Der (
Erd)
Luftbrunnen ist eine besondere Art von
Erdwärmetauscher und eine Weiterentwicklung des
richtigen Luftbrunnens. Wobei der Begriff "
Brunnen" darauf beruht, dass in dieser Einrichtung aufgrund der Kondensation warmer
Luft Wasser gewonnen werden kann. Der
Luftbrunnen ist keine neue Erfindung. Schon in der
Antike wurden
solche Systeme hauptsächlich zur
Kühlung von Gebäuden in den heißen
Ländern eingesetzt. Außerdem kann über diese Technologie aus der
Feuchtigkeit der
Luft Trinkwasser gewonnen werden.
Der hier angesprochene
Luftbrunnen ist vom Prinzip her eine
Außenluftansaugung durch ein
Kiesbett, der einer
kontrollierten Wohnungslüftung (KWL) vorgeschaltet wird. Bei der Anordnung des
Erdluftbrunnens ist darauf zu achten, dass möglichst keine Verunreinigungen (z. B. Autoabgase) in das
Kiesbett bzw. in die
Erdkanäle gelangen können. Deswegen sollte das
Ansaugbett nicht an einer Hauptverkehrsstraße oder wenigstens von der Hauptwindrichtung abgewendeten Seite angeordnet werden.
Im
Winter wird die sehr kalte Außenluft nicht direkt in das Gebäude geführt, sondern durch den
Luftbrunnen, wo z. B. –12 °C
kalte Außenluft auf über 0 °C,
vorerwärmt wird. Mit
Solarluftkollektoren wäre das nur bedingt möglich, da diese lediglich dann funktionieren, wenn im Winter die Sonne scheint.
Im
Sommer wirkt der
Luftbrunnen entgegengesetzt und sorgt für eine ökologische
Kühlung des Gebäudes, denn die warme
Außenluft (z. B. 30°C Außentemperatur) kommt mit ca. 16 °C Einströmtemperatur in die Anlage.
Durch die
natürlichen Filtermaterialien wie Kies, Sand und Erde befreit der
Luftbrunnen die
Außenluft kontinuierlich von Verunreinigungen wie Blütenpollen, Ozon und Bakterien. Die trockene
Außenluft wird im
Winter kontinuierlich
befeuchtet und im
Sommer entzieht der Naturfilter der teils sehr feuchten
Außenluft einen Teil der Feuchtigkeit (
Entfeuchtung).
1964 wurde von der Firma Rudolf Otto Meyer der
Erdluftbrunnen patentiert.
Aufbau und Funktion eines Luftbrunnens Für das Kiesbett wird möglichst nahe am Gebäude ein ca. 3 m tiefer und 1 bis max. 2 m breiter Graben ausgehoben. Die Länge des Kiesbettes wird nach dem zu fördernden Luftvolumen ausgelegt. Überschlägig rechnet man je 100 m³ zu beförderndes Luftvolumen mit 3 bis 5 m Länge (je nach Breite). Bei kleineren Luftvolumen sollte die Breit bei 1 m liegen.
Achtung: Bei den Ausschachtungsarbeiten sind die "Sicherheitshinweise für Baugruben und Gräben" bzw. "Böschungen, Verbau, Arbeitsraumbreiten nach DIN 4124" zu beachten.
Wichtig ist die die Größe der Kontaktfläche zum bestehenden Erdreich. Die Wände des Grabens werden mit einem Teichvlies (oder auch Straßenbauvlies) ausgekleidet, damit nur wenige Bodenpartikel eingespült und keine Wurzeln reinwachsen können. Die Drainagerohre werden auf der Sohle, die aus einer ca. 30 – 50 cm starke Kiesschüttung besteht, verlegt. Die Rohre werden in einen Schacht (Luftsammler) (alte Ausführung Betonringe; neue Ausführung ein spezieller Kunststoffschacht) geführt, über den die Lüftungsanlage die gefilterte und temperierte Außenluft ansaugt. Der Graben wird bis 10 bis 15 cm unter Geländeoberkante mit Kies und Ziegelbruch (verschiedene Steinarten mit verschiedenen Körnungen - 8/16 + 16/32) aufgefüllt. Das Kiesbett wir mit einem Straßenbauvlies abgedeckt und mit einem Gemisch aus Muttererde und Blähtonkügelchen, die aus der Hydrokultur bekannt sind, aufgefüllt. Hier wird jetzt eine Rasenfläche angelegt.
Bei dem Durchströmen durch das Kiesbett werden aus der
Außenluft Aerosole (Stäube, Pollen, Gase, Feuchtigkeit) ausgefiltert. Auch
Geruchsstoffe können eliminiert werden, was den Einsatz eines
Geruchsfilters (
Aktivkohlefilter) überflüssig macht.
