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KWL / Komfortlüftung FAQs

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  •  Gast
8.6. - 16.6.2011
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Ich habe bislang im Forum erst wenige Beiträge verfasst. Aufgrund der ständig wiederkehrenden Fragen würde ich gerne in einem neuen Thread meinen Erkenntnisstand zu den wichtigsten immer wieder kehrenden Missverständnissen und Fragestellungen bzgl. KWL zu schreiben. Leider ist der Beitrag nicht so kurz wie ich ihn gewollt hätte, aber das Thema kann man eben nicht in ein paar Zeilen abhandeln:

1) Warum wird die Raumluft qualitativ schlechter?
Hauptsächlich ist der Mensch selbst die größte Emissionsquelle. Dabei wird in Abhängigkeit der Aktivität eine Vielzahl von flüchtigen organischen Substanzen durch die Lunge und über die Haut ausgeschieden. Diese gasförmigen Stoffe (zwei Drittel sind Aceton, Buttersäure, Ethanol und Methanol, der Rest sind Acetaldehyd, Allylalkohol, Essigsäure, Amylalkohol, Diethylketon, Phenol, …) führen bei ansteigender Konzentration zu Befindlichkeitsstörungen (Reizungen und Trockenheit von Schleimhäuten, Müdigkeit, Abgeschlagenheit, Konzentrationsstörungen, Kopfschmerzen). Im etwa gleichen Verhältnis wie diese Stoffe wird auch Kohlendioxid über die Atmung abgegeben. Da CO2 einfach messbar ist, ist die Kohlendioxidkonzentration ein Indikator für die Raumluftqualität in Innenräumen in denen nicht geraucht wird. In Innenräumen mit anderen Quellen (z. B. Tabakrauch) ist Kohlendioxid nicht mehr maßgeblich. Nur als Zusatzinformation: Kohlendioxid alleine, z. B. aus Gasflaschen oder Gärgase erlauben wesentlich höhere Grenzwerte, als die stoffwechselbegleitenden Emissionen von Menschen.

2) Wie hoch sollte der CO2 Pegel sein?
Während in der Außenluft die CO2 Konzentration zwischen 350 und 450ppm liegt, werden im Wohnbereich 1000ppm als Grenzwert für eine ausreichende Zufriedenheit angesetzt. Dabei muss man bedenken, dass damit immerhin noch 20% der Personen unzufrieden sind. Der CO2 Gehalt ist ein sehr verlässliches Maß zur Beurteilung der Verunreinigung durch menschliche Stoffwechselausscheidungen über Lunge und Haut.
3) Hat schlechte Raumluftqualität gesundheitliche Auswirkungen?
Es ist immer schwierig Einflüsse der Luftqualität auf den Menschen von anderen Einflüssen zu isolieren und dies auch mit hoher Sicherheit zu belegen. Obwohl sich die Außenluftqualität in den letzten Jahrzehnten nicht wesentlich verändert hat, ist die Anzahl der Atemwegsbeschwerden und Erkrankungen, die in Zusammenhang mit Atemluft stehen können, signifikant angestiegen. Aufgrund der Tatsache, dass wir das doppelte Gewicht an Luft atmen, wie wir Nahrungsmittel und Wasser zu uns nehmen, wären entsprechende Schlüsse naheliegend. Insbesondere Kleinkinder reagieren wie bei Nahrungsmitteln auch auf das Lebensmittel Luft empfindlicher als Erwachsene.

4) Kommt es zu Sauerstoffknappheit?
Der Sauerstoffgehalt der Luft sinkt in stark belegten Räumen mit hohen CO2 Konzentrationen nur minimal und ist unkritisch für unsere Gesundheit und unser Behaglichkeitsempfinden. Eine Sauerstoffknappheit in sehr luftdicht gebauten Gebäuden kann daher auch bei fehlender Lüftung praktisch nicht eintreten. Grund dafür ist die relativ geringe Sauerstoffentnahme durch die Lunge (Einatemluft 21%, Ausatemluft 17% Sauerstoffgehalt). Andernfalls würde Mund-zu-Mund Beatmung nicht funktionieren.

