Lüftung

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Lüften bezeichnet den Austausch von Luft zwischen Außen- und Innenraum zur Abführung unerwünschter Stoffe aus der Innenraumluft. Der nötige Luftwechsel durch Öffnungen kann auf natürliche Weise durch thermische Konvektion und Winddruck oder durch maschinelle Lüftung erfolgen. Besonders im Winter und an sehr heißen Tagen wird die Behaglichkeit und der Energieverbrauch von Heizung und Klimaanlage maßgeblich von der Art und Effizienz der Lüftung bestimmt.

Grundlagen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kohlendioxid[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine wichtige Grundlage des aeroben Lebens ist Sauerstoff (O2), im Gegenzug wird Kohlenstoffdioxid (CO2) produziert, wobei erhöhte CO2-Konzentrationen eher als unangenehm empfunden werden, als die entsprechende O2-Abnahme.

Feuchte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Körper eines erwachsenen Menschen gibt stündlich etwa 50 g Wasser über den Atem und die Haut an die Raumluft ab, also mehr als einen Liter pro Tag.[1]

Besonders beim Trocknen von Wäsche und Geschirr, beim Kochen und Backen sowie bei heißen (Dusch-)Bädern werden größere Feuchtigkeitsmengen an die Raumluft abgegeben. Sind viele Zimmerpflanzen vorhanden, kommt noch die Verdunstung durch die Pflanzen hinzu.

In einem Vierpersonenhaushalt werden so täglich insgesamt rund 8–15 Liter Wasser an die Raumluft abgegeben.[2]

Da kalte Luft weniger Feuchtigkeit aufnehmen kann, als warme, ist der Feuchtigkeitsgehalt von kalter Außenluft niedriger als derjenige der Innenluft (auch wenn die relative Luftfeuchtigkeit gleich hoch sein sollte). Je kälter die Außenluft, desto trockener ist sie also und kann entsprechend große Feuchtigkeitsmengen aufnehmen, wenn sie beim Lüften gegen die warme Raumluft ausgetauscht wird.

Wird die komplette Innenraumluft durch kurzzeitiges, weites Öffnen der Fenster einmal ausgetauscht, verringert sich der Feuchtegehalt der Raumluft in einer 90-m²-Wohnung im Winter um etwa ein bis zwei Liter. Ein Vergleich mit den oben genannten Werten zur Feuchtebelastung der Luft zeigt, dass es in einem luftdichten Neubau ohne mechanische Lüftung in der Übergangszeit nötig wäre, 8- bis 15-mal täglich einen kompletten Luftaustausch durchzuführen (wenn die Fenster ansonsten geschlossen bleiben). Demgegenüber kann es an einem sehr kalten Wintertag ausreichen, 4- bis 7-mal täglich für einige Minuten gut durchzulüften, da die kalte Winterluft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann.[2]

Da in der Praxis die durchschnittlichen Nutzer eines Gebäudes auch bei gutem Willen auf Dauer nicht derart häufig und regelmäßig lüften, ergeben sich für luftdichte Neubauten folgende Alternativen:

