Lüften

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Frische Luft kommt nicht von selbst

Frische Luft ist das Lebensmittel Nummer eins – und vermutlich das am meisten unterschätzte. Gekippte Fenster oder Stoßlüften bringen wenig für den Luftaustausch. Spezielle Lüftungsanlagen hingegen sorgen für gleichbleibend gute Luft – wie von selbst.
Von Klaus Michael

„Die meisten Menschen glauben, sie verstünden etwas vom Lüften, nur weil sie bisher nicht erstickt sind ...", seufzte einmal ein Energieberater. Wer zur Energieberatung Hunderte von Häusern besucht, kennt das große Spektrum von Gerüchen, das einem in alten und oft auch in neueren Häusern entgegenschlägt.

159 558 Klaus Michael

Klaus Michael, Energieexperte und Geschäftsführer des Niedrig-Energie-Instituts

Verkehrslärm vor den Hauptfenstern sowie die Aufstelldichte von Blumentöpfen oder Kunstgegenständen auf den Fensterbänken wirken sich ebenfalls erheblich auf die Luftqualität aus, weil sie das effektive Stoßlüften verhindern.

Kein Sinnesorgan für schlechte Luft

Wissen Sie, wie viel Prozent CO2, relative oder absolute Feuchte oder Formaldehyd gerade um Sie herum sind? Uns Menschen fehlt eine Antenne für die relevanten Luftinhaltsstoffe: Wir nehmen nur riechbare Luftinhaltsstoffe war, wenn sich deren Konzentration plötzlich massiv ändert. Wenn sich bestimmte Inhaltsstoffe langsam anhäufen, merken wir davon nichts. Und sind wir abends müde oder morgens nicht munter, meinen wir gerne, das läge an unserer harten Arbeit, am zu kurzen Schlaf oder am abendlichen Rotwein, statt zu prüfen, ob wir zu viel CO2 im Büro, in der Schule oder im Schlafzimmer hatten.

Neben der Sensorik fehlen uns zudem die Maßstäbe: Wie viel CO2 sollte maximal in Räumen sein, in denen man sich länger aufhält? Jedes Kind weiß, dass der Mensch Sauerstoff braucht. Doch zu wenig Sauerstoff ist nur selten ein Problem in geschlossenen Räumen. Unsichtbare Belastungen drohen vielmehr durch zu viel CO2 und Ausgasungen aus Baustoffen, Möbeln, Textilien oder Elektrogeräten in Form von Lösungsmitteln, Weichmachern, Flammschutzmitteln, Ozon, Emissionen des Kaminofens, des Gasherds (ohne Abzugshaube) oder Zigarettenrauch.

Pettenkoffer-Zahl

Der bayerische Chemiker und Hygieniker Max von Pettenkofer wirkte vor allem in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Er ist Namensgeber der Pettenkofer-Zahl, dem Grenzwert für lufthygienisch unbedenkliche CO2-Konzentration in der Innenraumluft. „Ich bin auf das Lebendigste überzeugt, dass wir die Gesundheit unserer Jugend wesentlich stärken würden, wenn wir in den Schulräumen die Luft stets so gut und rein erhalten würden, dass ihr Kohlensäuregehalt nie über ein Promille anwachsen könnte", formulierte Pettenkofer 1858. Er sah den Grenzwert bei 0,1 Vol.-% CO2-Konzentration, beziehungsweise bei 1000 ppm (parts per million).

Zum Vergleich: Die CO2-Konzentration der Außenluft liegt bei etwa 400 ppm. Doch anders als manche europäische Länder, vor allem Skandinavien, hat sich Deutschland von diesem Grenzwert in Innenräumen verabschiedet.

159 2836 Air-Control 3000 - ein CO2-Messgerät

Air-CO2ntrol 3000 zeigt den CO2-Gehalt der Luft.

Aktion: Kampf dem Mief

Der Bund der Energieverbraucher e. V. startet die neue Aktion: „Kampf dem Mief": Der Verein hilft seinen Mitgliedern beim Kampf gegen schlechte Luft. Dazu verleiht der Verein kostenlos CO2-Messgeräte. Die Firma TFA-Dostmann unterstützt die Aktion.

