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Kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung Abstract / Zusammenfassung des Lernfelds Eine kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung (Komfortlüftung) ist ein wesentlicher Bestandteil moderner Wohngebäude. Sie ermöglicht eine nutzer- und witterungsunabhängige Versorgung mit Frischluft und reduziert zusätzlich die Lüftungswärmeverluste. Mithilfe dieser Systeme können sehr energieeffiziente Gebäude (Niedrigstenergie- und Passivhäuser) realisiert werden. In diesem Lernfeld werden Funktionsprinzip und Komponenten einer Komfortlüftungsanlage beschrieben. Zusätzlich wird erklärt, wie ein Lüftungssystem in einem Gebäude geplant und ausgelegt wird und mit welchen Instrumenten die Qualität gesichert werden kann. Verschiedene Geräte, die sich für das Passivhaus eignen, werden dargestellt. 1 Kontrollierte Wohnraumlüftung Inhaltsverzeichnis 1. LERNZIELE ............................................................................................................. 4 2. EINLEITUNG ........................................................................................................... 5 2.1 Manuelles Lüften .................................................................................................... 7 2.2 Kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung................................... 7 2.3 Zum Üben … ........................................................................................................... 8 3. WAS IST DAS FUNKTIONSPRINZIP EINER KONTROLLIERTEN WOHNRAUMLÜFTUNG? .................................................................................................. 9 3.1 Zum Üben … ......................................................................................................... 11 4. WAS SIND DIE HAUPTKOMPONENTEN EINER KONTROLLIERTEN WOHNRAUMLÜFTUNG MIT WÄRMERÜCKGEWINNUNG?............................................... 12 4.1 Frischluftansaugung und Fortluftführung ............................................................. 12 4.1.1 Sole-Erdwärmetauscher................................................................................... 12 4.2 Filter ..................................................................................................................... 14 4.3 Lüftungsgerät ....................................................................................................... 15 4.3.1 Wärmetauscher................................................................................................ 16 4.3.2 Ventilatoren ..................................................................................................... 20 4.4 Steuerung ............................................................................................................. 20 4.5 Luftleitungen ........................................................................................................ 21 4.6 Zuluftauslässe/Ablufteinlässe ............................................................................... 21 4.6.1 Quellluftauslass ................................................................................................ 21 4.6.2 Drallauslass ...................................................................................................... 21 4.7 Lüftungsventile..................................................................................................... 22 4.8 Überströmöffnungen ............................................................................................ 22 4.9 Schalldämpfer ...................................................................................................... 22 4.10 Zum Üben … ......................................................................................................... 22 5. WIE WIRD EINE KOMFORTLÜFTUNG GEPLANT? ................................................... 24 5.1 Kaskadenprinzip und Zonierung ........................................................................... 24 5.2 Luftmengenverteilung .......................................................................................... 25 2 Kontrollierte Wohnraumlüftung 5.3 Möglichkeiten der Luftführung ............................................................................. 27 5.4 Möglichkeiten der Verrohrung .............................................................................. 28 6. WELCHE LÜFTUNGSSYSTEME STEHEN ZUR VERFÜGUNG?................................... 30 6.1 Zentrale Komfortlüftungssysteme ........................................................................ 30 6.2 Semi-zentrale Komfortlüftungssysteme ............................................................... 31 6.3 Semi-dezentrale Komfortlüftungssysteme ........................................................... 32 6.4 Dezentrale Komfortlüftungssysteme .................................................................... 33 6.5 Einzelraumsysteme .............................................................................................. 34 6.6 Zum Üben … ......................................................................................................... 34 7. WELCHE MÖGLICHKEITEN DER QUALITÄTSSICHERUNG STEHEN ZUR VERFÜGUNG? 35 7.1 Die häufigsten Fehler ............................................................................................ 35 7.2 Verschiedene Qualitätskriterien für Komfortlüftung............................................. 37 7.2.1 Passivhaus Institut ........................................................................................... 37 7.2.2 Komfortlüftung.at ............................................................................................ 38 7.3 Wärmerückgewinnung ......................................................................................... 39 7.4 Zum Üben … ......................................................................................................... 41 8. KOMFORTLÜFTUNG IM PASSIVHAUS ................................................................... 41 8.1 Reine Luftheizung................................................................................................. 42 8.2 Kombigeräte......................................................................................................... 42 8.3 Zum Üben … ......................................................................................................... 43 9. AUSBLICK ............................................................................................................. 44 9.1 Überwachung der Anwesenheit ............................................................................ 44 9.2 Altbausanierung ................................................................................................... 44 10. QUELLEN ............................................................................................................. 45 11. ÜBERSICHT AUFGABEN ........................................................................................ 46 12. ABBILDUNGSVERZEICHNIS .................................................................................. 48 13. TABELLENVERZEICHNIS ....................................................................................... 49 IMPRESSUM .................................................................................................................. 50 3 Kontrollierte Wohnraumlüftung 1. Lernziele Schüler und Schülerinnen können nach dieser Lerneinheit … 4 Faktoren für die Luftqualität sowie die Hauptkomponenten einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung aufzählen das Funktionsprinzip einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung erklären die Planungsschritte für eine kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung darstellen verschiedene Lüftungssysteme vergleichen Planungsfehler erkennen und Qualitätskriterien anwenden Kontrollierte Wohnraumlüftung 2. Einleitung Mit der Passivhausbauweise in den 1990er-Jahren wurden auch Systeme zur kontrollierten Be- und Entlüftung von Wohnräumen entwickelt. Der Grund ist, dass dieser Gebäudetypus auf höchste Energieeffizienz ausgerichtet ist. Der für die Raumlufthygiene erforderliche Luftwechsel würde in der Heizperiode so hohe Wärmeverluste verursachen, dass man den Passivhaus-Standard nicht erreichen würde. Eine kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung ist daher rein aus energetischer Sichtweise erforderlich. Darüber hinaus lässt sich eine ausreichende Frischluftversorgung nur etwa in 10–20 % der Zeit des Jahres über Fensterlüftung alleine bewerkstelligen. Wenn man bedenkt, dass ein Mensch pro Tag etwa 15.000 Liter oder umgerechnet gut 12 Kilogramm Luft einatmet, wird klar, warum die Umgebungsluft eines der wichtigsten „Lebensmittel“ ist. Je mehr Zeit wir an einem Ort verbringen, desto wichtiger ist die Luftqualität. MitteleuropäerInnen verbringen nahezu 90 % ihrer Zeit in geschlossenen Räumen: in Schulen, am Arbeitsplatz und im Wohnbereich, womit die Raumluftqualität entscheidend Wohlbefinden und Gesundheit bestimmt. Die Raumluftqualität wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst wie: 5 die Anzahl der Personen in einem Raum sowie deren Verhalten, zum Beispiel ob geraucht wird oder nicht. Emissionen, die von Materialien aus dem Innenausbau oder der Inneneinrichtung stammen. Zu nennen wären flüchtige organische Verbindungen wie VOC, Formaldehyd und Biozide (Holzschutzmittelwirkstoffe) oder auch Verunreinigungen