  •  Benji
  •   Gold-Award
13.6.2011  (#21)
zu viel Luft - bei deinen 160 m² mit einer angenommenen mittleren Raumhöhe von 2m60 hast du grob 400 m³ Luft im Haus. Bei deinen 600 m³/h hättest eine Luftwechselrate von 1.5, das erschiene mir viel zu hoch, und würde zu sehr trockener Luft führen. Ich würde mal von einer LWR von 0.5/h ausgehen, das wären 200 m³/h. Dann ist halt die alles entscheidende Frage, ob du mit 38° die Heizlast schaffst.

Lass dir das unbedingt von einem PH-Spezialisten durchrechnen!


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  •  leitwolf
13.6.2011  (#22)
@KTT2010
Ich nehme an, dass von den angegebenen 600m³/h bis zu 500m³/h Umluft sind und diese im Luftverteilsystem der Lüftungsanlage geführt werden sollen(?)
Eine schwerwiegendes K.O. Argument dieser Lösung betrifft die Luftleistung. Das Gerät ist vermutlich mit einem Querstromlüfter mit flacher Kennlinie ausgestattet. D. h. der angegebene Luftvolumenstrom wird nur freiausblasend erreicht. Aufgrund der Druckverluste bei Anschluss an Luftleitungen einer KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] wird der Volumenstrom auf Werte unter 200m³/h sinken.
Daneben gibt es noch mehrere andere Argumente, die gegen diese Lösung sprechen.

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  •  Benji
  •   Gold-Award
13.6.2011  (#23)
@leitwolf - Welche anderen Argumente? (nur neugierig...)

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  •  leitwolf
13.6.2011  (#24)
Unter der Annahme, dass der hygienische Luftwechsel unabhängig von der Heizleistung erfolgt ergeben sich noch folgende Nachteile:

- Die hohe Luftmenge muss auch über entsprechend große Querschnitte in die Räume verteilt werden. Das erfordert viel Platz und erhöht die Kosten für die Lüftungsanlage deutlich.

- Die Luftleitungen müssen entsprechend der Oberfläche und der Temperaturdifferenz gedämmt werden, was zusätzlich Probleme bei der Integration ergibt. Nicht zu verschweigen sind auch die hohen Kosten für die Dämmung der Zuluftleitungen.

- Die erwärmte Zu- und Umluft strömt in die Zulufträume, verlässt den Raum wieder über Überströmdurchlässe und wird im Vorraum wieder angesaugt. Die Überströmquerschnitte müssen an diese Luftmengen angepasst werden. Ebenfalls ein akustisches, optisches oder integratives Problem.

- Die Umluft muss vor dem Gerät gefiltert werden. Ein Filterwechsel ist aufgrund der kleinen Filterfläche mehrmals in der Heizperiode erforderlich

- Diese Splitgeräte sind meist für den Kühlfall optimiert, d. h. der COP für die Heizung ist nicht optimal. Wie wird mit diesem System Brauchwasser erwärmt?

Ich bin von einem konventionellen Wohnhausgrundriss ausgegangen. Wenn es ein "1-Raum Haus" ist, sieht das etwas anders aus.
Wird so ein System fachgerecht geplant und ausgeführt, dann ist es wahrscheinlich teurer als eine konventionelles wassergeführtes Heizsystem, noch dazu hat es Nachteile beim Komfort, bei den Betriebskosten und beim Primärenergiebedarf.



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  •  Benji
  •   Gold-Award
13.6.2011  (#25)
@Leitwolf - Ich lese immer "Umluft". Hab ich mich verlesen, oder arbeitet man hier wirklich mit Umluft?

Umluft würde das Problem der trockenen Luft lösen, keine Frage.


