansätzen allerdings das Problem, dass die damit erzielte Luftwechselrate von diversen natürlichen Einflussfaktoren abhängig ist und entsprechend schwerer dem tatsächlichen Bedarf angepasst werden kann.

Siehe den Artikel über natürliche Lüftung für weitere Details.

Kontrollierte Lüftung

Die Nachteile der Fensterlüftung oder anderer Arten von natürlicher Lüftung 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. Die Luftwechselrate kann so dauerhaft angemessen eingestellt werden und wird unabhängig von einem sinnvollen Lüftungsverhalten der Bewohner.

Der Wohnkomfort kann dadurch spürbar gesteigert werden, weswegen man auch von Komfortlüftung spricht. Gleichzeitig ist eine hohe Energieeinsparung durch Wärmerückgewinnung möglich, die bedeutender ist als der Energieaufwand zum Betrieb der Lüftungsanlage.

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 nur von ausgewiesenen Fachleuten geplant und installiert werden.

Eine einigermaßen kontrollierte Lüftung – allerdings ohne Wärmerückgewinnung – ist auch mit einer reinen Abluftanlage in Verbindung mit Außenluftdurchlässen möglich.

Ein Sonderfall ist die Belüftung mit Solar-Luftkollektoren, die z. B. für manche Wochenendhäuser verwendet wird. Hier erfolgt keine Wärmerückgewinnung, sondern eine Vorwärmung der Frischluft mit Hilfe von Sonnenenergie. Die Luftwechselrate orientiert sich meist nicht am Lüftungsbedarf, sondern an der verfügbaren Sonnenenergie; insofern erfolgt eine kontrollierte Lüftung nur in einem eingeschränkten Sinn.

Nur zeitweise betriebene Belüftungseinrichtungen

Für manche Zwecke werden häufig Belüftungseinrichtungen eingesetzt, die nur zeitweise, nämlich bei besonderem Bedarf betrieben werden. Beispiele hierfür sind Abluftventilatoren in Toilettenräumen, die oft beispielsweise über den Lichtschalter nur für einige Minuten aktiviert werden, und Dunstabzugshauben in Küchen. Solche Einrichtungen garantieren natürlich für sich genommen keine ausreichende Belüftung, können aber eine gute Ergänzung sein, weil damit Gerüche gezielt nahe ihrer Quelle (also nicht erst nach starker Verdünnung) beseitigt werden.

Da beispielsweise Dunstabzugshauben in Küchen recht große Volumenströme bewegen – es können durchaus rund 500 m³/h sein, mehr als normalerweise für die Belüftung eines gesamten Einfamilienhauses nötig ist – ist es wichtig, für eine ausreichende Zufuhr von Zuluft zu sorgen. Hierfür sollten nicht einfach zufällige Undichtigkeiten der Gebäudehülle genutzt werden, durch die dann nämlich rund um die Uhr ein unkontrollierter Luftaustausch erfolgen würde. (Ein weiteres Problem mit diesem Ansatz wäre, dass Luft in unerwünschten Richtungen durch die Wohnung strömen würde – beispielsweise von einem Toilettenraum in Wohnräume.) Besser sind gut konstruierte Zulufteinrichtungen, die Luft bei Bedarf gut einströmen lassen, zu anderen Zeiten aber gut schließen. Beispielsweise kann ein solches Gerät einfach eine Rückschlagklappe enthalten, die normalerweise geschlossen bleibt, aber durch einen leichten Unterdruck im Raum geöffnet werden kann. Eine solche Klappe kann in einem kleinen Zuluftmauerkasten in der Außenwand der Küche untergebracht sein, der unter Umständen auch den Abluftkanal enthält.

Verdrängungslüftung vs. Verdünnungslüftung

Am effektivsten und effizientesten ist die Lüftung, wenn sie in Form der Verdrängungslüftung realisiert werden kann. Dies bedeutet, dass die zugeführte Frischluft systematisch die "verbrauchte" Luft aus dem Raum schiebt, so dass im Idealfall jeder Kubikzentimeter der zugeführten Luft gleich lange im Raum verbleibt. Diese Zeit wäre der Kehrwert der Luftwechselrate (siehe unten). Ein Verfahren hierfür ist die Quelllüftung, bei der die Frischluft mit einer geringfügig niedrigeren Temperatur bodennah zugeführt wird (was eine einigermaßen stabile Temperaturschichtung ergibt) und die Abluft an der Decke entnommen wird.

