Energie und Raumklima

In Mitteleuropa verbringt der Mensch etwa 80 bis 90 % seiner Zeit in geschlossenen Räumen. Ein gutes Raumklima ist eine wesentliche Voraussetzung für seine Gesundheit und Leistungsfähigkeit.

Energetische Zusammenhänge
Mit dem Wirken der Energieeinsparverordnung (EnEV) hat sich die ernergetische Qualität des Neubaus und des sanierten Altbaus wesentlich verbessert. Die Energieeinsparung wurde vor allem durch Wärmedämmung und den Ersatz der Fenster erzielt. Der Wärme-Energieaufwand für den erforderlichen Außenluftwechsel aber ist annähernd konstantgeblieben. Während beim unsaniertem Altbau die Lüftungswärmeverluste 30 - 40 % der Gesamtverluste betragen, machen sie bei neuerrichteten oder sanierten Gebäuden bereits 60 - 70 % aus. Das macht den Stellenwert der Wohnungs-lüftung für die weitere Senkung des Energiebedarfs ersichtlich. Durch Wärmerückgewinnung aus der Abluft können die Lüftungswärmeverluste nochmals halbiert werden. Bei zukünftigen Gebäuden ist nur noch ein Restenergiebedarf vorhanden. In der Abbildung 1 ist das energetische Niveau früherer (Altbau), heutiger (Niedrigenergiehaus) und zukünftiger (Passivenergiehaus) Gebäude dargestellt. In zwei Säulen sind jeweils die Energieverluste den Energiequellen gegenüber gestellt. Die rote Säule gibt den Heizenergiebedarf wieder.

Abbildung 1: Jährliche Wärmeenergieverluste und -gewinne von Gebäuden

Dichtheit der Umhüllungskonstruktion
Eine wichtige Voraussetzung für einen geringen und bedarfsgerechten Lüftungswärmebedarf ist die Minimierung von unkontrollierter Infiltration durch die Gebäudehülle. Das heißt, Gebäude mit einem hohen energetischen Anspruch müssen sehr dicht sein. Die Dichtheit eines Gebäudes kann mit einer Blower-Door-Messung nachgewiesen werden. Der Blower-Door-Test ist ein Differenzdruck-Messverfahren nach DIN EN 13829, mit dem die Luftdichtheit eines Gebäudes ermittelt und Leckagen in der Gebäudehülle aufgespürt werden können. Bei dem Messverfahren wird über einen Ventilator ein Differenzdruck von 50 Pa (etwa Windstärke 5) erzeugt und über den dabei gemessenen Volumenstrom und das lichte Volumen des Gebäudes die normierte Luftwechselrate n50 errechnet. Bei Gebäuden mit ventilator-gestützter Lüftung wird ein n50-Wert von 1,0 pro Stunde empfohlen. Für Passivenergie- und KfW40-Häuser sind n50-Werte kleiner 0,6 1/h anzustreben.
Wenn Gebäude aus energetischen Gründen oder zum Schallschutz abgedichtet werden, reicht der Luftvolumenstrom durch ungewollte Infiltration in der Regel nicht mehr aus, um den Außenluftwechsel zum Feuchteschutz zu garantieren. Die Folge sind Feuchteschäden und Schimmelpilzbildung an der Innenseite der Raumumschließungsflächen. Um das zu verhindern, ist ein ausreichender Luftwechsel zum Feuchteschutz immer nutzerunabhängig zu realisieren. Die manuelle Fensterlüftung ist zwar zugelassen, sie führt aber in der Regel zu keinem optimalen Luftwechsel, der einerseits den energetischen und andererseits den hygienischen und feuchterelevanten Erfordernissen gerecht wird. Ein bedarfsgerechter Luftwechsel ist nur durch ein ventilatorgestütztes Lüftungssystem mit entsprechender Sensortechnik erreichbar. Voraussetzung ist aber, dass die Lüftungseinrichtung richtig bemessen, eingebaut und betrieben wird und keine Gefahren für das Bauwerk und für die Behaglichkeit und Gesundheit der Bewohner verursacht. Um das zu garantieren sind die Bedingungen für Lüftungseinrichtungen in anerkannten technischen Regeln und bauaufsichtlichen Zulassungen genau beschrieben.


Belastungen der Raumluft auf das thermische und hygrische Verhalten
Durch die Anwesenheit und Tätigkeit von Menschen und durch sie ausgelöste Prozesse werden Inhaltsstoffe und Wärme freigesetzt, die durch Luftaustausch in Grenzen gehalten werden müssen.


