Wozu Lüftungsanlagen im Wohnbau?

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1 Dialog Gebäudeenergieeffizienz Lüftungsanlagen: zwischen Theorie und Praxis Empfehlungen für kostengünstige und energieeffiziente Lüftungsanlagen Referent: Oliver Kah Passivhaus Institut Sehr geehrte Teilnehmer, im Folgenden finden Sie den vollständigen Foliensatz zu o.g. Thema. Die Inhalte sind im Wesentlichen dem Protokollband Kostengünstige Lüftungslösungen im Wohnungsbau entnommen. Wenn Sie vertiefende Informationen zum Thema wünschen, bietet die Publikation einen Überblick zu Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung ( Wenn Sie Fragen zu einzelnen Folien haben, können Sie sich gerne auch direkt an mich wenden. Außerdem habe ich am Ende des Vortrags noch zwei Folien zu unserer Datenbank zu passivhausgeeigneten Produkten und zu unserem Fortbildungsangebot ergänzt. Ich wünsche Ihnen für Ihre weitere Arbeit weiterhin viel Erfolg. Mit besten Grüße Oliver Kah Wozu Lüftungsanlagen im Wohnbau? Durchschnittlich ca. 90% der Tageszeit in Innenräumen Gute Raumluftqualität wesentlich für Wohlbefinden / Gesundheit Hauptaufgabe: Erneuerung der Raumluft Luftfeuchte begrenzen / Schimmelwachstum vermeiden Schadstoffkonzentrationen / -anreicherung vermeiden Geruchsbelästigung begrenzen bei Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung: Heizenergie- Einsparung durch Reduktion der Lüftungswärmeverlusten 1

2 Luftqualität Kein Luftaustausch: Zunahme der CO 2 -Konzentration durch eine physisch nicht tätige Person Grenzwert 1000 ppm gemäß Pettenkoffer Quelle: BDH Luftqualität Messung in Wohnung mit kontrollierter Lüftung mit WRG Quelle: CEPHEUS 2

3 Energieeinsparung Erhebliches Einsparpotential durch kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung Einsparung Lüftungswärmeverluste Hilfsenergie Abluft Primärenergiebedarf [kwh/(m²a)] Netto Einsparung Netto Einsparung Netto Einsparung Außenluft -5 geringe WRG mäßige WRG effiziente WRG -10 η WRG = 65% η WRG = 75% η WRG = 90% Annahme: Luftwechsel 0,4 h-1, Standort Frankfurt, Pel,spez. 0,40 W/(h/m³) Energieeinsparung Erhebliches Einsparpotential durch kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung Jahresarbeitszahl größer 10 ist möglich Praxisbeispiel: Messung in Passivhaus-Reihenhaus-Siedlung belegt Jahresarbeitszahl von 16,5 je kwh Strom werden 16,5 kwh Wärme zurückgewonnen! Zum Vgl. JAZ von Wärmepumpen: 2,5 6 Weitere Informationen zur PH-Siedlung onsberg/01_hannover_kronsberg.htm 3

4 Kontrollierte Lüftung mit WRG hat viele Vorteile kontrollierte Wohnungslüftung ermöglicht: eine Reduzierung der Energiekosten, eine Verbesserung der Luftqualität, Schutz vor Bauschäden, eine Erhöhung des Komforts Behagliche Raumluftfeuchten gesundheitliche Beeinträchtigung bei zu hoher oder zu geringer Feuchte, insbesondere für Haut und Atemwege Schimmel bei zu hoher Feuchte optimaler Bereich 35-55% relative Feuchte Grafik: [PHI, Pfluger] nach Leusden; Freymark: Darstellungen der Raumbehaglichkeit für den einfachen praktischen Gebrauch, Gesundheitsingenieur 72 (1951) Heft 16 4

5 Vorsicht mit den Luftmengen DIN Lüftung von Wohnungen : Beispiel 130 m² Wohnung: 155 m³/h (Nennlüftung) Folge von zu hohem Luftaustausch trockene Raumluft in der Heizperiode Empfehlung für Zuluft: 20 bis 30 m³/h/person verteilt auf ganze Wohnung, nicht je Raum Regelbarkeit / Lüftungskonzepte Vorsicht mit den Luftmengen Beispiel: ÖNORM H 6038, Ausgabe Tabelle 3 Schlafraum 25 m³/h pro Perso bzw. 20 m³/h pro Person falls keine luftqualitätsabhängi Betriebsweise Empfehlung: Betrieb mit an Nutzung (Feuchtequellen) angepassten Luftmengen Quelle: Pfluger, Universität Innsbruck 5

