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Verwaltungsneubau der Firma Aumüller Aumatic: Das Foto zeigt die
Süd-Westfassade. Die Verschattungselemente sind größtenteils
geschlossen. Zwischen Verschattung und den eigentlichen Fenstern
der Büros befindet sich ein schmaler Fluchtweg.
© Aumüller Aumatic GmbH
Lüftung von Nichtwohngebäuden
09.02.2017
Frische Luft ohne maschinelle Lüftung
Nichtwohngebäude kontrolliert aber natürlich zu belüften, spart
Primärenergie und erfordert geringere Investitions- und Betriebskosten als
eine mechanische Lüftungsanlage. Wissenschaftler der Hochschule
Stuttgart entwickelten daher ein Lüftungskonzept, das für ein gutes
Innenraumklima sorgt und Strom für den Betrieb der Lüftungsanlage spart.
Bisherige Forschungsarbeiten konzentrierten sich auf die Untersuchung
von erreichbaren Luftwechselraten und Luftqualitäten bei einer manuellen,
natürlichen Lüftung. Diese ermöglicht keine nächtliche Kühlung des
Gebäudes. Diebstahl- und Unwetterschutz stehen dem entgegen. Hier
setzen die Arbeiten der Universität Stuttgart an. Zunächst untersuchte das Forscherteam systematisch die
Effizienzpotenziale von motorisch gesteuerter, natürlicher Lüftung im Nichtwohnungsbau. Automatisch öffnende
Fenster in der Fassade und im Dach sorgen für eine ausreichende Zufuhr von Frischluft. Geeignete
Fenstersysteme sind bereits am Markt verfügbar. Simulationen dienten als Grundlage für genaue Aussagen zum
Energieeinsparpotenzial identischer Vergleichsgebäude. Die Ergebnisse zeigen, dass im mitteleuropäischen
Klima vor allem in Nichtwohngebäuden mit hohen, internen Lasten und geringem Heizenergiebedarf zwischen 30
und 60 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr für Kühlung und Ventilatorstrom eingespart werden können.
Vorausgesetzt, das Gebäude verfügt über ausreichende und frei zugängliche Speichermassen.
Das Foto zeigt die Vorderseite mit dem
Haupteingang des Verwaltungsneubaus der
Firma Aumüller Aumatic.
© Aumüller Aumatic GmbH
Eine gute Raumluftqualität ist bei allen kontrollierten, natürlichen Lüftungskonzepten möglich, der thermische
Komfort hängt von der Dimensionierung der Öffnungen und der gewählten Regelstrategie ab.
Volumenstrommessungen zeigen, dass bei einer einseitigen natürlichen Lüftung deckenhohe Fenster mit
Drehflügeln einen fünffach größeren Volumenstrom aufweisen als breite Kippfenster. Im Vergleich zu einer
mechanischen Lüftungsanlage mit Zu- und Abluft ist der Installationsaufwand für eine kontrollierte, natürliche
Lüftung in den meisten Bestandsgebäuden geringer und einfacher.
Schwankende und hohe Belegung von Räumen
Werden Räume nicht ständig genutzt, ist eine temperatur- und CO2-abhängig Steuerung der Fensteröffnung
sinnvoll. Da bei kalten Außentemperaturen die Gefahr besteht, dass die Innentemperatur zu stark abfällt.
-abhängig Steuerung der Fensteröffnung
sinnvoll. Da bei kalten Außentemperaturen die Gefahr besteht, dass die Innentemperatur zu stark abfällt.
Insbesondere in Schulungs- und Versammlungsräumen sowie in vergleichbaren großen Veranstaltungsräumen
mit vielen Personen ist nach Ergebnissen des Forscherteams eine hybride Lüftung mit Wärmerückgewinnung
eine gute Alternative.
Lebenszyklusanalyse
Ziel der Lebenszyklusanalyse ist es, die kontrollierte, natürliche Lüftung mit einer mechanischen Lüftung
ökonomisch und ökologisch zu vergleichen. Dazu zogen die Wissenschaftler reale Investmentkosten aus dem
Verwaltungsneubau der Firma Aumüller sowie Kosten aus dem Plusenergieprojekt eines Mehrfamilienhauses in
Tübingen heran. Die Ergebnisse zeigen, dass die Investitions- und Lebenszykluskosten etwa zwölf Prozent unter
denen eines Abluftsystems liegen. Während einer zwanzigjährigen Betrachtung der Nutzung zeigte sich, dass die
eingesparte Lüftungswärme durch eine mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung den Zusatzaufwand für
die Herstellung und das Recycling nicht aufwiegt.
Fallbeispiele bestätigen die Simulationsergebnisse
Im Büroneubau von Aumüller Aumatic in Thierhaupten und in einem Altbau der Hochschule für Technik (HFT) in
Stuttgart maßen die Wissenschaftler den thermischen Komfort bei kontrollierter, natürlicher Lüftung. Sowohl im
Neubau als auch im innerstädtischen Altbau lagen die gemessenen Innenraumtemperaturen im Komfortbereich.
„Die Auslegung des Bürogebäudes bei Aumüller zeigt die Leistungsfähigkeit der kontrollierten, natürlichen
Lüftung, wenn diese in der Gebäudeplanung entsprechend berücksichtigt wird“, erläutert Dr. Tobias Erhart von
der HFT Stuttgart. Bei weniger als fünf Prozent der Nutzungszeit stiegen die Temperaturen mehr als ein Kelvin
über den zulässigen Wert der DIN-Norm. Vorausgesetzt, das Gebäude verfügt über ausreichende und frei
zugängliche Speichermassen.
Das Nachfolgeprojekt „Intelligentes motorisch angetriebenes Fenster“ der HFT Stuttgart widmet sich der
kontrollierten, natürlichen Lüftung mit Fenstern, die über eine integrierte Sensorik verfügen. Ein Schwerpunkt liegt
auf der Außenlärmdämpfung von Fenstersystemen. Geplant ist, die Fenstersysteme sowohl im Wohnungsbau als
auch im Nichtwohnungsbau einzusetzen.
(mm)