• Print Friendly

Wieviel Lüftung braucht das Haus?

Eine populär(wissenschaftliche) Untersuchung der Luftqualität in Häusern

Was gute Luft ist, versuchte in den 1860ern schon der erste deutsche Hygieneprofessor Max Pettenkofer in München zu klären. Er definierte gute Luft mit einem maximalen CO2-Gehalt von 1.000 ppm, dem bis heute angewandten Pettenkofer-Wert, der dem Passivhaus-Konzept zu Grunde liegt. Aktuelle Normen definieren die Grenze zur verbrauchten Luft mit 1.500 ppm. Ein genau definierter Wert ist also schwer zu definieren, dennoch beschreiben beide einen Rahmen, der dauerhaft nicht überschritten werden sollte. Natürlich verdient das im Zeitalter luftdichter Gebäudehüllen besondere Aufmerksamkeit. Früher waren Gebäude schlicht so undicht, dass man sich über die Luftqualität im Inneren keine Sorgen zu machen brauchte.

Weil die Gebäudehülle aber heutzutage so dicht sind, braucht es eben Lüftungsanlagen. Wirklich? Das wollten wir einmal genauer wissen.

Dazu haben wir uns die Situation in 4 Häusern angesehen und die Bewohner gebeten, jeweils 4 unterschiedliche Szenarien mit vom Oekozenter zur Verfügung gestellten Messgeräten zu überprüfen:

  1. Messung mit eingeschalteter Lüftungsanlage im Lebensraum, der in allen Häusern neben dem Living, aber auch weitere Räume wie Küche oder Treppenhaus, Büro etc. umfasst;
  2. Gleicher Aufstellort, Messung aber bei ausgeschalteter Lüftung;
  3. Messung im Eltern-Schlafzimmer. Dieser Raum ist im Gegensatz zum Lebensraum in aller Regel eher klein, wird aber über rund 8 Stunden von 2 Erwachsenen „beatmet“. Manchmal kommen zeitweise noch kleine Kinder hinzu. Manche Schlafzimmer sind auch zum Dressing oder Bad offen;
  4. Gleicher Aufstellort, Messung aber bei ausgeschalteter Lüftung.

Gemessen wurde an jedem Aufstellort eine Woche, die Fenster waren für die Dauer unseres Experiments geschlossen zu halten. Deswegen wurde jeweils im späten Winter gemessen, wenn man sowieso die Fenster zu lässt. Alle Häuser verfügen über Öfen im Wohnzimmer, die in den drei „guten“ Häusern zudem raumluftunabhängig sind, ihre Verbrennungsluft also direkt von der Außenluft ziehen und nicht aus dem Raum.

Den Grenzwert für den Alarm legten wir bei 3.000 ppm CO2 fest, ein Wert, der nach einhelliger Meinung kurzfristig zu keiner körperlichen Beeinträchtigung führt – wir wollen ja niemand gefährden. Unseren Versuchspersonen empfahlen wir, bei einem Alarm den Versuch abzubrechen – was auch in einem Fall geschah.

Die Häuser sind allesamt so konstruiert, dass keine Folien in den Wänden oder im Dach stecken, also diffussionsoffen. Feuchtigkeit kann demnach durch die Bauteile nach außen gelangen. Die „atmende Wand“ erfüllt genau diese Eigenschaft, also dass Luftfeuchtigkeit durch ein Bauteil gelangen kann. Sauerstofftransport ist damit nicht gemeint. Da hat Herr Pettenkofer im Rahmen seiner Untersuchungen in den 1860ern einen Begriff geprägt, der bis in die heutige Zeit zu Missverständnissen führt.

Drei der untersuchten Häuser sind renovierte Altbauten mit Mauerwerkswänden und Holzdach, eines ist ein Holzhaus aus Brettsperrholz, ebenfalls mit einem Sparrendach.

