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Lüftung

Zentrale Wohnraumlüftungen: Kriterien für den Betrieb

Montag, 19.09.2016

In maschinellen Wohnraumlüftungen ist die integrierte Wärmerückgewinnung eine notwendige Zusatzfunktion. Denn damit können die immer weiter verschärften Anforderungen der EnEV erfüllt werden. Braucht es aber in den Anlagen zur Wohnraumlüftung auch eine Feuchterückgewinnung? Bei dieser Frage herrscht noch Unsicherheit. Unter dem Gesichtspunkt des Komforts lautet die Antwort ja. Was dabei entscheidend für gleichzeitige Energieeffizienz und Zufriedenheit ist: die Wahl der Technik.

Zu trockene Luft durch Wohnraumlüftung ohne Feuchterückgewinnung

Die in der DIN 1946-6 „Lüftung von Wohnungen“ geforderten Mindestluftwechselraten, gegliedert in vier Stufen, dienen in erster Linie dem Feuchteschutz und verhindern Schimmelbildung durch zu hohe Luftfeuchtigkeit.

Im Winter führt die kalte Außenluft wenig Luftfeuchtigkeit. In Häusern mit maschineller Wohnraumlüftung ohne Feuchterückgewinnung kann deshalb die Raumluft in kürzester Zeit austrocknen.
Quelle: ivan kmit – Fotolia
Ein Haus vor einem verschneiten Wald.

In Verbindung mit Raumlufttechnischen (RLT) Anlagen klagen Bewohner allerdings gerade im Winter eher über zu trockene Luft: Da die kalte Außenluft weniger Wasserdampf aufnehmen kann, führen Anlagen zur Wohnraumlüftung in dieser Jahreszeit teilweise extrem trockene Luft zu. Übliche Feuchtigkeitseinträge durch das Kochen, Waschen oder Duschen sowie von Pflanzen reichen dann nicht mehr aus, um eine behagliche Raumluftfeuchtigkeit zu erreichen. So kann in Häusern mit Wohnraumlüftungen ohne Feuchterückgewinnung bei niedrigen Außentemperaturen die relative Luftfeuchtigkeit in den Räumen schon nach recht kurzer Zeit unter 20 Prozent fallen. Ob daraus gesundheitliche Beeinträchtigungen für die Bewohner resultieren, wird unter Medizinern kontrovers diskutiert. Tatsache ist jedoch, dass die meisten Menschen eine geringe relative Luftfeuchtigkeit als belastend empfinden.

Auswirkungen von zu trockener Raumluft

Im Rahmen einer Literaturstudie, die die Verwaltungs-Berufsgenossenschaft vom Berufsgenossenschaftlichen Institut für Arbeitsschutz (BGIA) in Auftrag gab, wurden 29 international veröffentlichte Studien zu Auswirkungen trockener Raumluft auf den menschlichen Organismus und sein Wohlbefinden ausgewertet [1]. Als Hauptgrund, warum eine geringe Raumluftfeuchtigkeit das Wohlbefinden beeinträchtigt, wurde ein hoher Staubgehalt der Luft festgestellt. Denn Feuchtigkeit bindet Staubpartikel, sodass diese schneller zu Boden sinken. Bei geringer Raumluftfeuchtigkeit hingegen schweben mehr Teilchen, die dann über die Atmung aufgenommen werden. Ähnliches betrifft im Übrigen auch Mikroorganismen: Krankheitserreger überleben in trockener Luft deutlich länger als bei hoher Luftfeuchtigkeit. Für Allergiker ist eine optimale relative Luftfeuchte noch bedeutsamer. Gemäß einer Empfehlung des Allergiezentrums Schweiz soll daher zum Beispiel in Wohnungen von Hausstaubmilben-Allergikern die relative Luftfeuchte im Winter bei etwa 50 Prozent liegen [2].

Eine Küche mit Pflanzen, Büchern und Kisten auf der Theke.
Quelle: Systemair
Gerade in Wintermonaten sollte das Nutzerverhalten die Feuchterückgewinnung von Wohnraumlüftungs-Anlagen unterstützen. Zusätzliche Pflanzen oder das Wäschetrocknen auf einem Ständer statt in der Maschine bringen zusätzliche natürliche Feuchte.

