Ein hochisoliertes Gebäude ist für viele Hausbesitzer die naheliegendste Energiesparlösung. Zur Aufrechterhaltung eines gesunden Innenraumklimas sollten dann auch Zwangsbelüftungsmaßnahmen vorgesehen werden. Ohne Belüftung kann es zu Sauerstoffmangel und Schimmelbildung in hochisolierten Wohnräumen kommen. Mit der konventionellen Fensterlüftung lässt sich das zwar vermeiden, aber der Energiespareffekt der Fassadendämmung ist dann drastisch reduziert.
Viel Feuchtigkeit in der Wohnung
Etwa 90 Prozent unseres Lebens verbringen wir in geschlossenen Räumen. Außerdem produziert der menschliche Körper täglich ca. 1,0 bis 1,5 l Feuchtigkeit. Rechnet man noch Aktivitäten wie Duschen, Kochen etc. dazu, verdunstet ein Dreipersonenhaushalt zwischen 6 und 8 l Wasser am Tag (Quelle: dena). Dieser hohe Anteil an Wasserdampf in der Wohnungsluft kann bei einer hochisolierten Gebäudehülle nicht mehr von allein nach außen diffundieren. Laut der repräsentativen Studie Wohnen und Leben 2012“ des deutschen Marktforschungsinstituts Innofact sind in Deutschland 17 Prozent der Haushalte von Schimmel betroffen – vor allem im Bad- und Schlafzimmer. Um Schimmelbildung zu vermeiden, muss Wasserdampf durch manuelles Fensterlüften oder durch eine automatische Zwangsbelüftung von innen nach außen transportiert werden.
Aber es ist nicht nur die hohe Luftfeuchtigkeit, die die Luftqualität in komplett abgedichteten Gebäuden gefährdet. Ein gesunder Mensch atmet am Tag mindestens 10 000 l Luft ein und aus. Beim Einatmen braucht er frische Luft, die mit viel Sauerstoff (O2) angereichert ist. Beim Ausatmen entsorgt er im Gegenzug gefährliches Kohlenstoffdioxid (CO2). Zudem gasen Wohnräume aus. Speziell Formaldehyde oder Radon müssen kontinuierlich hinausgelüftet werden, um eine langfristige Gesundheitsgefährdung auszuschließen. Wohnraumbelüftung ist also ein Energiespar- und Gesundheitsthema.
Belüftungssysteme mit Mehrfachnutzen
Passende Belüftungssysteme sorgen für sauerstoffreiche Frischluft und transportieren feuchte und CO2-haltige Abluft kontinuierlich ab. Wenn die Wohnraumlüftung mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet ist, wird die Luft mit minimalen Energieverlusten ausgetauscht. Der Energietransfer von der Abluft auf die Zuluft hat außerdem einen Komfortaspekt: Indem der Temperaturunterschied nivelliert wird, wird die Frischluft nicht als Zugluft“ wahrgenommen: Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der konventionellen Fensterlüftung.
Bisher dominierten Pendelwärmeübertrager diesen Anwendungsbereich. Bei solchen Raumbelüftungssystemen wird wechselweise der Ab- und Zuluftstrom zwecks Energieübertragung durch einen Keramik-(oder Aluminium-) Wärmeübertrager ge-führt. Dieses einfache Prinzip ist im Markt mit vielen Modelltypen sehr häufig vertreten. Doch der energetische Wirkungsgrad ist bei den Pendelwärmeübertragern eher gering. Die neue EN 13141 (2015) Norm wird deshalb vermutlich energieeffizientere Systeme fördern, die zum Beispiel mit dem Gegenstrom-Prinzip arbeiten.
Neue Anforderungen durch europäische Norm
Die europäische Norm EN 13141 (2015) legt die Leistungsprüfung für Einzelraum-Lüftungsgeräte fest. Geprüft werden von den Herstellern selbst Luftleistung, Wärmebereitstellung, Akustik, elektrische Leistung und maximal mögliche Windlast bei Installation auf der Gebäudefassade. Das Ergebnis der Prüfung der Wärmebereitstellung in Abhängigkeit von dem elektrischen Verbrauch muss in einer ab 2016 geltenden Veröffentlichungspflicht als europäisches Energielabel oder kurz Öko-Label“ ausgewiesen werden. Diese Energieeffizienz-Einstufung reicht von Topwerten wie A+ bis Minimalwerten wie G (Bild 2).
Die Pflicht zur Prüfung und Ausweisung der Energieeffizienz eines Belüftungssystems wird im Bewusstsein der Käufer zu einer Bevorzugung von Systemen mit einer möglichst hohen Bewertung führen. Das kennen wir von uns selbst als Konsumenten noch aus der Zeit, als bei Kühlschränken das Label mit den markanten Pfeilen eingeführt wurde. Bei den Wohnraumbelüftungssystemen werden vor allem diejenigen an Bedeutung gewinnen, die gleichzeitig Topwerte bei der Effizienz des Wärmeübertragers und Minimalwerte beim Energieverbrauch des Lüftermotors nachweisen können.
Kompaktes, energieeffizientes Einzelraumbelüftungssystem
Auf der ISH 2015 hat Brink Climate Systems erstmals ein neues, dezentrales System vorgestellt, das hinsichtlich der thermischen sowie elektrischen Energieeffizienz und auch der Aerodynamik, also der zulässigen Windlast bei Montage auf einer Fassade, vollständig den Anforderungen der EN 13141-8 entspricht. Das System Air 70 (Bild 1) wird deshalb eine Klassifizierung nach A erhalten, währenddessen herkömmliche Keramiksysteme sich wahrscheinlich mit niedrigeren Bewertungen begnügen müssen, wenn sie mit den in der Norm festgelegten Prüfungskriterien untersucht werden können.
