Kontrollierte Wohnraumlüftung (2023/2024): 1. Teil Grundlagen

Vorwort

Nach der Installation und dem Betrieb meines selbstgebauten Luftkollektors war für mich die Frage, was der nächste Schritt zu weiteren Energiesparmaßnahmen sein könnte. Ziel war es, Energie zu sparen und gleichzeitig die Wohnqualität zu erhöhen.
Hier ist die kontrollierte Wohnraumlüften eine ideales Werkzeug, um diese beiden Ziele zu erreichen.
Auch dieses Gerät habe ich selbst gebaut und das war nicht besonders schwer. Ich zeige Dir, wie einfach dies möglich ist.

Inhaltsverzeichnis

Warum ist eine gezielte und effektive Lüftung erforderlich
1.1. Feuchtigkeit und Emissionen machen eine gezielte Lüftung erforderlich
1.2. Grundlagen und Ursachen der Kondensatbildung
Kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL)
2.1. Ausführungsbeschreibung der KWL – Unterschiede zur natürlichen
Lüftung – Vorteile und Nachteile der kontrollierten Wohnraumlüftung
2.2. Ausführungsvarianten der KWL
2.2.1. Zentrales Lüftungssystem
2.2.2. Dezentrales Lüftungssystem
Einbindung des Selbstbau Luftkollektors in die Lüftungsanlage

Eine kontrollierte Wohnraumlüftung sorgt für eine konstante und gesunde Luftqualität in Wohngebäuden. Anders als bei der natürlichen Lüftung, die oft zu unzureichender Belüftung und Energieverlusten führt, erfolgt die Luftzirkulation bei der kontrollierten Wohnraumlüftung durch eine technische Anlage.
Diese sorgt für eine kontinuierliche Frischluftzufuhr und verhindert, dass sich Schadstoffe, Feuchtigkeit und Schimmel in den Wohnräumen ansammeln. In diesem Artikel möchten wir Dir erklären, was kontrollierte Wohnraumlüftung genau ist, wie sie funktioniert, auf was bei der Installation zu achten ist und welche Vor- und Nachteile sie bietet.

1. Warum ist eine gezielte und effektive Lüftung erforderlich

1.1. Feuchtigkeit und Emissionen machen eine gezielte Lüftung erforderlich

Wie in der Technik üblich, gibt es auch für diesen Bereich ebenfalls eine DIN-Norm:

DIN 1946-6 „Raumlufttechnik – Teil 6: Lüftung von Wohnungen – Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung“

Ich möchte mich nicht so sehr mit dieser DIN beschäftigen.
Jeder kennt das Problem, dass es (insbesondere bei den immer „dichter“ werdenden Häusern) zu:
Schimmelproblemen wegen zu hoher Luftfeuchtigkeit und zu anderen Auswirkungen wie:
– Allergien
– gesundheitliche Beeinträchtigungen durch flüchtige organische Verbindung (VOC) wie
z.B. durch Lacke oder Kleber
– zu hoher CO2-Gehalt
kommt.

Für mich ist dabei immer wieder erstaunlich, wie hoch der Feuchtigkeitseintrag ist. Hierzu gibt es verschieden Angaben/Quellen:

Die nachfolgende Grafik zeigt den Feuchtigkeitseintrag ebenfalls auf:

Die Grafiken verdeutlichen, dass über Tätigkeiten im Haushalt oder nur durch „bloße“ Anwesenheit der Bewohner, sehr viel Feuchtigkeit eingetragen wird. In der letzten Darstellung wird davon ausgegangen, dass eine vierköpfige Familie 12 Liter Feuchtigkeit am Tag in einer Wohnung abgibt.

Welche Maßnahmen können nun die Bewohner gegen Schimmel tun?
Die Plattform c02online empfiehlt, drei für viermal täglich für mindestens fünf Minuten über die Fenster zu lüften.

Sind beiden Eltern berufliche außer Haus, dann lässt sich diese Maßnahme nicht umsetzen. Auch wenn ein Elternteil zu Hause ist (Home-Office, etc.) dann führt der o.g. Tipp nicht in jedem Fall zu Ziel. Denn „Lüften ist nicht gleich Lüften“.
Was soll nun das bedeuten:

Ok. mindestens fünf Minuten?!
In den Sommermonaten (Juni, Juli und August) werden jedoch 30 Minuten empfohlen und das 3 – 4 mal täglich. Für Bewohner die zu Hause sind mag dies durchführbar sein (falls die Maßnahme nicht vergessen wird). Für Bewohner die beruflich außer Haus sind, bleibt dann nur mit Schimmel zu leben oder die Fenster permanent gekippt zu lassen. Diese ist jedoch versicherungstechnisch nicht ohne Probleme und ob eine ausreichender Luftaustausch stattfindet muss in Frage gestellt werden.