6 Anlagenkonzepte: Zu- und Abluftanlage mit WRG 7 Filter 6 1 Charakterisierung: Zentral angeordnetes Lüftungsgerät mit Ventilatoren und Wärmerückgewinnung Zu- und Abluft über getrennte Kanäle geführt T > 17 C wesentliche Komponenten: 1. Lüftungsgerät mit Ventilatoren, Steuerung, WRG, Filter 2. Kanalnetz mit Schalldämpfern 3. Zuluftventile 4. Abluftventile 5. Überströmöffnungen 6. Fortluftauslass 7. Außenlufteinlass Empfehlung für Wohnungslüftungsgeräte Behaglich, leise und hygienisch Behagliche Zulufttemperaturen (immer > 16,5 C), kleine Strömungsgeschwindigkeiten Schallschutz: max (!) 25 db(a) im Wohnraum Raumlufthygiene (AU-Filter F7) Frostschutz 6

7 Empfehlung für Wohnungslüftungsgeräte energieeffizient Effizienzkriterium Wärme: η WRG > 75 % Effizienzkriterium Strom: maximal 0,45 Wh/m³ Luftdichtheit und Wärmedämmung Abgleich: Balance Außenluft / Fortluft und Regelbarkeit (70/100/130 %) Lüftung mit WRG: Balancierte Massenströme! Lüftungswärmeverluste [kwh/m²a] [LWV_LART.XLS] Lüftungswärmeverluste als Funktion der Disbalance von Zu- und Abluftmassenströmen n 50=0,5 1/h, LWR=0,5 1/h Freie Infiltration Erzwungene Infiltration WT mit WRG 80% balancierter Anteil der Massenströme [%] ebök

8 Weitere Anforderung für Wohnungslüftung Alle Räume in Konzept einbinden Einfache Bedienung Einfache Lösungen Foto: Passivhaus- Dienstleistung GmbH Kostengünstige Lösungen Luftverteilung innerhalb der Wohnung Foto: inplan 8

9 Luftverteilung innerhalb der Wohnung: Prinzip der Kaskadenlüftung Gerichtete Durchströmung Zuluftzone Zuluftventil Überströmzone Kanalverteilung Abluftzone Abluftventil Wohnraum Schlafzimmer Kinderzimmer Arbeitszimmer Flur Küche Bad WC HWR Überströmöffnungen Luftverteilung innerhalb der Wohnung Optimierung des Luftkanalnetzes (Neubau) WZ Küche Problem: Kreuzungspunkt der Luftleitung Lange Luftleitungen SZ SZ Bad 9

10 Luftverteilung innerhalb der Wohnung Optimierung des Luftkanalnetzes (Neubau) WZ Küche Optimierung: Abstimmung der Grundrissplanung Weitwurfventile SZ SZ Bad Küche Bad WZ SZ SZ Luftverteilung innerhalb der Wohnung Beispiel MFH Kassel / 3-Zimmerwohnung Dach-Lüftungszentrale Vertikalverteilung im Schacht Zuluft- und Abluftkanalnetz platzsparend in der abgehängten Decke flexible Schalldämpfer gebogen (vermeidet Formteile) Zuluftventile mit Weitwurfdüsen in den Türstürzen Entwurf Lüftung: Innovatec, Kassel 10

11 Luftverteilung innerhalb der Wohnung Vereinfachung durch vorgefertigte Produkte Quelle: Bring air excellent Quellen: HEINEMANN GmbH etc. Luftverteilung innerhalb der Wohnung Vereinfachung durch leicht integrierbare Luftleitungen Vereinfachung der Integration der Luftverteilung von Zu- und Abluftanlagen mit WRG im Wohnbau : Leicht integrierbare Luftleitungen Quelle: ValloFlex RENO, Heinemann Quelle: Wise Apartment, Swegon 11

12 Luftverteilung innerhalb der Wohnung Prinzip der erweiterten Kaskadenlüftung Grafik Passivhaus Institut Quelle: Elisabeth Sibille, Universität Innsbruck Luftverteilung innerhalb der Wohnung Prinzip der erweiterten Kaskadenlüftung: Beispiele Ja! Ja, aber Quelle: Elisabeth Sibille, Universität Innsbruck Projekt Doppelnutzen (FFG-Projekt, abgeschl.) Tool zur Kaskadenlüftung Grafik Passivhaus Institut 12