Luftbefeuchter sind keine Lösung

Trotz der Beeinträchtigungen durch zu trockene Raumluft raten Experten allerdings dazu, diese eher vorübergehend zu tolerieren, als Raumluftbefeuchter aufzustellen: Abgesehen von den hohen Investitionskosten, dem hohen Energieverbrauch und Reinigungsaufwand gehen von Luftbefeuchtern häufig zusätzliche Risiken für die Raumlufthygiene aus. Besser ist eine systemintegrierte Lösung für die Wohnraumlüftung, die sowohl den Luftaustausch sicherstellt als auch im Bedarfsfall die Feuchte der Abluft auf die zugeführte Außenluft überträgt. Hier stehen verschiedene Techniken zur Verfügung. Welche Vor- und Nachteile sie für die ventilatorgestützte Be- und Entlüftung von Effizienz- und Niedrigenergiehäusern aufweisen, wird im Folgenden skizziert.

Verfahren zur Feuchterückgewinnung bei der Wohnungslüftung

Wohnraumlüftungs-Anlagen, die neben der Wärme auch Feuchte aus der Abluft zurückgewinnen, setzen dazu im Wesentlichen drei verschiedene Techniken ein:

  • Enthalpie-Verfahren in Plattenwärmeübertragern,
  • Sorptions-Verfahren in Rotationswärmeübertragern,
  • Kondensations-Verfahren in Rotationswärmeübertragern.

In Plattenwärmeübertragern, die mittels Enthalpie Feuchte übertragen, werden zahlreiche schmale Zu- und Abluftkanäle durch Membranen abgegrenzt und gegenläufig durchströmt. Die Speichermasse der Membranplatten überträgt die Wärme der Abluft auf die Zuluft. Gleichzeitig diffundiert die Feuchtigkeit durch die Membranen.

Schema der Funktion eines Plattenwärmeübertragers.
Quelle: Systemair
Funktion eines Plattenwärmeübertragers: Im Gegenstrom werden Abluft und Außenluft aneinander vorbeigeführt. Die Platten übertragen dabei die Wärme. Sind sie als Membran ausgeführt, diffundiert auch die Feuchtigkeit. Für die meisten Geräte mit Enthalpie-Verfahren ist außer einem Kondensatablauf auch ein Vereisungsschutz vorzusehen.

Alternativ zu statischen Plattenwärmeübertragern kann Wärme und Feuchte im Wohnungslüftungs-Gerät durch einen Rotor aus Aluminiumlamellen übertragen werden. Dabei durchströmt beispielsweise die kalte, trockene Außenluft den unteren Halbkreis, während die warme, feuchte Abluft gegenläufig durch den oberen Rotorbereich nach außen geführt wird. Während sich der Rotor mit rund 10 U/min bewegt, wird der Rotorkörper oben im Abluftstrom erwärmt und gibt die Energie unten wieder an die Zuluft ab. Gleichzeitig überträgt der Rotationswärmeübertrager die Luftfeuchtigkeit. Beim Sorptionsprinzip sind dazu die Kammern der Aluminiumlamellen mit Lithiumchlorid, Silikagel, Molekularsieben oder Ähnlichem gefüllt. Solche Werkstoffe entnehmen der Abluft die Feuchtigkeit und geben sie an die trockenere Zuluft wieder ab. Dieses Prinzip kommt in der Regel jedoch nur bei Großanlagen zur Anwendung.

Schema der Funktion eines Rotationswärmeübertragers.
Quelle: Systemair
Funktion eines Rotationswärmeübertragers: Die Abluft durchströmt den oberen Bereich des Rotors. Die große Oberfläche der vielen Aluminiumlamellen erwärmt sich und Feuchtigkeit kondensiert. Durch Drehung des Rotors gelangen Wärme und Feuchte in den unteren Zuluftstrom und werden dort wieder abgegeben. Ein Kondensatablauf ist nicht erforderlich – es besteht auch keine Vereisungsgefahr.

Bei RLT-Anlagen mit Sorptionsverfahren in Eigenheimen besteht hingegen die Gefahr der Überfeuchtung der Wohnraumluft.

Für Einfamilienhäuser eignet sich das Kondensationsprinzip

In Mittel- und Nordeuropa ist daher für Einfamilienhäuser das Kondensationsprinzip geeigneter: Die Feuchtigkeit aus der warmen Abluft kondensiert an den glatten Aluminiumlamellen, wird vom Zuluftstrom aufgenommen und dann wieder den Räumen zugeführt. Damit dabei keine Gerüche übertragen werden, besteht am Übergang des Rotors von der Abluft zur Zuluft eine sogenannte Spülzone. In diesem schmalen Feld wird die einströmende Zuluft direkt in den Fortluftkanal umgelenkt, sodass aus den Lamellenräumen etwaige Geruchspartikel ausgespült werden.

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