Das Messgerät „Air CO2ntrol 3000" misst die CO2-Konzentration und erfasst Veränderungen im Lauf der Zeit, denn es speichert die Messwerte im 30-Minuten-Takt. Das Gerät kostet etwa 200 Euro. Der Verein verleiht es für jeweils fünf Tage kostenlos an seine Mitglieder. Bei Interesse bitte das Formular ausfüllen und absenden.

Seit dem Jahr 1858 gibt es keine neuere Bewertungszahl für natürlich belüftete Innenräume. Die Ad-hoc Arbeitsgruppe Innenraumrichtwerte des Umweltbundesamts und der Obersten Landesgesundheitsbehörden leitet aus der Bewertung aller aktuellen Studien Leitwerte für die CO2-Konzentration ab: Danach gelten CO2-Konzentrationen unter 1.000 ppm in der Raumluft als unbedenklich, 1.000 bis 2.000 ppm als auffällig und Konzentrationen über 2.000 ppm als inakzeptabel (Bundesgesundheitsblatt 2008 ).

Ohne Konzept geht's nicht

Am wichtigsten sind hygienische Probleme, aus denen Gesundheitsgefahren drohen können. An zweiter Stelle kommen Kriterien der Energie- und Kosteneinsparung und am Ende kommen Komfortkriterien. Genauso sieht es auch die neue DIN 1946-6, die für jeden Neubau und bei jeder Altbausanierung, wenn das Haus spürbar abgedichtet wird, ein Lüftungskonzept fordert, also eine Planung, wie man in dem jeweiligen Haus künftig ausreichend lüften kann. Sie fordert als Minimum eine benutzerunabhängige Feuchteschutzlüftung, empfiehlt aber höherwertige und leistungsfähigere Lüftungstechniken, um auch die Zirkulation mit Frischluft zu gewährleisten.

159 Einzelraumlüftung mit Wärmerückgewinnung

Eine Einzelraumlüftung mit Wärmerückgewinnung ist platzsparend, einfach nachrüstbar, energiesparend und günstig. Allerdings droht eine gewisse Geräuschbelästigung. Zudem ist die Montage nur an Außenwänden möglich.

Die Mindestforderung der DIN 1946-6 nach einer benutzerunabhängigen Feuchteschutzlüftung bedeutet, dass in einem Haus oder einer Wohnung auch ohne einen aktiven Benutzer die entstehende Feuchte sicher abgeführt wird. Ansonsten drohen Überfeuchtung und Schimmelbildung (siehe ED 4/2010). Die Systeme sollten autonom arbeiten, um auch tagsüber die Belüftung zu gewährleisten, wenn die meisten Menschen am Arbeitsplatz sind, beziehungsweise während der Nacht, wenn wohl kaum jemand extra aufstehen möchte, um ein Fenster zu öffnen oder zu schließen. Wer sich nur morgens früh kurz und abends einige Stunden lang in seiner Wohnung aufhält, möchte es während der Heizperiode meist genau in dieser Zeit auch warm haben und nicht unbedingt alle Fenster aufreißen. Aktive und passive Systeme können diese Mindestanforderung an den Feuchteschutz erfüllen.

Passive Feuchteschutz-Mindestlüftung

Um bei geschlossenen Fenstern die Feuchte aus den Räumen abzuführen, in denen sie hauptsächlich entstehen, und entsprechende Menge Frischluft in das Haus oder die Wohnung nachströmen zu lassen, können zum Beispiel passive Frischluft-Durchlässe in Außenwänden oder Fensterrahmen eine vom Wind angetriebene Querlüftung bewirken. Abluftschächte in Küchen, Bädern oder Toiletten können über das Dach führen und per Kamineffekt im Winter die Antriebskraft bringen, um die feuchte Abluft nach oben abzuführen. Rein passive Elemente sind allerdings stark von Wind und Wetter abhängig, also nicht unbedingt zuverlässig.

Aktive Feuchteschutz-Mindestlüftung

Höhere Sicherheit und mehr Komfort beim Feuchteschutz bringen aktive Abluft-Elemente, die mit elektrischen Ventilatoren aus Küche, Bad und Toiletten die feuchte und geruchsbelastete Abluft nach außen fortblasen und mit ihrem Sog frische Zuluft durch Außenwanddurchlässe in die Aufenthaltsräume nachsaugen. Solche mechanischen Abluftanlagen gibt es in dezentraler Anordnung mit einzelnen Abluftventilatoren in jedem Feuchtraum oder zentral mit einem einzigen größeren Abluftventilator etwa auf dem Dachboden, der über Abluftleitungen die verbrauchte Luft aus Küche, Bad und WC absaugt.

