Kontrollierte Wohnungslüftung

Auch die Luft ist, wie das Trinkwasser, ein Lebensmittel. Nur wird die Problematik der Schadstoffbelastung der Luft in Innenräumen, vor allen Dingen in privaten Räumen, wenig bis überhaupt nicht diskutiert. Für die Qualität der Außenluft gibt es umfassende Regeln (z.B. TA-Luft), aber für die Raumluft werden immer noch Empfehlungs- und Beurteilungsmaßstäbe erarbeitet. Dabei gibt es in der Innenluft viele gesundheitsschädigenden Luftschadstoffe (bis zu 2.500), für die keine oder wenige Grenz- bzw. Höchstwerte existieren.

Wenn man Glück hat, dann werden die Luftvolumenströme, Temperaturen und Luftgeschwindigkeiten gemessen. Die Luftqualität wird in den meisten Fällen überhaupt nicht beachtet, denn es stehen bei der kontrollierten Wohnungslüftung (KWL) nur die Außenluftwechselzahlen im Vordergrund, egal welche Qualität die Außen- und Innenluft hat. Der Einsatz von Mischluftsensoren ist eher eine Seltenheit. Das gilt auch für die Luftbehandlung und die Sauerstoffaktivierung.

Die  Thermodynamik, Aerodynamik, Luftzusammensetzung (O₂, CO₂, N₂ ) und Luftfeuchte sind einfach zu messen und können für den Innenraum gut optimiert werden, aber die chemischen und biologischen Lasten, die Stäube und Partikel und die Elektrostatik werden wenig oder überhaupt nicht beachtet. Die Schadstoffe in der Außenluft, z. B. Treibhausgas (Methan), Grobstäube (Dunstglocken, Smog) und lungengängige Feinststäube aus der Verbrennung von Öl und Holz, die auch durch Filter (F9) nicht aufgehalten werden, kommen unbeachtet in das Gebäude. Ein weiterer Schadstoff kann  Radongas sein.

Neuerdings kann eine "Künstliche Nase" eingesetzt werden.

Kontrollierte Wohnungslüftungen können in zentraler oder dezentraler Bauart ausgeführt werden. Welche Bauart in dem jeweiligen Gebäude eingesetzt wird, müssen der Planer und der Bauherr nach Abwägung der örtlichen Gegebenheiten und dem Vergleich der beiden Systeme entscheiden.

Jeder Bauherr, der sich überlegt, eine kontrollierte Wohnungslüftung einzubauen, sollte sich über den Grund bzw. die Gründe der der Anschaffung im Klaren sein, denn danach wird festgelegt, was "kontrolliert" werden soll. Diese sind zum Beispiel

• ein Fensterlüftungsersatz (Fenster an einer Hauptverkehrsstraße, Fenster nur auf einer Hausseite, keine Zeit zum Lüften)
• eine Schallabschottung
• die Reinheit der Luft
• eine Allergieabwendung
• die Luftfeuchte (zu trocken/zu feucht)
• der CO₂-Gehalt der Raumluft
• die Bausubstanzerhaltung
• eine WRG
• aber auch DIN-Normen oder gesetzliche Vorschriften (DIN 1946-6, DIN EN 13779/15251, TA-Luft, EnEV)

Dichte Gebäude sind eine Voraussetzung für eine kontrollierte Wohnungslüftung (KWL) Da die Räume eines Gebäudes ein Bestandteil (Kanal zwische Zu- und Abluftdurchlass) einer funktionierenden raumlufttechnischen Anlage sind, ist es auch bei der Gebäudehülle genauso wichtig wie bei den Lüftungskanälen bzw. Luftleitungen, die Dichtheit zu prüfen. Viele, auch Fachleute, können sich nur schwer vorstellen, welche großen Luftmengen bei geringen Druckunterschieden durch schmale Spalte oder Fugen strömen können (Infiltration – Exfiltration). So können bei einem Druckunterschied von 50 Pascal (Winddruck bei Windstärke 4 bis 5 Bft) durch die Fugen einer Dampfbremsfolie im Dachbereich, deren Stöße nur überlappt und nicht verklebt sind, runde 80 m³ je m² Dachfläche und Stunde durchkommen. Aber auch Tür- und Fensterfugen führen zu unkontrollierten Luftströmungen, die dann Probleme bereiten, so z. B. Schimmel, Bauschäden, bei starkem Wind unbehagliche Zugerscheinungen und „Kaltluftseen“, die das Gefühl von Fußkälte verursachen.