durch Schimmelsporen etc. die Luftfeuchtigkeit: Sie soll im Winter nicht über 55 % relativer Luftfeuchtigkeit liegen, da sonst die Gefahr von Schimmelbildung an kühleren Gebäudeoberflächen besteht, jedoch auch nicht unter 30 %rel. (in kurzzeitigen Ausnahmefällen 20 %rel.), da dies sonst vom Menschen als unbehaglich empfunden wird. Die thermische Behaglichkeit kann als das Zusammenspiel von Lufttemperatur,Temperatur der umgebenden Oberflächen (Strahlungstemperatur), Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit dargestellt werden. Je nach Aktivitätsgrad und Bekleidungszustand des Menschen gelten andere Bereiche der angeführten Größen als thermisch behaglich. (Fein-)Staub: Je kleiner die Partikel sind, desto gefährlicher sind sie, da sie bis in die Lunge vordringen und nicht wieder ausgeatmet oder ausgeschieden werden. CO2-Gehalt (Kohlenstoffdioxid): Zahlreiche Studien belegen, dass der CO2-Gehalt ein wesentlicher Faktor für die Leistungsfähigkeit ist, wobei nicht das CO2 selbst, sondern die Ausscheidungsprodukte von Lunge und Haut, das sind Kontrollierte Wohnraumlüftung zahlreiche flüchtige organische Verbindungen, die Befindlichkeitsstörungen verursachen. Das CO2 dient lediglich als Indikator für diese Luftverunreinigungen, da es im selben Verhältnis ausgeatmet wird. Der CO2-Gehalt in einem Klassenzimmer sollte 1400 ppm nicht überschreiten. In der folgenden Darstellung ist gut ersichtlich, wie sich der CO2-Gehalt in einem Klassenzimmer (z. B. 29 Personen bei 100 m3 Raumvolumen) ohne kontrollierte Lüftung verhält. Es wird ersichtlich, dass schon nach etwa 10 Minuten der PettenkoferGrenzwert von 1000 ppm überschritten, und nach etwa weiteren 10 Minuten der normative Grenzwert von 1400 ppm überschritten wurde. Auch die stündliche Pausenlüftung bringt nur kurzzeitig Besserung. Abbildung 1: CO2-Gehalt in einem Klassenzimmer mit mechanischer Lüftung, 28 SchülerInnen, 1 Lehrer (Quelle: Joachim Mathä, HTL Pinkafeld) Gute Raumluftqualität ist nur dann erreichbar, wenn entsprechend der Personenbelegung des Raumes „verbrauchte“ Luft gegen frische Außenluft ausgetauscht wird. Dabei gilt: Je kleiner das Raumvolumen, desto öfter muss eine Stoßlüftung erfolgen. Bei dicht belegten Räumen, aber auch Schlafräumen ist eine Stoßlüftung alle 10 bis 20 Minuten nicht praktikabel. Aus diesem Grund sind Lüftungsanlagen die einzige Möglichkeit, eine dauerhaft akzeptable Luftqualität zu erreichen. 6 Kontrollierte Wohnraumlüftung 2.1 Manuelles Lüften Fensterlüftung stellt den üblichen Standard im Gebäudebestand dar. Dabei werden je nach Gebäudedichtheit, Windeinfluss und Temperaturunterschieden zwischen innen und außen etwa folgende Luftwechselraten pro Stunde (1/h) erreicht: Fenster und Türen geschlossen: 0,1 1/h (0,0 bis 0,5 1/h) Gekippte Fenster: 0,2 1/h (0,1 bis 5,0 1/h) Fenster ganz offen: 5 bis 20 1/h, bei Querlüftung 20 bis 60 1/h Luftwechselrate Die Luftwechselrate (n) ist ein Maß für den Außenluftvolumenstrom, bezogen auf das Raumvolumen. Sie wird mit der Einheit 1/h oder h-1 angegeben und zeigt an, wie oft pro Stunde die Raumluft ausgetauscht wird. Beispiel: n = 0,7 1/h (oder 0,7 h-1) bedeutet, dass das 0,7-fache Raumvolumen innerhalb von einer Stunde ausgetauscht wird. Fensterlüftung mit einer Luftwechselrate von 0,7 1/h führt zu Lüftungswärmeverlusten von 48,5 kWh/m2a, eine optimierte Wärmerückgewinnung kann die Werte um den Faktor 10 reduzieren. (Schulze Darup, 2008) Die Luftwechselraten für manuelles Lüften können sich je nach Witterungssituation noch mehr unterscheiden, wobei starker Wind und hohe thermische Kräfte durch tiefe Außentemperaturen die stärksten Antriebskräfte sind. Mit Fensterlüftung lässt sich nicht gezielt lüften: Zweimal tägliche Querlüftung wird im Allgemeinen als Wert für pfleglichen Umgang mit einer Wohnung angenommen. Dies sorgt allerdings nicht für eine ausreichend gute Raumluftqualität (Schulze Darup, 2008). Für einen hygienisch zufriedenstellenden Zustand in Wohnungen sind für einen Vier-Personen-Haushalt etwa 3.000 m3 Frischluft pro Tag erforderlich. Dieses Volumen entspricht dem Füllvolumen eines Heißluftballons. Mit Fensterlüftung kann dieser Luftaustausch im Regelfall nicht erreicht werden. 2.2 Kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung Der Einsatz von kontrollierten Wohnraumlüftungsanlagen (Komfortlüftungsanlagen, KWL) trägt erheblich zur Reduktion des Heizwärmebedarfs bei, erhöht die Luftqualität und bewirkt damit eine Senkung der Schadstoffkonzentration im Raum. Die niedrigere 7 Kontrollierte Wohnraumlüftung Schadstoffbelastung führt bereits kurzfristig zu einem subjektiv besseren Wohlbefinden. Langfristig kann ein besserer allgemeiner Gesundheitszustand erwartet werden. Die in modernen Anlagen eingebaute Wärmerückgewinnung kann Lüftungswärmeverluste um den Faktor 10, also auf ein Zehntel, reduzieren. Im Gegensatz zu reinen Abluftsystemen wird bei der „kontrollierten“ Raumlüftung nicht nur Abluft hinaus-, sondern auch Frischluft als Zuluft „kontrolliert“ zugeführt. Dies geschieht automatisch geregelt, ist also unabhängig von Windverhältnissen oder der Witterung im Allgemeinen. Zusätzlich verfügen solche Anlagen über einen Wärmetauscher, der der Abluft die Wärme entzieht und diese an die Zuluft überträgt. So kann eine Wärmerückgewinnung von 80 bis 90 % realisiert werden. 2.3 Zum Üben … Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 1: Durch welche Faktoren wird die Raumluftqualität beeinflusst? Aufgabe 2: Sie beobachten im Unterrichtsraum, dass nach einer gewissen Zeit die KollegInnen müde werden, gähnen und unaufmerksam werden. Was könnte die Ursache sein? Aufgabe 3: Sie sollen einem Bauherrn/einer Bauherrin die wesentlichen Vorteile einer kontrollierten Wohnraumlüftung gegenüber einer Fensterlüftung erklären. Welche Argumente würden Sie anführen? Aufgabe 4: Was versteht man unter thermischer Behaglichkeit? 8 Kontrollierte Wohnraumlüftung 3. Was ist das Funktionsprinzip einer kontrollierten Wohnraumlüftung? Wärmedämmung mit U unter 0,15 W/m²K Warme Abluft, die durch den Wärmeübertrager hinausgeleitet wird Zuluft Fortluft Sonnenlicht Frischluft, die zuerst durch Erdwärme und dann durch den Wärmetauscher erhitzt wird, bevor sie in das Haus kommt Mauer Abbildung 2: Kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung in einem Passivhaus (Quelle: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:PassivhausQuerschnitt.svg&filetimestamp=20100618174447) Das Prinzip einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung beruht darauf, dass frische Außenluft über eine Außenluftansaugung in ein Lüftungsgerät geleitet wird. 9 Kontrollierte Wohnraumlüftung Über die Frischluftansaugung wird Außenluft ins Gebäude transportiert. Um ein Vereisen des Wärmetauschers zu verhindern, darf die Frischluft nicht weniger als etwa –3 °C haben. Da die Außenlufttemperatur im Winter manchmal auch unter diesen Wert absinken kann, muss die Frischluft vor dem Eintritt in den Wärmetauscher auf mindestens –3 °C erwärmt werden. Dies kann auf mehrere Arten realisiert werden: Sole-Erdwärmetauscher (energieeffizienteste, aber teuerste Möglichkeit) stufenlos geregeltes elektrisches Heizregister Kombinierte Wärme- und Feuchterückgewinnung schützt vor Vereisung bis etwa –10 °C (darunter ist ebenfalls eine Vorwärmung erforderlich). Anmerkung: Luftdurchströmte Erdwärmetauscher sollten aus hygienischen Gründen nicht mehr eingesetzt werden (siehe ÖNORM H 6038:2014). Anschließend tritt die frische Außenluft in das zentrale Lüftungsgerät ein. Durch eine Feinfilterung wird die Außenluft dort von unerwünschten Partikeln wie Staub und Pollen gereinigt. Der Wärmetauscher im Lüftungsgerät wird sowohl von der Außenluft als auch von der Abluft durchströmt, ohne dass sich die beiden Luftströme berühren oder vermischen können. Hierbei wird Wärme von der warmen Abluft an die kalte Frischluft abgegeben. Beide Luftströme (Außenluft–Zuluft und Abluft–Fortluft) werden über getrennte Ventilatoren in einem Luftverteilsystem befördert. Direkt nach dem zentralen Lüftungsgerät sind Schalldämpfer angebracht, um Geräusche, die von den Ventilatoren verursacht werden, nicht in die Wohnräume gelangen zu lassen. Je nach Luftverteilsystem sind entweder Schalldämpfer in den Luftleitungen zwischen den einzelnen Räumen eingebaut, oder es werden schallgedämmte Luftverteilkästen verwendet, die den „Telefonieschall“ (Schallübertragung von einem Raum in den nächsten über Lüftungsleitungen) verhindern. Die Frischluft hat nun, je nach Qualität des Wärmetauschers und je nach Ablufttempertur, etwa 17 bis 20 °C und wird über die Zuluftleitungen in die Aufenthaltsräume verteilt. Dies sind Räume, in denen eine höhere Luftqualität gefordert wird, wie zum Beispiel Schlaf- und Wohnräume. Gleichzeitig wird in den Ablufträumen Luft abgesaugt und zum Lüftungsgerät gefördert. Als Ablufträume zählen Räume, in denen die Luft stärker mit Gerüchen oder Feuchte belastet wird, wie beispielsweise Küche, WC und Bad. Durch geringen Überdruck in den Zulufträumen und geringen Unterdruck in den Ablufträumen erfolgt eine stetige, aber für die NutzerInnen nicht spürbare Durchspülung der Wohneinheit von den Zuluft- zu den Ablufträumen. Da diese Luftströmungen auch bei geschlossenen Innentüren 10 Kontrollierte Wohnraumlüftung funktionieren müssen, sind entsprechend den Volumenstromwerten ausreichend große Überströmöffnungen vorzusehen. Dies wird meist durch gekürzte Türblätter, teilweise entfernte Türdichtungen, Türgitter oder eigene Wanddurchlässe erreicht. Im Lüftungsgerät gibt die Abluft die Wärme an die Zuluft ab und verlässt über die Fortluftleitung das Gebäude. Der Einsatz von Komfortlüftungsanlagen trägt erheblich zur Reduktion des Heizwärmebedarfs bei, ist jedoch mit einem zusätzlichen Strombedarf verbunden. Es sollten daher nur bedarfsgerecht ausgelegte und geregelte, energieeffiziente Anlagen eingesetzt werden. Vertiefung zu Energieeffizienz von Lüftungsgeräten „Bis vor wenigen Jahren hatten Geräte mit Wärmerückgewinnung einen mäßigen Wärmebereitstellungsgrad von 50 bis 60 % bei äußerst ungünstigem Stromverbrauch und waren deshalb aus Gründen der Energieeffizienz nicht für die Verwendung zu empfehlen. Geräte mit einem Wärmebereitstellungsgrad über 75 % sind inzwischen in großer Zahl marktreif und weisen eine hervorragende Stromeffizienz von pel ≤ 0,45 Wh/m3 auf. Die Entwicklung geht zu Geräten mit einem Wärmebereitstellungsgrad von ca. 90 %.