Belastung durch gasförmige Schadstoffe
Durch Stoffwechselprozesse gibt der Mensch anhängig von seinem Aktivitätsgrad eine bestimmte Menge an CO2 und andere gasförmige Verbindungen an die umgebende Raumluft ab. Bei stehender Beschäftigung beträgt die CO2-Abgabe ca. 23 Liter/h, bei schwerer Tätigkeit bis zu 70 Liter/h. CO2-Konzentrationen in Räumen bis zu 0,1 Vol. % (1000 ppm) wird als behaglich, über 0,2 Vol. % (2000 ppm) aber als unbehaglich empfunden. CO2 selbst ist auch in höheren Konzentrationen bis 0,5 Vol. % nicht schädlich, beeinträchtigt aber die Konzen­trations- und Leistungsfähigkeit. In der Außenluft beträgt die CO2-Konzentration je nach Jahreszeit und lokalen Verhältnissen zwischen 0,03 und 0,05 Vol.% (0,1 Vol. % entspricht 1000 ppm).
Weitere Belastungen entstehen durch Nutzungsprozesse, wie Kochen, Duschen, Waschen, Reinigen und Rauchen, sowie durch Aerosole, organische und anorganische Stäube, wie Textilfasern und Pollen, Viren, Bakterien, Pilze und Pilzsporen. In diesem Zusammenhang haben die VOC (Volatile Organic Compounds = flüchtige organische Substanzen) eine zunehmende Bedeutung für die Luftqualität in Innenräumen erlangt. VOC sind organische Substanzen mit einem Siedebereich von 60 bis 250 °C. Mögliche Quellen von VOC in Innenräumen sind neben Reinigungs- und Pflegemitteln, Hobby- und Heimwerkerprodukten, Bürochemikalien und Tabakrauch Ausdünstungen aus Baustoffen und Einrichtungsgegenständen. Ein wesentlicher Träger von VOC sind z. B. Teppichböden. Die VOC werden auch für typische Symptome des Sick-building-Syndroms wie trockene Schleimhäute der Augen, der Nase und des Rachens verantwortlich gemacht. Maximale Konzentrationen der VOC sind in der DIN 55649 enthalten.
Als einfacher Index für die Belastung durch gasförmige Verunreinigungen im Wohnbereich kann der Kohlendioxid-Maßstab nach Pettenkofer herangezogen werden. Pettenkofer erkannte, dass die CO2-Konzentration stark mit der Geruchsbelästigung durch menschliche Geruchsstoffe korreliert. Mit der Einhaltung der CO2-Grenzkonzentration von 0,1 Vol. % (Pettenkofer-Wert) ist die Qualität der Raumluft auch für die Belastung durch andere Stoffe gewährleistet.
Für die Regelung der Raumluftgüte werden entweder Messungen von repräsentativen Einzelgasen (selektive CO2-Konzen­tration) oder von oxidierbaren Mischgasen (relative Mischgaskonzentration) durchgeführt. Die Mischgassensoren liefern keine Information über Einzelgase.


Belastungen durch Wasserdampf
Durch Wohnprozesse (Baden, Trocknen, Kochen und Reinigen, Gießen von Pflanzen etc.) und die Anwesenheit und Tätigkeit von Personen wird ständig Wasserdampf an die Raumluft abgegeben. Die Feuchteabgabe des Menschen hängt von der Umgebungstemperatur ab. Sie beträgt für ruhende Beschäftigung und praktisch ruhender Luft bei Temperaturen zwischen 10 °C und 16 °C etwa 31 g/h, bei 20 °C ca. 40 g/h und bei 30 °C ca. 102 g/h. Die Feuchtelast einer Wohnung kann insgesamt je nach Anzahl und Verhalten von Personen 6 bis 12 Liter/Tag betragen.
Während der menschliche Körper mit einer guten Sensorik für die Temperaturempfindung ausgestattet ist, kann er den Feuchtegehalt der Luft nur an ihren Sekundärfolgen spüren. Oberhalb von 11,5 g/ (kg trockner Luft) wird die Umgebung als schwül empfunden. Relative Feuchten unterhalb von 30 % verursachen ein übermäßiges Austrocknen der Schleimhäute und führen zu allergischen Reizungen. Der Feuchtegehalt der Luft kann als absolute Feuchte (in g/kg oder g/m³) oder in Verbindung mit einer Temperaturmessung als relative Feuchte (in %) angegeben werden.


