Kontrollierte Wohnraumlüftung

Eine kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL) ist das maschinelle System zur definierten Be- und Entlüftung von Wohnungen. Man unterscheidet hierbei zwischen dezentraler und zentraler Lüftung. Je nach Ausstattung entzieht ein Wärmetauscher Wärme aus der Abluft und heizt damit die Zuluft vor. Es gibt verschiedene Systeme der kontrollierten Wohnraumlüftung, die sich zum einen unterscheiden durch Einzelgeräte und Zentralgeräte und zum anderen nach dem Funktionsprinzip (Abluftsystem, Zuluftsystem, Zu- und Abluftsystem, mit und ohne Wärmerückgewinnung, mit Wärmepumpe).<ref>Kontrollierte Wohnungslüftung. In: kwl-info.de.</ref>

KWL kann auch dem Schallschutz dienen: wer z. B. wegen Verkehrslärm nicht bei offenem Fenster schlafen kann, kann sein Schlafzimmer mittels KWL be- und entlüften.

Die meisten KWL-Systeme enthalten Luftfilter. Sie filtern die Zuluft, bevor sie sie in den angeschlossenen Räumen verteilen. Das kann Allergikern nützen und führt dazu, dass man weniger Staub in der Wohnung hat.

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

Allgemeines

Als Ende des 20. Jahrhunderts immer besser gedämmte Gebäude und Passivhäuser aufkamen, zeigte sich:

• die Gebäudehülle dieser Häuser ist so luftdicht gedämmt, 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 Rolladenkästen, durch Kellerfenster u. ä.) nach draußen gelangen und dass umgekehrt zu wenig Außenluft („Frischluft“) ins Haus hineinkommen kann. Nicht selten bildete sich in Feuchträumen, speziell im Bad, Schimmel.
• wer regelmäßig lüftet, brauchte eine Heizung, weil beim Lüften Warmluft verloren geht. Es kam der Wunsch bzw. die Idee auf, die Be- und Entlüftung von Häusern zu automatisieren bzw. mit einem zentralen Wärmetauscher der Innenluft vor dem Hinauspusten Wärme zu entziehen und diese der angesaugten Luft vor dem Hineinleiten in die Räume zuzuführen („Wärmerückgewinnung“). Eine elektronische Regelung steuert, wann wieviel Luft ausgetauscht wird. Das Lüften wird dadurch – anders als beim Lüften per Fenster – unabhängig von Windgeschwindigkeit und -richtung sowie unabhängig von der Temperaturdifferenz zwischen drinnen und draußen. So kam es zu dem Begriff kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL). Die Luft wird vor dem Hineinleiten in die Räume gefiltert; so wird auch verhindert, dass Fluginsekten mit der Luft ins Haus gelangen.

Je höher der Wirkungsgrad des Wärmetauschers, desto weniger Wärmeenergie wird dem Gebäudeinneren entzogen. Die kontrollierte Wohnraumlüftung soll sicherstellen, dass überschüssige Luftfeuchtigkeit und Luftschadstoffe – etwa Kohlenstoffdioxid – abtransportiert werden.

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.

Kontrollierte Wohnraumlüftungen arbeiten nahezu geräuschlos. Die Lüftungsleitungen werden meist im Fußbodenaufbau unter dem Estrich installiert. Vertikalleitungen können in gewöhnlichen Installationsschächten, senkrechten Wandaussparungen und eventuell in Kabelschächten oder in einfachen Zwischenwänden (z. B.: aus Gipskarton) verlegt werden.

Unterscheidung nach Aufbau

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

• 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 die Lüftungskanäle müssen von den Wohnräumen zur Anlage geführt werden. Es kommen zwei Umluftarten zum Einsatz:
  • Bei der einfacheren Variante 1 werden Schlaf- und Wohnräume an die Zuluftkanäle, Küche, Bad und WC an die Abluftkanäle angeschlossen. Die Räume werden durch schalldämpfende Tür- oder Wandöffnungen verbunden.
  • Bei Variante 2 ist jeder Raum einzeln regulierbar; jeder hat einen eigenen Zuluft- und einen Abluftkanal.