Die durch das
Erdreich gefilterte, befeuchtete (Winterbetrieb) bzw. entfeuchtete (Sommerbetrieb)
Außenluft wird von dem
Ventilator eines Lüftungsgrätes aus dem
Sammelschacht angesaugt, noch einmal gefiltert (EU5) und durch einen
Plattenwärmetauscher (
Wärmerückgewinnung) geführt und über
Luftleitungen oder
Hohlraumböden mit aufgelegten
Fußbodenheizungen durch passende
Luftauslässe in die Räume geleitet. Bei den
Hohlraumböden bieten sich Bodenauslässe an, die die
Luft besonders gut dem Raum zuführen. Die Güte einer
Kontrollierten Wohnungslüftung hängt von der
Planung vor Beginn der
Arbeiten ab.
Aber
Achtung!
Ein
Luftbrunnen ist
nicht überall oder nur mit besonderen evtl. aufwendigen Maßnahmen durchführbar.
- So muss ein niedriger Oberflächenwasserspiegel mit ca.
3,5 m unter Geländeoberkante (GOK) und ein sickerfähiger Boden vorhanden
sein. Bei starken Oberflächenwasserschwankungen kann durch eine zweite
Drainage unterhalb der Luftdrainage das Oberflächenwasser abgeleitet
werden und mit einer Supfpumpe aus dem Schacht entfernt werden. Diese
Pumpe kann auch für Reinigungszwecke (Regenieren des Kiesbettes)
sinnvoll sein.
- In bindigen Böden (Lehm, Ton), bei denen das Regenwasser nicht oder nur sehr langsam versickert, ist der Einbau eines Luftbrunnens nicht möglich oder nur mit einer Supfpumpe möglich.
- Bei einer hohen Radonbelastung des Erdreiches ist die Umsetzung eines Luftbrunnens nicht möglich bzw. schwierig (aber nicht unmöglich).
Da in
Gegenden (Nordseeküste, Flussauen) mit
hohem Oberflächenwasserstand keine
Luftbrunnen eingesetzt werden können, laufen Versuche, den
Luftbrunnen in einen
Erdhügel (Warft) bzw.
Erdwall zu integrieren.
Vor dem
Bau eines
Luftbrunnens sollte
überprüft werden, wie es mit dem
Radon im Erdreich aussieht. Ein Nachteil des
Luftbrunnens ist, dass er
Radon ansaugen kann.
Radon ist ein
radioaktives Gas, das im Boden entsteht. Nach der jeweiligen Wohngegend (
Radonkarte) ist
Radon mehr oder weniger stark vorhanden. Da
Radon Lungenkrebs auslösen kann, darf es nicht direkt ins Haus gefördert werden.
In solchen Fällen wird der
Luftbrunnen mit
Teichfolie ausgekleidet und ein
Siphon verhindert, dass
Radon aus dem Boden angesaugt wird. Dadurch ist der Betrieb eines
Luftbrunnens auch in einem
Radongebiet möglich. Bei hoher
Radonbelastung sollte auf jeden Fall ein Fachmann zu Rate gezogen werden.
Aber Vorsicht, der Luftbrunnen war von der Firma ELKA patentrechtlich geschützt und darf von Firmen nur in Lizenz gebaut werden. (Da die Firma ELKA Innotec AG nicht mehr exestiert, kann ich die Rechtslage nicht beurteilen). Eine Eigenkonstruktion auf eigenem Grundstück unterliegt eigentlich nicht dem Patentrecht. Das heißt, dass solche Brunnen nicht von Firmen als Gesamtleistung angeboten werden dürfen. Aber hier sollte sich jeder Interessierte vor dem Bau selber informieren.
Das Patent ist inzwischen ausgelaufen!
Bei einem
Luftbrunnen mit adiabater Befeuchtung sind die
Rohre im Erdreich mit 1% Gefälle zum Schacht in Strömungsrichtung der
Luft zu verlegt. Am tiefsten Punkt ist eine Entwässerung (Kondensatpumpe oder Drainage) vorzusehen.
Im
zweiten Schacht des
Luftbrunnens wird
Grundwasser in solcher Menge eingedüst (adiabater Befeuchtung), dass die
Luft am Austritt dieses Schachtes die
Grundwassertemperatur annimmt. Dies bedeutet im Sommer und im Winter 12-15 °C. Die
Regelung erfolgt so, dass Die Eintrittstemperatur in den
Luftwäscherschacht wird gemessen und mit der Austrittstemperatur nach dem
Luftwäscher verglichen und entsprechend geregelt. Wenn zur Konditionierung im
Luftbrunnen noch eine weitere Kühlung oder Vorwärmung nötig ist, so wird die
Grundwassereindüsung und die Sumpfpumpe im Schacht entsprechend zugeschaltet.
Der
richtige Luftbrunnen ist keine neue Erfindung. Schon in der
Antike wurden solche Systeme hauptsächlich zur Kühlung von Gebäuden in den heißen Gegenden eingesetzt. Außerdem kann über diese Technologie aus der Feuchtigkeit der
Luft Trinkwasser gewonnen werden.
Luftbrunnen, ein kühles Gewölbe unter der Erde, in welchem die von außen hinein geleitete warme
Luft ihre
Wassertheile in Dünste verwandelt und als Tropfen an den Wänden
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