Energieeffiziente Lüftungssysteme

FACHBEITRAG
In modernen Wohngebäuden wird Wärme mit hohem Wirkungsgrad erzeugt, verteilt und an den Raum abgegeben.
Eine unkontrollierte Fensterlüftung passt da nicht mehr so recht ins hocheffiziente Gesamtbild …
Michael Plihts *
Energieeffiziente Lüftungssysteme
Oder warum kontrollierte Wohnraumlüftung Pflicht ist!
Der Wohnungsmarkt in Deutschland
befindet sich im Umbruch. Neben demografischen
und gesellschaftlichen
Veränderungen spielt vor allem der
Klimaschutz mit immer stärkeren Anforderungen
an die Energieeffizienz
von Gebäuden eine zentrale Rolle.
Die in den letzten Jahren deutlich gestiegenen
Energiekosten verstärken, gemeinsam
mit der seit 2002 in Deutschland gültigen
Energieeinsparverordnung (EnEV), den Trend
zum bewussteren, sparsameren Umgang
mit Heiz- und Wärmeenergie in Wohnund
Nichtwohngebäuden. Die „Richtlinie
zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden“
der EU definiert einen baulichen Mindeststandard.
Darin wird erstmals das Haus
energetisch als Ganzes betrachtet. Nicht
mehr nur der Heizwärmebedarf eines Hauses
fließt in die Berechnung ein (wie in der
früheren Wärmeschutzverordnung), sondern
auch die Energie, die für Raumlüftung
und Trinkwassererwärmung benötigt wird.
Aus der Gesamtzahl dieser Parameter wird
der Primärenergiebedarf eines Hauses ermittelt.
Im Kern wird die Energieeffizienz
am Primärenergiebedarf des Gebäudes und
der wärmedämmenden Eigenschaft der
Gebäudehülle bemessen. Früher galten allein
die Wärmedämm-Maßnahmen der Außen -
hülle des Hauses als maßgeblich, wenn es
um die Einhaltung der vorgeschriebenen
Werte ging. Heute spielen auch die technischen
Anlagen für Heizung, Lüftung und
Warmwasserbereitung eine bedeutende
Rolle. Der Gesetzgeber hat inzwischen
strenge Grenzen für den Energieverbrauch
bei Neubauten gesetzt. Allein mit bauli chen
Maßnahmen im Bereich der Wärmedämmung
sind diese Werte kaum einzuhalten.
Darum setzt sich das Prinzip der mechanischen
Wohnraumlüftung zunehmend
durch. Einerseits besteht der Bedarf nach
angenehmer Wärme in der Wohnung, andererseits
ist auch Frischluft für das menschliche
Wohlbefinden unverzichtbar. Die Frischluftzufuhr
durch das Öffnen der Fenster ist
energetisch jedoch wenig sinnvoll. Bis zu
50 Prozent der Energie gehen dabei verloren,
ferner ist eine ausreichende Belüftung
durch das Öffnen von Fenstern meist nicht
umsetzbar. Vier bis sechs Mal am Tag müsste
quergelüftet werden, um einen hygienischen
Mindestluftwechsel zu erreichen. Das schafft
kaum jemand. Haus- und Wohnungseigen -
tümer müssen ihre Mieter auf diese Vorgabe
hinweisen. Treten Schäden durch mangelhafte
Fensterlüftung auf, ist der Bauherr im
Allgemeinen dennoch in der Nachweispflicht.
Er sollte sich mit den Mietern daher
von Anfang an auf geeignete Lüftungsmaßnahmen
verständigen. Bei Eigennutzung
besteht zudem die Gefahr, dass Versicherungsdienstleister
die Leistungen im Falle
eines Schadens ablehnen, da durch mangelnde
Be- und Entlüftung ein Selbstverschulden
vorliegt. Damit ist insbesondere dann
zu rechnen, wenn auf die Notwendigkeit
einer Wohnraumlüftungsanlage hin gewiesen
wurde, diese jedoch – wie so oft – aus Kostengründen
abgelehnt oder aus unerklärbaren
und leichtfertigen Gründen seitens
der Verantwortlichen verworfen wurde.
1 HEIZUNGSJOURNAL 3 2012

Auf einen Blick:
Vorteile der kontrollierten
Wohnraumlüftung
• Erhalt, Schutz und Schonung
der Bausubstanz.
• Energieeffiziente Wärmerückgewinnung
und damit Kostenersparnis.
• Schadstoffbelastungen in der
Wohnraumluft werden kontinuierlich
abgeführt.
• Ausdünstungen aus Baumaterialien,
Einrichtungsgegenständen oder
Reinigungsmitteln werden
kontinuierlich abgeführt.
