Nicht nur mit Fenstern

Die meisten Menschen haben übrigens viel mehr positive Erfahrungen mit Lüftungsanlagen, als ihnen bewusst ist. Wer würde heute ein Auto kaufen, in dessen Betriebsanleitung steht "Beim Beschlagen der Fahrerscheibe bitte vorübergehend die Fahrertür öffnen" ? Sicher niemand. Jeder weiß zu schätzen, wie angenehm es im Winter im Auto ist, wenn man die Menge der zuströmenden Frischluft, ihre Temperatur und ihre räumliche Verteilung nach Bedarf einstellen kann und vielleicht sogar im heißen Sommer kühle Frischluft verfügbar hat. Dieser Komfort, den heute selbst der kleinste Kleinwagen hat, ist auch in jeder Wohnung und jedem Haus möglich. Ständig bedarfsgerecht frische Luft, keine Geruchs- und Feuchteproblem mehr, bis zu 80% Energieeinsparung durch Wärmerückgewinnung und all das vollautomatisch ohne manuelle "Lüftungsdisziplin", was will man mehr ?

Mit Wärmerückgewinnung

Moderne Wohnungslüftungsanlagen saugen verbrauchte Luft aus Küche, Bad und WC, also aus den Räumen mit den höchsten Geruchs- und Feuchtelasten über ein Rohrnetz ab. Diese warme Abluft wird durch einen Wärmetauscher geführt, in der sie ganz passiv ihre Wärme an die andersherum durchströmende kalte Frischluft überträgt. Nur durch die Abkühlung der Abluft wird die Frischluft erwärmt ohne dass dafür Heizenergie aufgewandt werden muss. Bei sehr effizienten Wärmetauschern mit 80-92% Wirkungsgrad wird so selbst minusgrädige Außenluft auf etwa +16°C vorerwärmt.

In Einfamilien und Reihenhäusern werden hoch effizienten Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung meist hausweise installiert. In Mehrfamilienhäusern kann man sie wahlweise wohnungsweise, traktweise oder zentral installieren. Die Entscheidung sollte anhand der Grundrisse und des zu erwartenden Installationsaufwandes getroffen werden. Gibt es nur ein zentrales Treppenhaus, um das sich alle Wohnungen gruppieren und sind alle Etagen grundrissgleich, bieten sich traktweise oder zentrale Anlagen an, wobei dann frühzeitig auch Brandschutzfragen zu klären sind. Sind große Gebäude innen stark untergliedert und haben sie keine grundrissgleichen Etagen, können wohnungsweise Anlagen vorteilhaft sein. In diesem Fall muss ein geeigneter Aufstellraum in der Wohnung vorhanden sein und die Akustik sorgfältig geplant werden und ist evtl. die Betriebsüberwachung und Wartung schwieriger.

Nur Abluftabsaugung

Zwischen traditioneller Fensterlüftung und moderner Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung gibt es auch Zwischenlösungen, die aber nur einen Teil des Nutzens und Komforts erbringen. Eine in KfW-70-Häusern oft zu findende Bauart sind zentrale Abluftanlagen ohne Wärmerückgewinnung. Sie saugen ebenfalls feuchte und geruchsbelastete Luft aus Küche, Bad und WC über ein Rohrnetz und einen zentralen Ventilator ab. Sie blasen diese aber nur fort, sodass die ganze darin enthaltene Wärme mit verloren geht. Frische Luft strömt in diese Häuser meist durch passive Außenwandöffnungen ohne Vorerwärmung nach. Diese Bauart benötigt nur halb so viel Kanalnetz. Sie kann eine ausreichende Feuchte- und Schadstoffabfuhr leisten, jedoch keine gut dosierbare Frischluftversorgung und auch keine nennenswerte Energieeinsparung. Denn die durch den Unterdruck der Absaugung nachströmende Frischluft verteilt sich nicht freiwillig bedarfsgerecht auf alle Zimmer. Vielmehr strömt in Räume auf der Winddruckseite des Hauses stets mehr Frischluft als in Räume auf der Windsogseite und in Häusern oder Wohnungen über mehrere Etagen strömt wegen des thermischen Auftriebs (Kamineffekt) in tief liegende Räume immer mehr kalte Luft ein als in Obergeschossräume. Auch kann die unvorgewärmt einströmende Luft eher unbehaglich sein, als vorgewärmte Luft aus einer Anlage mit Wärmerückgewinnung. Den Minderkosten dieser einfacheren Bauart steht deshalb auch erkennbar weniger Nutzen gegenüber.

Auslegung

Mit der Auslegung größerer Lüftungsanlagen sollte man erfahrene Fachplaner beauftragen. Vor allem, wenn über die Luft auch Heizwärme transportiert werden soll, müssen die nicht immer übereinstimmende Luft- und Wärmebedarf jedes Raumes gut durchdacht sein. Wohnräume mit großen Fensterflächen haben z.B. tags höheren Luftbedarf als nachts, jedoch auch mehr Solargewinne. Nachts hält sich dort niemand auf, doch geht über die typischerweise großen Fenster mehr Wärme verloren als in anderen Räumen, sodass mehr Wärmebedarf bestehen kann, wenn es morgens zum Frühstück warm sein soll. In Schlafräumen benötigen nachts z.B. zwei Menschen relativ viel Luft, aber nur wenig Wärme. Badezimmer liegen als Ablufträume strömungstechnisch am Ende des Luftwegs durch eine belüftete Wohnung, wo die Luft nur noch mittelwarm ankommt. Sollen sie trotzdem wärmer beheizt werden, als andere Räume, benötigen Sie neben der aus dem Flur überströmenden Luft noch eine extra Wärmequelle, zumindest für Kurzzeitbetrieb.