“ (Schulze Darup, 2003) 3.1 Zum Üben … Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 5: Was wird mit der Luftwechselzahl (Luftwechselrate) ausgesagt? Aufgabe 6: Beschreiben Sie das Funktionsprinzip der kontrollierten Wohnraumlüftung. 11 Kontrollierte Wohnraumlüftung 4. Was sind die Hauptkomponenten einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung? Anlagen zur kontrollierten Wohnraumlüftung bestehen im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten, wobei es je nach Anbieter und Anlagenkonzept leichte Abweichungen in der Ausführung geben kann: 4.1 Frischluftansaugung (= Außenluftansaugung) mit/ohne Sole-Wärmetauscher und Außenluftvorwärmung Filter Lüftungsgerät Steuerung Luftleitungen Zuluftauslässe/Ablufteinlässe Lüftungsventile Überströmöffnungen Schalldämpfer Frischluftansaugung und Fortluftführung Bei der Anordnung der Frischluftansaugung und der Fortluftführung muss sichergestellt werden, dass die Anlage durch witterungsbedingte Einflüsse (z. B. Wind) nicht in ihrer Funktion beeinträchtigt wird. Die Zuluftqualität ist abhängig von der Frischluftqualität im Außenbereich. Die Ansaugstelle sollte sich daher möglichst auf der straßenabgewandten Seite, nicht in der Nähe von Parkplätzen, Mülllagerplätzen, Komposthaufen etc. befinden. Die Ansaughöhe sollte mindestens 1,5 m betragen, um schneefrei zu sein. Zum Schutz vor Kleintieren ist ein grobes Maschengitter geeignet. Ein Fliegengitter ist nicht zulässig, da es zu einer raschen Verstopfung des Gitters führt. 4.1.1 Sole-Erdwärmetauscher Die Nutzung von Erdwärme zur Luftvorwärmung ist bei sehr kalten klimatischen Verhältnissen empfehlenswert und bei Kombigeräten mit Wärmepumpe erforderlich. Bei Sole-Erdwärmetauschern wird dem Erdreich über eine in der Erde verlegte Soleleitung Wärme entzogen (Winter) oder zugeführt (Sommer). 12 Kontrollierte Wohnraumlüftung Abbildung 3: Schema eines Sole-Wärmetauschers (Quelle: Netec Energietechnik; http://www.sole-ewt.de/) Überschlägig kann man für ein Einfamilienhaus zwei Solestränge mit je circa 40 m ansetzen. Die Wärmezufuhr zu bzw. der Wärmeentzug von der Außenluft erfolgt über einen Luft-Wasser-Wärmetauscher. Damit sind der Sole- und der Luftkreis vollständig voneinander getrennt, wodurch sich hygienische und regeltechnische Vorteile ergeben. Ein Nachteil des Sole-Wärmetauschers sind die höheren Investitionskosten für die zusätzlichen Anlagenteile, wie Pumpe, Regelung, Sicherheitseinrichtungen etc. Vertiefung zum Sole-Erdwärmetauscher aus Kosten-Nutzen-Sicht Da bei durchschnittlichem mitteleuropäischem Klima Außentemperaturen unterhalb von –3 °C nur an wenigen Stunden des Jahres auftreten, ist ein Sole-Erdwärmetauscher aus Kosten-Nutzen-Sicht für reine Lüftungsgeräte nur schwer argumentierbar. Vor allem auch deshalb, da Sole-Erdwärmetauscher eine regelmäßige Wartung erfordern, insbesondere wenn sie auch im Sommer zur Vorkühlung der Luft genutzt werden. Die für die Vorwärmung erforderlichen 20 bis 100 kWh pro Jahr können wesentlich kostengünstiger durch eine stufenlose elektrische Vorwärmung zugeführt werden, ohne dass die Energieeffizienz des Systems darunter leidet. 13 Kontrollierte Wohnraumlüftung Kühlung mit Sole-Erdwärmetauschern Wird die Solepumpe im Sommer betrieben und ist im Gerät eine Umgehung des Wärmetauschers möglich, so kann die Außenluft damit abgekühlt werden. Der Energiegehalt der Zuluft kann jedoch nicht so weit gesenkt werden, dass damit eine Raumkühlung realisiert werden kann. Grundsätzlich ist der sommerliche Wärmeeintrag durch eine Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung wesentlich geringer, als würde der Luftaustausch durch Fensterlüftung erfolgen. Eine Komfortlüftung unterstützt den Schutz vor sommerlicher Überwärmung, kann aber die Wirkung passiver Maßnahmen (Beschattung, Reduktion innerer Wärmelasten) nicht ersetzen. 4.2 Filter Für Komfortlüftungen wird im Außenluftstrang eine Filterklasse von mind. F7 und im Abluftstrang eine Filterklasse von mind. G4 vorgeschlagen (Greml et al., 2014). In der ÖNORM H6038 – 2014 wird für Außenluftfilter die Filterklasse F7 (statt bisher M6/F6) festgelegt. Je höher die Filterqualität ist, desto dichter ist das Filtergewebe. Daraus folgt, dass mit höherer Filterqualität der Druckverlust steigt und somit auch die Stromkosten. Um dies zu vermeiden, sollten Feinfilter eine wesentlich größere Fläche aufweisen als Grobfilter. Eine Filterqualität von F8 oder F9 sollte daher nur bei Haushalten mit SporenallergikerInnen verwendet werden. Abbildung 4: Relevante Filterklassen für Komfortlüftung (Quelle: Leitzinger et al., Modul 2) Die Filter sollten regelmäßig auf Verschmutzung kontrolliert werden (mind. alle drei Monate). Der Tausch der Filter muss fehlersicher (verkehrter Einbau unmöglich) und einfach (leichte Zugänglichkeit) sein. Der Filtertausch sollte bei automatischer Filterwechselanzeige im Bedarfsfall und andernfalls bei Komfortlüftungen im Einfamilienhaus je nach Filterfläche ein- bis dreimal pro Jahr durchgeführt werden. 14 Kontrollierte Wohnraumlüftung Es gibt verschiedene Bauformen von Filtern. Hier sind einige dargestellt: Abbildung 5: Unterschiedliche Filter-Bauformen: Mattenfilter, Kassettenfilter, Taschenfilter (von links nach rechts) (Quelle: J. Pichler Gesellschaft m.b.H.) 4.3 Lüftungsgerät Das Lüftungsgerät ist die zentrale Einheit der Komfortlüftungsanlage. Die Auswahl des Gerätetyps, der Gerätegröße, der Aufstellung und der Wärmerückgewinnung hat wesentlichen Einfluss auf die Performance der gesamten Anlage. Aus der Sicht der Komfortlüftung ist ein gutes Lüftungsgerät für die meisten Anwendungen durch folgende Merkmale gekennzeichnet (siehe auch Abbildung): Abbildung 6: Drei Merkmale eines guten Lüftungsgerätes (Quelle: Faktor Verlag AG, Zürich) 15 Kontrollierte Wohnraumlüftung Weitere wichtige Punkte sind außerdem: 4.3.1 geringer Strombedarf des Gerätes effiziente Wärmerückgewinnung geringer Geräteschallpegel gute Reinigbarkeit des Gerätes geringe Luft-Leckagen des Gerätes gute Wärmedämmung des Gerätegehäuses ohne Wärmebrücken Wärmetauscher Die Effizienz der Wärmerückgewinnung hängt vor allem von der Bauart des Wärmetauschers ab. In der folgenden Abbildung sind einige verschiedene Bauarten und ihre Wärmerückgewinnungsgrade angegeben: Abbildung 7: Bauarten von Wärmetauschern und Wärmerückgewinnungsgrade (Quelle: Faktor Verlag AG, Zürich) „Wärmetauscher“ ist der umgangssprachliche Begriff für die technisch korrekte Bezeichnung „Wärmeübertrager“. 16 Kontrollierte Wohnraumlüftung Eine andere Bauform des Wärmetauschers ist der Rotationswärmetauscher. Abbildung 8: Rotationswärmetauscher (Quelle: Technisches Büro Alexander Schaaf) Im Rotationswärmetauscher wird ein langsam rotierender Speicher (5–20 U/min) in der einen Richtung von Abluft und in der anderen Richtung von Außenluft durchströmt. Die Speichermasse besteht aus wabenförmig angeordneten Aluminiumplatten, die für die Wärme- und/oder Feuchteübertragung zuständig sind. Als Rückwärmezahl ergibt sich je nach Luftgeschwindigkeit ein Wert von 70–90 %. (Recknagel et al., 2009/2010) Durch eine spezielle Beschichtung des Rotors (sorptive Beschichtung) kann auch Feuchte übertragen werden. Im Folgenden sind einige Beispiele von Lüftungsgeräten in verschiedenen Ausführungen angeführt. 17 Kontrollierte Wohnraumlüftung Abbildung 9: WRL mit Kreuzstromwärmetauscher (Quelle: Solar- und Regenwassertechnik Maanen) Abbildung 10: WRL mit Gegenstromwärmetauscher (Quelle: Troges Ges.m.b.H.) 18 Kontrollierte Wohnraumlüftung Abbildung 11: WRL mit Kanalwärmetauscher (Quelle: PAUL Wärmerückgewinnung GmbH) Abbildung 12: WRL mit Rotationswärmetauscher (Quelle: Hoval) 19 Kontrollierte Wohnraumlüftung 4.3.2 Ventilatoren Die Ventilatoren haben die Aufgabe, Luft zu transportieren und die Druckverluste im Rohrleitungssystem zu überwinden. Druckverluste entstehen durch die Gerätekomponenten (WRG, Filter, ...), die Rohrreibung, Formstücke (Bögen etc.), Einbauteile (Schalldämpfer, Heizregister etc.), Luftauslässe und Ablufteinlässe. In Wohnraumlüftungsgeräten gibt es je einen Ventilator für die Zuluft und einen für die Abluft. Ventilatoren sollten energieeffizient, geräuscharm, wartungsfreundlich und regelbar sein. Sie können entweder auf einen konstanten Volumenstrom oder konstanten Druck geregelt werden. Vertiefung zum Strombedarf der Lüftungsanlage Der Strombedarf der Lüftungsanlage ergibt sich zum größten Teil aus dem Strombedarf für die Luftförderung bzw. für die Ventilatoren. Einen Bruchteil des Bedarfs machen zusätzliche elektronische Komponenten im Gerät wie z. B. Steuerungen für Klappen und dergleichen aus. Der Bedarf des Schaltkastens oder anderer externer Stromverbraucher ist nicht in dem Passivhaus-Institut-Zielwert SFP ≤ 0,45 Wh/m3 enthalten. Die ÖNORM H 6038:2014 gibt dieselbe Forderung wie das Passivhaus Institut vor: Bei Betrieb der Lüftungsanlage ist für die Luftförderung einschließlich der Wärmerückgewinnung beim Betriebs-Luftvolumenstrom und den dabei auftretenden Druckverlusten für die spezifische elektrische Leistungsaufnahme des gesamten Lüftungsgerätes ein Wert von höchstens 0,45 W/m3h einzuhalten. 