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  •  leitwolf
13.6.2011  (#26)
@Benji
Umluft wäre naheliegend, da man sonst ein Lüftungsgerät mit WRG für 600m³/h einbauen müsste. Das würde mich aber wundern.


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  •  dandjo
  •   Gold-Award
13.6.2011  (#27)
@leitwolf - Bezüglich Kühlung mit einer Lüftungsanlage. Den von Ihnen angesprochene Effekt bezüglich Kühlung kann ich wiederum bestätigen. Die Nachtlüftung ist sehr effektiv.

Wir haben aus den von Ihnen angeführten Punkten auf einen EWT verzichtet. Der energetische Vorteil ist vernachlässigbar und die Frostfreihaltung funktioniert auch mit einer vorübergehenden Reduktion der Luftwechselrate wunderbar. Die Kosten sprachen einfach nicht für den Nutzen. Auch die Zulufttemperaturen sind bei uns absolut im grünen Bereich, selbst bei sehr tiefen Außentemperaturen.

So lässt sich eine gut funktionierende Anlage um unter 8000 Euro realisieren.

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  •  KTT2010
14.6.2011  (#28)
Danke - für die wertvollen Denkanstöße und Hinweise.
Offenbar ist die zu große Luftmenge der Knackpunkt.
Tendiere daher jetzt eher in Richtung einer Auslegung mit kleinerem max. Luftdurchsatz und höherer max. Zulufttemp., auch wenn dies den COP (= 4,5 bei 7°C außen) des Kanal-Split-Geräts geringfügig verschlechtert. z.B. 450 cbm/h und 44°C.
Natürlich ist dabei die Luftwechselrate noch immer über 1, allerdings tritt der Fall, dass die volle Heizleistung und damit der max. Luftdurchsatz benötigt wird nur sehr selten, nämlich nur an den wenigen sibirisch kalten Wintertagen (-16°C) auf. Um dabei eine Austrocknung der Luft zu vermeiden, denke ich an einen Wärmetauscher mit Feuchterückgewinnung.
Leitwolf du hast völlig Recht, das angegebene (billige) Kanalgerät schafft nur eine statische Druckdifferenz von 18 Pa und könnte damit die erforderliche Luftmenge niemals selber fördern.
Daher soll die Luftförderung das etwas größer dimensionierte Lüftungsgerät übernehmen, wobei auf Umluftbetrieb beim Heizen verzichtet werden muss.
Welche Druckdifferenzen treten denn in einer KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] im Regelfall auf?

Die Kostensituation für dieses Heizkonzept schätze ich naturgemäß weniger pessimistisch ein.
Mehrkosten gegenüber einer "normalen" KWL + WRG:
Größerer Wärmetauscher mit Feuchterückgewinnung + 2 t€
Mehrkosten Verrohrung: + 1,5 t€
Isolierung Zuluftrohre: + 1 t€ (Ist Isolierung wirklich so wichtig, da Rohre ohnehin innerhalb der thermischen Hülle des Gebäudes verlaufen?)
Kanal-Klimagerät: + 2 t€
Brauchwasser-WP: + 2,5 t€
Summe + 9 t€

Jedoch hier JAZ JAZ [Jahresarbeitszahl] 3 zu JAZ JAZ [Jahresarbeitszahl] 4 bei Sole-WP, daher um ca. 110 € höhere Heiz-Stromkosten p.a.

Ersparnis:
Sole-Wp - 4 t€
Verrohrung+FBH - 5 t€
Bohrung oder Kollektor - 4 t€
Summe - 13 t€

Könnte das so hinkommen?