Belastungen durch Schimmelpilzbildung
Eine weitere Gefährdung für die Gesundheit und die Bausubstanz sind Schimmelpilze. Schimmelpilze sind überall in der Umwelt vorhanden. Sie vermehren sich über Sporen, die mikroskopisch klein sind (unter 10 μm) und in der Luft über weite Strecken schweben und transportiert werden. Sie sind daher auch in Innenräumen vorhanden und können unter bestimmten Bedingungen spontan wachsen. Zu Beginn der Wachstumsphase bilden Schimmelpilze Zellfäden (Myzel), die farblos und mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind. Erst in der Reifephase werden sie optisch in Form von Verfärbungen oder durch Geruchsbelästigung wahrgenommen. Sie setzen dann aber bereits Sporen an die Umgebung frei. Sporen und Stoffwechsel-produkte von Schimmelpilzen gelangen über die Atmung in den menschlichen Körper und können allergische und reizende Reaktionen, bei Risikogruppen auch Infektionen auslösen. Die am häufigsten beschriebenen Symptome sind Bindehaut-, Hals- und Nasenreizungen sowie Husten, Kopfweh oder Müdigkeit.
Die Sanierung von schimmelpilzbefallenen Materialien in Innenräumen ist in der Regel sehr aufwändig. Die Schimmelpilze müssen vollständig entfernt werden, da auch von abgetöteten Schimmelpilzen allergische und reizende Wirkungen ausgehen können. Während bei glatten Oberflächen (Metall, Keramikfliesen, Glas) der Schimmelpilz mit Wasser und normalem Haushaltsreiniger entfernt werden kann, sind poröse Materialien (Tapete, Gipskartonplatten, leichte Trennwände, poröse Deckenverschalungen) zu entfernen bzw. auszubauen oder wenn sie nicht entfernt werden können (Mauerwerk oder Beton) bis in tiefer liegenden Schichten zu behandeln (Ausschleifen). Holz ist sehr schwer zu sanieren und muss meist ersetzt werden.
Das Schimmelpilzwachstum im Innenraum wird hauptsächlich durch drei Faktoren bestimmt: Feuchtigkeit, Nährstoffangebot und Temperatur. Die meisten Baumaterialien bieten den Schimmelpilzen ausreichende Nährböden und die Temperatur in Innenräumen liegt zumeist im günstigen Bereich. Der entscheidende Faktor für das Wachstum von Schimmelpilzen ist die Feuchtigkeit. Schimmelpilze können auf Materialien nur wachsen, wenn eine bestimmte freie Mindestfeuchte vorhanden ist. Optimal für Schimmelpilz-wachstum sind relative Feuchtigkeitswerte an der Materialoberfläche von über 90 %. Besonders gute Wachstumsbedingungen ergeben sich, wenn es zu Tauwasserbildung auf oder im Material kommt.


Belastungen durch Wärmeeinträge
Durch innere und äußere Wärmegewinne werden wesentliche Wärmeleistungen in den Raum eingetragen. Zu den inneren Wärmegewinnen zählen vor allem die Wärmeabgabe von elektrischen Geräten (Küchengeräte, Waschmaschinen und Wäschetrockner, Kühlschränke, TV-Geräte und PC u. a. m.) und die künstliche Beleuchtung in den Räumen. Äußere Wärmegewinne entstehen hauptsächlich durch Sonneneinstrahlung über transparente Außenflächen (Fenster). In der Heizperiode können innere und äußere Wärmegewinne weggeregelt werden und wirken positiv auf die Wärmebilanz aus. Im Sommer führen sie zur Erhöhung der Raumtemperatur und müssen entweder durch Kühleinrichtungen oder/und erhöhten Luftwechsel abgeführt werden.
Aufgrund von Stoffwechselprozessen muss der menschliche Organismus ständig Wärme an seine Umgebung abgeben können. Die Gesamtwärme-abgabe des Menschen hängt von der Art und Schwere der Tätigkeit, von der Höhe der empfundenen Temperatur, von der Luftgeschwindigkeit und vom Alter und Geschlecht ab. Bei ruhender Beschäftigung und Temperaturen zwischen 18 und 20 °C und normaler Bekleidung gibt jeder Mensch etwa 120 W ab. Davon sind 79 % (Strahlung 46 %, Konvektion und Leitung 33 %) sensible Wärme (fühlbare) und 21 % latente Wärme (verborgene) durch Verdunstung. Da die Oberflächentemperatur des Körpers und die Gesamt-wärmeabgabe annähernd konstant bleiben muss, nimmt bei steigender Umgebungstemperatur die sensible Wärmeabgabe durch die kleinere Temperaturdifferenz ab und dafür die latente Wärmeabgabe zu (siehe Abbildung 2). Bei schwerer Arbeit kann die Wärmeabgabe bis zu 700 W betragen.