Von Verdünnungslüftung spricht man dagegen, wenn die zugeführte Frischluft mit der "verbrauchten" Luft stark vermischt wird, so dass diese quasi verdünnt wird. Dies führt leider dazu, dass ein Teil der zugeführten Luft sehr früh den Raum wieder verlässt, während andere Teile lange verbleiben. Für eine bestimmte Luftqualität muss die pro Stunde zugeführte Luftmenge dann höher gewählt werden.

Mit einer kontrollierten Belüftung durch eine Lüftungsanlage oder auch durch Querlüften über mehrere geöffnete Fenster lässt sich in günstigen Fällen annähernd eine Verdrängungslüftung realisieren; es wird kaum gerade erst aufgeheizte Frischluft gleich wieder aus dem Raum entfernt. Die Lüftung durch Undichtigkeiten bedeutet dagegen meist annähernd eine Verdünnungslüftung.

Benötigte Luftmengen

Eine nützliche Faustregel ist, dass pro erwachsener Person in einem Raum tagsüber ca. 20 bis 30 m³ Frischluft pro Stunde zugeführt werden sollten (vorausgesetzt, dass im Raum nicht geraucht wird). Dies reicht aus, um die CO₂-Konzentration ausreichend niedrig zu halten, und meist auch zur Bewahrung einer insgesamt guten Luftqualität. Nachts genügt ein deutlich geringerer Wert von ca. 15 bis 20 m³/h.

Eine weitere wichtige Größe ist die Luftwechselrate eines Raums oder Gebäudes: Dies ist der Luftvolumenstrom (in m³/h) dividiert durch das Luftvolumen des Raums. Man erhält also eine Größe mit der Einheit 1/h = h⁻¹. Beispielsweise bedeutet eine Luftwechselrate von 2 /h, dass pro Stunde das Doppelte des Luftvolumens im Raum zugeführt bzw. ausgetauscht wird.

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, jedoch ist dieser Teil bei einigermaßen dichten Gebäuden sehr gering. Insbesondere trägt die Diffusion durch die Wände ("atmende Wände") im Normalfall fast gar nichts zur Lüftung bei; eher sind es nicht dicht schließende Fenster und Türen sowie Schornsteine.

Als Beispiel für eine Abschätzung der benötigten Luftmengen betrachte man ein von einer vierköpfigen Familie bewohntes Einfamilienhaus. Zwei Erwachsene und zwei Kinder benötigen tagsüber insgesamt ca. 100 m³ pro Stunde. 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 wenig; als hygienische Mindestluftwechselrate wählt man meist einen Wert von ca. 0,3 /h. Man kann die gesamte Luftmenge also etwas erhöhen, z. B. auf 120 m³/h. Eine Lüftungsanlage, die auf höchster Stufe ("Party-Stufe") 200 bis 300 m³/h erbringt, könnte dann angemessen sein. Sie sollte bei der meistens benötigten Luftleistung von z. B. 120 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 Luftwechselrate 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. Bei gleichmäßig genutzten Räumen genügt es, solche Messungen mit einem geliehenen Geräte über eine Woche durchzuführen. 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.

Dicht besetzte Schulungsräume sind besonders problematisch. Als Beispiel betrachte man einen Raum mit 50 m² Fläche, in dem 25 erwachsene Personen sitzend arbeiten, d. h. ohne besonders körperliche Beanspruchung. Nach der oben genannten Faustregel sollten pro Stunde und Person 25 m³ Frischluft zugeführt werden, also 625 m³ pro Stunde. Der ganze Raum fasst aber bei einer Höhe von 2,5 m nur 125 m³. Die gesamte Luft des Raums müsste also rund fünf Mal pro Stunde komplett ausgewechselt werden. Somit ist klar, dass z. B. selbst eine starke Fensterlüftung alle 30 Minuten noch lange nicht ausreicht, um eine gute Luftqualität zu erhalten. Dies gilt erst recht, wenn nur ein paar Fenster gekippt bleiben. Eine Lüftungsanlage ist somit zumindest für kalte Tage unverzichtbar.

Die Lüftungsverluste können aus der benötigten Luftmenge und dem Temperaturunterschied zwischen innen und außen berechnet werden, wie im Artikel über Lüftungsverluste gezeigt wird.