• 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) oder mit einem Regenerator (Wärmezwischenspeicher im zeitversetzten Gegenstromverfahren). Bei Verwendung eines Regenerators kann bis ca. −15 °C auf Frostschutzmaßnahmen verzichtet werden. Das Regeneratorprinzip garantiert hygienische Feuchterückgewinnung, wenn ein porenfreier Wärmespeicher eingesetzt wird. Durch Abschalten des Reversieren der Ventilatoren kann auf Knopfdruck ohne mechanische Teile die Wärmerückgewinnung abgeschaltet werden. Das System mit Regeneratoren arbeitet immer mit paarigen Geräten in zwei verschiedenen Zimmern oder mit einem Doppelgerät zur Belüftung eines Einzelzimmers.

Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung

Die Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung nach gefördertem Volumenstrom ist notwendig, um einen Mindestluftwechsel in den Räumen zu gewährleisten. Die Auslegung ist vor allem für programmgeführte Anlagen notwendig, da sie die aktuelle Schadstoffkonzentrationen in den Räumen nicht ausreichend genau messen oder die Außenluftzufuhr nicht regeln können. Die Auslegung hat das Ziel, einen ausreichend erscheinenden Wert (oder mehrere Werte mit groben Abstufungen) für die Frischluftzufuhr zu definieren. Diese Luftmengen werden dann unabhängig von der tatsächlichen Sachlage den Räumen zugeführt. Neuere Anlagen arbeiten bedarfsorientiert bspw. mittels CO₂-Regelung und/oder Feuchterückgewinnung, um nicht zu große Mengen Luft zuzuführen, was zu einer unnötigen Austrocknung der Räume führen kann.

Als hygienisch notwendig werden etwa 30 m³ Luftmenge pro Person und Stunde angesehen.<ref>Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz – Kontrollierte Wohnungslüftung (PDF; 1,4 MB)</ref> Bei vier dauernd anwesenden Personen müssten also etwa 120 m³ pro Stunde ausgetauscht werden; dies entspricht bei 200 m² Wohnfläche und einem Gebäudevolumen von 500 m³ einer Luftwechselrate von 0,2–0,3 h⁻¹.

Bewährt hat sich ein Mindestluftwechsel von 0,3 bis 0,5 h⁻¹ für die Auslegung, pro Stunde kann also ein Drittel bis die Hälfte in einem Raum vorhandene Luftmenge ausgetauscht werden. Je größer die Wohnnutzfläche und je geringer die Anzahl der anwesenden Personen, desto geringer kann der Mindestluftwechsel ausfallen. Wenn eine Anlage mit Erdwärmeübertragern im Sommer zur Klimatisierung eingesetzt wird, sind grundsätzlich höhere Luftwechselraten anzustreben. Wird die Anlage im Winter mit zu hohem Luftwechsel betrieben, kann es zu einer Austrocknung der Luft in den Wohnräumen führen, welcher durch bedarfsorientierte Regelungen bzw. Feuchterückgewinnung verhindert werden kann.

Für die Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung gibt es unterschiedliche Normen und Empfehlungen. Dazu zählen die ÖNORM H 6038:2014, die EN 15251, die DIN 1946-6:2009, die SIA 382/1, sowie Empfehlungen des Passivhausinstituts oder von komfortlüftung.at.<ref>Luftmengenempfehlungen. In: komfortlüftung.at. 15. Oktober 2010.</ref>

Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung nach ÖNORM H6038

In der ÖNORM H6038 sind drei Auslegungsarten definiert – die jeweils höchste Auslegung ist anzuwenden:

Raumarten

Badezimmer, auch mit WC benötigen 40 m³/h, eigenständige WC Räume 20 m³/h, Abstellräume 10 m³/h, Kochnischen und Küchen 40 m³/h. Damit sind kontrollierte Wohnraumlüftungen nicht für den Dunstabzug geeignet.