Die Dichtheit eines Gebäudes mit dem Blower-Door- Messverfahren nach der DIN 13 829 - 2001-02 (Verfahren A - Gebäude im Nutzungszustand oder Verfahren B - Prüfung der Gebäudehülle) festgestellt.

Das Herzstück einer kontrollierten Wohnungslüftung ist das Lüftungsgerät (Zentralgerät). Diese besteht aus Ventilatoren für Fort- und Außenluft und Wärmerückgewinnung (Gegenstrom- oder Rotationswärmetauscher), Filtereinheiten, einem Steuergerät (Regelung) und den Anschlussstutzen für Außen-, Fort-, Zu- und Abluft.

Bei den meisten kontrollierten Wohnungslüftungen wird ein Wärmerückgewinnungssystem eingesetzt, bei dem die Zu- und Abluft im Lüftungsgerät, getrennt von hauchdünnen Blechen oder Kunststofffolien, im Wärmetauscher aneinander vorbei strömen. Bei etwa quadratischen Plattenstapeln (Kreuzstromwärmetauscher) lassen sich dabei etwa 60 % und bei langgezogen (Kreuzgegenstromwärmetauscher) über 80 % der in der Abluft enthaltenen Wärme auf die Zuluft übertragen. Wichtig ist, dass die kalten Teile des Kanalsystems zwischen dem Lüftungsgerät und der Außenwand möglichst kurz und gut gedämmt sind. Sonst entstehen Schwitzwasser und unnötige Wärmeverluste.

Diese Anlagen sind die einfachste Art einer zentralen raumlufttechnischen Anlage.

Noch einen Schritt weiter geht das so genannte "Kompaktaggregat", das für die Wärmeversorgung von Passivhäusern eingesetzt werden kann. Die Abluft, die den Wärmetauscher verlässt, wird durch eine Kleinstwärmepumpe noch weiter heruntergekühlt. Die dabei gewonnene Wärme wird zur Beheizung des Gebäudes und zur Erwärmung des Trinkwassers eingesetzt.

Der Einsatz dieser Technik zur Raumheizung ergibt jedoch nur Sinn, wenn folgende Bedinungen erfüllt sind:

• Der Wärmebedarf des Gebäudes muss durch optimale Dämmung, Einsatz von Dreischeibenglas und die Ausnutzung solarer Gewinne minimiert sein (Passivhaus bzw. KfW-40-Haus).
• Die Temperatur der von der Anlage angesaugten Luft sollte durch einen Erdwärmetauscher oder Luftbrunnen angehoben werden. Anderfalls könnte die Wärmepumpe bei Frost vereisen.
• Um die von der Wärmepumpe aufzubringenden Energiemenge möglichst klein zu halten, sollte zumindest für die Warmwasserbereitung eine thermische Solaranlage installiert sein. Besser ist eine Solaranlage mit größerer Kollektorfläche, die auch die Heizung mit unterstützt.

Bauteile einer KWL

Neben dem Zentralgerät mit Ventilatoren für Fort- und Außenluft und Wärmerückgewinnung (Gegenstrom- oder Rotationswärmetauscher besteht eine zentrale Anlage außerdem aus

• Luftfilter
  
• Verteiler
• Luftleitungen bzw. Kanäle
• Befestigungen (Luftleitungen und Kanäle)
• Luftdurchlass (evtl. selbstregelnd)
•  Lufteinlässe
• Volumenstromregler
•  evtl. Telefonieschalldämpfer
• Combi-Turm (Außen- und Fortluft)
• Außenluftansaugeinheit
• Fortlufteinheit
• Sommer-Bypass
• Luftklappen
• Mischluftkammer
• Überströmluftdurchlass
• Aktivkohlefilter
• Vor- und Nachheizregister
• Kanaltemperaturfühler
• Kondensatableitung