Auslegungshinweise für hygienisch sinnvolle Luftmengen enthalten neben den einschlägigen Normen das PHPP im Blatt "Lüftung" und die Güte- und Prüfbestimmungen des RAL Gütezeichens 965 für Niedrigenergie- und Passivhäuser in Abschnitt 3.5.  Übersichten über elektrische und thermische Effizienz von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung enthält das etwa jährlich neu aufgelegte "Bulletin Wohnungslüftung" des Europäischen Testzentrums für Wohnungslüftung TZWL in Dortmund.

Filter und Reinigung

Luft ist unser wichtigstes Lebensmittel. Zuluft-Kanalnetze sollten deshalb so gebaut werden, dass sie dauerhaft sehr sauber sind. Das verlangt gleich hinter der Außenluftansaugung einen leistungsfähigen  Filter, der auch gewartet werden muss und leicht zugänglich sein sollte. Ersatzfilter sollten preiswert und handelsüblich sein. Zuluftleitungen sollten für langfristig sichere Hygiene auf voller Länge inspizierbar und reinigungsfähig sein (Erfahrungsbericht). Kanäle mit sehr geringen Durchmessern, scharfen Kurvenführungen an Umlenkstücken oder mit später unzugänglichen Kanalabzweigungen erfüllen diese Anforderung teils nicht. Luftleitungen sollten auch aus strömungstechnischen und akustischen Gründen eher etwas größer als zu klein gebaut werden, denn dann entstehen weniger Strömungswiderstand und Strömungsgeräusche. Generell sollen Kanalnetze möglichst kurz und geradlinig sein, was voraussetzt, dass man schon früh in der Bauplanung diesen Aspekt berücksichtigt.

Effizienzkriterien

Die wichtigsten beiden energetischen Einzelanforderungen an Lüftungsanlagen mit WRG sind, dass der Wirkungsgrad der WRG wenigstens 75% betragen sollte und dass der Stromverbrauch für die Luftförderung nicht höher als 0,50 Wh/m³ (RAL-GZ) bzw. 0,45 Wh/m³ (PHPP) sein sollte. Dies erfordert in der Regel besonders sparsame Gleichstrommotoren in den Ventilatoren und ein strömungstechnisch gut geplantes Kanalnetz. Sehr effiziente Wärmetauscher erreichen heute Wirkungsgrade von 85-92%, sehr  effiziente Anlagen benötigen insgesamt nur 0,35 Wh/m³ Luftförderung.

Frostschutz / Erdwärmetauscher

Baut man hoch effiziente Gegenstrom-Wärmetauscher ein, kann es sehr kalten Winter zu einer Vereisung kommen, weil die Abluft bis unter den Gefrierpunkt abgekühlt wird und der in ihr enthaltene Wasserdampf nicht nur zu Kondenswasser auskondensiert  sondern dies auch noch gefriert. Dadurch kann der Wärmetauscher verstopfen und sogar beschädigt werden. Um dem vorzubeugen, sollten die Anlagen eine Ansaugluftvorwärmung bis etwa zum Gefrierpunkt haben. Diese kann mit Strom oder Heizwärme erfolgen, was aber Ressourcen verzehrt, oder mit Erdwärme, welche in diesem Temperaturbereich auch ohne Wärmepumpe warm genug ist. Die Nutzung von Erdwärme zur winterlichen Ansaugluftvorwärmung kann durch Luftkanal-Erdwärmetauscher oder durch Sole-Erdwärmetauscher erfolgen. Beim Luftkanal-Erdwärmetauscher wird die Luftansaugleitung selbst am Anfang ein Stück weit unter der Erde entlang geführt. Beim Sole-Erdwärmetauscher werden in der Erde Soleleitungen vergraben, und die erdwarme Sole überträgt ihre Wärme im Keller in einem Soleheizregister auf die vorbei strömende Luft. Beide Systeme eignen sich im Hochsommer auch zur Luftvorkühlung. Luftkanäle in der Erde, durch die das Lebensmittel Luft jahrzehntelang hygienisch einwandfrei strömen soll, müssen sorgfältig geplant sein und genauso gut inspizierbar und reinigungsfähig sein wie die Zuluftleitungen innerhalb des Hauses. Sole-Erdwärmetauscher haben hier weniger Probleme, da die vergrabene Sole-Erdleitung hygienisch irrelevant und der Sole-Luft-Wärmetauscher im Keller leicht zugänglich ist. Zudem sind sie besser regelbar.

Einspareffekte durch Lüftung

Wie stark der Heizwärmebedarf eines MFH verringert werden kann, wenn es statt Fensterlüftung eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung mit 60 % oder 80 % Tauscherwirkungsgrad hat, zeigt folgende Tabelle anhand des Beispielhauses aus Heimfeld für die vier Varianten in den vorigen Kapiteln erläuterten der sonstigen energetischen Bauausführung:

Kompaktheit

Wärmedämmung

Wärmebrückenfreiheit

Luftdichtes Bauen

Effizientes Lüften

Effizientes Heizen