Thermische Behaglichkeit mit Lüftungsanlagen

Grundsätzlich gilt es, bei der Auslegung von Lüftungsanlagen ein dem Menschen thermisch behagliches Umfeld zu schaffen. Die wichtigsten Einflussfaktoren auf die thermische Behaglichkeit und damit die Raumluftqualität sind in der Tabelle zusammengestellt.

Einflussfaktoren auf die thermische Behaglichkeit

Einflussfaktoren durch:   
die Personen in Abhängigkeit von  • Tätigkeit
• Bekleidung
• Aufenthaltsdauer
• thermische und stoffliche Belastung (z.B. Gerüche)
• Belegung bzw. Anzahl  
den Raum in Abhängigkeit von  • Lufttemperaturverteilung
• Temperatur der Oberfläche
• Wärmequellen
• Schadstoffquellen  
die RLT-Anlage in Abhängigkeit von  • Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftfeuchte
• Luftaustausch
• Luftführung  

Gesamtwärmeabgabe pro Person in Abhängigkeit von der Tätigkeit nach DIN 1946-Teil 2

Tätigkeit  Aktivitätsstufe  Gesamtwärmeabgabe1)
je Person
- Anhaltswerte –
W 
Statische Tätigkeit im Sitzen wie Lesen und Schreiben  120 
Sehr leichte körperliche Tätigkeit im Stehen oder Sitzen  II  150 
Leichte körperliche Tätigkeit  III  190 
Mittelschwere bis schwere körperliche Tätigkeit  IV  über 270 

1) Gesamtwärmeabgabe durch Strahlung, Leitung, Verdunstung und Konvektion bei einer Raumtemperatur von 22 °C (vgl. VDI 2078)

Temperatur

Die als behaglich empfundenen Temperaturen steigen in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Im Aufenthaltsbereich ist das zusammenwirken von Lufttemperatur und Strahlungstemperatur der Umgebungsflächen zu berücksichtigen. Diese örtliche Temperatur (Messpunkt im Aufenthaltsbereich) wird in der Lüftungstechnik als „operative Temperatur“ bezeichnet.

Luftgeschwindigkeit

Die thermische Behaglichkeit wird auch in besonderem Maße von der Luftbewegung im Aufenthaltsbereich mit geprägt. Die Grenzwerte der Luftgeschwindigkeit im Behaglichkeitsbereich sind abhängig von der Lufttemperatur und von den Turbulenzen der Strömung. Die in der Abbildung dargestellten Werte gelten für die Aktivitätsstufe I und einen Wärmedurchlasswiderstand der Kleidung von 0,12 K/W. Die Kurve für 40 % kann grundsätzlich auch für alle Turbulenzgrade über 40 % angewandt werden. Bei höheren Aktivitätsstufen und Wärmedurchlasswiderständen können die Grenzkurven z.B. der VDI 2083 Blatt 5 entnommen werden.

Darüber hinaus sind im Einzelfall ggf. die jeweiligen Arbeitsstättenrichtlinien und die Wünsche des Nutzers als Rahmenbedingungen für die Auslegungsberechnung zu berücksichtigen.

Lüftungswärmeverluste - Minimierung

Im folgenden Abschnitt werden die derzeit gängigen „technischen“ Ansätze vorgestellt, diese Verluste zu minimieren.

Im Neubaubereich haben sich auf dem Weg von der Wärmeschutzverordnung von 1995 hin zum Niedrigenergiehaus mit steigendem Wärmedämmstandard die Transmissionswärmeverluste verringert. Der Lüftungswärmeverlust bleibt (bei gleichem Baustandard) aber als absoluter Wert in etwa gleicher Größenordnung erhalten und kann sogar bis zu 50 % der Gesamtenergieverluste ausmachen. Beim Neubau von Niedrigenergiehäusern kommt es daher neben einer sehr guten Wärmedämmung auch darauf an, die Lüftungswärmeverluste zu verringern.

Für eine Wohnraumnutzung wird aus physiologischer Sicht eine Luftwechselzahl von 0,3 bis 0,8 1/h als ausreichend betrachtet. Während solch niedrige Luftwechselzahlen im Neubau durch eine sorgfältige Optimierung von Planung und Ausführung verhältnismäßig einfach eingehalten werden können, sind die entsprechenden Werte im Gebäudebestand häufig nicht ohne erhebliche Aufwendungen erreichbar. Typische Werte für Luftwechselzahlen in Altbau liegen im Bereich von 1,0 bis 4,0 1/h. Besonders problematisch sind darüber hinaus gerade punktuelle Undichtigkeiten, die als Zugerscheinungen (Kaltluftstrom durch Undichtigkeiten) zu einer empfindlichen Beeinträchtigung der Behaglichkeit bzw. der Nutzung führen können.
Aber auch bei einer luftdichten Bauweise (z.B. nach einer Sanierung) ist bewusstes Handeln durch den Nutzer bei manueller Lüftung oder beim Betrieb einer Lüftungsanlage unumgänglich. Dadurch wird erreicht, dass die beabsichtigte Energieeinsparung und der notwendige Feuchtetransport sinnvoll aufeinander abgestimmt werden.

Es gibt prinzipiell drei Möglichkeiten, in einem dichten Gebäude den physiologisch notwendigen Luftwechsel einzuhalten: durch Fensterlüftung, durch Abluftanlagen oder durch kontrollierte Be- und Entlüftungsanlagen (meist mit Wärmerückgewinnung).