4.4 Steuerung Eine Lüftungsanlage sollte zumindest folgende drei Lüftungsstufen besitzen: Mindestlüftung: ständige Lüftung zur Gewährleistung des Bautenschutzes in der Heizperiode (z. B. Urlaub), laut ÖNORM H 6038 0,15-facher Luftwechsel Grundlüftung: Lüftung zur Sicherstellung hygienischer und gesundheitlicher Erfordernisse bei Anwesenheit der NutzerInnen (Normalbetrieb) Bedarfslüftung: zeitweilige Lüftung mit erhöhtem Luftvolumenstrom zum schnelleren Abbau von Lastspitzen (z. B. Party), nach einer vorgegebenen Zeit sollte das Gerät wieder auf Normalbetrieb zurückschalten. Bei Abwesenheit, das heißt dem Fehlen personenbezogener Lasten, darf ein 0,15-facher Raumluftwechsel nicht unterschritten werden. In den von der Plattform Komfortlüftung.at formulierten Qualitätskriterien ist ein 0,2-facher Luftwechsel festgelegt. 20 Kontrollierte Wohnraumlüftung Dimensionierungsvolumenströme in Abwesenheit: Aus Gründen der Energieeffizienz und aus Gründen der Vermeidung zu hoher Entfeuchtung im Winter ist eine Absenkung des Volumenstroms bei Abwesenheit der Personen zu empfehlen. Dabei sollte ein Mindestluftwechsel von 0,15 1/h bezogen auf die belüftete Wohneinheit eingehalten werden. Über die Bedieneinheit werden die wichtigsten Komponenten gesteuert. Die Bedienung sollte dabei möglichst einfach sein. 4.5 Luftleitungen In den Rohrleitungen wird die Luft befördert. Sie sollen strömungsgünstig verlegt werden, möglichst kompakt und einfach zu reinigen sein. Weiters muss das Luftleitungssystem dicht sein. Bei der Wahl des Materials kommen im Wesentlichen Kunststoffe oder Metall infrage. Hochflexible, mechanisch nicht beanspruchbare bzw. nicht reinigbare Schläuche dürfen gemäß ÖNORM H 6038 nicht eingesetzt werden. „Kalte“ Leitungen innerhalb des Gebäudes sowie „warme“ Leitungen außerhalb des Gebäudes müssen möglichst kurz gehalten werden und sollten gut gedämmt werden, um Wärmeverluste zu vermeiden. Die ÖNORM-12237 fordert für Luftleitungen die Dichtigkeitsklasse C. 4.6 Zuluftauslässe/Ablufteinlässe Luftdurchlässe, die der Einbringung von Zuluft oder der Abführung von Abluft dienen, gibt es in vielen Ausführungen und für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle. 4.6.1 Quellluftauslass In der Regel wird die Luftaustrittsfläche aus Lochblech hergestellt. Ausnahme ist der Bodenquellauslass, der im Boden (Doppelboden) eingesetzt wird. Bei Quellluftauslässen tritt die Zuluft über Lochbleche immer in Bodennähe oder direkt aus dem Boden aus. Die Luftaustrittsgeschwindigkeit soll max. 0,2 m/s betragen. 4.6.2 Drallauslass Drall- oder Radialauslässe sind runde oder quadratische Luftauslässe mit Einbauten, die den Luftstrahl in eine radiale Drallbewegung versetzen. Durch die Ausbildung des Auslasses legen sich die Strahlen an den Auslauf an und strömen horizontal entlang der Decke in den Raum hinein. Dadurch, dass die Luftverteilung und Vermischung über Kopf passiert, können Zugerscheinungen vermieden werden. 21 Kontrollierte Wohnraumlüftung Sie sind für den schnellen Austausch eines großen Luftvolumens und damit sowohl für kleine als auch für große Räume geeignet. 4.7 Lüftungsventile Lüftungsventile sind für alle Arten von Lüftungssystemen geeignet und werden meistens im Bereich der Komfortlüftung angewandt. Lüftungsventile werden in Zuluftund Abluftausführungen unterschieden. 4.8 Überströmöffnungen Überströmöffnungen sind Luftdurchlässe, die dazu dienen, die Zuluft aus den Zulufträumen in die Überströmbereiche und von den Überströmbereichen in die Ablufträume zu führen. Das Element kann hierbei in das Mauerwerk, die Decke oder die Tür oder in die Türzarge integriert sein. 4.9 Schalldämpfer Werden Geräusche von Raum zu Raum durch das Kanalnetz übertragen, spricht man von Telefonieschall. Um dies zu vermeiden, gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wird jeder Raum von einem Verteilerkasten über eine separate Luftleitung versorgt, oder es wird ein Telefonieschalldämpfer in die schallübertragende Verbindungsleitung eingebaut. (Allgaier) 4.10 Zum Üben … Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 7: Nennen Sie die wesentlichen Komponenten einer kontrollierten Wohnraumlüftung. Aufgabe 8: Die Außenluft an sehr kalten Tagen kann ein Vereisen des „Wärmetauschers“ im KWL-Gerät verursachen. Welche Möglichkeiten gibt es, dies zu verhindern? Aufgabe 9: Nennen Sie zwei wesentliche Parameter von KWL-Geräten. Aufgabe 10: Wie soll eine Außenluftansaugung fachlich richtig ausgeführt sein? Aufgabe 11: Kann mit einem „Erdwärmetauscher“ auch ein gewisser Kühleffekt im Raum erreicht werden? 22 Kontrollierte Wohnraumlüftung Aufgabe 12: Was ist bei der Verlegung eines Luft-Erdwärmetauschers zu beachten, welche Probleme könnten auftreten? Aufgabe 13: Welchen Zweck erfüllt der Filter in einem KWL-Gerät? Aufgabe 14: Welche Wärmetauschertypen gibt es, und wie unterscheiden sie sich? Aufgabe 15: Der Ventilator befördert die Luft in die Räume und führt sie von dort wieder ab. Worauf muss man bei der Auswahl der Ventilatormotoren achten? Aufgabe 16: Recherchieren Sie verschiedene Luftleitungen. Aufgabe 17: Welche Rohrwerkstoffe werden heute verwendet, und worauf ist bei der Verlegung und Montage zu achten? Aufgabe 18: Recherchieren Sie verschiedene Luftauslässe. Aufgabe 19: Eine „gute Steuerung“ der kontrollierten Wohnraumlüftung soll mindestens welche Bereiche abdecken? Aufgabe 20: Womit wird die Luft in den Raum eingebracht? Aufgabe 21: Recherchieren Sie verschiedene Lüftungsventile. Aufgabe 22: Welchen Vorteil hat ein Quellluftauslass? Welche Vorteile hat ein Drallauslass? Aufgabe 23: Was sind Überstromöffnungen, und wo können sie eingebaut werden? Aufgabe 24: Was versteht man unter einem Schalldämpfer, und welche Aufgabe muss er erfüllen? 23 Kontrollierte Wohnraumlüftung 5. Wie wird eine Komfortlüftung geplant? Zu Beginn der Planungsphase müssen die grundsätzlichen Anforderungen geklärt werden. Dazu zählen die Zonierung des Gebäudes bzw. der Wohnung und die Bestimmung des Nennvolumenstroms sowie der Luftverteilung. Weiters muss das Kanalnetz dimensioniert und Luftdurchlässe ausgewählt werden. 5.1 Kaskadenprinzip und Zonierung Die Komfortlüftung setzt auf eine Mehrfachnutzung der Luft, das sogenannte Kaskadenprinzip. Sinn und Zweck ist, eine gute Luftqualität bereitzustellen und dabei möglichst wenig Luft zu verbrauchen. Würde man in jedem Raum einen Zuluftauslass und einen Ablufteinlass vorsehen, so würde dies nicht nur die Installationskosten der Rohrleitungen, sondern auch den Strombedarf des Lüftungsgerätes vervierfachen, da nun der zweifache Luftvolumenstrom zu bewegen wäre. Daher wird der Luftstrom kaskadenartig durch die Räume geführt. Abbildung 13: Kaskadenprinzip/Zonierung für eine kontrollierte Wohnraumlüftung (Quelle: Faktor Verlag AG, Zürich) Die frische Zuluft wird direkt in die Wohn- und Schlafräume des Hauses eingebracht, von wo aus sie dann über Überströmöffnungen in die Überströmbereiche, wie Korridore oder Vorräume, gelangt. Im letzten Schritt erreicht der Luftstrom die Ablufträume, wie etwa Küche, Bad, WC, Abstellräume etc., in denen die verbrauchte Luft dann schließlich über Ablufteinlässe abgesaugt und wieder zum Lüftungsgerät geleitet wird. Bei der Planung (Auslegung) wird der Wohnraum daher zunächst durch eine Zonierung unterteilt in: 24 Kontrollierte Wohnraumlüftung 5.2 Zuluftzone – Aufenthaltsräume ohne übermäßige Feuchtigkeits- bzw. Geruchsbelastung, wie Schlaf- und Wohnzimmer Überstromzone – Räume ohne besondere Anforderungen, die zwischen Zu- und Abluftzonen liegen, wie Flure Abluftzone – Räume mit übermäßiger Feuchtigkeits- bzw. Geruchsbelastung, wie Bad, Küche, WC Luftmengenverteilung Die benötigte Luftmenge ergibt sich aus den notwendigen Zuluft- und Abluftvolumenströmen. Grundlage für die Ermittlung der Luftvolumenströme ist die ÖNORM H 6038 (2014) „Lüftungstechnische Anlagen – Kontrollierte mechanische Be- und Entlüftung von Wohnungen mit Wärmerückgewinnung – Planung, Montage, Prüfung, Betrieb und Wartung“. Folgende Luftvolumenströme sollten mindestens vorhanden sein: Abbildung 14: Luftvolumenströme gemäß ÖNORM H 6038 (Quelle: www.komfortlüftung.at) Vertiefung zur Dimensionierung für MFH nach ÖNORM H6038 Eine Dimensionierung der Sammelleitungen erfolgt unter Berücksichtigung eines Abminderungsfaktors aufgrund der Anzahl der Wohneinheiten und der Volumenstromanpassung (Tabelle 1). Die Reduktion des Volumenstromes ergibt sich aufgrund der Annahme, dass nicht alle gleichzeitig die maximale Luftmenge brauchen; je mehr Wohneinheiten ein Gebäude hat, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass alle gleichzeitig die maximale Luftmenge brauchen. 