Grüße Josef

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
14.6.2011  (#29)
@Josef - Das Problem mit zu trockener Luft ist, dass die Außenluft gerade dann am trockensten, wenn die Temperatur am niedrigsten ist. Auch eine Feuchterückgewinnung stößt an ihre Grenzen wenn die Luft im Innenraum bereits trocken ist. Aus Beobachtungen und Erfahrungen von Bekannten und Freunden kann ich dir berichten, dass mit Feuchterückgewinnung die Luft um maximal 10% relative Luftfeuchtigkeit angehoben werden kann. Das klingt erst mal viel, aber bei einer Luftwechselrate von 1,0 musst du ohne Feuchterückgewinnung mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von um die 20% rechnen, sprich selbst mit Feuchterückgewinnung erreichst du vermutlich maximal nur um die 30%. Generell gilt: es kann keine Feuchtigkeit rückgewonnen werden, die nicht vorhanden ist. Ein Luftwechsel von 0,3 ermöglicht bei uns ohne Feuchterückgewinnung eine optimale Luftfeuchtigkeit für den Winter (um 35-40%).

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  •  KTT2010
15.6.2011  (#30)
@dandjo - Du hast völlig recht, dass die fehlende Feuchtigkeit besonders bei niedrigen Temp. zum tragen kommt. Meine Berechnungen können allerdings deine Einschätzungen bezüglich des Einflusses der FRG nicht wirklich bestätigen.

Annahmen: 500 m ü.d.M. = unkritisch, -16°C außen, 20° innen, Feuchteeintrag 3-köpfige Familie 7 l/d, Wohnraumkubatur 416 cbm = 160 qm Wohnfläche, keine Diffusion durch Wände, keine Leckagen - Feuchtetransport nur durch die Luft.

Ohne FRG und mit einer Luftwechselrate von 0,3: 3 g/kg = 20% r. F.

Mit FRG, Rückfeuchtezahl 65%, Luftwechselrate von 1: 5,4 g/kg = 34% r.F.

Ergebnisse jeweils für den Gleichgewichtszustand, hoffe es stimmt so.

Empfohlen werden für Passivhäuser: 30 - 60% r.F., kurzzeitige Unterschreitungen sind jedoch zulässig, siehe dazu u.a. diese Studie:
http://www.passiv.de/04_pub/Literatur/Feuchterueckgewinnung/Bericht_Feuchterueckgewinnung_k.pdf

Grüße Josef

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
15.6.2011  (#31)
@Josef - Berechnungen schön und gut, aber auf 20% kamen wir noch nie. Das niedrigste je gemessene war 32% (Datenlogger).

Wenn ich mich nicht irre gehen deine Berechnungen ja auch davon aus, dass das Haus 24/7 bewohnt wird. Die Beeinflussung durch Puffer wie Möbel oder Wände sind nicht zu unterschätzen. Besonders unbehandeltes oder geöltes Holz puffert enorm viel Feuchtigkeit, davon haben wir relativ viel im Haus (Parkett, Esstisch, Wohnzimmer, Küche, Bad, Schlafzimmer sowie Kinderzimmer). Man merkt an manchen Stellen wie sich das Holz im feuchten Sommer regelrecht ansaugt, das wird über den Winter langsam wieder abgegeben.

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  •  KTT2010
15.6.2011  (#32)
@dandjo - Bin in meinen Berechnungen von den 7 Liter Wassereintrag pro Tag(durch Wäschetrocknen, 3 Personen, Zimmerpflanzen, Kochen, Bad, etc.) aus der zitierten Studie ausgegangen.
Wenn dein Holz im Winter einen nennenswerten Beitrag liefern sollte, müsste es im Sommer um einige hundert Kilo schwerer sein. Manches sollte man einfach berechnen und nicht nur gefühlsmäßig abschätzen.
Allerdings werden tageweise Außentemperatur-Schwankungen und die damit einhergehenden Raumfeuchteschwankungen durch die Bausubstanz sicherlich geglättet, darum hast du auch noch nie 20% r.F. gemessen.

