Kontrollierte Wohnraumlüftung

mini|Querschnitt eines Passivhauses mit Lüftungstechnik

Eine kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL) ist eine meist elektrisch gesteuerte Lüftung zur definierten Be- und Entlüftung von Wohnungen.

Nach Installationsweise unterscheiden sich die dezentrale Lüftung mit mehreren Ventilatoren (Einzelgeräte) und die zentrale Lüftung mit Zusammenführung der Lüftungskanäle aus mehreren Räumen zu einem einzelnen Lüftungsgerät (Zentralgerät).

Je nachdem, ob ein Gebläse eingesetzt wird oder nicht, unterscheiden sich die maschinelle Lüftung mit Gebläse und die kontrollierte natürliche Lüftung als seltener Sonderfall, bei dem der natürliche Luftaustausch durch Konvektion (gegebenenfalls einschließlich Kamineffekt) und Windeinfluss durch Fenster oder andere Öffnungen genutzt und gesteuert wird. Bei der kontrollierten natürlichen Lüftung lassen sich die im Folgenden beschriebenen Varianten zur Luftführung und Wärmerückgewinnung nicht oder nur sehr beschränkt einsetzen.

Die kontrollierte Wohnraumlüftung mit Gebläse kann als Abluftsystem, Zuluftsystem oder als kombiniertes Zu- und Abluftsystem ausgeführt werden. In: kwl-info.de.

Bei gleichzeitiger Zuführung von Frischluft und Abführung von Fortluft kann ein Wärmetauscher die Zuluft mit der Wärme aus der Abluft vorheizen. Mithilfe einer Wärmepumpe kann die Abwärme der Abluft zur Beheizung der Zuluft, zur Warmwasserbereitung oder zum Betrieb einer Warmwasserheizung genutzt werden.

Eine unkontrollierte Wohnungslüftung ist die freie Lüftung von Wohnungen mittels Fensterlüftung, Fugenlüftung oder Schachtlüftung.

Funktion mini|Installation mit Bodenkanälen

Hygienischer LuftwechselGrundsätzliche Abklärungen über Systeme zur Lüftung und Heizung bzw. Kühlung von Gebäuden, Seite 17, Forschungsprogramm Energierelevante Luftströmung in Gebäuden, Nationaler Energie-Forschungs-Fonds, Juni 1990. Fraunhofer IRB Verlag Der verbrauchte Sauerstoff wird ergänzt. Der Feuchtigkeits- und Kohlenstoffdioxidgehalt wird reduziert. Schadstoffe, die aus neuen Möbeln, Farbanstrichen oder Haushaltsgeräten austreten, werden verdünnt und abgeführt.

Saubere Zuluft Partikel wie Staub und Pollen sowie Insekten werden durch Luftfilter zurückgehalten. Aktivkohlefilter können auch weitere Luftschadstoffe und Gerüche binden.

Energieeinsparung Durch die Einhaltung einer definierten Luftwechselrate sowie durch Wärmerückgewinnung reduziert sich der Lüftungswärmeverlust.

Gerüche werden reduziert Der beständige Zuluftstrom verdünnt Gerüche. Durch die Absaugung der Luft in Bädern, Toiletten und Küchen wird die Geruchsübertragung in andere Räume reduziert.

Schallschutz Die Fenster brauchen zum Lüften nicht mehr geöffnet zu werden. Die Gebäudehülle kann zum Außenraum hin abgedichtet werden. Die Luftführung durch Kanäle sowie Luftfilter vermindert die eindringenden Geräusche, etwa den Verkehrslärm. Zusätzliche Schalldämmung ist einfach möglich. Die Anlagen zur kontrollierten Wohnraumlüftungen selbst arbeiten nahezu geräuschlos.

Kühlung der Raumluft Die (sommerliche) Erwärmung der Räume durch Sonneneinstrahlung oder interne Wärmequellen wird durch den Zuluftstrom reduziert. Bei Überströmung der Luft zwischen Räumen gleichen sich Temperaturunterschiede aus.