25 Kontrollierte Wohnraumlüftung Art der Volumenstromanpassung in den Wohneinheiten Abminderungsfaktor 3–6 Wohneinheiten > 6 Wohneinheiten Manuell durch NutzerInnen 1,0 0,9 Unabhängig von NutzerInnen (z. B. über CO2-Konzentration) 0,9 0,75 Tabelle 1: Abminderungsfaktoren gemäß ÖNORM H6038 Der errechnete Volumenstrom wird auf die einzelnen Zulufträume aufgeteilt. Gleichzeitig muss die Summe des Volumenstroms auch in den Ablufträumen wieder abgeführt werden. Die Summe der einzelnen Zuluftvolumenströme muss mit der Summe der Abluftvolumenströme der verschiedenen Räume übereinstimmen. Als Richtwert für die maximale Luftgeschwindigkeit in Luftleitungen von kontrollierten Wohnraumlüftungen ist laut ÖNORM ein Wert von 3,5 m/s anzusetzen. Je näher die Luftleitung zum Durchlass ist, desto niedriger sollte die Geschwindigkeit werden. Die Plattform Komfortlüftung.at empfiehlt max. 2,5 m/s in Sammelsträngen bzw. max. 2 m/s in Verteilleitungen zu den einzelnen Räumen. Auslegung der Lüftungsanlage nach ÖNORM H 6038 (2014) Für die Projektierung sind erforderlich: 1) Festlegung der Zonengliederung für Zuluft-, Überström- und Ablufträume 2) Festlegung der erforderlichen Zu- und Abluft-Volumenströme 3) Festlegung der Zuluft-Einblastemperaturen 4) Festlegung der maximal zulässigen Schallpegel in den Räumen 5) Festlegung der Maßnahmen zur Erhaltung der Brandabschnitte 6) Aufstellung und Funktion des Zu- und Abluftgerätes mit Wärmerückgewinnung einschließlich dessen Komponenten 7) Festlegung der Funktionen der Automatisierungs- und Bedienungseinrichtung 8) Anordnung der Außenluft- und der Fortluft-Durchlässe 9) Anordnung der Zu-, Überström- und Abluft-Durchlässe 10) Festlegung der Luftleitungsführung 11) Wartung und Reinigung 26 Kontrollierte Wohnraumlüftung 5.3 Möglichkeiten der Luftführung Für Komfortlüftungen sind grundsätzlich Quell- und Induktionslüftung gleichermaßen anwendbar. Quelllüftungssysteme können eine sehr gute Innenraumqualität gewährleisten. Luft wird in diesem Fall mit einer etwas unterhalb der Raumluft liegenden Temperatur im Bodenbereich der zu belüftenden Zone eingebracht. Die Luftgeschwindigkeit am Durchlass liegt generell unter circa 0,2 m/s, sodass für die Lufteinbringung entsprechend große Durchlassquerschnitte benötigt werden. Durch die geringe Luftgeschwindigkeit und die vergleichsweise kühle Zuluft bildet sich im unmittelbaren Umkreis des Durchlasses ein Frischluftsee aus. Infolge einer Erwärmung durch Personen und interne Wärmelasten steigt die Raumluft hoch und wird schließlich im Deckenbereich abgesaugt. Um Kälteempfinden im Fußbereich zu vermeiden, dürfen Quellluftdurchlässe nicht unmittelbar im Aufenthaltsbereich von Personen angeordnet werden. Für die Planung ist daher eine Abstimmung mit dem Einrichtungsplan erforderlich. Anmerkung: Aufgrund der geringen Luftwechselzahlen bei Wohnraumlüftungen und thermischen Einflüssen z. B. durch Fußbodenheizungen sind die Unterschiede zu Mischluftsystemen nur marginal ausgebildet. Im Gegensatz zu Quelllüftungssystemen gelangt die Zuluft bei Induktionslüftung (= Mischlüftung) mit hohen Geschwindigkeiten, in der Regel über waagrecht ausblasende Wanddurchlässe, Decken-Tellerventile oder -drallauslässe, in den Raum. Durch die hohe Einbringungsgeschwindigkeit vermischt sich die Zuluft rasch mit der Raumluft (= Induktionseffekt). Daher sind nur kleine Zuluftöffnungen notwendig, woraus sich meist ein deutlich reduzierter Installationsaufwand ergibt. Aufgrund der starken Durchmischung von Raum- und Zuluft kann die Zulufttemperatur deutlich über oder unter der Raumlufttemperatur liegen, ohne dass Zugerscheinungen auftreten. Bei der Mischlüftung ist darauf zu achten, dass die Ausblasrichtung stets waagrecht über Kopfhöhe erfolgt. Bei Radialauslässen an der Decke sollte ein Mindestabstand von 1,5 m zu Wänden und Unterzügen eingehalten werden, um eine Ablenkung nach unten zu vermeiden. Die Vorteile dieser Variante sind die Möglichkeit einer Luftheizung, geringerer Verrohrungsaufwand und dass keine Gefahr eines zu kühlen Frischluftsees bei zu geringen Zulufttemperaturen besteht. 27 Kontrollierte Wohnraumlüftung 5.4 Möglichkeiten der Verrohrung Bei der Verrohrung mit Abzweigern oder auch der klassischen Verrohrung existiert für Zu- und Abluft im Wesentlichen jeweils eine Hauptleitung, welche alle Zu- bzw. Ablufträume versorgt. Abbildung 15: Klassische Verrohrung (Quelle: Andreas Greml, in: Leitzinger et al., Modul 1) Bei der Sternverrohrung werden die Zu- und Ablufträume von separaten Luftleitungen versorgt. Hierdurch ergeben sich zwar ein erhöhter Platzbedarf und ein höherer Installationsaufwand, jedoch entfallen die Telefonieschalldämpfer. Weiters kann man Räume mit unterschiedlichem NutzerInnenprofil besser mit einer angepassten Luftmenge versorgen als bei der klassischen Verrohrung. 28 Kontrollierte Wohnraumlüftung Abbildung 16: Sternverrohrung (Quelle: Andreas Greml, in: Leitzinger et al., Modul 1) Das Luftverteilungssystem lässt sich leicht den baulichen Gegebenheiten anpassen. Die Verrohrung kann in der Decke (in Stahlbetondecke, abgehängter Decke, nicht ausgebautem Dachbereich etc.), im Boden (oberhalb der Betondecke in der Estrichisolierung etc.) oder in der Wand (innerhalb der Wände, in Wanddecken als Blindwand etc.) verlegt werden. Bei der Lufteinbringung sollte bei der Wahl des Ventils die Zuluftmenge berücksichtigt werden, damit es nicht zu Geräuschbildung kommt und keine Zugerscheinungen auftreten. 29 Kontrollierte Wohnraumlüftung 6. Welche Lüftungssysteme stehen zur Verfügung? Entsprechend den baulichen Anforderungen und NutzerInnenbedürfnissen gibt es verschiedene Möglichkeiten, eine Anlage zu planen. Bei Einfamilienhäusern kommen fast ausschließlich (gebäude)zentrale Systeme mit Wärmerückgewinnung (Komfortlüftung) zur Anwendung. Das System der Anlage hängt von sehr vielen Faktoren wie Grundrissformen, Miet- oder Eigentumswohnung, Wartungsaspekten oder Komfort- und Energieansprüchen ab. 6.1 Zentrale Komfortlüftungssysteme Im Falle einer zentralen Anlage besteht eine Komfortlüftung aus einem Zentralgerät und den voneinander getrennten Zu- und Abluftrohrsystemen. FOL zentral AUL ZUL ABL Wohneinheit Legende Schalldämpfer ABL Ventilator ZUL Wärmerückgewinner Heizregister Wohneinheit Filter ABL ZUL Dichtklappe Volumenstromregler Brandschutzklappe Kaltrauchklappe Abbildung 17: Schema einer zentralen Komfortlüftung (Quelle: Andreas Greml) 30 Kontrollierte Wohnraumlüftung 6.2 Semi-zentrale Komfortlüftungssysteme Bei den semi-zentralen Systemen versorgt eine Kombination aus einem zentralen Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung und einer dezentralen Geräteeinheit mehrere Wohnungen. Im Gegensatz zur zentralen Komfortlüftung wird die Volumenstromanpassung hier von einem Sekundärventilator je Wohneinheit durchgeführt. Abbildung 18: Schema einer semi-zentralen Komfortlüftung (Quelle: Andreas Greml) 31 Kontrollierte Wohnraumlüftung 6.3 Semi-dezentrale Komfortlüftungssysteme Bei der Variante der semi-dezentralen Systeme werden wohnungsweise Lüftungsgeräte von einer Zentraleinheit mit Außenluft versorgt und saugen diese nicht direkt von außen an. Für jede Wohneinheit ist ein Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung vorgesehen. Die Außen- und/oder Fortluftführung erfolgt zentral mit einem Stützventilator mit konstantem Vordruck. FOL AUL semi-dezentral Legende Wohneinheit innerhalb Schalldämpfer Ventilator ABL ZUL Wärmerückgewinner Heizregister Wohneinheit außerhalb ABL ZUL Filter Dichtklappe Volumenstromregler Brandschutzklappe Kaltrauchklappe Abbildung 19: Schema einer semi-dezentralen Komfortlüftung (Quelle: Andreas Greml) 32 Kontrollierte Wohnraumlüftung 6.4 Dezentrale Komfortlüftungssysteme Im dezentralen System gibt es je Wohnungseinheit ein Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung. Die Luftaufbereitung der Außenluft (Filterung, Vorwärmung etc.) und die Fortluftausblasung erfolgen für jede Wohnung getrennt. dezentral Legende Wohneinheit FOL Schalldämpfer Ventilator innerhalb ABL AUL ZUL Wärmerückgewinner Heizregister Wohneinheit FOL außerhalb AUL Filter Dichtklappe ABL ZUL Volumenstromregler Brandschutzklappe Kaltrauchklappe Abbildung 20: Schema einer dezentralen Komfortlüftung (Quelle: Andreas Greml) 33 Kontrollierte Wohnraumlüftung 6.5 Einzelraumsysteme Im Einzelraumsystem gibt es für jeden Raum ein oder mehrere Kleinlüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung. Raumweise Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung sind vor allem in der Sanierung interessant, da sie ohne Luftleitungen nachgerüstet werden können. Dabei sind jedoch die geringeren Volumenströme und die möglicherweise höhere Schallbelastung gegenüber zentralen Systemen zu berücksichtigen. raumweise Wohneinheit FOL AUL ZUL ABL Raum 1 Gang (Überströmzone) FOL AUL ZUL ABL Raum 2 Abbildung 21: Schema einer Einzelraumlösung (Quelle: Andreas Greml) 6.6 Zum Üben … Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 25: Was ist bei der Planung einer kontrollierten Wohnraumlüftung zu beachten? Beschreiben Sie den Ablauf einer Planung. Aufgabe 26: Was versteht der Planer/die Planerin einer kontrollierten Wohnraumlüftung unter dem Kaskadenprinzip bzw. unter der Zonierung? 34 Kontrollierte Wohnraumlüftung Aufgabe 27: Nennen Sie Beispiele für Räume, die mit Frischluft versorgt werden sollen. Welche Räume können als Korridore verwendet werden, und wo sollte man auf jeden Fall Abluftauslässe vorsehen? Aufgabe 28: Für ein Vier-Familien-Wohnhaus werden Sie gebeten, einen Lösungsvorschlag für eine kontrollierte Wohnraumlüftung zu erarbeiten. Überlegen Sie gemeinsam mit Ihren KollegInnen mögliche Lösungen. Aufgabe 29: Ein bestehendes Einfamilienhaus soll ohne großen Aufwand mit einer Einzelraumlüftung ausgestattet werden. Welche Einschränkungen können gegenüber einer Komfortlüftung entstehen? 