1.2. Grundlagen und Ursachen der Kondesatbildung

Absolute Feuchte:
Die absolute Feuchte bezieht sich auf die tatsächliche Menge an Wasserdampf in der Luft, gemessen in Gramm pro Kubikmeter (g/m³) oder einer ähnlichen Einheit. Anders als die relative Feuchte, die das Verhältnis des aktuellen Wasserdampfgehalts zur maximal möglichen Menge bei einer bestimmten Temperatur angibt, gibt die absolute Feuchte die absolute Wasserdampfmenge an, unabhängig von der Sättigung.

Relative Feuchte:
Die relative Feuchte ist ein Maß dafür, wie viel Wasserdampf die Luft im Verhältnis zu der maximal möglichen Menge an Wasserdampf bei einer bestimmten Temperatur enthält. Sie wird in Prozent ausgedrückt und gibt an, wie gesättigt die Luft mit Wasserdampf ist.

Es stellt sich die Frage, warum Kondensat entsteht und von welchen Faktoren und Parametern die Menge an ausgefallenem Kondensat abhängt.

Aus technischer Sicht wird für diesen Zweck verschiedene Diagramme, die ein Ablesen der ausfallenden Kondensatmenge ermöglichen.
Nachfolgend ein Diagramm mit einem Beipiel:

Das nachfolgende Beispiel zeigt, wie das Diagramm zu lesen ist:

In dem beschriebenen Beispiel handelt es dich Luft mit einer Temperatur von 20 °C und 17,3 g Wasser je m3. Dies entspricht ca. einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 %.
Nachdem die Luft maximal so viel Wasser aufnehmen kann, bis eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 % erreicht wird, fällt das über die 100 % enthalten Wasser bei einer Temperaturabsenkung aus. Wasser mit niedrigerer Temperatur kann absolut nicht so viel Wasser aufnehmen (siehe Diagramm oben).
Wasser mit 10 °C kann bei 100 % relativer Luftfeuchtigkeit „nur“ 9,4 g Wasser je m3 aufnehmen.
Somit fallen in diesem Fall 7,9 g Tauwasser/Kondensat je m3 Luft aus.

2. Kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL)

2.1. Ausführungsbeschreibung der KWL

Aus dem oben beschriebenen Gründen kam deshalb für mich nur die Installation einer kontrollierten Wohnraumlüftung in Frage.

Nachdem ich beruflich ein ausgebildeter Verfahrenstechniker bin und mit ähnlichen Aufgabenstellung täglich zu tun habe, habe ich begonnen, mich mit dem Thema Selbstbau einer KWL beschäftigt. Zudem sind die Anlagen nicht gerade günstig und als leidenschaftlicher Bastler wollte ich einen Versuch wagen.

Zunächst eine grundsätzliche Punkte zur kontrollierten Wohnraumlüftung.

Die kontrollierte Wohnraumlüftung ist ein technisches System, das die Belüftung von Wohngebäuden kontrolliert und optimiert. Im Gegensatz zur natürlichen Lüftung, bei der die Luftzirkulation durch Fenster und Türen erfolgt, wird bei der kontrollierten Wohnraumlüftung die Luft durch eine Lüftungsanlage bewegt. Das Ziel ist es, eine hohe Luftqualität zu gewährleisten und gleichzeitig Energieverluste zu minimieren.

Unterschiede zur natürlichen Lüftung: Die natürliche Lüftung erfolgt in der Regel durch das Öffnen von Fenstern und Türen. Sie ist abhängig von verschiedenen Faktoren wie Wind, Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Infolgedessen ist es schwierig, eine gleichmäßige Luftzirkulation zu erreichen. Bei niedrigen Außentemperaturen geht zudem viel Energie verloren, da die warme Raumluft durch das Öffnen von Fenstern und Türen entweicht.