159 Abluftanlage

Bei einer reinen Abluftanlage stehen geringe Investitionskosten und geringe Energiekosten der Tatsache entgegen, dass der hohe Heizbedarf bleibt. Zudem ist die Belüftung vom Wind abhängig.

Dezentrale Anlagen scheinen am Anfang oft simpler, sind allerdings oft lauter und nicht so langlebig. Zentrale Anlagen sind etwas aufwändiger, dafür aber meist besser regelbar und leiser. Für den Feuchteschutz sollten solche Systeme im Dauerbetrieb auf kleiner Leistung laufen. Zusätzliche Sensoren und Bedarfstaster helfen, das System auch dann zu aktivieren, wenn nicht nur Feuchte, sondern Geruch entfernt werden soll. Doch die kleinen Luftströme für den Feuchteschutz reichen nicht aus, um die Bewohner eines Hauses mit Frischluft zu versorgen.

Mechanische Grund- und Bedarfslüftung

Die nächsthöhere Qualitätsstufe sind Lüftungssysteme, die nicht nur den Feuchteschutz, sondern auch die Grundlüftung oder Bedarfslüftung eines Hauses oder einer Wohnung sicherstellen. „Grundlüftung" meint, dass im Tagesmittel von der Lüftungsanlage so viel Luft zu- und abgeführt wird, wie für die normale Nutzung des Hauses oder der Wohnung nötig ist. „Bedarfs-lüftung" bedeutet, dass die Luftqualität auch dann gut bleibt, wenn sich alle Bewohner plus Besucher und Haustiere gleichzeitig für längere Zeit in einem Raum aufhalten. Mit solchen stärkeren Anlagen kann man die Fenster während der Heizperiode weitgehend geschlossen lassen. Das hat vor allem dann Vorteile, wenn hoher Verkehrslärm oder erhöhte Einbruchsgefahr droht.

159 zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung

Eine zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung bietet hohen Komfort, ist einfach zu warten und energiesparend. Allerdings benötigt man relativ viel Platz und die Kosten liegen vergleichsweise hoch.

Natürlich wird durch eine solche Anlage niemand gehindert, die Fenster zu öffnen, es ist nur aus Sicht der Luftqualität immer weniger nötig. Hat man gerade Fisch gebraten, ist das kurze Stoßlüften mit Fenstern trotz Lüftungsanlage aber weiterhin empfehlenswert, denn eine schnelle Beseitigung starker Essensgerüche geht binnen weniger Minuten statt Stunden vonstatten. Für die Grundlüftung sollte man etwa 30 Kubikmeter Frischluft pro Kopf und pro Stunde einplanen. Wohnen in einem großen Haus nur wenig Personen, sollte stündlich mindestens ein Viertel der Luft ausgetauscht werden, man spricht von einer Luftwechselrate von 0,25 /h. Die Energieeinsparverordnung spricht von einem Mindestluftwechsel von 0,35 /h.

Dezentral oder Zentral?

Grund- und Bedarfslüftungsanlagen haben leistungsfähige Abluftventilatoren, mit denen sie aus Küche, Bad und WC sowie weiteren Räumen so viel Luft Ab- und Frischluft nachsaugen, wie für die Luftversorgung der Bewohner und den Feuchteschutz nötig ist. Der Frischluftstrom kann dabei wahlweise direkt über Außenwanddurchlässe in jeden einzelnen Aufenthaltsraum nachströmen oder über ein Rohrnetz in die Zulufträume eingeblasen werden. Je nach Ausführung der Zuluftführung nennt man die Anlagen dann entweder „zentrale Abluftanlagen mit dezentraler Außenluftnachströmung" oder „zentrale Zu- und Abluftanlagen".