  • Es wird im Wandaufbau auf Dampfbremsen und sonstige sperrende Baumaterialien verzichtet, die kondensierende Feuchte weder kapillar noch sorptiv nach außen fortleiten können. Besonders traditionelle mineralische und natürliche Baustoffe sind bei entsprechendem Wandaufbau in der Lage, auch größere Mengen Feuchtigkeit sorptiv aufzunehmen und kapillar nach außen abzuleiten, ohne dabei Schaden zu nehmen. Durch die Erhöhung des Feuchtegehalts der Außenwand sinkt der Wärmedämmwert der Wand. Der Verlust an Dämmwirkung hält sich bei aber in Grenzen, wenn die Baustoffe das Kondensat relativ zügig nach außen abführen. Zur planmäßigen Entstehung von Tauwasser in der Außenwand siehe auch: Innendämmung
  • Es wird zumindest in der kalten Jahreszeit darauf geachtet, ausreichend häufig kurz zu lüften. In der Übergangszeit werden die Fenster stattdessen während der Anwesendheit der Nutzer mehrmals täglich über einen längeren Zeitraum in der Kippstellung belassen. Bei gleichzeitigem Betrieb der Heizung muss dann der höhere Wärmeverlust durch die vorübergehende „Dauerlüftung“ in Kauf genommen werden. Wie unten beschrieben können die Wärmeverluste stark begrenzt werden, indem der Fensterflügel nur einen Spalt weit geöffnet wird, statt die volle Kippstellung der Fenster zu nutzen.
  • Es wird eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung installiert. Wenn die Anlage gut geplant wird, lässt sich die zum Antrieb der Ventilatoren nötige elektrische Energie gering halten, so dass diese Variante trotz höherer Investitionskosten eine gute Alternative sein kann. Dies gilt insbesondere wenn:
    • nicht von kooperativem Nutzerverhalten ausgegangen werden kann,
    • ein ungünstiger (z. B. nach außen dichter werdender) Wandaufbau mit Dampfsperre oder hohem Kunstharzanteil gegeben ist,
    • aus anderen Gründen mit hoher Feuchtelast bzw. mit Schimmelschäden zu rechnen ist.

Die Situation in Altbauten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wird nicht ausreichend gelüftet, kommt es zur Kondensation an kalten Bereichen der Außenwände. Bei einfach verglasten Fenstern ist die Glasscheibe immer die kälteste Oberfläche im Raum, so dass sich die Luftfeuchtigkeit dort niederschlägt. Zum Sammeln des Kondensats, welches sich besonders in (Wasch-)Küchen und Bädern am Fenster bildete und herablief, befand sich in Fensterbrettern bis Mitte des 20. Jahrhunderts meist eine Rinne unmittelbar unter der Tropfkante des Fensterrahmens. In der vertieften Mitte der Sammelrinne war oft ein Röhrchen angebracht, um das Kondensat nach außen oder in einen Sammelbehälter zu leiten.

Da sich an den kalten Glasscheiben der einfach verglasten Fenster frühzeitig Tauwasser bildete, wurde die Raumluft zuverlässig soweit entfeuchtet, dass an anderen Flächen der Außenwände noch keine Kondensation auftrat. Durch das regelmäßige Entfernen des Kondensats in den Sammelrinnen wurde insofern dafür gesorgt, dass die Außenwände trocken blieben und Schimmel sich lediglich an der Kittfuge und am Rahmenholz der Fenster bildete, wo er leicht entfernt werden konnte.

Modernisierung der Fenster[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Einbau von modernen, doppelverglasten und wärmegedämmten Fenstern in ungedämmte Altbauten trägt also auf zwei Arten zur Auffeuchtung der Wände bei:

  • Da die Luftfeuchte nicht mehr am Fenster kondensiert, schlägt sie sich bei mangelnder Lüftung an der gesamten Außenwandfläche nieder. Der Wärmedämmwert der Außenwand sinkt mit steigendem Feuchtegehalt. Je niedriger der Dämmwert, desto niedriger die Temperaturen der inneren Wandoberfläche, wodurch die Kondensation erneut befördert wird. Dieser selbstverstärkende Effekt kann bei bauphysikalisch ungünstigem Wandaufbau zu einer Durchfeuchtung der Außenwände (und gegebenenfalls Dachflächen) führen, die oft erst im Verlauf des folgenden Sommers wieder vollständig austrocknen.
  • Moderne Fenster besitzen meist Dichtprofile und sind aufgrund präziser Fertigung und dreifacher Überfalzung sogar nach Entfernung der Dichtlippen noch deutlich luftdichter als traditionell gefertigte Fenster. Früher ergab sich durch die Fugen zwischen Fensterflügel und Fensterrahmen ein konstanter Luftaustausch, durch den jederzeit ein gewisser Anteil der entstehenden Luftfeuchte abgeführt wurde. Da die Menge der ins Gebäude gelangenden kalten Außenluft vom Winddruck abhängig und somit nicht genau kalkuliertbar war, wird heute auf eine dichte Gebäudehülle wert gelegt, so dass der notwendige Luftwechsel durch manuelles Lüften oder eine Lüftungsanlage sichergestellt werden muss.