Eine entsprechend ausgelegte Lüftungsanlage kann auf verschiedene Arten zur Abkühlung der Wohnräume im Sommer beitragen und helfen, Kosten und Energieeinsatz zum Betrieb einer Klimaanlage zu vermeiden:Lüften im Sommer: Eine Wohnraumlüftung sorgt für kühle Luft an heißen Tagen und spart dabei Energie!, 22. Juli 2020 Besitzt die Anlage einen Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung im Winter, so kann dieser im Sommer zur Kälterückgewinnung verwendet werden. Während im Winter meist auch die Übertragung, d. h. die Rückgewinnung der in der Abluft enthaltenen Feuchtigkeit erwünscht ist, um eine übermäßig trockene Wohnraumluft zu vermeiden, so ist dies im Sommer nicht der Fall. Ein gewöhnlicher Wärmetauscher kühlt die einströmende Außenluft und entfeuchtet sie zugleich. Trockene Luft wird bei gleicher Temperatur als weniger belastend empfunden. Viele Anlagen verfügen über einen Sommer-Bypass, um in der Nacht den Wärmetauscher zu umgehen. Die kalte Nachtluft strömt dann direkt in die Wohnräume, um diese möglichst effektiv abzukühlen. Ein Erdwärmetauscher, der im Winter zur Vorwärmung der Außenluft genutzt wird, kann im Sommer ebenso zur Abkühlung der einströmenden Frischluft dienen.

Geschichtliche Entwicklung

In den beengten Wohnverhältnissen großer innerstädtischer Mietshäuser wurde schon seit langer Zeit die Schachtlüftung angewendet, also eine Zwangslüftung über senkrecht durchs Gebäude laufende Lüftungsschächte. Demgegenüber genügte in den meisten anderen Gebäuden der Luftaustausch, der sich durch die Fugen zwischen Fensterflügeln und Fensterrahmen (Fugenlüftung) sowie durch den von Öfen und Kaminen verursachten Unterdruck ganz von alleine ergab.

In Gebäuden mit Ofenheizung und ungedichteten Fenstern und Türen liegt der sich natürlich einstellende Luftwechsel um bis zu 40-mal höher, als es bei Gebäuden mit abgedichteter Gebäudehülle der Fall ist.Roland Wenzel Ingenieur für Luft- und Kältetechnik: (PDF) umweltzentrum.de, abgerufen im Februar 2016

Als Ende des 20. Jahrhunderts immer besser gedämmte Gebäude aufkamen, zeigte sich, dass die Gebäudehülle dieser Häuser so luftdicht ist, dass im Gebäude entstandene Feuchtigkeit (durch Ausatmen, Schwitzen, Kochen, Duschen u. ä.) und Gerüche (Kochen, Toilette) nicht mehr in hinreichendem Maße durch Fugen (an den Rahmen von Fenstern und Türen, an Rollladenkästen, durch Kellerfenster u. ä.) nach draußen gelangen und dass umgekehrt zu wenig Außenluft („Frischluft“) ins Haus eintritt. Nicht selten bildete sich in Feuchträumen, speziell im Bad, Schimmel.

Eine Gegenüberstellung von Feuchtequellen und natürlicher (unkontrollierter) Feuchteabfuhr (je in kg) in einem durchschnittlichen 4-Personen-Haushalt verdeutlicht die Notwendigkeit zu lüften:

+ Gegenüberstellung von Feuchtequellen und Feuchteabfuhr Befeuchtung durch … Früher(in kg) Heute(in kg) UrsachenKochen 1,6 1,2 Es wird weniger aufwendig und insgesamt seltener selbst gekocht.Waschen, Duschen, Baden 0,4 2,4Heute hat jede Wohnung eine Dusche oder Badewanne, die häufig täglich genutzt werden.Wäsche waschen & trocknen 0,4 1,2Vollautomatische Waschmaschinen verführen zu häufigem Waschen.Ausatmen & Verdunstung der Bewohner 2,0 1,6Weniger Menschen teilen sich eine Wohnung.Pflanzen gießen 1,6 2,1Es gibt mehr Zimmerpflanzen als früher.Summe 6,0 8,5 Entfeuchtung durch … Früher(in kg) Heute(in kg) UrsachenFenster und Türen −3,0 −0,5Fugendichtungsprofile behindern heute den Luftaustausch.Offene Feuerstelle, Kamin, Ofen −3,0 ±0,0Der Unterdruck im Schornstein sorgte für einen ständigen Abluftstrom.Bilanz ±0,0 +8,0(kg Wasser je Tag)

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.