Um die Ergebnisse der untersuchten Häuser vergleichen zu können, wurde für die jeweiligen Untersuchungsräume der Luftquotient pro Bewohner definiert. Denn augenscheinlich ist in einem großen Raum mit wenigen Bewohnern mehr Platz für gute Luft als im Umkehrfall in einem kleinen Raum und vielen Bewohnern.

 

Das alte Haus hat frische Luft – und Energieverluste

Schauen wir zunächst auf das konventionelle Haus, erbaut 1917, in den letzten Jahren teilsaniert: mäßig dicht, mit kleiner Lüftung im Wohnraum, mit einem Holzofen im Living. Das für jeden Bewohner zur Verfügung stehende Luftvolumen liegt im Living bei 54 m³/Person.

Trotz des Ofens lag hier der Mittelwert für CO2 bei  526 ppm, die Spitze ganz knapp über dem Pettenkofer-Wert von 1000 ppm. Also auch ohne Lüftungsanlage ein gutes Resultat. Aber das war bei einem 100 Jahre alten Haus trotz diverser Dämmmaßnahmen auch nicht anders zu erwarten. Für die gute Durchlüftung muss man dann eben höhere Energieverluste hinnehmen.

Dies zeigt sich insbesondere im Schlafzimmer. Bei nachts gekipptem Fenster stellt sich im Februar eine Durchschnittstemperatur von 16° C ein. Dafür aber ein Durchschnittswert beim CO2 von 558 ppm – nur unwesentlich höher als die auch in frischer Außenluft üblichen rund 350 ppm.

 

Etwas dichter ändert nicht viel

Die Dichtigkeit der Gebäudehülle bestimmt man mit dem Luftdichtheitstest. Dabei wird Luft mit einem großen Ventilator ins Gebäude geblasen und überprüft, wieviel Druck dabei verloren geht.

Ein auf Klasse B renoviertes Gebäude, in etwa doppelt so dicht wie der beschriebene Altbau und mit Lüftungsanlage ausgestattet, aber nur mit einem Bewohner: braucht es dann hier die Lüftung?

Im Living steht dem einen Bewohner mit 114 m³ in etwa doppelt so viel Luft zur Verfügung wie den Altbaubewohnern im letzten Beispiel. Und so überrascht auch das Ergebnis nicht wirklich: doppelt so dichte Hülle und doppelt so viel Volumen führen dazu, dass auch hier die CO2-Werte rund 600 ppm mit einer Spitze von knapp 1.000 ppm betragen – ganz egal, ob die Lüftung läuft oder nicht. Entscheidend scheint also vor allem das Raumvolumen und damit die Menge an Atemluft zu sein, das jedem Bewohner zur Verfügung steht.

 

Noch etwas dichter – die B-Klasse

Unser drittes Beispielhaus wurde ebenfalls auf Klasse B saniert, dabei aber umfangreiche Um- und Anbauarbeiten vorgenommen, so dass die Luftdichtheit nochmals höher, nämlich bei unter 1,0/Stunde liegt. Das ist rund dreimal so dicht wie unser erster Altbau und 1,5 mal dichter als das letzte Beispiel.  Bewohnt wurde das Haus zur Messperiode von 2 Personen. Da der Living mit der Küche und dem Treppenhaus eine Einheit bildet, ist das jedem Bewohner zur Verfügung stehende Raumvolumen mit 123 m³ jedoch in etwa gleich dem letzten Haus.

Das Ergebnis jedoch fällt anders aus: Mit Lüftung liegen die Werte wie beim letzten Haus, ohne verdoppelt sich jedoch der CO2-Gehalt der Luft. Mit durchschnittlich 1.200 und in der Spitze 1.472 ppm liegt der Wert zwar über dem Pettenkofer-Wert, aber noch immer unter den laut DIN zulässigen 1.500 ppm.

Anders das Bild im Schlafzimmer, das offen in den Dressing übergeht. Ob mit oder ohne Lüftung, der Durchschnitt mit 600-700 ppm und die Spitze von rund 950 ppm liegen im grünen Bereich.