Bedarfsgerechte Lüftung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein einfach zu erkennender Hinweis auf mangelnde Lüftung ist die dauerhafte Präsenz von Kondenswassertröpfchen am unteren Rand der Fensterscheiben sowie auf der Dichtfuge zwischen Glas und Rahmen. Sofern die Außenwände gedämmt sind und keine gravierenden Kältebrücken vorliegen, sind heute oft die Randbereiche von Isolierglasscheiben die kältesten Flächen im Raum, an denen sich die Luftfeuchtigkeit zuerst niederschlägt.

In der Küche sowie in Feuchträumen ist die Bildung von Kondensat am Fenster nicht zu vermeiden. Jedoch sollten die Wassertröpfchen einige Stunden nach dem Kochen, Baden oder Trocknen von Wäsche wieder verdunstet sein. Ist dies nicht der Fall, muss häufiger gelüftet werden, um langfristigen Bauschäden und Schimmelbildung vorzubeugen.

Wenn das Kondensat im Winter über längere Zeit nicht abtrocknen kann, bilden sich an der inneren Kante des Fensterflügels in der Nähe der Glasscheibe schwarze Flecken. Von Lack-, Kunststoff- und Metalloberflächen sind diese meist leicht zu entfernen, während dies bei nicht deckend behandeltem Holz und Silikon oft nur durch Materialabtrag möglich ist.

Zur Verringerung der Luftfeuchte ist sowohl kurzes, intensives als auch konstantes Lüften geeignet, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

  • Der Taupunkt der Außenluft ist niedriger ist als der Taupunkt der Innenluft. Dies ist üblicherweise der Fall, wenn es draußen kälter ist als innen. Im Sommer können sich bei sehr warmem, schwülen Wetter die Verhältnisse umkehren. Die Fenster und insbesondere die Lüftungsöffnungen zum Keller und sollten dann geschlossen gehalten werden, damit die warme, feuchte Außenluft nicht zu Kondensat auf kalten Innenraumflächen führt.[1]
  • Die Lüftung muss kontrolliert erfolgen. Bei kurzer, intensiver Lüftung sollen die Fenster nach einigen Minuten wieder geschlossen werden, da die Wirkung der Enfeuchtung sich drastisch reduziert, nachdem die Raumluft einmal vollständig ausgetauscht wurde. Wird die Lüftung fortgesetzt, kühlen die Oberflächen von Wänden und Fußböden ab, was die weitere Austrocknung der Wände behindert. Bei konstanter Lüftung muß der Luftaustausch so stark reduziert werden, dass sich bei kalten Außentemperaturen und windigem Wetter in unmittelbarer Nähe der Lüftungsöffnungen ein minimaler, gerade eben noch spürbarer Luftzug einstellt.[3]

Wärmeverlust durch Lüftung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der konventionellen Lüftung über Fenster- und Türöffnungen wird in der kalten Jahreszeit neben der verbrauchten Luft auch Wärme nach außen abgegeben.

Luft hat zwar annähernd dieselbe spezifische Wärmekapazität wie Bauteile aus Ziegel oder Beton – 1,0 kJ/(kg·K). Aufgrund der geringen Masse der Luft gegenüber Wänden und Decken ist die tatsächliche Wärmekapazität der Raumluft jedoch fast zu vernachlässigen.

Wird die Raumluft innerhalb eines kurzen Zeitraums einmal ausgetauscht, geht nur die geringe Menge der in der Luft gespeicherte Wärmeenergie verloren. Die Wärmeenergie der Bauteile bleibt hingegen fast erhalten, da die zugeführte kalte Außenluft von diesen rasch wieder aufgewärmt wird.