Personen

Als Mindestaußenluftvolumenstrom gilt 36 m³/h je Person

Luftwechsel

Der erforderliche Mindestluftvolumenstrom errechnet sich mittels der folgenden Formel:

Mindestluftvolumenstrom (in m³/h) = Wohnnutzfläche (in m²) × lichte Raumhöhe (in Meter) × Mindestluftwechsel (wobei der Mindestluftwechsel bei 0,5/h liegen sollte und bei mehr als 150 m² Wohnnutzfläche bis auf 0,3/h verringert werden darf)

Aktiv- und Passivlüftung

Um die Luft von Außen vorzuwärmen (im Winter) bzw. vorzukühlen (Sommer), kann diese über den Erdboden entsprechend aufgewärmt oder abgekühlt werden. Man spricht dabei von einer Passivlüftung. Wird zur zusätzlichen Heizung und Kühlung eine Wärmepumpe in den Luftkreislauf eingebunden, so spricht man von einer Aktivlüftung. Dadurch wird die kontrollierte Wohnraumlüftung zusätzlich zur Warmluftheizung; man heizt mit Strom (es sei denn die Wärmepumpe wird mittels Gas betrieben). Siehe auch Erntefaktor.

Passivlüftung

Zur Luftvorwärmung kann ein Erdwärmetauscher vorgeschaltet werden. Luft-Erdwärmetauscher werden aus hygienischen Gründen und aus Gründen der Regelbarkeit weniger empfohlen, abgesehen von Setzungen im Erdreich, die zu Feuchteansammlungen vor allem im Sommer führen, ist die Abtrennung sehr kleiner mikrobieller Bestandteile auch durch gute Filter nicht gewährleistet. Empfehlenswert sind dagegen Sole-Erdwärmetauscher. Damit kann ohne zusätzliche Vorheizung eine Vereisung des Wärmerückgewinnungsgerätes vermindert werden. Ein Sole-Erdwärmetauscher besitzt einen Wärmetauscher im Kreislauf, die Frischluft wird über kurze Wege geführt. Gleichwohl ist auch dieser Wärmetauscher, wie alle Komponenten der Lüftungsanlage, peinlichst sauber zu halten. Die Wärmeübertragung vom Erdreich auf die Lüftung erfolgt mittels einer im Erdreich verlegten sogenannte Sole-Leitung. Es handelt sich schlicht um eine Wasserleitung aus Kunststoff. Sole bezeichnet ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel. Dieses wird durch eine Umwälzpumpe, analog zur Warmwasserheizung, zwischen Wärmetauscher in der Frischluft und dem Erdreich umgewälzt und überträgt somit einen Teil der Wärme aus der Frischluft (Sommerfall: Kühlung der Zuluft) auf das Erdreich oder entnimmt im Winter dem Erdreich Wärme um die Frischluft vor dem Wärmetauscher zu erwärmen und ein Vereisen des Gerätes ohne elektrische Beheizung zu verhindern.

Der winterliche Frostschutz der Lüftungsanlage kann, sofern diese nicht zu Heizzwecken verwendet wird, auch sehr gut über einen intermittierenden Betrieb sichergestellt werden. Dies ist die energieeffizienteste Variante.

Empfindliche Menschen können einen Pollen- und Feinstaubfilter sowie eine Feuchterückgewinnung als Option wählen, bei einzelnen Geräten, verschiedener Hersteller.

Aktivlüftung

Die sehr geringe Heizlast eines Passivhauses erlaubt unter bestimmten Voraussetzungen eine Beheizung ausschließlich über die Lüftungsanlage. Dies erfolgt häufig über einen Wasser-Luft-Wärmeüberträger, ein elektrisches Nachheizregister oder eine integrierte Wärmepumpe. Die Zuluft darf dabei nicht über 50 bis 52 °C aufgeheizt werden, da es sonst zu einer Geruchsbelästigung durch Staubverschwelung kommen kann.<ref>Passivhaus-Definition. In: passipedia.de. abgerufen 1. August 2013.</ref><ref>Projektierung von Passivhäusern (PDF; 4,8MB), S. 12, von Dietmar Kraus, Hochschule München, abgerufen 1. August 2013.</ref> Somit kann die maximale Heizleistung nur durch einen höheren Volumenstrom gesteigert werden, was Nachteile wie Geräusche, Austrocknung und Zugerscheinungen mit sich bringen kann.