Das besonders kompakte Einzelraumsystem Air 70 ist wie die wesentlich größeren Zentralsysteme mit energieeffizienten Gegenstrom-Wärmeübertragern ausgestattet. Diese dominieren den europäischen Markt der Luft-zu-Luft Wärmeübertrager mit schätzungsweise 90 Prozent. Beim Gegenstromprinzip wird die Zu- und Abluft in feinen Kapillargängen gegenläufig aneinander vorbeigeführt. Damit kann mit einer Effizienz von bis zu 95 Prozent im Winter die Wärmeenergie und im Sommer die Kälteenergie auf den Zuluftstrom übertragen werden.
In Skandinavien oder den Alpen sind aufgrund des trockenen, kalten Klimas auch Rotations- oder Enthalpie-Wärmeübertrager vertreten. Auch sie nutzen die Energie der Abluft, aber zusätzlich deren Feuchtigkeit. Bei einer energetischen Sanierung in Mitteleuropa geht es allerdings gerade darum, die Feuchtigkeit aus dem hochisolierten Gebäude hinaus zu lüften und nicht diese zu erhalten. Deswegen sind hier die Gegenstrom-Wärmeübertrager die Regel.
Gemeinschaftsprodukt mit nützlichen Zusatzfunktionen
Das System Air 70 ist das Ergebnis einer europäischen Entwicklungskooperation des niederländischen Systemanbieters für Wohnraumbelüftungen, Brink Climate Systems, mit dem deutschen Ventilatorhersteller ebm-papst und dem niederländischen Entwickler von Wärmeübertragern Holmak HeatX. Das System hat sehr kleine Druckverluste. Dadurch konnte es trotz einer hohen Belüftungskapazität kompakt ausgelegt werden. Der Lüfter ist sehr leise und hat einen niedrigen Energieverbrauch bzw. SFP-Wert (Specific Fan Power) von weniger als 0,25 W/m3/h bei maximaler Lüftungsleistung.
Auch der integrierte WärmeübertragerTSC 18 ist mit einem Durchmesser von nur 18 cm und einer Länge von 37 cm sehr kompakt. Trotz dieser kleinen Abmessungen arbeitet er mit einem Wirkungsgrad von mindestens 80 Prozent. Grund dafür sind die rund 1000 ministrohhalmgroßen Luftkanäle, bei denen Zu- und Abluft im Gegenstrom aneinander vorbeigeführt werden. Zusammen mit dem ebenso kompakt ausgeführten Lüfter ist ein dezentrales Einbausystem entstanden, das nur 50 cm lang und 25 cm im Durchmesser groß ist.
Auf der Innenwand genügt eine ganz flache Abdeckung von 38 x 38 cm Größe und nur 5 cm Tiefe (Bild 3). Diese Blende kann mit jedem Farbton überstrichen werden. Es sind auch keine störenden Lämpchen und Schalter integriert. Damit ist das Air System auch in Schlafräumen einbaubar. Die Abmessungen auf der Außenwand betragen nur 30 x 36 cm (Bild 4). Trotzdem bietet Air 70 eine Belüftungskapazität von 70 m3/h – ein sehr günstiger Wert im Verhältnis zu den geringen Abmessungen des Geräts.
In lauen Sommernächten ist auch der 100-Prozent-Bypass, eine Art Sommernachtslüftung“, sehr nützlich. Dieser kommt zum Einsatz, wenn im Sommer die kältere Außenluft für ein angenehmeres Innenraumklima genutzt werden soll. Der Bypass, aber auch der automatische Frostschutz in Form eines Luftvorwärmers sind Zusatzfunktionen, die bislang auf dem Belüftungsmarkt kaum vorkommen.
Clivet: Rooftop-Lösungen mit hoher Jahresarbeitszahl
Die autonomen Klimageräte ClivetPack 2 HSE mit einem Luftdurchsatz von 8 500 bis 25 000 m3/h beruhen auf den Rooftop-Lösungen, die Clivet für die Luftaufbereitung und Klimatisierung von kleinen bis mittelgroßen Räumen mit mittelhohem Aufkommen entwickelt hat. Sie erreichen eine hohe Effizienz im Teillastbetrieb. Merkmale der Geräte sind ein doppelter Kältekreislauf mit Scroll-Verdichtern in Tandem-Schaltung, ein elektronisch gesteuertes Belüftungssystem, große Wärmeübertragerflächen und eine Mikroprozessorsteuerung mit Regelungslogik für einen hohen Wirkungsgrad. Konfigurationen mit Abluftventilatorvorrichtung sind mit einem Energierückgewinnungssystem ausgestattet. Die thermodynamische Rückgewinnung der Abluft erfolgt mittels des speziellen Wärmeübertragers Thor. Die in der Abluft enthaltene Energie wird wieder genutzt und der Aufbereitung über den Kältekreislauf zugeführt. Insgesamt wird so eine Primärenergieeinsparung von 60 Prozent gegenüber herkömmlichen Systemen erzielt.
Adriaan Cramer,
Head of Product Management & Marketing, Brink Climate Systems B.V., Staphorst, Niederlande