7. Welche Möglichkeiten der Qualitätssicherung stehen zur Verfügung? In den Anfangszeiten von Lüftungsanlagen klagten NutzerInnen über Zugluft, mangelnde Luftfeuchtigkeit und die Verteilung von Gerüchen im Gebäude, und auch der hohe Stromverbrauch der Geräte wurde bemängelt. Mittlerweile können diese Probleme mit der richtigen Planung , Geräteauswahl und Ausführung verhindert werden. Ein weit verbreitetes Vorurteil gegenüber dem Passivhaus und damit auch gegenüber Komfortlüftungen ist, dass die Fenster nicht geöffnet werden können bzw. dürfen oder dass die Luft zu trocken wird, wenn die Anlage in Betrieb ist. Hier ist es Aufgabe der Planerin/des Planers, Aufklärungsarbeit zu leisten und die späteren NutzerInnen zu informieren, dass diese Befürchtung unbegründet ist und dass tatsächlich das Bedürfnis sinkt, die Fenster zu öffnen. 7.1 Die häufigsten Fehler Anhand einer Untersuchung von 92 bestehenden Wohnraumlüftungsanlagen in Österreich wurde eine Evaluierung durchgeführt. Dabei wurden großteils Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung anhand der „55 Qualitätskriterien für Komfortlüftung“ (Greml et al., 2014) bewertet. Die Auswertung der Fragebögen bzw. Gespräche zeigte, dass knapp 80 % der untersuchten Anlagen von den BesitzerInnen selbst als „sehr gut“ bzw. „gut“ eingestuft wurden, das heißt, dass die Zufriedenheit bei AnwenderInnen von Wohnraumlüftungsanlagen sehr hoch ist. Geräusche sind die Hauptursache für Unzufriedenheit bei AnlagennutzerInnen. 35 Kontrollierte Wohnraumlüftung Als Resümee der technischen Evaluierung ist hervorzuheben, dass die Lüftungsgeräte selbst in den wenigsten Fällen Anlass zur Kritik geben. Die Probleme der Anlagen liegen meist in der allgemeinen Konzeption, in unzureichenden Anlagenkomponenten und im steuerungstechnischen Bereich. Die häufigsten Probleme bei der Anlagenkonzeption sind: ungeprüfte Gebäudevoraussetzungen (Luftdichtheit) Lärmprobleme aufgrund ungenügender Dimensionierung der Rohr- bzw. Ventilquerschnitte bzw. fehlender oder ungenügender Schalldämpfer unzureichende Luftführung in den Wohnungen zu geringe Luftmengen (bzw. wurden diese aufgrund von Lärmbelästigungen reduziert) und mangelhafte Einregulierung Beeinflussung von Feuerstellen im Wohnraum durch die Lüftungsanlage Beeinflussung der Lüftungsanlage durch Dunstabzugshauben nach außen Überströmöffnungen werden oft zu sehr vernachlässigt: Teilweise werden sie vergessen, zu gering dimensioniert oder an den falschen Plätzen angebracht. zu hohe Volumenströme (zu trockene Luft) Die häufigsten Fehler bei einzelnen Anlagenteilen sind: mangelhafte Luftansaugungen mit zu hohem Druckverlust fehlender Kondensatablauf beim Erdwärmetauscher bzw. Lüftungsgerät keine feuchtebeständige Dämmung der kalten Rohre (Frischluft und Fortluft) bzw. keine Dämmung der warmen Rohre (Zuluft und Abluft) im nicht konditionierten Bereich zu geringe Filterqualität und schlechte Wartung der Filter Anlagen ohne Konstantvolumenstromregelung sind fast nie ausbalanciert (aber auch KV-geregelte haben diesbezüglich teilweise Probleme) keine Anzeige für Filterwechsel im Wohnraum fehlende bzw. ungenügende Schalldämpfer (Geräteschalldämpfer und Telefonieschalldämpfer) ungenügende Rohrquerschnitte (zu hohe Luftgeschwindigkeiten) ungeeignetes Verrohrungsmaterial (flexible Schläuche) falsche bzw. zu kleine Ventile (z. B. reine Abluftventile für die Zuluft) (Greml et al., 2004) 36 Kontrollierte Wohnraumlüftung Einen Leitfaden für Kundengespräche finden Sie in: Hochwertige Lüftungsanlagen für Wohngebäude. Grundlagen für Baumeister, unter http://www.baunoe.at/fileadmin/user_upload/Dateien/Aktuelles/18_11/handbuch-hochwertigelueftungsanlagen-fuer-wohngebaeude.pdf 7.2 7.2.1 Verschiedene Qualitätskriterien für Komfortlüftung Passivhaus Institut Das Passivhaus Institut Darmstadt (PHI) hat für passivhausgeeignete Wärmerückgewinnungsanlagen eigene Qualitätskriterien und Bewertungstools entwickelt, was sich wiederum positiv auf die Weiterentwicklung der Geräte ausgewirkt hat. Für die Zertifizierung eines Wärmerückgewinnungsgerätes als passivhausgeeignete Komponente gelten folgende Kriterien: 37 Behaglichkeit: minimale Zulufttemperatur 16,5 °C Effizienz-Kriterium Wärme: Effektiver Wärmebereitstellungsgrad > 75 % nach PHI oder Wärmebereitstellungsgrad nach DIBt-Prüfreglement mindestens 84 % nach TZWL-Liste. Laut ÖNORM H 6038 (2014) liegt die minimale Wärmerückgewinnung bei 70 % nach EN 13141-7. Effizienz-Kriterium elektrischer Strom: max. 0,45 W/(m3/h) pro gefördertem Zuluft-Volumenstrom Abgleich und Regelbarkeit: Regelbarkeit über mindestens 3 Stufen (Grundlüftung 70–80 %; Standardlüftung 100 %, erhöhte Lüftung 130 %) Schallschutz: Schalldruckpegel < 35 dB(A) im Aufstellraum, < 25 dB(A) in Wohnräumen, < 23 dB(A) in Schlafzimmern, < 30 dB(A) in Funktionsräumen (WC etc.) bzw. < 27 dB nach komfortlueftung.at (2010) (Werte bezogen auf 1 m Entfernung) Raumlufthygiene: Außenluftfilter mind. F7, Abluftfilter mind. G4 Frostschutzschaltung: regulärer Betrieb auch bei -15 °C, Frostschutz für Wärmeübertrager und Nachheizregister Kontrollierte Wohnraumlüftung Die Energieeffizienz einer Lüftungsanlage ist stark vom Zusammenspiel mehrerer Faktoren abhängig und wird von folgenden Punkten begünstigt: hohe Luftdichtheit der Gebäudehülle hoher Wärmerückgewinnungsgrad geringe thermische Verluste der Luftverteilung geringer Strombedarf der Anlage Nutzung von Erdwärme hohe Luftdichtheit der Anlage und Lüftungseffektivität Es gibt einige Lüftungsgeräte, die vom PHI als passivhausgeeignet zertifiziert wurden. Auf http://www.passiv.de können Unterlagen des Passivhaus Instituts Darmstadt angesehen und heruntergeladen werden. Neben diesen technischen Kriterien sollte auch auf die Wertigkeit der Geräteausführung und die Servicefreundlichkeit (einfache Austauschbarkeit von Hauptkomponenten) geachtet werden. 7.2.2 Komfortlüftung.at Die unabhängige Plattform komfortlüftung.at hat die „55 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen – Einfamilienhaus“ und „60 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen – Mehrfamilienhaus“ sowie „61 Qualitätskriterien für Klassenzimmerlüftungen“ entwickelt. Diese Qualitätskriterien befassen sich mit folgenden Bereichen: Gebäudevoraussetzungen allgemeine Dimensionierung Ansaugung, Erdreichwärmetauscher, Fortluft (Außenbereiche) Lüftungsgerät inkl. Wärmetauscher und Filter Verteilnetz (Luftleitungen) Übergabe, Reinigung und Instandhaltung Ein Schwerpunkt wurde auf die Bereiche Planung und Ausführung gelegt. 38 Kontrollierte Wohnraumlüftung Nähere Informationen zu den Qualitätskriterien sind auf der Homepage http://www.komfortlueftung.at zu finden. 7.3 Wärmerückgewinnung Der Wärmebereitstellungsgrad bezeichnet grob gesehen den Wirkungsgrad des Wärmetauschers im Lüftungsgerät und ist damit ein wesentlicher Indikator für die Effizienz einer Anlage und damit ein wichtiges Qualitätskriterium. Es gibt drei verschiedene Berechnungsarten, die jeweils eine andere Bezeichnung verwenden. Das DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) verwendet den Begriff Wärmebereitstellungsgrad und berechnet sie über die zuluftseitige Enthalpie. Die EN 13141-7 spricht von Temperaturverhältnis und Temperaturwirkungsgrad. Beim PHI (Passivhaus Institut) wird die Abwärme der Ventilatoren berücksichtigt und der Begriff effektiver Wärmebereitstellungsgrad für die fortluftseitige Bilanzierung verwendet. In der folgenden Tabelle sind die unterschiedlichen Berechnungsmethoden und die Randbedingungen angeführt. 39 Kontrollierte Wohnraumlüftung Prüfmethode DIBt EN 13141-7 PHI Zuluftseitig (Pflicht) Zuluftseitig Fortluftseitig Fortluftseitig (optional) Messung Feucht – mit Kondensat Feucht/Trocken Trocken – ohne Kondensat Formel Randbedingungen Bei 100 Pa int./ext. Leckagen ≤ 5 % Dichtheit Bei 100 Pa int. Leckagen Bei 250 Pa ext. Leckagen ≤ 10 % Bei 100 Pa int./ext. Leckagen ≤ 3 % θAb = 21 °C Messung bei φAu = 80 % Messpunkt 1 2 3 θAu [°C] –3 4 10 φAb [%] 36 46 56 Ein Pflichtprüfpunkt bei: θAb = 20–21 °C θAb= 21 °C φAb = 25–28 % φAb= 38 % θAu = möglichst tief, ohne Kondensat in Abluft (4–6 °C) θAu= 7 °C Tabelle 2: Berechnungsmethoden und Randbedingungen der Wärmerückgewinnung (Quelle: Vukasin Klepic, AIT Austrian Institute of Technology, 2012) Die Berechnung nach DIBt ergibt höhere Rückgewinnungsgrade, die Geräte schneiden besser ab, als sie tatsächlich sind. Die Berechnungen nach PHI und EN 13141-7 sind prinzipiell aufgrund der ähnlichen Berechnungsmethode vergleichbar, im Fall der EN 13141-7 sollte jedoch das Ergebnis der Fortluftseite herangezogen werden, denn dieser Wert entspricht der realen Funktion des Lüftungsgerätes. (Vukasin Klepic, AIT Austrian Institute of Technology, 2012) 40 Kontrollierte Wohnraumlüftung 7.4 Zum Üben … Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 30: Welche Probleme können bei einer kontrollierten Wohnraumlüftung im Betrieb auftreten, die die Behaglichkeit beeinflussen? 8. Komfortlüftung im Passivhaus Eine effiziente Komfortlüftung ist in einem Passivhaus eine notwendige Komponente. Nach den Vorgaben des Passivhaus Instituts Darmstadt (http://www.passiv.de) ist ein Wohngebäude dann ein Passivhaus, wenn es folgende drei Anforderungen erfüllt: „1. Ein behagliches Innenklima ist ohne separates Heizsystem und ohne Klimaanlage erreichbar: Dazu darf der Jahresheizwärmebedarf nach Passivhaus ProjektierungsPaket (PHPP) max. 15 kWh/(m2a) sein [Anm.: bezogen auf die Nettogeschoßfläche und nicht auf die Bruttogeschoßfläche]. 