In einem richtig ausgeführten Passivhaus ist die maximale Heizlast immer, also auch im Winter, mit der hygienischen Luftwechselrate von 0,4 h⁻¹ erreichbar. Diese besagt, dass zur Abfuhr der entstehenden Feuchtemengen im Objekt, eine Luftabfuhr und Luftzufuhr von 40 % des Gebäudevolumens erfolgen muss. D. h. ein Objekt mit 1000 m³ zu belüftendem Volumen wird mit einem Zuluftvolumenstrom von 400 m³/h und einem Abluftvolumenstrom von 400 m³/h belüftet.

Vorteile

• Durch den Einsatz einer Wärmerückgewinnung wird die Außenluft durch die Abluft im Winter vorgeheizt, im Sommer vorgekühlt. Bei Rückwärmzahlen von 60–80 % ist der Lüftungswärmeverlust nur ein Bruchteil, verglichen mit der Fensterlüftung oder dem Betrieb ohne eine Wärmerückgewinnung (WRG).
• Gefilterte Außenluft mit Luftfilter (Feinstaub, Pollen, etc.)
• Abtransport von Schadstoffen und Gerüchen (Kohlendioxid CO₂, Luftfeuchte, Ausdünstung, etc.)
• Stark geminderte Gefahr von Schimmelbildung im Wohnraum
• Gehemmtes Hausstaubmilbenwachstum
• Bei Außenlärmbelastung können die Fenster bei gleichzeitiger Frischluftversorgung geschlossen bleiben
• Kühlung und leichte Entfeuchtung der Außenluft im Sommer, sowie Vorwärmung der Luft im Winter mit Erdwärmetauscher  – eine KWL ist zwar keine Klimaanlage, dennoch kann sie im Sommer die Raumtemperatur leicht absenken und die Zuluft etwas entfeuchten, was als sehr erfrischend empfunden wird, – vor allem wenn gerade schwüles Sommerwetter herrscht, oder bei starken Temperaturschwankungen im Winter

Nachteile

Waren vorher bei mangelnder Lüftung oft Probleme mit zu hoher Luftfeuchtigkeit und dadurch mögliches Auftreten von Schimmel vorhanden, so beobachtet man heute in den Wintermonaten Raumluft mit relativer Luftfeuchte von weniger als 30 %rF. Grund dafür ist, dass die angesaugte kalte Außenluft nach der Erwärmung eine sehr niedrige relative Luftfeuchte besitzt. Dagegen kann man Luftbefeuchter einsetzen; diese bringen mittels Verdunstung oder Verdampfung Feuchtigkeit in die Luft. Technisch aufwändigere KWL-Anlagen beinhalten eine Luftbefeuchtung. Diese kann – genauso wie Verdunster an Heizkörpern – mikrobiell verkeimen. Ebenso gibt es KWL-Anlagen, die neben der Wärme auch die Luftfeuchtigkeit zurückgewinnen, beispielsweise mittels Enthalpiewärmetauschern. (siehe auch Hauptartikel Wärmerückgewinnung)

Bei mangelhafter Ausführung der Schalldämmung oder Betrieb auf (zu) hoher Stufe kann der Austritt der Zuluft aus den Austrittsöffnungen Zugluft und/oder Strömungsgeräusche verursachen.

• Regelmäßige Wartung des Filtersystems und zumindest der Abluftleitungen notwendig
• Bei Dauerbetrieb ist der Stromverbrauch des jeweiligen Systems zu berücksichtigen
• Obwohl heute Anlagen mit einem Wirkungsgrad von über 90 % auf dem Markt sind, ist die propagierte Energieersparnis nicht unbedingt gegeben, denn die Wärmeverluste können bei hohen Luftwechselraten höher sein im Vergleich zur traditionellen Fensterlüftung, die etwa eine Luftwechselrate von 0,1–0,2 h⁻¹ zusätzlich zu den Gebäudeundichtigkeiten bedeutet.