Bei konstanter Lüftung mit unnötig hoher Luftwechselrate kühlen die massiven Bauteile ab. Es kommt zu Energieverlusten und steigenden Heizkosten.

Durch eine bedarfsgerechte Heizung und Lüftung lässt sich eine bedeutende Menge Energie einsparen, etwa durch eine anwesenheits- oder aktivitätsbeeinflusste Steuerung der Heizung und Lüftung.

Natürliche Lüftung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Viele Bürogebäude enthalten heute eine aufwändige Klimatechnik und kommen ohne öffenbare Fenster aus. Der Aufwand zur Installation, Unterhaltung und zum hygienischen Betrieb der Anlagen ist groß.

Für das Wohlbefinden ist jedoch in Wohngebäuden ein direkter Außenbezug und Einfluss des Nutzers auf die Lüftung durch öffenbare Fenster wichtig. Die Luftwechselrate ist leicht zu kontrollieren. Allerdings führt die Luftmenge, welche über gekippte Fenster ins Zimmer strömt, oft zu Unbehaglichkeiten, so dass eine Vorrichtung zur Arretierung des nur leicht angekippten Fensterflügels vorgesehen werden sollte. Je nach räumlicher Situation können sich Umwelteinflüsse wie Verkehrslärm, Wind, Luftverschmutzung usw. bemerkbar machen.

Eine winterliche Zuluftvorwärmung kann mithilfe einer Doppelfassade, durch Wärmetauscher im Zuluftstrom oder durch Erdwärmeübertrager erreicht werden. An heißen Sommertagen sollte der Luftwechsel tagsüber auf das hygienisch erforderliche Maß beschränkt werden, um die Räume kühl zu halten. Der Straßenlärmeintrag kann durch Kastenfenster, eine Doppelfassade oder durch schallgedämmte Lüftungsöffnungen vermindert werden.

Stoßlüftung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine sehr energiesparende Art des Lüftens besteht darin, die Fenster in der kalten Jahreszeit regelmäßig weit zu öffnen, aber gerade nur so lange, bis sich die Raumluft spürbar abgekühlt hat.

Am schnellsten erreicht man einen vollständigen Luftaustausch durch eine Querlüftung, also indem ein Durchzug geschaffen wird.

Diese Art der Stoßlüftung wird häufig empfohlen, da der Nutzer durch die deutlich spürbare Abkühlung der Raumluft intuitiv den richtigen Zeitpunkt findet, um nach erfolgtem, einmaligem Austausch des Luftvolumens die Fenster wieder zu schließen.

Bei angekippten Fenstern macht sich auch bei abgestellter Heizung die Abkühlung erst dann bemerkbar, wenn das Luftvolumen bereits mehrfach ausgetauscht worden ist, da die in Wänden und Decken gespeicherte Wärme die eintretende Luftmenge über einen langen Zeitraum annähernd auf Raumtemperatur aufzuwärmen vermag, bevor die Auskühlung des Baukörpers für den Nutzer spürbar wird. Werden die Heizkörper beim Lüften nicht abgestellt, so erhöhen die Thermostatventile die Heizleistung, sobald sie von der einströmenden kalten Außenluft erreicht werden. In diesem Fall erhält der Nutzer gar keine spürbare Rückkopplung über den erfolgten Luftaustausch, da sich die Raumluft trotz offenstehender Fenster nicht abkühlt.

Ist am Fenster eine halbe Stunde nach erfolgter Stoßlüftung (oder später) noch Kondensat zu erkennen, werden die Fenster erneut kurz geöffnet. Ist kein Kondensat zu erkennen, genügt es meist, die Stoßlüftung nach zwei bis drei Stunden Aufenthaltsdauer im Raum zu wiederholen.

Im Zeitraum zwischen den Lüftungsvorgängen kann die gegebenenfalls von Wänden, Decken und Mobiliar zwischengespeicherte Feuchtigkeit wieder an die Raumluft abgegeben werden, um beim nächsten Öffnen der Fenster nach draußen befördert zu werden. Je öfter die Fenster kurz geöffnet werden, desto besser gelingt es also, die Wände trocken zu halten bzw. zu entfeuchten. Der Entstehung von Schimmel kann durch häufiges kurzes Lüften zuverlässig vorgebeugt werden.