Regulierung der Luftfeuchtigkeit

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. Selbst wenn diese durch ein angemessenes Lüftungsverhalten der Bewohner vermieden werden kann, besteht hierauf oft kein Verlass, und die Folge können ernsthafte Gesundheitsgefährdungen und auch teure Bauschäden sein.

Bei geringer Feuchtelast im Haus führen Lüftungsanlagen im Winter eher sogar zu einer zu geringen Luftfeuchtigkeit. An kalten Tagen ist nämlich die Luftmenge, die für die Begrenzung des CO₂-Gehalts der Atemluft sinnvoll ist, oft bereits zu groß in Bezug auf die Feuchtigkeitsabfuhr. Deswegen wird die Luftmenge im Winter manchmal etwas reduziert – als Kompromiss zwischen CO₂-Gehalt und Luftfeuchte. Günstig ist eine automatische Luftmengenregelung, die sowohl die Luftfeuchtigkeit als auch die CO₂-Konzentration berücksichtigt.

Wo die Luftfeuchtigkeit häufig deutlich zu gering wird, können im Prinzip zusätzlich Luftbefeuchter (evtl. als Teil der Lüftungsanlage) eingesetzt werden. Eine viel bessere Lösung ist allerdings eine kontrollierte Lüftungsanlage mit Rückgewinnung von Feuchtigkeit aus der Abluft: Sie verursacht keinen zusätzlichen Energieaufwand und auch keine zusätzlichen Wartungskosten. Da ihre Wirksamkeit bei höheren Außentemperaturen natürlicherweise nachlässt, ist auch eine Überfeuchtung kaum zu befürchten. Dagegen verbrauchen Anlagen mit aktiver Befeuchtung meist recht viel Energie und müssen aus hygienischen Gründen unbedingt regelmäßig gründlich gewartet werden.

Effektivität und Effizienz der Trocknung durch Belüftung mit Außenluft

Durch Belüftung kann beispielsweise Wohnräumen Wasserdampf entzogen werden, wenn die absolute Luftfeuchtigkeit außen niedriger ist als innen. Dies ist zumindest im Winter meistens der Fall.

Wir betrachten zunächst die Effektivität (Wirksamkeit) des Trocknens durch Lüften. Abbildung 1 zeigt, welche Wassermenge den Wohnräumen entzogen werden kann pro Kubikmeter zugeführter Luft, wenn die abgeführte Luft eine relative Feuchte von 80 % hat und 20 °C warm ist. Die Kurven gelten für verschiedene Werte der relativen Luftfeuchtigkeit außen.

Die oberste Kurve gilt für die Zufuhr von völlig trockener Außenluft. In diesem Fall hängt der Trocknungseffekt nicht von der Außentemperatur ab. Bei höherer relativer Luftfeuchtigkeit (tiefer liegende Kurven) nimmt der Trocknungseffekt ab, und zwar vor allem bei höheren Außentemperaturen, weil eine bestimmte relative Feuchtigkeit dann eine höhere absolute Feuchtigkeit bedeutet. Bei der maximalen Feuchte von 100 % (unterste Kurve) ist eine Trocknung nur unterhalb von ca. 16 °C möglich; bei höheren Außentemperaturen würde man mehr Wasserdampf in den Raum einbringen, als man abführen kann.

Wenn der Wohnraum weniger feucht ist (60 %), lässt sich pro Kubikmeter zugeführter Luft weniger Feuchtigkeit abführen, und bei 100 % Luftfeuchtigkeit außen ist eine Trocknung nur für Außentemperaturen unterhalb von ca. 12 °C möglich (siehe Abbildung 2).

Um die Energieeffizienz der Trocknung zu beurteilen, betrachten wir den Wärmeverlust – aber nicht pro Kubikmeter zugeführter Luft, sondern pro Kilogramm Wasserdampf, der dem Raum entzogen wird (also nach dem Trocknungseffekt). Wir nehmen hierfür an, dass keine Wärmerückgewinnung erfolgt, d. h. dass die warme feuchte Luft einfach nach außen geleitet wird und kalte Frischluft direkt in die Wohnräume gelangt. Dies soll jedoch immerhin kontrolliert erfolgen: Die Frischluftzufuhr wird (z. B. durch einen Ventilator, der mit einem Hygrostaten gesteuert wird) so eingestellt, dass sich die Luftfeuchtigkeit innen auf einem vorgegebenen Niveau einstellt. Abbildung 3 zeigt das Resultat für 80 % Feuchtigkeit der abführten Luft (wie bei Abbildung 1):