2. Die Behaglichkeitskriterien müssen in jedem Wohnraum im Winter wie im Sommer erfüllt sein. Daraus ergeben sich in der Regel folgende Anforderungen: U-Werte opaker Außenbauteile müssen unter 0,15 W/m2K liegen. U-Werte von Fenstern und anderen lichtdurchlässigen Bauteilen müssen unter 0,8 W/m2K liegen. Lichtdurchlässige Flächen in West- oder Ostorientierung (± 50°) sowie lichtdurchlässige Flächen mit Neigungen unter 75° gegen die Horizontale dürfen 15 % der dahinterliegenden Nutzflächen nicht überschreiten, oder sie müssen einen temporären Sonnenschutz mit einem Minderungsfaktor von mindestens 75% aufweisen. Für südorientierte Fenster liegt die Grenze erst bei 25 % der dahinterliegenden Nutzflächen. Die Zulufttemperaturen am Luftauslass im Raum dürfen 17 °C nicht unterschreiten. Eine gleichmäßige Durchströmung aller Räume und in allen Räumen muss gewährleistet sein (Lüftungseffizienz). Die Lüftung muss in erster Linie auf Lufthygiene ausgelegt sein (DIN 1946). Die Schallbelastung durch die Lüftungsanlage muss sehr gering sein (< 25 dBa). Die Häuser müssen in jedem Wohnraum mindestens eine öffenbare Außenluftöffnung aufweisen, eine Durchströmung der Wohnung mit Außenluft muss möglich sein (freie Sommerkühlung). 3. Der spezifische Primärenergieeinsatz für alle Haushaltsanwendungen (Heizung, Warmwasserbereitung und Haushaltsstrom) zusammen darf nicht höher sein als 120 kWh/m2a. Die Berechnung erfolgt nach PHPP.“ 41 Kontrollierte Wohnraumlüftung (Quelle: Passivhaus Institut Darmstadt; http://www.passiv.de/de/02_informationen/02_qualitaetsanforderungen/02_qualitaets anforderungen.htm) Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen auch folgende Kriterien erfüllt sein: Differenzdrucktestluftwechsel n50 ≤ 0,6 1/h Wärmerückgewinnungsgrad der Lüftungsanlage ≥ 75 % Vermeidung bzw. Minimierung von Wärmebrücken Siehe auch das Lernfeld Grundlagen Passivhaus auf http://www.e-genius.at. 8.1 Reine Luftheizung Bei der reinen Luftheizung erfolgt die Verteilung der Heizwärme ausschließlich über die Luft. Diese Art der Beheizung ist aufgrund der Leistungsgrenzen nur bei Passivhäusern mit sehr geringer spezifischer Heizlast (A++) möglich. Wesentlicher Nachteil der Luftheizung ist, dass die Heizleistung an die Luftmenge gekoppelt ist. Die Heizleistung für unterschiedliche Räume kann daher nicht individuell gewählt werden (z. B. Schlafzimmer aufgrund der Luftmenge von 50 m3/h für zwei Personen zu warm, Kinderzimmer mit 25 m3/h für ein Kind zu kalt). Andererseits kann an sehr kalten Tagen die Gesamtluftmenge bei Abwesenheit nicht entsprechend abgesenkt werden, weil die Heizleistung daran gekoppelt ist. Die Folge ist zu trockene Raumluft. Auch für Passivhäuser werden daher „erweiterte Kombigeräte“ mit wassergeführtem Verteilsystem empfohlen. Mit diesen Geräten ist die Heizleistung nicht mehr an die Luftmenge gekoppelt. Eine individuelle Raumtemperaturregelung ist damit auch möglich. (komfortlüftung.at) 8.2 Kombigeräte Kombigeräte sind Lüftungsgeräte, die mit einer Wärmepumpe kombiniert sind: Lüftung, Heizung, Warmwasserbereitung und -speicherung sind in einem Gerät vereint. Unterschieden werden muss zwischen Varianten, die nur über die Luft die Wärme zuführen (reine Luftheizung), und Varianten, die zusätzlich über ein wassergeführtes System (Fußboden- oder Wandheizung) verfügen. Kombigeräte mit Luftheizung nutzen mittels Wärmetauscher die Wärme der Abluft für die Temperierung der Zuluft. Die in der Abluft verbliebene Restwärme wird anschließend von einer Wärmepumpe für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung eingesetzt. 42 Kontrollierte Wohnraumlüftung Bei der Variante erweitertes Kombigerat mit Luftheizung und wassergeführtem Wärmeverteilsystem wird die Wärme vorwiegend über ein wassergeführtes Wärmeabgabesystem (Fußboden-, Wandheizung, Niedertemperatur-Heizkörper) und nur teilweise über die Luft eingebracht. Die Kombigerate für diese Variante nutzen nicht nur die Wärme der Abluft, sondern zusätzlich noch die Wärme der Außenluft oder des Erdreichs. Sie erreichen dadurch höhere Heizleistungen (siehe www.komfortlüftung.at). Es gibt auch Kombigerate mit der Möglichkeit, eine Solaranlage zu integrieren. Elektrisch betriebene Wärmepumpen sind dann sinnvoll einsetzbar, wenn ihre Jahresarbeitszahl JAZ im Jahresmittel deutlich über 3 liegt. Dazu gilt grundsätzlich: Je geringer der Temperaturabstand zwischen der Wärmequelle und der Vorlauftemperatur der Heizungsanlage, desto höher ist die Jahresarbeitszahl. Die Wärmequelle kann in Umgebungswärme begründet liegen, wie Erdreich, Grundwasser, Umgebungsluft oder Restwärme aus anderen Systemen. Wärmepumpenkompaktaggregate nutzen die Wärme aus der Abluft der integrierten Abluftwärmerückgewinnung und heizen über eine Kleinstwärmepumpe mit etwa 400 W Ausgangsleistung ein komplettes Einfamilienhaus – allerdings nur bei PassivhausStandard. Direktelektrische Heizung ist auf keinen Fall empfehlenswert, weil für eine Kilowattstunde Strom die dreifache Menge an Energie im Kraftwerk benötigt wird. (Schulze Darup, 2008) 8.3 Zum Üben … Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 31: Sie planen „das Haus Ihrer Träume“ in Passivhausbauweise. Mit welchen Gerätetypen würden Sie sich intensiv auseinandersetzen? 43 Kontrollierte Wohnraumlüftung 9. Ausblick Zukünftige Entwicklungen von kontrollierten Wohnraumlüftungssystemen betreffen einerseits die Steuerung (durch die Überwachung der Anwesenheit) und andererseits den Einbau von Systemen im Zuge der Altbausanierung. 9.1 Überwachung der Anwesenheit Kombisysteme z. B. aus Zeitschaltung und Bewegungsmelder können eine neue Qualität der Komfortlüftung schaffen. So könnte der Aufenthalt in bestimmten Räumen überwacht werden, und die Lüftungsanlage kann entsprechend darauf reagieren. Ein derartiges System könnte dem Problem von zu trockener Raumluft entgegenwirken, da der Luftvolumenstrom an den eigentlichen Verbrauch angepasst und dadurch in den meisten Fällen gesenkt wird. Bei der Überwachung der Anwesenheit müssen zuverlässige Systeme zum Einsatz kommen. Hier besteht noch Entwicklungsbedarf, da die bekannten Feuchte- und CO2Sensoren nur eine verzögerte Auskunft über das momentane NutzerInnenverhalten geben. 9.2 Altbausanierung Durch immer strenger werdende energetische Vorschriften bei Sanierungen wird der Bedarf an kontrollierter Wohnraumlüftung bei Sanierungen immer größer. Es besteht ein sehr großes Potenzial für den nachträglichen Einbau von Komfortlüftungsanlagen. Genau für diese Anwendung konzipierte Komfortlüftungssysteme werden die Planung und Ausführung erleichtern und große Vorteile mit sich bringen. 44 Kontrollierte Wohnraumlüftung 10. Quellen Allgaier: Lüftungs-Leitfaden für Planer. URL: http://www.deltaq.de/export/sites/default/de/downloads/lueftungsleitfaden.pdf (25.10.2011). Fechner, J.; Berger, D. (17&4); Schöberl, H.; Hofer, R. (Schöberl&Pöll GmbH); Leitzinger, W. (leit-wolf Luftkomfort e. U., IB für Komfortlüftung): Hochwertige Lüftungsanlagen für Wohngebäude. Grundlagen für Baumeister http://www.baunoe.at/fileadmin/user_upload/Dateien/Aktuelles/18_11/handbuch-hochwertigelueftungsanlagen-fuer-wohngebaeude.pdf (16.12.2014). Greml, A; 2014: Hygiene bei mechanischen Lüftungsanlagen. OIB 02/14. http://www.xn-komfortlftung3ob.at/fileadmin/komfortlueftung/EFH/OIB_aktuell__Heft_2_2014_Greml.pdf (16.12.2014). Greml, A.; Blüml, E.; Kapferer, R.; Leitzinger, W. (2004): Technischer Status von Wohnraumlüftungen. Endbericht. Kufstein. Greml, A.; Kapferer, R.; Leitzinger, W. (2010): 55 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen – Einfamilienhaus (EFH). Hrsg. v. komfortlüftung.at. URL: http://www.komfortlüftung.at/fileadmin/komfortlueftung/EFH/55_QK_Komfortlueftun g_EFH_V_6.0_Okt_2010.pdf (27.9.2011). komfortlüftung.at: URL: http://www.komfortlueftung.at (21.11.2014). Leitzinger, W.; Kapferer, R.; Greml, A.: Weiterbildung zum zertifizierten Komfortlüftungs-Installateur. AIT. Recknagel; Sprenger; Schramek (2009/2010): Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. Oldenburg Industrieverlag. München. Schulze Darup, B. (2003): Energetische Wohngebäudesanierung mit Faktor 10. Analyse von Passivhaus-Konzepten und deren Anwendung auf die Sanierung. Hannover. Schulze Darup, B. (2008): Umweltverträgliches Bauen und gesundes Wohnen. Arbeitsblätter zum Wohnungsbau 7. Hrsg. v. Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern. 45 Kontrollierte Wohnraumlüftung 11. Übersicht Aufgaben Aufgabe 1: Durch welche Faktoren wird die Raumluftqualität beeinflusst? ................................... 8 Aufgabe 2: Sie beobachten im Unterrichtsraum, dass nach einer gewissen Zeit die KollegInnen müde werden, gähnen und unaufmerksam werden. Was könnte die Ursache sein? .............. 8 Aufgabe 3: Sie sollen einem Bauherrn/einer Bauherrin die wesentlichen Vorteile einer kontrollierten Wohnraumlüftung gegenüber einer Fensterlüftung erklären. Welche Argumente würden Sie anführen? ......................................................................................... 8 Aufgabe 4: Was versteht man unter thermischer Behaglichkeit? .................................................. 8 Aufgabe 5: Was wird mit der Luftwechselzahl (Luftwechselrate) ausgesagt?.............................. 