 

Der Gipfel der Dichtheit: das Passivhaus

Als letztes wurden die Bewohner eines neuen Passivhauses gebeten, an unserem kleinen Experiment teizunehmen. Ganz modern gehen hier Küche, Essbereich und Living in die zweigeschossige Galerie über, so dass hier trotz der vier Bewohner jedem einzelnen rechnerisch 94 m³ Luftvolumen zur Verfügung stehen. Das liegt im Rahmen der letzten beiden Beispielhäuser. Und so ist es auch nicht erstaunlich, dass die Luftqualitätswerte dem letzten gleichen: mit Lüftung im Schnitt 550 ppm und in der Spitze fast 800 ppm, ohne Lüftung gut 1.100 ppm im Mittel und in der Spitze knapp über den laut DIN erlaubten 1.500 ppm; diese Überschreitung bestand jedoch nur eine halbe Stunde lang. Selbst hier also ist die Luftqualität auch ohne Lüftungsanlage zulässig – und, da die Fenster für unser Experiment zu bleiben müssen, auch ohne Energieverluste durch das Lüften.

Als letztes stellten die Bewohner nun das Messgerät in ihr Schlafzimmer – für nur eine Nacht. Da der Dressing durch eine Tür abgetrennt ist, ist das Volumen des Schlafzimmers nur klein. Mit 26 m³ für jeden Elternteil war es das kleinste Volumen pro Bewohner  im Test – vom gut fenstergelüfteten Altbauschlafzimmer abgesehen. Und hier wurden denn die Schlafenden in den Morgenstunden auch unsanft geweckt, denn der Alarm jagte sie bei 3.000 ppm aus dem Schlaf. Die 1.000er Grenze war dabei schon gegen 23.00 Uhr, die 1.500er-Marke kurz nach Mitternacht erreicht. Um 6.30 Uhr war es dann soweit, dass die gewählte Grenze gerissen wurde.

 

Braucht es nun also eine Lüftung? Das kommt darauf an.

Auffällig in unserem kleinen Test ist, dass die Durchschnittstemperaturen in allen vier Gebäuden und Räumen nur zwischen 19,5°C und 23,7°C schwanken. Dabei ist kein Zusammenhang zur Lüftung abzulesen, eher liegt es wohl an den Vorlieben der Bewohner. Eine Regelung der Temperatur soll die Lüftung ja aber auch gar nicht übernehmen – lediglich die Rückgewinnung der Lüftungswärme und damit verbunden eine Energieeinsparung.

Die Luftfeuchtigkeit schwankt auch nur so gering zwischen Betrieb und Off-Schaltung der Lüftung, dass man der Lüftung keinen Einfluss zuschreiben kann.

Für die Luftqualität aber macht es einen Unterschied. Hier sind teilweise deutliche Unterschiede ablesbar. Dabei kommt es aber nicht alleine auf die Lüftung an. Entscheidend ist auch das dem Einzelnen zustehende Raumluftvolumen. In modernen, offenen Grundrissen muss also ein Lüftungsgerät für die großen Räume für gute Luft nicht unbedingt sein.

Und zentral oder dezentral?

Zentrale Lüftungsanlagen haben eine bessere Wärmerückgewinnung und sparen daher im Prinzip mehr Energie. Da das Luftvolumen pro Raum nicht gesteuert werden kann, erfolgt die Auslegung aber für das schwächste Glied, also den kleinsten Aufenthaltsraum – wenn man Glück hat. Zumeist wird schlicht auf die Energiebezugsfläche dimensioniert – und damit überlüftet. Das macht zwar die Luft nicht schlechter, verbraucht aber unnötig Strom und lüftet Wärme weg.

Eine dezentrale Lüftung kann bedarfsgesteuert gefahren werden. Sensoren regeln dann, ob im Raum frische Luft benötigt wird oder eben nicht. Zwar ist die Wärmerückgewinnung etwas schlechter als beim Zentralgerät, dafür läuft die Anlage aber auch nur, wenn sie wirklich in diesem Raum muss.