159 Luftbrunnen - Frischluft wird im Erdreich erwärmt

Luftbrunnen: Die Frischluft wird im Erdreich vorgewärmt

Zentrale Abluftanlagen mit dezentraler Außenluftnachströmung sind technisch einfacher, weil sie nur ein Abluftkanalnetz, jedoch kein Zuluftkanalnetz benötigen. Die Außenluft strömt durch mehrere Wanddurchlässe nach. Diese Systeme bergen jedoch zwei Nachteile: Die Außenluft kommt im Winter unvorgewärmt, also kalt ins Zimmer und ihre raumweise Dosierung ist stark vom Winddruck abhängig. Räume mit Außenluftdurchlässen auf der Winddruckseite des Hauses (meist West) erhalten bei Winddruck mehr Luft, als Räume mit Durchlässen auf der Windsogseite (meist Ost). Nur bei Windstille ist die Luftverteilung an den Ventilen halbwegs gleichmäßig.

Wirklich gut dosierbar ist die Verteilung der Zuluft auf die einzelnen Räume nur mit zentralen Zu- und Abluftanlagen, welche auch die Zuluft mittels eines Ventilators über ein Rohrnetz in die Räume bläst. Dabei kann durch die Steuerung der Ventilatorleistung und durch die Einstellung der Ventile genau geregelt werden, wie viel Luft jeder Raum erhalten soll und hier stören auch Wind und Wetter die Luftverteilung nicht. Nur bei dieser Bauart ist es auch möglich, die nächste Qualitätsdimension zu erschließen: eine hohe Energieeffizienz.

Premiumsysteme mit Wärmerückgewinnung

Dezentrale oder zentrale Abluftanlagen blasen die verbrauchte Luft mitsamt ihrer Wärme aus dem Haus hinaus. Die Heizung muss die nachgesaugte kalte Außenluft in jedem Zimmer von Außentemperatur auf Raumtemperatur aufwärmen. Das kostet Energie. Gegenüber der Fensterlüftung erzielt eine reine Abluftanlage also keine Energieeinsparung, sondern lediglich den Komfort einer automatischen Feuchteabfuhr, Frischuftversorgung und einer besseren Dosierbarkeit. Baut man dagegen eine zentrale Zu- und Abluftanlage mit Rohrleitungen für Zu- und für Abluft, kann man diese Rohre zusammenführen und in einem Abluft-Zuluft-Wärmetauscher mit der Wärme der Abluft die kalte Frischluft vorwärmen – das geht übrigens auch bei dezentralen Lüftungsanlagen. Moderne Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung (WRG) gewinnen von der Abluftwärme bis zu 94 Prozent zurück. Mit ihnen kann die kalte Außenluft im Winter ohne zusätzliche Heizenergie schon auf beispielsweise 17 Grad Celsius vorerwärmt werden. Auch ein Luftbrunnen erfüllt diesen Zweck (Abbildung). Dies spart erhebliche Mengen Heizenergie und erhöht den Komfort, da es nirgends im Raum mehr Kaltluftströme gibt.

Wärmerückgewinnung spart viel Energie

Zur Größenordnung dieser Einsparung muss man wissen, dass ein normaler Neubau jeweils etwa die Hälfte seiner Wärme über die Wärme ableitende Gebäudehülle (=> Transmissionswärmeverluste) und über das Fensterlüften (=> Lüftungswärmeverluste) verliert. Die Transmissionswärmeverluste kann man durch dickere Wärmedämmung verringern, die Lüftungswärmeverluste nur durch Einbau einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Der Einbau einer Lüftungsanlage mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung kann etwa gleich viel Energie sparen wie eine sehr dicke Dämmung auf Passivhaus-Niveau und Dreifachverglasung der Fenster. Am meisten spart natürlich beides zusammen, weswegen jedes Passivhaus auch solch eine effiziente Lüftungsanlage besitzt. Aber auch im Altbau kann eine moderne Lüftungstechnik außer für Feuchteschutz und für ausreichende Frischluftversorgung für erhebliche Energieeinsparungen und Komfortsteigerungen sorgen. Die mögliche Verringerung der Lüftungswärmeverluste ist im Altbau bei gleichem Luftbedarf gleich hoch wie beim Neubau. Nur der Prozentanteil am Gesamtverbrauch ist kleiner, da bei Altbauten über die schlecht gedämmten Gebäudehüllen mehr Wärme verloren geht.