Im Gegensatz dazu arbeitet die kontrollierte Wohnraumlüftung mit einer Lüftungsanlage, die die Luft durch ein Lüftungssystem bewegt. Die Anlage reguliert den Luftaustausch und sorgt dafür, dass eine gleichmäßige Luftzirkulation stattfindet. Zudem kann die Lüftungsanlage die Luft reinigen und beispielsweise Schadstoffe oder Pollen filtern. Auch Feuchtigkeit und Schimmelbildung können durch das gezielte Lüften vermieden werden.

Die kontrollierte Wohnraumlüftung ist ein technisches System, das die Belüftung von Wohngebäuden kontrolliert und optimiert. Im Gegensatz zur natürlichen Lüftung, bei der die Luftzirkulation durch Fenster und Türen erfolgt, wird bei der kontrollierten Wohnraumlüftung die Luft durch eine Lüftungsanlage bewegt. Das Ziel ist es, eine hohe Luftqualität zu gewährleisten und gleichzeitig Energieverluste zu minimieren.

Ein ausreichenden Luftaustauschs soll sichergestellt werden und dabei Zugluft vermieden werden
Schaffung eines behaglichen Raumklimas
Abführung von Feuchtigkeit, Schadstoffen und unerwünschten Gerüchen
Vermeidung von Feuchteschäden und Schimmelpilzbildung an Gebäuden
Reduzierung des Lüftungswärmebedarfs
Möglichkeit der Reduzierung von Luftschadstoffen durch Filterung der zugeführten Außenluft (Feinstaub, Ruß etc.)
Schutz für Allergiker durch Filter für Pollen und Staub
Vollautomatischer Betrieb nach den Vorgaben der Bewohner
Schallschutz, etwa an stark befahrenen Straßen oder Flughäfen
Anerkennung als Ersatzmaßnahme im EEWärmeG des Bundes
Kosten: Die Installation einer kontrollierten Wohnraumlüftung kann teuer sein, insbesondere wenn sie in ein bestehendes Gebäude nachgerüstet wird.
Komplexität: Eine kontrollierte Wohnraumlüftung ist technisch komplex und erfordert entsprechende Fachkenntnisse bei der Planung und Installation.
Wartung: Eine regelmäßige Wartung der Lüftungsanlage ist erforderlich, um eine hohe Luftqualität und Energieeffizienz aufrechtzuerhalten.
Abhängigkeit von Strom: Eine kontrollierte Wohnraumlüftung benötigt Strom, um zu funktionieren. Ein Stromausfall kann daher die Lüftungsanlage außer Betrieb setzen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Vor- und Nachteile der kontrollierten Wohnraumlüftung je nach individueller Situation und Bedarf unterschiedlich ausfallen können. Eine sorgfältige Planung und Beratung durch Fachleute kann helfen, die richtige Entscheidung zu treffen.
Zusammenfassend bietet die kontrollierte Wohnraumlüftung eine optimierte Belüftung, die für eine hohe Luftqualität sorgt und gleichzeitig Energie spart. Im Vergleich zur natürlichen Lüftung bietet sie zahlreiche Vorteile und ist gerade in modernen Gebäuden ein wichtiger Bestandteil der Haus- und Gebäudetechnik.

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2.2. Ausführungsvarianten der KWL

2.2.1 Zentrales Lüftungssystem

Zentrale Lüftungssysteme sind in der Regel größer und komplexer als dezentrale Systeme. Sie haben eine zentrale Lüftungsanlage, die die Luft durch Lüftungskanäle in verschiedene Räume des Gebäudes verteilt. Die zentrale Lüftungsanlage ist mit verschiedenen Filtern und Wärmetauschern ausgestattet, um die Luft zu reinigen und die Wärme zu speichern, bevor sie wieder in den Raum zurückgeführt wird.

Bei einem zentralen Lüftungssystemen wird die Luft über ein einzelnes Lüftungsgerät gefördert, das zum Beispiel im Dachgeschoss oder dem Keller installiert ist, den gesamten Luftvolumenstrom der zu be- und entlüftenden Räume. Zentrale Systeme unterscheiden sich daher von dezentralen Systemen auch hauptsächlich durch ein umfangreicheres Luftleitungsnetz. Damit kann die Luft jedoch genau an den Stellen in den Raum eingebracht und abtransportiert werden, die ideal dafür sind. Die Raumgeometrie spielt somit keine
Rolle mehr und es erfolgt eine ideale Luftvermischung und Luftströmung.