13 Luftverteilung innerhalb der Wohnung Lüftungskonzept: Beispiel aktiver Überströmer In Bestandswohnungen sind einzelne Räume z.t. nur mit hohem Aufwand zu erschließen. Vereinfachung der Integration der Luftverteilung von Zu- und Abluftanlagen mit WRG im Wohnbau durch aktive Überströmer Auslobung eines Ideenwettbewerbs der Stadt Zürich Quelle: Quelle: Heinrich Huber, Fachhochschule Nordwestschweiz Luftverteilung innerhalb der Wohnung Lüftungskonzept: Beispiel aktiver Überströmer Vereinfachung der Integration der Luftverteilung von Zu- und Abluftanlagen mit WRG im Wohnbau (z.b. in Sanierung): Quelle: Erich Keller AG Erste Produkte verfügbar Positive Erfahrungen: Stadt Zürich, Neue Heimat Tirol (Innsbruck), Fertighaushersteller 13

14 Lüftungskonzept: Zentral oder dezentral? Dezentrale (wohnungsweise) Lüftungskonzepte Nachteil Vorteil Platzbedarf der Geräte in den Wohnungen mehr einzelne Geräte = höherer Wartungsaufwand Zugänglichkeit für Wartung und Reparatur erschwert Vielzahl an Außen- und Fortluftöffnungen in der Fassade Schallemission in der Wohnung Kondensatablauf Brandschutz und Kaltrauchschutz zwischen den Wohnungen Keine Vertikalverteilung (Steigschächte) erforderlich Verringerter Aufwand für Kanalnetz Verringerter Planungsaufwand Kein Haustechnikraum im Gebäude erforderlich 14

15 Wohnungsweise Konzepte: Geräteanordnung möglichst an Außenwand! Fort- und Außenluftkanal sind kalt Kurze kalte Kanäle verringert Wärmeverlust Spart aufwendige dampfdiffusionsdichte Dämmung von Au- / Fo - kanal Wohnungsweise Konzepte: Energetischer Einfluss der Geräteanordnung Anordnung direkt an der Außenwand Länge der kalten Leitung je 0,9 m Anordnung im Wohnungsgrundriss Länge der kalten Leitung je 4,20 m Quelle: AkkP 50 15

16 Einfluss der Au/Fo-Luftleitung: Einrechnung in effektiven Wärmebereitstellungsgrad effektiver Wärmebereitstellungsgrad 100.0% 95.0% 90.0% 85.0% 80.0% 75.0% Länge der Au/Fo Leitung je 4,20m - 6,2%-Pkt. - 3,7%-Pkt. Länge der Au/Fo-Leitung je 0,90 m - 0,8%-Pkt. Lüftungsgerät mit η WRG = 85% 70.0% Au/Fo "lang" Au/Fo "lang" Au/Fo "kurz" WD: 40 mm (040) WD: 100 mm (040) WD: 100 mm (040) 4.2 m 4.2 m 0.9 m Wohnungsweise Konzepte: Wartungsfreundliche Geräteanordnung Tecalor TVZ 100 PLUS Nilan Comfort CT150 Deckengerät mit Revisionsöffnung zur Seite Zugänglichkeit des Gerätes muss mit Bauart konform sein Paul Climos F 200 Deckengerät mit Revisionsöffnung nach unten Quelle: AkkP 50 16

17 Wohnungsweise Konzepte: Fassadenintegrierte Lüftungsgeräte Das Lüftungsgerät in der Fassade das wäre doch schön! Wandintegration Kein Fort-/ Außenluftkanal erforderlich Wetterschutzgitter etc. enthalten LiLu Foto Michael Tribus Architecture Wohnungsweise Konzepte: Fassadenintegrierte Lüftungsgeräte Beispiel blumartin FreeAir100 Luftleistung bis 30 m³/h (bis 50 m³/h Bedarfslüftung) Schalldruckpegel im Raum 25 db(a) (37 db(a)) Wärmebereitstellungsgrad > 85% 17

18 Beispiel Zehnder ComfoAir 70 Luftstrom bis 60m³/h Wohnungsweise Konzepte: Fassadenintegrierte Lüftungsgeräte Anlagenkonzepte: Einzelraumlüftung mit WRG?? keine Zonierung Belüftung innen liegender Räume? Sonderfall bei Altbausanierung Charakterisierung: Dezentrale angeordnete Lüftungsanlagen je Raum mit Ventilatoren und Wärmerückgewinnung Zu- / Abluft direkt am Gerät Außen- / Fortluft direkt durch die Außenwand keine Überströmung kein Kanalnetz keine Zonierung wesentliche Komponenten: 1. Lüftungsgeräte mit Ventilatoren, Steuerung, WRG, Filter 2. Zuluft- / Abluftventil am Gerät 3. Fortluftauslaß / Außenlufteinlaß am Gerät Grafik: PHD 18