Eine Lüftungsanlage kann jederzeit durch die Fensterlüftung ersetzt werden. Dies ist aber nicht notwendig, weil statt des Fenstergriffes jetzt ein Schalter bedient wird, mit dem der Anlagenbetrieb eingestellt wird. Üblich sind die Ein- und Ausschaltung, sowie eine Auswahl zwischen den Leistungsstufen:

• Partystellung (Volllast)
• Normal (bei Anwesenheit)
• Grundlüftung (bei Abwesenheit der Bewohner)

Einige Anlagen enthalten auch Sensoren, die eine automatische Anpassung der Luftmenge an die jeweiligen Anforderungen ermöglichen. Üblich sind Feuchtefühler sowie Sensoren, die auf Kohlendioxyd oder Kohlenwasserstoffe (VOC) reagieren.

Im Sommer kann der Nutzer entscheiden, ob er die Anlage verwendet, um Umgebungsgeräusche bzw. Blütenpollen draußen zu halten. In diesem Fall wird der Wärmetauscher mit einem Bypass überbrückt und die Anlage beschränkt sich auf die Luftförderung. Aber auch eine passive Kühlung mit kalter Nachtluft, über Erdwärmetauscher oder Luftbrunnen ist möglich.

Viele Betreiber schalten jedoch die Anlage außerhalb der Heizperiode ganz ab und lüften stromsparend über die Fenster.

Eine kontrollierten Wohnungslüftung ist keine Klimaanlage. Den Wohnräumen wird ausschließlich Außenluft zugeführt und die verbrauchte Luft als Fortluft abgeführt. Eine Umluft- oder Mischluftbetrieb oder eine Luftbehandlung (Befeuchtung, Kühlung) findet nicht statt. Sollte die Luft während der Heizperiode zu trocken sein, kann  Wasserdampf maßvoll zugegeben werden. Aber auch eine Befeuchtung über Zimmerpflanzen, feuchte Wäsche oder einen Raumluftbefeuchter ist machbar. Durch die Lüftungsanlage ist die Einhaltung der relativen Luftfeuchte im Behaligkeitsbereich ohne Probleme einstellbar.

Eine mechanische Lüftung (KWL) kann nur dann funktionieren, wenn während des Betriebes die Fenster und Außentüren geschlossen sind. Wer das Lüften mit einer KWL nicht gewohnt ist, sollte auf jedem Fall die Fenster und Türen mit Kontaktschalter versehen, die offene Fenster bzw. Türen melden und die Lüftung und evtl. auch die Heizkreise abschalten.

Für ein einwandfreies Funktionieren einer Lüftungsanlage müssen die Volumenströme richtig eingestellt werden, d. h. jeder Luftauslass soll nur die Luftmenge bekommen, die der Kanalnetzberechnung entspricht. Außerdem ist ein Pneumatischer Abgleich (PA) nicht nur nach der Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB) Teil C – ATV DIN 18379 vorgeschrieben, sondern auch Grundvoraussetzung für eine effizient arbeitende Anlage. Natürlich gehört diese Leistung in den Rahmen der Einregulierungsarbeiten nach Fertigstellung der Anlage. Über die Einregulierung muss ein Inbetriebnahmeprotokoll ausgefertigt werden.

Um die Luftqualität oder das Vorhandensein schädlicher Gase festzustellen, kann ein Mischgassensor eingesetzt werden. Dieser Sensor misst die Gesamtkonzentration einer Vielzahl von Gasen (Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Zigarettenrauch, Möbelausdünstungen, Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Benzole, Ester). Deswegen wird er auch Luftqualität- oder VOC-Sensor (Volatile organic compounds - flüchtige organische Substanzen) genannt.

Um das Einsaugen von schädlichen Gasen in eine „Kontrollierte Wohnungslüftung“ von Außen zu unterbinden, kann dieser Sensor eingesetzt werden. Auch in RLT-Anlagen mit Umluftbetrieb kann der Sensor nützlich sein.