Vor dem Hintergrund unserer kleinen Studie scheint eine solche Lösung die wirtschaftlichere und letztlich umweltfreundlichere zu sein.

Zugleich ist das Luftvolumen eines Raumes sehr wesentlich. Vielleicht sind hier jenseits der Lüftungsanlagen Konzepte möglich, die mehrere Räume zu lufttechnischen Einheiten verbinden. Das wäre innerhalb einer gut gedämmten Hülle zumindest denkbar. Dass schon eine Verdopplung des Volumens ausreichend sein kann, um auch ohne Lüftung eine den Vorgaben sowohl von DIN wie von Pettenkofer genügende Luftqualität sicherzustellen, darf man anhand unserer erlangten Messergebnisse zumindest unterstellen.

 

Steckbrief MES

Altbausanierung. Jetzt Wärmeschutzklasse F (Abschätzung)

Bewohner: 5

Luftvolumen Lebensraum1: 268 m³          Luftquotient Bewohner: 268 m³ / 5 Bewohner = 54 m³ / Person

Luftvolumen Schlafzimmer2: 28 m³          Luftquotient Bewohner: 28 m³ / 2 Bewohner = 14 m³ / Person

Lüftungssystem: dezentrale Teillüftung Living

Luftdichtheit der Hülle:  k.A. (> 3,0 [Abschätzung])

Besonderheiten: Scheitholzofen in Living

 

Steckbrief OPP

Altbausanierung. Jetzt Wärmeschutzklasse B

Bewohner: 1

Luftvolumen Lebensraum3:  114 m³         Luftquotient Bewohner: 114 m³ / 1 Bewohner = 114 m³ / Person

Luftvolumen Schlafzimmer4:  36 m³         Luftquotient Bewohner: 36 m³ / 1 Bewohner = 36 m³ / Person

Lüftungssystem: zentrale Lüftung

Luftdichtheit der Hülle:  < 1,5 h-1

Besonderheiten: raumluftunabhängiger Scheitholzofen in Living

 

1Living, Küche, Büro, Eingangsbereich, Treppenhaus – Messstelle Living – Hauptausrichtung Süd
2Schlafen – Messstelle Schlafzimmer – Ausrichtung Ost & Nord
3Living, Küche – Messstelle Living – Ausrichtung Ost & West
4Schlafen, Bad – Messstelle Schlafzimmer – Ausrichtung Ost

Steckbrief SCR

Altbausanierung. Jetzt Wärmeschutzklasse B

Bewohner: 2

Luftvolumen Lebensraum5: 245 m³          Luftquotient Bewohner: 245 m³ / 2 Bewohner = 123 m³ / Person

Luftvolumen Schlafzimmer6: 61 m³          Luftquotient Bewohner: 61 m³ / 2 Bewohner = 31 m³ / Person

Lüftungssystem: zentrale Lüftung mit Enthalpiewärmetauscher

Luftdichtheit der Hülle:  < 1 h-1

Besonderheiten: raumluftunabhängiger Scheitholzofen in Living

 

Steckbrief ABK

Neubau. Wärmeschutzklasse A

Bewohner: 4

Luftvolumen Lebensraum7:  375 m³         Luftquotient Bewohner: 375 m³ / 4 Bewohner = 94 m³ / Person

Luftvolumen Schlafzimmer8:  52 m³         Luftquotient Bewohner: 52 m³ / 2 Bewohner = 26 m³ / Person

Lüftungssystem: zentrale Lüftung

Luftdichtheit der Hülle:  < 0,6 h-1

Besonderheiten: raumluftunabhängiger Scheitholzofen in Living

 

5Living, Büro, Bibliothek, Küche, Flur, Treppenhaus – Messstelle Living – Ausrichtung Südwest
6Schlafen, Dressing – Messstelle Schlafzimmer – Ausrichtung West
7Living, Küche – Messstelle Living – Ausrichtung Ost & West
8Schlafen, Bad – Messstelle Schlafzimmer – Ausrichtung Ost

 

Diagramm_Lueftung