Die Luft strömt von den Zulufträumen zu den Ablufträumen und kann somit quasi doppelt genutzt werden. Darüber hinaus bieten zentrale Lüftungssysteme ideale Möglichkeiten für den Einsatz von Wärmerückgewinnungsanlagen und Filterung. Durch die Lage des Lüftungsgerätes können bei Einsatz von Schalldämpfern eventuelle Anlagengeräusche in den Wohnräumen praktisch vollständig vermieden werden, was einen weiteren wesentlichen Vorteil dieser Ausführung darstellt.

2.2.2 Dezentrales Lüftungssystem

Bei diesen Lüftungssystemen sind Zu- und Abluft durch separate Kanalnetze getrennt. Die Abluft wird aus den entsprechenden Räumen abgesaugt und über das Kanalnetz zum zentralen Lüftungsgerät geführt.
Dort wird die gefilterte, frische Außenluft mithilfe der im Gerät zurückgewonnenen Wärme über Luftdurchlässe in den Zulufträumen verteilt, ohne dass unerwünschte Luftüberströmungen von den Nassräumen in die Wohnbereiche entstehen.
Dieses System zeichnet sich durch eine besonders hohe Wärmerückgewinnung aus.
Zusätzlich kann in diesem System ein Erdreich-Wärmeübertrager zur Vorerwärmung der Außenluft im Winter oder zur leichten Vorkühlung im Sommer eingesetzt werden.

Zentralisierte Abluftsysteme mit Wärmerückgewinnung (WRG) umfassen ein Lüftungsgerät, das sich in der Regel im Dachbereich des Gebäudes befindet und mechanisch die Abluft aus den Badezimmern, Küchen und Toiletten abzieht.
Dadurch entsteht ein geringer Unterdruck, der die Zuluft durch Außenluftdurchlässe in den Wohn-, Schlaf- und Kinderzimmern strömen lässt. Diese Anordnung verhindert auch das unerwünschte Zurückströmen feuchter Luft aus den Nassräumen.
Bei Anlagen mit integrierter Wärmepumpe ist die Verwendung von Wärmerück-gewinnung oder Abwärmenutzung indirekt möglich, indem die Abluft Wärme entzieht und sie beispielsweise zur Warmwasser-bereitung oder Lufterwärmung nutzt.

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Dezentrale Abluftsysteme setzen in der Regel auf Einzelraumlüftungsgeräte, die in den jeweiligen Ablufträumen, wie der Küche, dem Bad oder dem WC, angebracht werden. Die Abluft kann entweder über einen Sammelkanal abgegeben werden oder direkt durch die Außenwände ins Freie geleitet werden.
Die Zuluft strömt durch in Außenwände oder Fenster eingelassene Luftdurchlässe in die Zulufträume wie das Wohnzimmer, Schlafzimmer oder Kinderzimmer. So wird eine unerwünschte Rückströmung feuchter Luft aus den Nassräumen vermieden. Das System erfordert keine Kanalführung und ist somit kostengünstig. Allerdings bietet es keine Wärmerückgewinnung, sondern eine effiziente Bedarfslüftung, die auf der Raumluftfeuchte oder CO2-Konzentration basiert. So wird nur so viel gelüftet, wie notwendig ist.

Dezentrale Belüftungssysteme finden oft Verwendung zur Luftzufuhr in Schlafzimmern in Verbindung mit Schallschutzmaßnahmen. Obwohl sie kostengünstig sind, fehlt ihnen die Möglichkeit zur Wärmerückgewinnung.

Eine Möglichkeit zur Lüftung von Räumen bieten dezentrale Anlagen, die entweder ausschließlich als Lüftungssystem oder auch als Warmluftheizung genutzt werden können, wenn sie mit einem Nacherwärmer ausgestattet sind. Dabei wird das dezentrale Lüftungsgerät unter dem Fenster wie ein Heizkörper angebracht. Die Zuluft und Abluft wird durch einen oder mehrere Ventilatoren mechanisch gefördert und in einem Gerät raumbezogen behandelt. Optional können diese Systeme mit einem Wärmeübertrager ausgestattet werden, um eine Wärmerückgewinnung zu ermöglichen und somit eine Dauerbelüftung einzelner Räume zu realisieren.

Lese auch meine Artikel zu Luftkollektoren Teil 1 und Teil 2, sowie die interessanten Artikel zum Thema Lüftungsanlagen Teil 1 und Teil 2.
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