• Mikroorganismen, Schimmelpilze,
Milben, Tierhaare, Feuchtigkeit
werden kontinuierlich abgeführt.
• Belastungen der Außenluft
(Pollen, Autoabgase, Staub)
werden herausgefiltert.
• Lärm bleibt bei geschlossenen
Fenstern draußen.
• Gerüche aus Küche, Bad und WC
gelangen nicht in die Wohnräume.
• Offene Fenster bei Abwesenheit
gehören der Vergangenheit an,
das vermindert das Einbruchsrisiko.
Die kontrollierte Wohnraumlüftung mit
Wärmerückgewinnung trägt beiden Bedürfnissen
Rechnung – der Energieeinsparung
und der Wohngesundheit. Die zugeführte,
bereits vorgewärmte Außenluft erreicht im
Raum schneller wieder die gewünschte
Temperatur, ohne dass Zuglufteffekte auftreten.
Durch diese deutliche Reduzierung
des Energieverbrauchs ergibt sich ein hohes
Kostenersparnispotenzial .
Zum Einspareffekt durch kontrollierte
Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung
muss zunächst erwähnt werden,
dass Betriebskosten für die elektrischen
Einrichtungen, wie Zu- und Abluftventilatoren,
anfallen. Durch den Einsatz einer kontrollierten
Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung,
im Gegensatz zur unkontrollierten
Fensterlüftung, ergibt sich jedoch
trotz der Stromkosten für die Ventilatoren
ein Einspareffekt. Denn die Kosten für die
Ventilatoren werden kompensiert durch
die Wärmerückgewinnung. Die Wärmeschutzverordnung
fordert für Wohnungslüftung
mit Wärmerückgewinnung ein Verhältnis
von zugeführter elektrischer Energie
zu rückgewonnener Wärmeenergie von
1 zu 5. Mit dieser gesetzlichen Mindestanforderung,
die von vielen Geräten übertroffen
wird, ist die Wirtschaftlichkeit dieses
Systems gegenüber allen anderen Systemen
schon gewährleistet.
Der Gesetzgeber hat mit der Wärmeschutzverordnung
1995 den Abminderungsfaktor
für den Lüftungswärmebedarf eingeführt.
Grundsätzlich geht man bei vom
Deutschen Institut für Bautechnik
(DIBt) zugelassenen Lüftungsgeräten mit
Wärmerückgewinnung von einem Abminderungsfaktor
von 0,8 aus. Energetisch optimierte
Geräte können, entsprechend den
Prüfvorschriften, einen maximalen Abminderungsfaktor
von 0,52 erreichen und halbieren
so fast den Lüftungswärmebedarf
des Gebäudes. Neubauten entsprechend
dem Stand der Technik weisen einen Lüftungswärmebedarf
auf, der mindestens dem
halben Gesamtwärmebedarf des Gebäudes
entspricht. Der Abminderungsfaktor von
min. 0,8 bis max. 0,52, abhängig vom Wärmebereitstellungsgrad
und der Stromaufnahme
der Geräte gemäß DIBt-Zulassung,
sorgt für einen weiteren Einspareffekt. Kein
anderes System wird mit so guten Abminderungsfaktoren
beaufschlagt. Abluftsysteme
ohne Wärmerückgewinnung werden
lediglich mit dem Faktor 0,95 bewertet.
Berechnungs-Beispiel
Angenommen wird ein Einfamilienhaus mit
178 m 2 Wohnfläche und einer mittleren
Geschosshöhe von 2,5 m. Die Ablufttemperatur
(Raumtemperatur) beträgt 21 ° C
gegen eine Außentemperatur von 3,1 ° C.
Die Beispielanlage nehmen wir während
der Heizperiode vom 01.10. bis 30.04. in
Betrieb. Die Anlage wurde mit 0,5-fachem
Luftwechsel und einem Luftvolumenstrom
von 223 m 2 / h ausgelegt. Die Luft wird so
innerhalb von 2 Stunden einmal komplett
ausgetauscht.
Verwendung findet ein energetisch optimiertes
Lüftungsgerät mit einer elektrischen
Leistungsaufnahme von 90 W und
einem Wärmebereitstellungsgrad von 80
Prozent. Bei einem Verhältnis von zugeführter
elektrischer Energie zu rückgewonnener
Wärmeenergie von 1 zu 12,1 werden
mit 90 W im Mittel über die Heizpe -
riode 1.086 W Wärmeleistung vom Lüftungsgerät
zurückgewonnen. Über die gesamte
Betriebszeit, 01.10. bis 30.04., ergibt
sich also eine zurückgewonnene Wärme -
energie von 5.473 kWh.