In der Heizperiode bedeutet jede Kilowattstunde Wärme, die so verloren geht, eine Kilowattstunde zusätzliche Heizwärme, wenn die Raumtemperatur konstant gehalten wird. Wenn die Luft außen völlig trocken ist, steigt der Wärmeverlust proportional zur Temperaturdifferenz zwischen innen und außen an. Bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit außen (z. B. 100 %, oberste Kurve) ist es aber anders: Der spezifische Wärmeverlust steigt gerade bei hohen Außentemperaturen scharf an, da die Trocknung dann immer weniger effektiv wird, also sehr hohe Luftmengen pro kg entferntem Wasserdampf benötigt werden.

Wenn die abgeführte Luft wieder nur 60 % relative Feuchte hat (wie bei Abbildung 2), wird der spezifische Wärmeverlust wesentlich größer, vor allem bei hoher Luftfeuchtigkeit außen:

Dies liegt wieder daran, dass mehr Zuluft benötigt wird, um ein Kilogramm Wasserdampf abzuführen.

Man erkennt an den Kurven also insbesondere Folgendes:

• Je tiefer die Luftfeuchtigkeit innen gedrückt werden soll, desto höher die benötigten Luftmengen und desto höher der Wärmeverlust. Selbst der spezifische Wärmeverlust (pro kg Wasserdampf) kann scharf ansteigen.
• Wenn die relative Luftfeuchtigkeit außen niedrig ist, ist das Lüften auch bei milden Außentemperaturen effektiv und verursacht dann relativ geringe Wärmeverluste. Bei hoher Luftfeuchtigkeit außen dagegen hat das Lüften erst bei niedrigen Außentemperaturen einen Trocknungseffekt und ist energetisch gesehen in einem gewissen Temperaturbereich optimal.

Zusätzlich ist zu bemerken:

• Wenn die Feuchtigkeit in flüssiger Form in die Wohnräume eingebracht wird, kommt noch die Verdampfungswärme (genauer die Verdampfungsenthalpie) hinzu. Dies sind bei Raumtemperatur 0,68 kWh/kg.
• Wenn die Lüftung nicht kontrolliert erfolgt, z. B. durch nicht genau dosiertes Öffnen von Fenstern, dann kann der Wärmeverlust viel höher werden, und zwar aus zwei Gründen: Erstens werden sich häufig höhere Luftmengen einstellen als benötigt, und zweitens wird ein Teil der zugeführten Frischluft wieder nach außen gelangen, bevor er die volle Menge Feuchtigkeit aufgenommen hat. Eine kontrollierte Lüftung ist also selbst ohne Wärmerückgewinnung wesentlich effizienter als eine unkontrollierte Belüftung.
• Mit Wärmerückgewinnung lässt sich der Wärmeverlust natürlich noch weiter reduzieren, z. B. um 80 %.
• Wir können die Energieeffizienz des Lüftens (ohne Wärmerückgewinnung) auch mit der eines Luftentfeuchters vergleichen. Der Artikel über Luftentfeuchter enthält ein Zahlenbeispiel. Dieses zeigt, dass für stark feuchtebelastete Wohnräume die Verwendung eines Luftentfeuchters energetisch günstiger sein kann als ein verstärktes Lüften über den hygienisch nötigen Luftaustausch hinaus.

Luftwechselrate beim Blower-Door-Test

Beim Blower-Door-Test zur Messung der Luftdichtigkeit einer Gebäudehülle ergibt sich die Luftwechselrate für eine bestimmte Druckdifferenz zwischen innen und außen (meist 50 Pa), wenn alle Türen, Fenster und andere Öffnungen geschlossen sind. Die resultierende Luftwechselrate soll möglichst niedrig sein. Sie entspricht natürlich nicht der Luftwechselrate im Normalbetrieb des Gebäudes, wo z. B. eine Lüftungsanlage ständig Frischluft zuführt oder Fensterlüftung praktiziert wird. Sie dient vielmehr als ein Maß für die Luftdichtheit des Gebäudes.

Siehe auch: Lüftungsanlage, Luftwechselrate, Fensterlüftung, natürliche Lüftung, Außenluftdurchlass, Kohlendioxid, Wasserdampf, Luftfeuchtigkeit, Lüftungsverluste, Luftentfeuchter, Ventilator, Blower-Door-Test, Schimmel in Wohnräumen