Verordnungen

Deutschland

Die zum Begriff Wohnungslüftung<ref>baunormenlexikon DIN - Deutsches Institut für Normung e.V.. In: www.baunormenlexikon.de, abgerufen am 3. August 2013.</ref> gehörigen Normen sind:

DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung:

• Teil 1: Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe, Zonierung und Bewertung der Energieträger
• Teil 2: Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen von Gebäudezonen
• Teil 3: Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung
• Teil 5: Endenergiebedarf von Heizsystemen
• Teil 6: Endenergiebedarf von Wohnungslüftungsanlagen und Luftheizungsanlagen für den Wohnungsbau<ref>Dr. Thomas Hartmann: DIN 18599-6 wird erweitert. In: VFW – Bundesverband für Wohnungslüftung e.V., Fachzeitschrift zur Wohnungslüftung. Ausgabe Juli 2011.</ref>
• Teil 8: Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen

DIN 1946 Raumlufttechnik

• Teil 6: Lüftung von Wohnungen - Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung

DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden

• Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz

DIN Fachbericht 4108-8 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden

• Teil 8: Vermeidung von Schimmelwachstum in Wohngebäuden

DIN 4701 Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen

• Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung und das Beiblatt 1: Anlagenbeispiele

DIN 4719 Lüftung von Wohnungen − Anforderungen, Leistungsprüfungen und Kennzeichnung von Lüftungsgeräten

DIN EN 12831 Heizsysteme in Gebäuden − Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast - Nationaler Anhang NA

Siehe auch

• Küchenabluft
• Luftarten
• Luftführung
• Lüftung
• Lüftungseffizienz
• RAL-Montage
• Hygienerichtlinien für Raumlufttechnische Anlagen und Geräte

Literatur

• Heinz-Jörn Moriske, Michael Wensing: Untersuchungen zur raumlufthygienischen Situation in energetisch sanierten Altbauten und in einem Passivhaus. In: Gefahrstoffe, Reinhaltung der Luft. 67(3) (2007), ISSN 0949-8036, S. 85–90.
• Nadja von Hahn: „Trockene Luft“ und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit (PDF; 104 kB) – Ergebnisse einer Literaturstudie. In: Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft. 67(3) (2007), ISSN 0949-8036, S. 103–107.
• Rolf Schmidt: Welche Heizung braucht das Haus ? – Systeme der Heiz- und Lüftungstechnik im Vergleich. 2010.
• Andreas Greml, Ernst Blümel, Roland Kapferer, Wolfgang Leitzinger: Endbericht: Technischer Status von Wohnraumlüftungen. Evaluierung bestehender Wohnraumlüftungsanlagen bezüglich ihrer technischen Qualität und Praxistauglichkeit., 2004. (PDF; 8,1 MB)

Weblinks

• Informationen rund um die Komfortlüftung, Österreich
• Unabhängiger Schweizer Gerätevergleich nach Energie-Effizienz, Hygiene-Klasse, Schall-Klasse
• Informationen zu Förderprogrammen und Infos rund um die Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung (KWL)
• Vergleich zentraler und dezentraler RLT-Anlagen – Entscheidungskriterien
• Planung einer KWL
• Richtig lüften: Tipps der Stiftung Warentest. In: test.de. 17. Mai 2010 (abgerufen am 1. Februar 2013)
• Startseite Lüftungsanlagen auf energiesparhaus.at
• Europäisches Testzentrum für Wohnungslüftungsgeräte e.V.
• Informationsportal der energieagentur.nrw
• Bundesverband für Wohnungslüftung e.V.
• Rechner für Luftfeuchte Berechnet Zustandsgrößen und andere Daten feuchter Luft. Parallel können bis zu 4 Luftproben/Luftzustände dargestellt werden.
• Rechner für Wohnungslüftung und Raumklima Berechnet aus Luftzustandsdaten, Feuchtequellen und Volumenströmen u. a. den Enthalpie- und Feuchtestrom. Mit Mollier-h-x-Diagramm inkl. Luftdruckanpassung.

Lüftung von Wohnungen(PDF; 651 KB) Die Verwendungen der Normen DIN 1946-6 und DIN 18017-3 / TÜV SÜD Industrie Service GmbH, München

Einzelnachweise

<references />