In vielen Häusern mit einer kontrollierten Wohnungslüftung (KWL) wird immer häufiger bemängelt, dass die Luftfeuchtigkeit in den Räumen zu niedrig ist. Wenn dieses Problem nicht nurch die Veränderung des Luftwechsels zu beseitigen ist, dann muss eine technische Lösung gefunden werden.
Eine kompakte Luftbehandlungseinheit nach dem Verdunstungsprinzip kann eine konstante und für den Nutzer optimale Luftfeuchte sicherstellen. In der Regel arbeiten derartige Geräte auch sehr leise. Sinnvoll ist eine Einstellung zwischen 40 % bis 65 % relativer Feuchte (je nach Raumtemperatur).

In der Befeuchterwanne ist ein Rotationslamellenverdunster eintaucht. Der Füllstand wird automatisch über einen Schwimmerschalter und durch einen zusätzlichen mechanischen Überlauf begrenzt. Das Wasser wird über Trinkwassernetz zugeführt. Die Erwärmung der Luft zum Aufbringen der Verdunstungsenergie, erfolgt über ein integriertes Wasserheizregister oder über ein integriertes PTC-Elektroheizregister. Dadurch wird die Luft nicht abgekühlt.

Durch die integrierte elektronische Steuer- und Regelungseinheit wird der Befeuchtungsprozess überwacht und die Betriebsmeldungen visualisiert. Am Bedienfeld, das in der Gehäusefront integriert ist, werden die Nutzereinstellungen vorgenommen.

Eine ständig arbeitende und automatisch überwachte UVC-Desinfektion, sowie durch zeitlich gesteuertes Austauschen des Wassers, wird die Bildung von Keimen und Bakterien wirksam verhindert. Eine Umkehrosmoseeinheit, die in der Wasserzuleitung integriert ist, schützt vor Verkalkung. Der erforderliche Wasserwechsel wird in Abhängigkeit der einzustellenden Wasserhärte und der Verdunstungsleistung automatisch durchgeführt.
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Besonders in Wohngebieten mit vielen Holzheizungen kommt es immer wieder zu Geruchsbelästigungen, die von falsch beheizten oder alten Holzheizungen ausgehen. Diese "Duftstoffe" werden auch über die Außenluft angesaugt. Um sie nicht ins Haus zu ziehen, können Aktivkohlefilter eingebaut werden, die schädliche oder unerwünschte gas- und dampfförmigeVerunreinigungen der Luft adsorbieren. Dieses Filters werden in den Außenluftanschluss (Ansaugstutzen) einer kontrollierten Wohnungslüftung (KWL) oder dezentralen Lüftung eingebaut.

Dezentrale Anlagen können nur für einen Raum oder auch für eine Wohneinheit eingesetzt werden. Sie unterscheiden sich dadurch, dass bei diesen Anlagen kein Zentralgerät und keine Lüftungskanäle benötigt sind.

Einzelraumgeräte werden in die Fensterbrüstung (Ventilatorkonvektoren) oder in die Außenwand eingebaut. Diese Gerät führen dem Raum gefilterte Außenluft zu, die über einen Wärmerückgewinnungwärmetauscher von der Fortluft vorgewärmt wird.

•  Bei einigen Geräten - Schall (vom Gerät bzw. von Außen)
•  Mangelhafte Raumdurchströmung
•  Positionsmöglichkeit der Außenluftfassung kaum wählbar
•  Kondensatablauf pro Raum
•  Höherer Wartungsaufwand
•  Luftmengen bzw. Lüftungsverluste höher als bei wohnungsweiser Lösung
• Höherer Strombedarf (mehr Geräte und höherer Luftwechsel)

Das Schalldämm-Volumenstrom-Element kann zwei Aufgaben in der kontrollierten Wohnungslüftung (KWL) erfüllen.

Mit den Elementen kann der Volumenstrom im Kanal- bzw. Rohrleitungssystem abgestimmt werden. Außerdem wird über die richtige Auswahl der Elemente der Schallpegel reduziert werden. Hierdurch werden Ventilator- und Strömungsgeräusche durch Absorption gemindert. Die Schallpegelminderung wird durch mehrere hintereinander eingesetzte Elemente erreicht. So bewirken z. B. zwei Elemente eine Verdopplung der Einfügungsdämmung.

Über die Herstellerdiagramme kann das passende Element ausgewählt werden.