Durch die inzwischen sehr viel bessere Wärmedämmung der Gebäudehülle vergrößerte sich der Anteil des Lüftungswärmeverlusts am Gesamtwärmeverlust eines Gebäudes. In Niedrigenergie- und Passivhäusern ist es möglich, auf eine Zentralheizungsanlage ganz zu verzichten, wenn der Wärmeinhalt der Abluft der Zuluft über einen Wärmetauscher wieder zugeführt wird („Wärmerückgewinnung“). Eine elektronische Regelung steuert die Luftmenge und beugt dem Einfrieren des Wärmetauschers vor. Anders als beim Lüften über gekippte oder geöffnete Fenster (Stoßlüftung) ist der Luftwechsel bei automatisierten Anlagen weitgehend unabhängig von Windgeschwindigkeit und -richtung sowie der Temperaturdifferenz zwischen drinnen und draußen.

Aufbau

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

Zentrale Lüftungsanlage

Zentrale Anlagen haben zwei Ausgänge (Fortluft, die nach außen geführt wird; Zuluft, die den Wohnräumen zugeführt wird) und zwei Eingänge (Außenluft, die von außen zugeführt wird; Abluft, die aus den Wohnräumen abgesaugt wird). Zentrale Anlagen sind aufwändiger, denn vom Lüftungsgerät müssen zu jedem Raum Lüftungsleitungen geführt werden: Im einfachsten Fall erhalten nur die Schlaf- und Wohnräume Zuluftleitungen und die Abluft wird alleine aus WC, Bad sowie optional aus Flur und/oder Küche abgeführt. Zuluft- und Abluft-Räume werden dann durch schalldämpfende Überströmöffnungen (aktive Überströmer) in Türen oder Wänden verbunden oder die Luft zieht durch den Spalt unter den Türblättern. Bei der aufwendigeren Variante ist jeder Raum einzeln regulierbar und hat einen eigenen Zuluft- und einen Abluftkanal.

Die Lüftungsleitungen werden meist im Fußbodenaufbau unter dem Estrich oder über abgehängten Decken installiert. Vertikalleitungen können in gewöhnlichen Installationsschächten, senkrechten Wandaussparungen und eventuell in Kabelschächten oder Zwischenwänden (z. B. aus Gipskarton) verlegt werden.

Dezentrale Lüftungsanlage

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.

Dezentrale Anlagen arbeiten entweder mit einem kleinen Wärmeübertrager (Kreuzstrom- oder Kreuzgegenstromwärmeübertrager als Rekuperator) oder mit einem Regenerator (Wärmezwischenspeicher im zeitversetzten Gegenstromverfahren): Geräte mit Wärmeübertrager besitzen zwei Ventilatoren, sodass Zu- und Abluft zugleich in und aus dem Raum strömen. Die Ausblasöffnungen von Fort- und Zuluft sollten den Luftstrom etwas beschleunigt in den Raum blasen und möglichst weit entfernt von den Ansaugöffnungen von Frisch- und Abluft sein, damit es keinen direkten Kurzschluss zwischen ein- und ausströmender Luft gibt. Geräte mit Regenerator werden auch als Pendellüfter, Reversier-Lüfter oder Push-Pull-Gerät bezeichnet. Sie können bis ca. −15 °C ohne besondere Frostschutzmaßnahmen betrieben werden. Reversiergeräte sorgen immer einige Minuten lang für Zuluft und schalten dann für einen ebensolangen Zeitraum auf Abluft um. So muss nur ein Rohr durch die Wand geführt werden, in dem sich der Lüftermotor und der Regenerator in Form einer luftdurchlässigen Speichermasse befinden. Die Speichermasse kühlt sich im Winter beim Zuluftbetrieb ab, nimmt anschließend beim Abluftbetrieb die Wärme der Raumluft auf, die beim nächsten Zuluftbetrieb dann wieder an die kalte Außenluft abgegeben werden kann. Durch einfaches Umschalten der Ventilatoren vom Reversierbetrieb zum dauerhaften Zu- oder Abluftstrom kann die Wärmerückgewinnung umgangen werden, ohne dass hierfür ein Bypass vorgesehen werden müsste. Regeneratoren werden in der Regel paarweise eingesetzt, entweder mit je einem Gerät in zwei verschiedenen Zimmern oder mit einem Doppelgerät zur Belüftung eines einzelnen Zimmers. Die Gebläse werden dabei synchronisiert, so dass für einige Minuten immer ein Gerät für Zuluft sorgt, während das andere Gerät zugleich die Abluft abführt. Das Regeneratorprinzip kann auch bei erhöhten Anspruch an die Lufthygiene eingesetzt werden, wenn ein porenfreier Wärmespeicher eingesetzt wird.

Zentral-dezentrale Anlagen