19 Gebäudezentrale Lüftungslösungen Nachteil Brandschutz und Kaltrauchschutz zwischen den Wohnungen Schallübertragung zwischen den Wohnungen Zusätzlicher Technikraum erforderlich Variable Volumenströme Vertikalverteilung (Steigschächte) erforderlich Aufwendiges Kanalnetz Erhöhter Planungsaufwand - frühzeitige Abstimmung wichtig Vorteil Zugänglichkeit für Wartung und Reparatur zum Zentralgerät Wartung auf ein bzw. wenige Geräte beschränkt kein Platzbedarf in Wohnung Nur wenige Außen- und Fortluftöffnungen (in der Fassade) Gebäudezentrale Konzepte: Brandschutzschott an Geschossdecken (Brandschutzklappe nach DIN 18017) WÜ Absperrvorrichtung gegen Feuer und Rauch Klassierung K Stellungnahme des DIBT vom (D): darf nur in Lüftungsanlagen ohne Wärmerückgewinnungsanlage betrieben werden Foto: GEBA-Brandschutz Bartholomäus GmbH Foto: inplan Quelle: AkkP 50 19

20 Gebäudezentrale Konzepte: Brandschutzklappen an Geschossdecken WÜ + Foto: inplan Quelle: Wildeboer GmbH, Vergleich zu Brandschott Preis höher Regelmäßige Inspektionen erforderlich Quelle: AkkP 50 Gebäudezentrale Konzepte: Zugänglichkeit der Brandschutzklappe für Inspektion 1) Von Wohnung, Erreichbarkeit, Terminvereinbarung bei Mietwohnung kritisch. Wartung Zentralgerät außerhalb 2) Von öffentlichem Bereich Quelle: AkkP 50 Foto: Knauf 20

21 Gebäudezentrale Konzepte: Zugänglichkeit der Brandschutzklappe für Inspektion Steigschacht brandschutztechnisch ertüchtigt WE1 WE2 -Optional: Zählung von Medien Erschließung passt nicht immer. Frühzeitige Abstimmung Brandabschnitt Quelle: AkkP 50 Gebäudezentrale Konzepte: Dachaufstellung Kostenvorteil, wenn Aufstellraum für Zentralgerät entfällt. Interessant bei Sanierungen Zugänglichkeit auf Dach Foto: Lüfta GmbH Foto: Passivhaus Dienstleitung GmbH Foto: Passivhaus Dienstleitung GmbH Quelle: AkkP 50 21

22 Gebäudezentrale Konzepte: Kurze Erschließung bei Dachaufstellung Kurze Luftleitung bis zu Steigschacht Integration der Zu- / Abluftschalldämpfer in erforderlichem Montageraum unter Gerät Kondensatableitung im warmen nach unten Schnittstelle zu Gewerk Dachabdichtung Dachanschlussdetail von Lüftungsbauer Quelle: AkkP 50 Quelle: Pichler GmbH Gebäudezentrale Konzepte: Systemlösungen für variable Volumenströme im Wohnbau Volumenstromregler, Schalldämpfer und Steuerung für Taster integriert und verkabelt Drexel & Weiss vbox Quelle: AkkP 50 Trox Hesco Wohnungs- lüftungs- Box Pichler GmbH VAV 100 USD Box Volumenstromregler Schalldämpfer Steuerung für Taster Luftverteiler für Systemrohr Klappe als Revisionsdeckel nutzbar 22

23 Zusammenfassung Mehr über Vorteile reden Die Qualität muss stimmen: Behaglich, leise, hygienisch und energie-effizient Luftverteilung: Vorteile der Kaskadenlüftung nutzen Wohnungsweise Lüftungskonzepte: Fassadenintegrierte Lüftung hat Potential Gebäudezentrale Lüftungskonzepte: Brandschutz / interessante Lösung Dachaufstellung der Geräte Einfache Bedienung / einfache Lösungen Investitionskosten müssen noch sinken / auch auf Betriebskosten (Wartungsaufwand) achten Literatur: PB 50 Kostengünstige Lüftungslösungen im Wohnbau, PHI Datenbank zu passivhaus-geeigneten Produkten Das Passivhaus braucht hochwertige Komponenten. Eine Übersicht zu energetisch hochwertigen, passivhausgeeigneten Produkten gibt diese Datenbank. 23

24 Fortbildungsangebote des Passivhaus Instituts Hier finden Sie aktuelle Veranstaltungen des Passivhaus Instituts wie Seminare, Tagungen, Kurse, Infoveranstaltungen rund um das Thema Passivhaus 24