Spaltlüftung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die weitere Möglichkeit, um Energieverluste beim Lüften zu minimieren, besteht in der kontrollierten Spaltlüftung. Hierbei ist es wichtig, die Fensterflügel bzw. die Lüftungsvorrichtung gerade nur so weit zu öffnen, dass Kondensat an Fensterscheiben vermieden und ein minimaler Luftaustausch gewährleistet wird.

Durch das Anbringen einer einfachen Vorrichtung am Fensterflügel kann die Öffnungsweite der Kippstellung entsprechend angepasst werden. Als einfachste Maßnahme bietet es sich oft an, einen Holzkeil oder ein Stück Pappe zwischen Flügel und Rahmen zu klemmen, um den Fensterflügel in der gewünschten Stellung zu halten.[2] Alternativ kann ein Gummizug angebracht werden, welcher den Fensterflügel gegen einen an geeigneter Stelle in den Falz geschobenen Klotz drückt, um zugleich den Klotz und den Fensterflügel auf diese Weise zu fixieren. Eine einfache, aber etwas weniger fein justierbare Arretierung des Flügels ist denkbar, indem in den äußeren Rand des Fensterflügels eine Schraube gedreht, aber nicht ganz versenkt wird; zusätzlich wird am Fensterrahmen ein abgewinkeltes Lochband angeschraubt; der Fensterflügel lässt sich dann in verschiedene Positionen feststellen, indem jeweils eines der Löcher über den Kopf der Schraube geführt wird.

Ebenso gibt es eine Vielzahl von professionellen Lösungen, um ein Fenster mit Lüftungsöffnungen im Flügel oder im Rahmen auszustatten, die eine Regulierung der Luftmenge erlauben. Viele davon können nachträglich installiert werden.[2] Eine einfache Lösung besteht z. B. darin, in den Fensterrahmen Lüftungsöffnungen zu bohren, die sich mit einem Schieber oder einer Klappe regulieren lassen. Oder am Fensterflügel wird ein Mechanismus angebracht, mit dessen Hilfe sich die Öffnungsweite des Flügels genau einstellen lässt.

Falls das Fenster mit Gummidichtungen ausgestattet ist, können diese teilweise oder ganz entfernt werden, um eine permanente Spaltlüftung zu ermöglichen. In manchen Fällen lassen sich die Dichtungsprofile unbeschädigt aus der Haltenut ziehen. In diesem Fall können sie bei sehr kalten Außentemperaturen auch wieder eingesetzt werden.

Schachtlüftung (ohne Ventilator)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Schachtlüftung ist jeder zu lüftende Raum mit einem über Dach geführten eigenen Abluftschacht versehen.

Bei der Berliner Lüftung erfolgt die Zuluft durch die Nachbarräume durch Tür- und Fensterfugen. Bei zu dichten Fenstern kommt keine Lüftung zustande.

Bei der Dortmunder Lüftung erfolgt die Zuluft über einen separaten Schacht, der in den Flur mündet. So ist eine Zuluft garantiert. Durch die Erwärmung der Flurluft wird spürbar kalte Zugluft verhindert.

Bei der Kölner Lüftung kommt die Zuluft durch einen eigenen Schacht in den zu belüftenden, meist fensterlosen, Raum. Zugluft ist nicht ausgeschlossen.

Mechanische Lüftung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Um die Nutzer von der regelmäßigen Kontrolle bzw. Durchführung der Lüftung zu entlasten, werden heute vermehrt automatische Lüftungsanlagen auch in Wohngebäuden vorgesehen. Durch die inzwischen hohen Dämmwerte der Gebäudehülle fallen die Lüftungswärmeverluste vermehrt ins Gewicht. Auch ist der bei älteren Gebäuden immanente Luftwechsel aufgrund der heutigen Baustandards nicht mehr automatisch gewährleistet.