Die anzusetzenden Werte, wie Jahresheizwärmebedarf,
Volumen, Flächen, A / V-
Verhältnis, interne und solare Gewinne sowie
U-Werte der Fenster sind in beiden betrachteten
Fällen identisch. Das untersuchte
Beispiel-Objekt unterscheidet sich nur in
zwei Dingen: Dämmung und kontrollierte
Wohnraumlüftung.
Eingesparte Brennstoffkosten,
Gas 0,04 € / kWh
Stromkosten für die Ventilatoren,
0,11 € / kWh
Kosteneinsparung durch
die Wärmerückgewinnung
218,92 €
- 49,89 €
169,03 €
Im Vergleich zur unkontrollierten, passiven
Fensterlüftung ergibt sich also eine
jährliche Einsparung von etwa 170 €, bei
einem Luftwechsel von 0,5. Ob sich bei der
Fensterlüftung ein Luftwechsel von 0,5 einstellt,
ist von einigen Faktoren, wie beispielsweise
Spaltbreite, Luftdruck außen,
Querlüftung (Durchzug), abhängig. Erhöht
sich der Luftwechsel bei Fensterlüftung auf
0,8, dann erhöht sich die Kosteneinsparung
durch kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung
um etwa 107 € auf 277 €
innerhalb einer Heizperiode.
Einsparungen durch
baulichen Wärmeschutz:
Einsparungen durch bauliche Wärmeschutzmaßnahmen
sind innerhalb des Wär me -
schutznachweises des Gebäudes möglich.
Beim Beispiel-Objekt kann die kontrollierte
Lüftung mit Wärmerückgewinnung (WRG)
laut Wärmeschutzverordnung 1995 auf die
Wärmedurchgangskoeffizienten der Bauteile
des Gebäudes angerechnet werden.
Die Unterschiede liegen in:
ohne WRG mit WRG
Abminderungsfaktor
1 0,52
Lüftungswärmebedarf
11.132 W 5.788 W
Transmissionswärmebedarf
10.462 W 15.806 W
U-Wert Dach 0,18 W / m 2 K 0,27 W / m 2 K
U-Wert
Außenwand
0,197 W / m 2 K 0,534 W / m 2 K
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FACHBEITRAG
ohne WRG mit WRG spez. Diff.-kosten ges. Diff.-kosten
Dämmung Außenwandfläche 18 cm 6 cm 21,00 € 3.459,00 €
Dämmung Dachfläche 18 + 8 cm 12 cm 20,45 € 2.324,00 €
Gesamte Differenz 5.783,00 €
Die Unterschiede zeigen sich deutlich in
den U-Werten für Dach und Wand. Die
WRG kommt mit einem preiswerten Standardaufbau
dieser Bauteile aus. Um den
preislichen Unterschied darzustellen, soll
hier auf die VDZ-Studie von Prof. Hauser
– Berechnungen zur künftigen Energieeinsparverordnung
– bezüglich der spezifischen
Differenzkosten zurückgegriffen werden.
Für die Außenwand wird ein Aufbau
gemäß üblichem Wärmedämmverbundsystem
mit entsprechender Dämmschichtdicke
und für das Dach ein übliches Pfettendach
mit Zwischensparrendämmung
an gesetzt.
Über die gesamte Betriebszeit (01.10.
bis 30.04.) betrachtet ergibt sich eine zurückgewonnene
Wärme von 5.473 kWh.
Die Differenzkosten von 5.783,00 € sind in
vollem Umfang der Wärmerückgewinnung
anzurechnen, denn diesen Investitionsbetrag
kompensiert die kontrollierte Lüftungsanlage
mit Wärmerückgewinnung mit ihren
energetischen Auswirkungen bei gleichem
Jahres-Heizwärmebedarf für das Bei -
spiel-Objekt.
Weitere Einsparung
durch Förderprogramme:
Informationen über aktuelle Förderprogramme
kann man im Internet unter
www.bmwi.de erhalten. Die Informationen
werden dort alle zwei Wochen aktualisiert.
Unabhängig von diesen Programmen
empfiehlt es sich immer, regionale und
kommunale Förderprogramme sowie auch
solche von den örtlichen Energieversorgern
in Anspruch zu nehmen.