Kosten für moderne Lüftungsanlagen

Die Kosten für moderne Lüftungsanlagen und deren Einbau hängen von der Leistungsfähigkeit der Anlage und vielen individuellen Faktoren ab. Deshalb sollte man zunächst klären, welche Luft- und Lebensqualität man anstrebt. Für unter 1.000 Euro kann man Einzelraumventilatoren für reinen Feuchteschutz in gehobener Qualität erhalten, die langlebig, leise und mit leistungsfähigen Sensoren ausgestattet sind. Fenster- oder Außenwand-Nachströmöffnungen für Außenluft gibt es zwischen 50 und 600 Euro pro Stück wahlweise ohne/mit Sturmbremse, ohne/mit Filter, ohne/mit Schalldämmung sowie ohne/mit Feuchtesensor, der die Spaltweite regelt. Dezentrale Geräte mit Wärmerückgewinnung kosten je nach Raumgröße zwischen 900 und 1.800 Euro. Eine zentrale Abluftanlage ohne Wärmerückgewinnung mit robustem, leisem und stromeffizientem Zentralventilator, mit Abluftkanalnetz zu Küche, Bad und WC, mit drei bis fünf Außenwanddurchlässen für die nachströmende Frischluft und mit einem Dachhutzen für die Fortluft kostet 2.500 bis 5.000 Euro. Eine wirklich gute zentrale Zu- und Abluftanlage mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung kostet im Einfamilienhaus-Neubau zwischen 7.000 und 13.000 Euro.

Lebensmittel Luft: Hygiene notwendig

Luft ist ein Lebensmittel. Lüftungsanlagen sind also Lebensmittel-Transportsysteme. Entsprechend sauber und reinigungsfähig müssen daher vor allem die Zuluftleitungen sein. Direkt an der Außenluftansaugung sollte ein leistungsfähiger Filter, etwa mit Filterklasse F7, platziert sein, der leicht zugänglich und auswechselbar ist. Er sollte halbjährlich kontrolliert und etwa jährlich erneuert werden. Das kann man leicht selbst machen. Die Leitungen sollten glattwandig und nicht gerillt sein, so dass sich möglichst kein Staub in ihnen ablagern kann und wenig Verwirbelungen entstehen.

Reinigung

Lüftungsanlagen sollten über Revisionsöffnungen verfügen, so dass man sie nach einigen Jahren reinigen kann, ohne Gipskartonwände oder den Estrich aufstemmen zu müssen. Auf www.nei-dt.de sind Praxisberichte über solche Reinigungen nachlesbar. Lüftungsanlagen sollten nicht zu kleine Rohre und ausreichend große Ventile sowie genügend Schalldämpfer haben, so dass die Luft möglichst langsam strömt und weder im Haus noch in der Nachbarschaft Strömungsgeräusche entstehen. Im Zimmer sollen sie unhörbar sein, dann sind sie gut geplant. Ein guter Maßstab für das Rohrnetz und die elektrische Effizienz der Ventilatoren ist, wenn ihr Stromverbrauch nicht mehr als 0,25 Wh/cbm (Abluftanlagen) bzw. 0,45 Wh/cbm (Zu-Abluftanlagen) beträgt.

Erfahrungen

Ich habe in den letzten 15 Jahren mehr als 1.500 Niedrigenergie- und Passivhäuser mit Lüftungsanlagen mitgeplant und wohne seit 13 Jahren sehr zufrieden in einem mechanisch belüfteten Passivhaus. Sowohl die meisten unserer Kunden als auch ich selbst möchten eine gute Lüftungsanlage in Wohnhaus und Büro nicht mehr missen, obwohl wir anfangs durchaus skeptisch waren. Wenn Sie genau nachdenken, genießen Sie auch jetzt schon den Komfort einer modernen Lüftungstechnik. Wo? Im Auto: Mit den meist drei Drehknöpfen für Luftmenge, Lufttemperatur und Luftströmungsrichtung im Armaturenbrett. Oder öffnen Sie noch die Seitenfenster, wenn Ihre Scheiben beschlagen sind?

Weitere Informationen

Eine Produktübersicht mit Testergebnissen findet sich im Bulletin des Europäischen Testzentrums für Wohnungslüftungsgeräte, kostenlos unter www.tzwl.de.

Für die Lüftungsgeräte von Passivhäusern vergibt das Passivinstitut ein Zertifikat, wenn bestimmte Anforderungen eingehalten werden: www.passiv.de, Unterpunkt: Zertifizierung

Zeitschrift HLK 10/2007: Artikel "Untersuchung der Luftqualität in einem Passivhaus" (PDF)

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