11 Aufgabe 6: Beschreiben Sie das Funktionsprinzip der kontrollierten Wohnraumlüftung. ............ 11 Aufgabe 7: Nennen Sie die wesentlichen Komponenten einer kontrollierten Wohnraumlüftung.22 Aufgabe 8: Die Außenluft an sehr kalten Tagen kann ein Vereisen des „Wärmetauschers“ im KWL-Gerät verursachen. Welche Möglichkeiten gibt es, dies zu verhindern? ...................... 22 Aufgabe 9: Nennen Sie zwei wesentliche Parameter von KWL-Geräten. .................................... 22 Aufgabe 10: Wie soll eine Außenluftansaugung fachlich richtig ausgeführt sein? ....................... 22 Aufgabe 11: Kann mit einem „Erdwärmetauscher“ auch ein gewisser Kühleffekt im Raum erreicht werden? .............................................................................................................................. 22 Aufgabe 12: Was ist bei der Verlegung eines Luft-Erdwärmetauschers zu beachten, welche Probleme könnten auftreten? ............................................................................................. 23 Aufgabe 13: Welchen Zweck erfüllt der Filter in einem KWL-Gerät? ........................................... 23 Aufgabe 14: Welche Wärmetauschertypen gibt es, und wie unterscheiden sie sich? ................... 23 Aufgabe 15: Der Ventilator befördert die Luft in die Räume und führt sie von dort wieder ab. Worauf muss man bei der Auswahl der Ventilatormotoren achten? .................................... 23 Aufgabe 16: Recherchieren Sie verschiedene Luftleitungen........................................................ 23 Aufgabe 17: Welche Rohrwerkstoffe werden heute verwendet, und worauf ist bei der Verlegung und Montage zu achten? ..................................................................................................... 23 Aufgabe 18: Recherchieren Sie verschiedene Luftauslässe. ........................................................ 23 Aufgabe 19: Eine „gute Steuerung“ der kontrollierten Wohnraumlüftung soll mindestens welche Bereiche abdecken? ............................................................................................................ 23 Aufgabe 20: Womit wird die Luft in den Raum eingebracht?....................................................... 23 46 Kontrollierte Wohnraumlüftung Aufgabe 21: Recherchieren Sie verschiedene Lüftungsventile. ................................................... 23 Aufgabe 22: Welchen Vorteil hat ein Quellluftauslass? Welche Vorteile hat ein Drallauslass? ..... 23 Aufgabe 23: Was sind Überstromöffnungen, und wo können sie eingebaut werden?.................. 23 Aufgabe 24: Was versteht man unter einem Schalldämpfer, und welche Aufgabe muss er erfüllen? .............................................................................................................................. 23 Aufgabe 25: Was ist bei der Planung einer kontrollierten Wohnraumlüftung zu beachten? Beschreiben Sie den Ablauf einer Planung. ......................................................................... 34 Aufgabe 26: Was versteht der Planer/die Planerin einer kontrollierten Wohnraumlüftung unter dem Kaskadenprinzip bzw. unter der Zonierung?................................................................ 34 Aufgabe 27: Nennen Sie Beispiele für Räume, die mit Frischluft versorgt werden sollen. Welche Räume können als Korridore verwendet werden, und wo sollte man auf jeden Fall Abluftauslässe vorsehen? .................................................................................................... 35 Aufgabe 28: Für ein Vier-Familien-Wohnhaus werden Sie gebeten, einen Lösungsvorschlag für eine kontrollierte Wohnraumlüftung zu erarbeiten. Überlegen Sie gemeinsam mit Ihren KollegInnen mögliche Lösungen. ........................................................................................ 35 Aufgabe 29: Ein bestehendes Einfamilienhaus soll ohne großen Aufwand mit einer Einzelraumlüftung ausgestattet werden. Welche Einschränkungen können gegenüber einer Komfortlüftung entstehen? ................................................................................................. 35 Aufgabe 30: Welche Probleme können bei einer kontrollierten Wohnraumlüftung im Betrieb auftreten, die die Behaglichkeit beeinflussen? .................................................................... 41 Aufgabe 31: Sie planen „das Haus Ihrer Träume“ in Passivhausbauweise. Mit welchen Gerätetypen würden Sie sich intensiv auseinandersetzen?.................................................. 43 47 Kontrollierte Wohnraumlüftung 12. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: CO2-Gehalt in einem Klassenzimmer mit mechanischer Lüftung, 28 SchülerInnen, 1 Lehrer (Quelle: Joachim Mathä, HTL Pinkafeld) .................................................................... 6 Abbildung 2: Kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung in einem Passivhaus (Quelle: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:PassivhausQuerschnitt.svg&filetimestamp=20100618174447) ............................................................... 9 Abbildung 3: Schema eines Sole-Wärmetauschers (Quelle: Netec Energietechnik; http://www.sole-ewt.de/) .................................................................................................... 13 Abbildung 4: Relevante Filterklassen für Komfortlüftung (Quelle: Leitzinger et al., Modul 2) ..... 14 Abbildung 5: Unterschiedliche Filter-Bauformen: Mattenfilter, Kassettenfilter, Taschenfilter (von links nach rechts) (Quelle: J. Pichler Gesellschaft m.b.H.) .................................................... 15 Abbildung 6: Drei Merkmale eines guten Lüftungsgerätes (Quelle: Faktor Verlag AG, Zürich) ... 15 Abbildung 7: Bauarten von Wärmetauschern und Wärmerückgewinnungsgrade (Quelle: Faktor Verlag AG, Zürich) ............................................................................................................... 16 Abbildung 8: Rotationswärmetauscher (Quelle: Technisches Büro Alexander Schaaf) .................17 Abbildung 9: WRL mit Kreuzstromwärmetauscher (Quelle: Solar- und Regenwassertechnik Maanen) .............................................................................................................................. 18 Abbildung 10: WRL mit Gegenstromwärmetauscher (Quelle: Troges Ges.m.b.H.)...................... 18 Abbildung 11: WRL mit Kanalwärmetauscher (Quelle: PAUL Wärmerückgewinnung GmbH) ..... 19 Abbildung 12: WRL mit Rotationswärmetauscher (Quelle: Hoval) .............................................. 19 Abbildung 13: Kaskadenprinzip/Zonierung für eine kontrollierte Wohnraumlüftung (Quelle: Faktor Verlag AG, Zürich) .................................................................................................... 24 Abbildung 14: Luftvolumenströme gemäß ÖNORM H 6038 (Quelle: www.komfortlüftung.at) .. 25 Abbildung 15: Klassische Verrohrung (Quelle: Andreas Greml, in: Leitzinger et al., Modul 1) ...... 28 Abbildung 16: Sternverrohrung (Quelle: Andreas Greml, in: Leitzinger et al., Modul 1) ............... 29 Abbildung 17: Schema einer zentralen Komfortlüftung (Quelle: Andreas Greml) ........................ 30 Abbildung 18: Schema einer semi-zentralen Komfortlüftung (Quelle: Andreas Greml) ............... 31 Abbildung 19: Schema einer semi-dezentralen Komfortlüftung (Quelle: Andreas Greml) ........... 32 Abbildung 20: Schema einer dezentralen Komfortlüftung (Quelle: Andreas Greml) ................... 33 Abbildung 21: Schema einer Einzelraumlösung (Quelle: Andreas Greml) .................................... 34 48 Kontrollierte Wohnraumlüftung 13. Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Abminderungsfaktoren gemäß ÖNORM H6038 ......................................................... 26 Tabelle 2: Berechnungsmethoden und Randbedingungen der Wärmerückgewinnung (Quelle: Vukasin Klepic, AIT Austrian Institute of Technology, 2012) ................................................ 40 49 Kontrollierte Wohnraumlüftung Impressum Herausgeber und für den Inhalt verantwortlich: GrAT - Gruppe Angepasste Technologie Technische Universität Wien Wiedner Hauptstraße 8-10 1040 Wien Austria T: ++43 1 58801-49523 F: ++43 1 58801-49533 E-Mail: [email protected] http://www.grat.at Projektleiterin und Ansprechperson: Dr. Katharina Zwiauer E-Mail: katharina.zwiauer(at)grat.at AutorInnen: Dr. Katharina Zwiauer, DI (FH) Petra Schöfmann, DI (FH) Joachim Mathä Fachdidaktisierung: Dr. Katharina Zwiauer, Magdalena Burghardt MA, DI (FH) Joachim Mathä Fachliche Beratung: Ing. Wolfgang Leitzinger Lektorat: Magdalena Burghardt MA Aktualisiert: Dezember 2015 Finanziert durch: 50 Kontrollierte Wohnraumlüftung Nutzungsbedingungen: Alle Inhalte sind unter folgender Creative-Commons-Lizenz lizensiert: e-genius steht unter einer Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Austria Lizenz. Das bedeutet: Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, Abwandlungen und Bearbeitungen des Werkes bzw. Inhaltes anfertigen. Zu den folgenden Bedingungen: Namensnennung — Sie müssen den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen. Keine kommerzielle Nutzung — Dieses Werk bzw. dieser Inhalt darf nicht für kommerzielle Zwecke verwendet werden. Weitergabe unter gleichen Bedingungen — Wenn Sie das lizenzierte Werk bzw. den lizenzierten Inhalt bearbeiten oder in anderer Weise erkennbar als Grundlage für eigenes Schaffen verwenden, dürfen Sie die daraufhin neu entstandenen Werke bzw. 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