Grüße Josef

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
15.6.2011  (#33)
@Josef - Habe meine Möbel noch nicht gewogen, aber ist es so abwegig, dass alle Möbel im Haus im Sommer -sagen wir- 100kg schwerer sind? Ich habe immerhin grob über den Daumen gerechnet etwa 9m³ Holz im Haus verbaut. Das sind immerhin bei 650kg/m³ (Eichenholz mit 0% Feuchtigkeit) 5850kg (5,85 Tonnen). Da sind 100kg ja mal gar nichts wenn man bedenkt, dass das Holz niemals 0% Feuchtigkeit hat und mit Feuchtigkeit nochmal schwerer ist. ;)

Bin zwar auch mehr Theoretiker, aber bei solchen Dingen greife ich doch gerne auf Erfahrungen und die Praxis zurück. Dazu zählt nun mal auch, dass die Feuchterückgewinnung im Winter zwar funktioniert, -meiner Meinung nach- man sich die kompliziertere und anfälligere Technik auch schenken kann.

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  •  leitwolf
16.6.2011  (#34)
@KTT2010 - Sie scheinen sich mit Physik eh gut auszukennen. Ich würde mir trotzdem so eine gebaute Anlage ansehen und die Erfahrungen der Nutzer in die Planung miteinfließen lassen. Vermutlich gibt es aber nicht so viele derartige Heizsysteme in der Nähe.

Die Wärmedämmung der Zuluftleitungen soll verhindern, dass die Zuluft am Weg bereits so viel Wärme abgibt, dass der eigentlich zu beheizende Raum am Ende der Leitung nicht ausreichend mit Wärme versorgt wird. Für das Gesamtgebäude ist es natürlich egal, ob die Leitungen gedämmt sind oder nicht. Kosten kann man natürlich sparen, in dem man die Leitungen in Eigenleistung dämmt. Fachgerechte Dämmarbeit von Luftleitungen kostet Zeit, und Zeit kostet heute viel Geld. (Aus diesem Grund hat heute niemand mehr Zeit)

Bei der Heizlastberechnung darf man nicht vergessen, dass der höhere Luftwechsel auch höhere Lüftungswärmeverluste erzeugt.

Bzgl. Diskussion zur Feuchtespeicherung: eine saisonale Feuchtespeicherung kann man durchaus mit einer saisonalen Wärmespeicherung vergleichen. Da man bereits in der Übergangszeit zum Winter Feuchte entzieht, bleibt im Winter nicht genügend davon über. Nachweislich gibt es jedoch eine Pufferwirkung durch dampfdiffusionsoffene Oberflächen und Speichermassen.

Feuchterückgewinnung: eine Feuchterückgewinnung hat den gleichen Effekt wie die Reduktion der Luftwechselzahl. D. h. eine FRG von 50% hat den gleichen Effekt auf die Raumluftfeuchte, wie wenn man die Luftwechselzahl um 50% reduziert (dazu zählen auch Undichtheiten der Gebäudehülle). Mit beiden Maßnahmen kann eine Anhebung der Raumluftfeuchte erzielt werden.

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  •  KTT2010
16.6.2011  (#35)
@leitwolf - kann mich nur bedanken u. staune ob ihres profunden Fachwissens.
Hätte doch tatsächlich die höheren Lüftungsverluste bei der hohen Luftwechselrate vergessen.
Auch ihre recht nützliche Faustregel bezügl. FRG und Luftwechsel lassen sich mit meinen nun bezüglich Rückfeuchtezahl modifizierten Excel-Berechnungen 100% nachvollziehen:

Ohne FRG und mit einer Luftwechselrate von 0,3: 3 g/kg = 20% r. F.
Mit FRG, Rückfeuchtezahl 50%, Luftwechselrate von 0,6: 3 g/kg = 20% r.F.
Mit FRG, Rückfeuchtezahl 70%, Luftwechselrate von 1: 3 g/kg = 20% r.F.


Da bei den höheren Luftwechselraten die von dandjo angesprochenen Feuchtespeichermassen weniger zum tragen kommen, dürfte die tatsächliche rel. Feuchtigkeit näher an den niedrigeren rechnerischen Wert herankommen.

Dank der diversen Hinweise sehe ich die kritischen Punkte nun klarer - danke.

Grüße Josef


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