Luftwechsel

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eingebautes Differenzdruck-Messgerät zum Messen der Luftwechselrate

Unter Luftwechsel versteht man in der Bauphysik den Austausch der Raumluft in geschlossenen Räumen.

Der Luft-Austausch ist in Aufenthaltsräumen notwendig für:

  • Abführung des ausgeatmeten Kohlendioxids. Die Zuführung von Sauerstoff spielt eher eine unterordnete Rolle (sofern nicht ein in dem Wohnraum aufgestellter Ofen den Sauerstoff zehrt).
  • Abführung von Gerüchen und Schadstoffen der Luft (z. B. Ausdünstungen aus der Einrichtung)
  • Abtransport der Luftfeuchtigkeit, die innerhalb der Wohnung freigesetzt wird.
    • Kann die Luft (etwa beim Kochen) keine weitere Feuchtigkeit aufnehmen, dann entsteht Dunst bzw. Nebel im Raum, der an kalten Fensteroberflächen oder Wänden zu Wasser kondensiert.
    • Zu hohe Luftfeuchtigkeit (von tropischen Gebieten bekannt) kann verhindern, dass der menschliche Körper Wärme durch Schweissverdunstung abführt. Man fühlt sich matt und überhitzt (siehe dazu auch Thermoregulation und Hitzeerschöpfung).

Der Luft-Austausch pro Stunde wird als Luftwechselrate  \beta bezeichnet, dessen Einheit 1/h ist. Eine Luftwechselrate von 1/h bedeutet, dass das gesamte Luftvolumen des umbauten Raumes innerhalb einer Stunde genau einmal ausgetauscht wird. Dies ist der Rechenwert, der sich aus nachfolgender Gleichung ergibt:  \beta = \frac {Luftvolumenstrom} {Raumvolumen}

Aufgrund der Vermischung der Frischluft mit der vorhandenen Raumluft wird jedoch in einer Stunde bei einem Luftwechsel von 1 die Raumluft nicht vollständig erneuert. Das Verhältnis der "tatsächlichen Lufterneuerung" und der Luftwechselrate ist eine charakteristische Kenngröße für das gewählte Lüftungskonzept und wird als Lüftungseffektivität bezeichnet.

In Wohnräumen wird ein Luftwechsel von 0,5/h (DIN 4108-2 von 2011, Abschnitt 4.2.3) gefordert. Sofern keine auffälligen Gerüche in der Wohnung vorliegen, äußert sich ein ungenügender Luftwechsel häufig durch zu hohe Luftfeuchtigkeit.

Ungeregelter Luftwechsel[Bearbeiten]

Der Luftwechsel kann auf ungeregelte Weise erfolgen, indem die Gebäudehülle absichtlich oder unabsichtlich undicht ist. Typischerweise sind dies die Fugen von Fenstern und Türen, bei Leichtbauweise auch Fugen in den Wänden und Decken. In dieser Form ist die Luftwechselrate stark vom Wetter, insbesondere vom Wind abhängig. Sind die Fugen in der Außenhülle des Baukörpers, so spricht man fachgerecht von Infiltration.

Geregelter Luftwechsel[Bearbeiten]

Ist die Gebäudehülle nahezu luftdicht, wie es eine moderne Bauweise vorsieht, dann kann ein ungeregelter Luftwechsel nicht mehr stattfinden. Der Luftwechsel ist durch das so genannte Stoßlüften, d. h. alle Fenster für wenige Minuten komplett öffnen, zu bewerkstelligen oder es wird eine mechanische Lüftungsanlage eingebaut.

Rechenbeispiel[Bearbeiten]

Maximale Wasserdampfkonzentration in Abhängigkeit von der Temperatur

Eine 4-Personen-Familie setzt pro Tag ca. 10 Liter Wasser frei durch die Atemluft, Schweiß, Kochen, Baden bzw. Duschen und Zimmerpflanzen. Dieses Wasser verteilt sich bei 100 m² Wohnfläche auf ca. 250 m³ Luft. Dieses Wasser muss also durch den Luftwechsel abgeführt werden.

Bei einer Lufttemperatur von 20 °C kann 1 m³ Luft maximal 17,3 g aufnehmen. Bei einer relativen Luftfeuchte von 50 % sind dies 8,7 g. Durch Lüften bei angenommenen 4 °C und 80 % rel. Feuchte hat die frische Luft 6,4 g/m³ bei Sättigung und 5,1 g/m³ bei der angenommenen Luftfeuchtigkeit.

Ein Kubikmeter Frischluft soll also bei den angenommenen Zahlen 8,7g-5,1g \approx 3,5g Wasser aufnehmen. Um 10 l Wasser abzuführen müssen also 2833 m³ (10.000/3,5 = 2.857 m³) Luft pro Tag durch die Wohnung, entsprechend 11,3 Luftwechseln bzw. einer Luftwechselrate von etwa einem Luftwechsel pro zwei Stunden.

Bei einem vollständig fugendichten Haus müsste 11 mal am Tag stoßgelüftet werden. Nimmt man für die Stoßlüftung eine Luftwechselzahl von 9–15 an, muss demnach eine Stunde stoßgelüftet werden, bei Querlüftung (Luftwechselzahl 40) entsprechend rund 17 Minuten.

Diese Zahl reduziert sich auf 7 Lüftungsvorgänge unter ansonsten gleichen Bedingungen, wenn man eine Luftfeuchte von 65 % akzeptiert. Das kann aber zu Schimmelbildung führen. Weil bei 65 % die Raumluft nämlich 65/50*8,7=11,3 g Wasserdampf aufnehmen kann. Es kann daher 11,3–8,7=2,6 g Wasserdampf pro Kubikmeter beim Lüften mehr nach draußen befördert werden als bei 50 % rel. Luftfeuchte.

Siehe auch[Bearbeiten]