In gewerblichen Gebäuden ist es aus verschiedenen Gründen schon länger üblich, Lüftungs- oder Klimaanlagen zu installieren. Neben der möglichen Energieeinsparung und der einfachen Kontrolle des Raumklimas durch eine präzise Steuerung der Lüftungsfunktionen dient die Lüftungsanlage hier häufig auch dazu, einer Schadstoffbelastung der Innenraumluft vorzubeugen. Wärmeübertrager helfen bei effizienten Anlagen, die Wärmeenergie der Abluft zurückzugewinnen.

Die Quelllüftung ist eine turbulenzarme Verdrängungslüftung, bei der etwas kühlere Frischluft in Fußbodenhöhe in den Raum geleitet wird, um verbrauchte Luft nach oben zu verdrängen und abzusaugen.

Dezentrale Lüftungsgeräte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kann eine bedarfsgesteuerte, manuelle Lüftung vom Nutzer nicht gewährleistet werden, so bietet sich der Einbau von kleinen Lüftungsgeräten mit reversierendem Betrieb und regenerativem Wärmetauscher in die Außenwand an. Neben einer Wandöffnung mit ca. Ø 160 mm ist lediglich ein Stromanschluss erforderlich. Diese elektrischen Lüftungsgeräte ändern alle paar Minuten ihre Laufrichtung, um die im Wärmetauscher beim Herausblasen der Luft gespeicherte Wärme wieder in den Raum zurückzuführen. Die Wärmerückgewinnung erreicht hierbei einen so hohen Wirkungsgrad, dass die Gesamteffizienz kaum hinter derjenigen von vollwertigen Lüftungsanlagen mit wesentlich aufwendigen Wärmetauschern zurücksteht.[4]

Diese Lösung bietet sich besonders auch dann an, wenn die Fenster aus Gründen des Schallschutzes geschlossen bleiben sollen.

Für einen effizienten und kontrollierten Luftaustausch sollten die Geräte paarweise installiert und so verschaltet werden, dass ein Lüfter jeweils dann auf Zuluftbetrieb geschaltet ist, wenn sich der benachbarte Lüfter im Abluftbetrieb befindet. Wenn die Türspalte einen ausreichenden Luftaustausch zwischen den Räumen zulassen, können sich die einander zugeordneten Lüftungsgeräte auch in verschiedenen Räumen befinden.

Von einer Baufirma können mithilfe eines Kernbohrgeräts auf einfache Weise kreisrunde Öffnungen in der Gebäude-Außenwand hergestellt werden, in welche die Lüftungsvorrichtungen geschoben werden.

Atmende Wand[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es gibt Behauptungen, dass Wände atmen, also lüften können. Diese Annahme hat sich jedoch als falsch erwiesen. Viele Baustoffe geben Schadstoffe an die Innenluft ab (z. B. das radioaktive Radon).

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Lüftung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b Ratgeber Lüften – aber richtig!, Verband Privater Bauherrn e.V.; abgerufen im Januar 2017
  2. a b c d Dr.-Ing. Helmut Künzel (ehem. Leiter der Freilandversuchsstelle Holzkirchen des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik), Stoßlüftung oder Dauerlüftung?, Zeitschrift Holzbau – die neue Quadriga, Ausgabe 4/2012, Verlag Kastner; abgerufen im November 2016
  3. W. Richter et al.: Bestimmung des realen Luftwechsels bei Fensterlüftung aus energetischer und bauphysikalischer Sicht. Abschlussbericht. Bau- und Wohnforschung F 2425, 2003, ISBN 978-3-8167-6002-3.
  4. Anbieter von kompakten Lüftungsgeräten zum Einbau in die Außenwand: Eco (S.8), Cosmo GmbH; E2, Lunos Lüftungsgeräte GmbH; Pico50, Orca Energija d.o.o.; Wandlüfter Airodor30, Limot GmbH & Co; Twinfresh SA 1-50, Allcata