Durch die aufgezeigte Mindestbetriebskosteneinsparung
von etwa 170 € bei den
derzeitigen Energiekosten ergibt sich bei
Investitionskosten für die Lüftungsanlage von
etwa 6.135 € keine wirtschaftliche Amor -
tisationszeit. Die Wartungskosten, Filterwechsel
(ca. 2x pro Jahr) – abhängig vom Standort
des Gebäudes – schlagen mit rund 51 €
zu Buche. Durch die Einsparungen am baulichen
Wärmeschutz des Gebäudes, für die
ausgeführte, betriebsfertige Beispielanlage
in Höhe von 5.783 €, ist die Anlage für die
kontrollierte Wohnraumlüftung über die
Investitionskosten des Gebäudes jedoch
schon so gut wie bezahlt. Durch die aktuellen
Förderprogramme kann dieses Verhältnis
nur noch besser werden. Diese Betrachtung
wurde beispielhaft für Massivbauten
durchgeführt. Für optimale Wandkonstruktionen
in Holzständerbauweise können
sich nied rigere Investitionskosten beim Gebäude
ergeben.
Diese Punkte, die einen Komfortgewinn
im Vergleich zu einem Haus oder einer
Wohnung ohne kontrollierte Wohnraumlüftung
mit WRG darstellen, sind als eine
höherwertige Gebäudeausstattung anzusehen,
was sicherlich zu einer weiteren positiven
Kaufentscheidung für das Haus / die
Wohnung mit einem solchen System führt.
Denn wie sinnvoll ist eine sehr gute Wärme -
dämmung und dichte Bauweise, wenn ein
unangenehmes Raumklima durch unzureichende
Lüftung entsteht und die damit
verbundenen hygienischen Probleme für
den Bewohner und das Gebäude eintreten
Die Sanierung einer durch Schimmelpilz
befallenen Wohnung kann leicht einige
tausend Euro an Kosten verursachen und
ein Wiederbefall nur schwer durch Änderung
des manuellen Lüftungsverhaltens
vermieden werden.
Alles spricht also für eine
kontrollierte Wohnraumlüftung
mit Wärmerückgewinnung
Menschen verbrauchen Sauerstoff und geben
Kohlendioxid an die Luft ab. Pro Stunde
können bis zu 75 Liter CO 2 und bis zu 175
Gramm Wasserdampf entstehen. Verbrauchte
Luft und Raumluftfeuchte werden nach
außen abgeführt, um ein gesundes Raumklima
zu gewährleisten.
Durch den Einsatz einer Lüftungsanlage
können die Beschwerden von Allergikern
deutlich gemildert werden, da Staub, Pollen
und andere Schwebestoffe nicht ins Haus
gelangen. Zudem erfolgt der Luftaustausch
so effektiv, dass gesundheitsschädliche
Schimmelpilze oder Stockflecken nicht entstehen
können. Wichtig für das mensch -
liche Wohlbefinden ist auch die Tatsache,
dass Außengeräusche, wie Straßen- oder
Eisenbahnlärm, nicht in die Wohnung dringen,
da bei der kontrollierten Wohnraumlüftung
keine durchgehenden Öffnungen
in den Wänden auftreten. Die Fenster bleiben
geschlossen. Gerüche sowie Dampf
aus Küche und Bad werden trotzdem ständig
kontrolliert abgeführt.
Der Feuchteschutz ist ein
zentraler Punkt bei der Vermeidung
von Schäden an Gebäuden
Jede Person gibt pro Tag etwa vier Liter
Feuchtigkeit an die Raumluft ab. Zusätzlich
kommen Feuchtebelastungen durch Küche,
Hauswirtschafts- und Sanitärräume hinzu.
Wird diese Feuchtigkeit nicht wirkungsvoll
nach außen abgeführt, schlägt sie sich
innerhalb der Räume nieder. Die Folgen
reichen von Schimmelbildung bis hin zu
massiven Gebäudeschäden. Durch die kontrollierte
Wohnraumlüftung wird die Abführung
der überschüssigen Feuchtigkeit
effizient gesteuert. Sie ist für moderne Nied -
rigenergiehäuser unverzichtbar und dient
neben der Optimierung des Raumklimas
auch dem dauerhaften Erhalt der Bausubstanz.
Neben Dämmmaßnahmen im Außenund
Innenbereich gewinnen energieeffiziente
Lüftungssysteme eine immer größere
Bedeutung. Bisher allerdings mit dem
Nachteil eines hohen Raumbedarfs, der
fast nur im Neubau zu realisieren war. In
Altbauten konnten die notwendigen Installationsebenen
für die größtenteils runden
Luftleitungen nur mit erheblichem
Aufwand und Einbußen in der Raumfläche
verwirklicht werden. Die vor allem bei vollwärmegedämmten
Gebäuden zwingend
notwendige kontrollierte Raumbelüftung
wurde damit nur selten effizient eingebaut.
Mit allen Nachteilen, die eine schlechte
Raumbelüftung mit sich bringt.
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Vorschau
Der nächste Beitrag zur kontrollierten
Wohnraumlüftung beschäftigt sich mit
der Technik energieeffizienter Lüftungssysteme
und deren wichtigste Komponenten.
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