Abbildung 2: Wärmeabgabe des Menschen bei leichter sitzender Tätigkeit und normaler Bekleidung

Weitere wärmephysiologische Gütemerkmale sind die Empfindungstemperatur und das Verhältnis von Lufttemperatur und Luftgeschwindigkeit in der Aufenthaltszone von Menschen. Da der Mensch im Strahlungsaustausch mit seiner Umgebung steht, ist für die Empfindung von Temperatur nicht nur die Temperatur der Luft maßgebend, sondern auch die Temperatur der Raumumschließungsflächen von Bedeutung. Die Empfindungstemperatur von beheizten Räumen kann als arithmetisches Mittel zwischen der Raumluft-temperatur und der mittleren Temperatur der Raumumschließungsflächen angegeben werden. Die Heizflächen gehen dabei in die Berechnung mit ein. Deshalb kann für eine gleichbleibende Empfindungstemperatur bei guter Wärmedämmung der Außenwände und Fensterflächen und/oder großflächiger Heizflächen (Fußboden- oder Deckenheizung) die Raumlufttemperatur abgesenkt und damit zusätzlich Heizenergie eingespart werden.
Ist das Verhältnis von Lufttemperatur und Luftgeschwindigkeit infolge ungünstiger Temperaturprofile nicht richtig aufeineinder abgestimmt, entsteht eine thermische Belästigung, die als Zugluft bezeichnet wird. Unterschwellige, nicht bewusst wahrgenommene Abkühlungsreize sind unter Umständen schädlicher, als deutliche Kältereize (z. B. im Freien), weil diese Abwehr-maßnahmen im Körper auslösen.

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Erstellt am:

05.04.2013

Letzte Aktualisierung:

04.07.2018

03.07.2018

Urteil des OVG zum Schallschutz

Drei von vier Klagen von Anwohnern des BER zum Schallschutz waren erfolgreich.

Lesen Sie die Pressemitteilung des OVG unter Download und Links >>>

 

13.01.2017

Neue Lüftungsgeräte

Nach 10 Jahren Forderungen der Betroffenen und 8 Monaten seit dem Urteil des OVG hat sich die Flughafengesellschaft nun endlich entschlossen, Lüftungs-geräte mit Zu- und Abluft und Wärmerückgewinnung in den zum Schlafen genutzten Räumen für alle anspruchsberechtigten Wohneinheiten in den Schall-schutzgebieten einzusetzen.

Lesen Sie unter Downloads und Links >>>

 

03.05.2016

Urteil des OVG zur Lüfterklage

Das OVG hat der Klage der Gemeinde Blankenfelde-Mahlow stattgegeben und verpflichtet die Flughafengesellschaft eine Lüftungsplanung durchzuführen bevor Lüftungsgeräte eingebaut werden.

Lesen Sie die Pressemitteilung des OVG unter Download und Links >>>

 

Berechnungen im hx-Diagramm

Sie finden das Programm unter Download und Links >>>

 

Tauwasserbildung bei Exfiltration

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Was fehlt in den Anspruchsermittlungen?

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Innendämmung und Überdrucklüftung - eine fatale Kombination.

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Was soll man dazu noch sagen?

Die FBB behauptet, der Einsatz und Betrieb von Lüftungsgeräten in den Wohnungen sei keine lüftungstechnische Maßnahme.

Zur Auswertung über die neuen Anspruchsermittlungen lesen Sie unter Downloads und Links >>>

Aktuelles

Jeden Montag 19:00 Uhr

Demo-Mahnwachen

Marktplatz Friedrichshagen

 

19.08.2015

Volksbegehren in Branden- burg

Mit einem Volksbegehren wollen Umweltinitiativen und betroffene Anwohner eine dritte Startbahn am BER verhindern und die Zahl der Flugbewegungen auf 360.000 pro Jahr gesetzlich begrenzen. Für ein erfolgreiches Volksbe-gehren sind bis zum 18.02.2016 80.000 Stimmen erforderlich

 

16.02.2015

Öffentliche Anhörung

im Sonderausschuss des Brandenburger Landtags zum Schallschutz am BER.

 

03.02.2015

Volksinitiative in Branden- burg

Der Landesabstimmungsleiter hat seinen Prüfbericht zur Volksinitiative "KEINE 3. STARTBAHN AM BER" vorgelegt. Demnach ist die Volksinitiative mit 26.246 gültigen Unterstüt-zungsunterschriften erfolgreich.

 

21.02.2014

Vollzugshinweise zur Anwendung der DIN 1946-6

Die Obere Luftfahrtbehörde verpflichtet die Flughafengesell- schaft mit neuen Vollzugshinwei- sen zur Anwendung der DIN 1946-6 "Lüftung von Wohnun- gen".

Das bisher von der FBB aufer- legte Lüftungssystem dürfte damit hinfällig sein und muss nun gerichtlich geklärt werden.

 

28.01.2014

Mehdorn verliert Schallschutz-Streit

Das Bundesverwaltungsgericht hat die Beschwerde der Flughafengesellschaft verworfen und das Urteil des OVG zum Tagschutzziel endgültig bestätigt.

 

02.10.2013

Blankenfelde-Mahlow klagt gegen "Schalldämmlüfter"

In einer Klage vor dem Oberverwaltungsgericht Berlin Brandenburg soll die Rechts- widrigkeit des Einsatzes der ungeeigneten Zuluftgeräte festgestellt werden.