Luftwechselrate

So wirkt die Luftwechselrate in einem Wohnzimmer

Luftwechselrate und Volumenstrom umrechnen

Die Luftwechselrate beschreibt den Austausch im Verhältnis zur Raumgröße. Für Berechnungen, vor allem bei lüftungstechnischen Anlagen, werden nach dem Umweltbundesamt heute statt der Luftwechselzahl nutzer- und flächenbezogene Außenluftvolumenströme herangezogen.^[1] Beide Größen lassen sich ineinander umrechnen: Raumvolumen mal Luftwechselrate ergibt den Volumenstrom in Kubikmetern je Stunde.

Die DGUV Information 201-028 rechnet das für einen Sanierungsbereich vor: Ein Raum von 5 mal 4 Metern und 3 Metern Höhe braucht für einen 15-fachen Luftwechsel einen Volumenstrom von 5 · 4 · 3 m³ · 15 je Stunde, also 900 Kubikmeter je Stunde.^[2] Ein Rechenbeispiel mit angenommenen Werten für ein Wohnzimmer: 20 Quadratmeter bei 2,5 Metern Raumhöhe sind 50 Kubikmeter, bei einer Luftwechselrate von 0,5 je Stunde werden rechnerisch 25 Kubikmeter Luft in der Stunde ausgetauscht.^[1]

Undichte Altbauten und dichte Fenster

Alte, undichte Gebäude haben bei geschlossenen Fenstern und Türen einen höheren Luftwechsel als neue oder sanierte dichte Häuser, schreibt das Umweltbundesamt.^[1] Durch undichte Fenster und Türen findet in nicht energetisch sanierten Altbauwohnungen auch ohne aktives Lüften ein gewisser Austausch statt, der Infiltrationsluftwechsel, und transportiert einen Teil der Feuchte nach außen.^[1] Werden dicht schließende Fenster eingebaut, fällt er weitgehend weg.^[1]

Fenster in der Modellwohnung	Infiltrationsluftwechsel	Folge für das Lüften
alte, nicht sanierte Altbaufenster	0,5 je Stunde	eine Stoßlüftung am Morgen genügt
neue, dichtere Fenster ohne weitere Dämmung	0,1 je Stunde	nötige Häufigkeit der Stoßlüftung wird kaum erreicht

Infobox 7 im Leitfaden des Umweltbundesamtes, Berechnung des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik für eine Altbau-Dreizimmerwohnung mit Ziegelmauerwerk und U-Wert 1,4 W/m²K.^[1]

Räume im Altbau aus Betonbodenplatte und gemauerten Wänden vertragen nach dem Umweltbundesamt wegen undichter Türen und Fenster und des damit verbundenen Luftwechsels das Eindringen geringer Mengen Feuchte problemlos. Werden die Wände aber mit Trockenbau verkleidet und der Boden mit schwimmendem Estrich und dichtem Belag versehen, kann die über das Erdreich eindringende Feuchte nicht mehr im gleichen Maß an die Raumluft abgegeben werden.^[1]

Wird zusätzlich Wäsche in der Wohnung getrocknet, reicht Fensterlüftung nach dem Beispiel erst recht nicht aus, und eine Lüftung über technische Einrichtungen ist von Vorteil.^[1] Besonders problematisch sind dichte Fenster, wenn Wände und Fensterlaibungen nicht zugleich gedämmt werden und die Außenwände kalt bleiben.^[1]

Wie viel Feuchte ein Luftwechsel abführt

Ein Haushalt mit drei Personen gibt nach dem Umweltbundesamt täglich etwa 6 bis 12 Liter Wasser an die Raumluft ab.^[1] Was der Luftwechsel davon hinausträgt, zeigt ein Rechenbeispiel mit angenommenen Werten für den Raum mit 50 Kubikmetern: Innen 20 °C und 50 Prozent relative Luftfeuchtigkeit, das sind rund 8,6 Gramm Wasser je Kubikmeter, außen 0 °C und 80 Prozent, rund 3,9 Gramm.^[3][4]

Luftwechselrate	ausgetauschte Luft	abgeführtes Wasser je Stunde	je Tag
0,5 je Stunde	25 m³/h	rund 119 g	rund 2,8 kg
0,1 je Stunde	5 m³/h	rund 24 g	rund 0,57 kg

Angenommen sind innen 20 °C bei 50 Prozent und außen 0 °C bei 80 Prozent, Wassergehalt nach Magnus-Formel und Gasgleichung berechnet.^[3][4]

Die Zahlen gelten für einen einzelnen Raum und ein gleichbleibendes Klima, sie zeigen die Größenordnung. Sinkt der Luftwechsel von 0,5 auf 0,1 je Stunde, führt derselbe Raum nur noch ein Fünftel der Feuchte ab, und der Rest muss über aktives Lüften hinaus.^[3][4]

Luftwechselrate bei der Dichtheitsprüfung nach dem Gebäudemodernisierungsgesetz

Im Gesetz taucht die Luftwechselrate bei der Prüfung der Luftdichtheit auf.^[5] Wird die Dichtheit eines neuen Gebäudes nach DIN EN ISO 9972 geprüft, darf der bei einer Druckdifferenz von 50 Pascal gemessene Volumenstrom je Stunde ohne raumlufttechnische Anlage höchstens das Dreifache des beheizten oder gekühlten Luftvolumens betragen, mit Anlage höchstens das 1,5-Fache.^[5] Gemessen wird sowohl mit Über- als auch mit Unterdruck, und die Höchstwerte gelten für beide Fälle.^[5]

Für Gebäude mit mehr als 1500 Kubikmetern beheiztem oder gekühltem Luftvolumen bezieht § 26 den Grenzwert auf die Hüllfläche, höchstens das 4,5-Fache ohne und das 2,5-Fache mit raumlufttechnischer Anlage.^[5] Diese Werte beschreiben die Dichtheit der Hülle unter einem künstlichen Druckunterschied und nicht den Luftwechsel im Alltag, sie zeigen aber, wie dicht neue Gebäude sein sollen.

Lüftung zum Feuchteschutz nach DIN 1946-6

Nach DIN 1946-6 muss der Luftwechsel zum Feuchteschutz nutzerunabhängig sichergestellt sein, und beim Einbau neuer dichter Fenster empfiehlt das Umweltbundesamt ein Lüftungskonzept.^[1] Der Bundesverband für Wohnungslüftung erklärt, warum die Norm die Lüftung zum Feuchteschutz als eigene Stufe führt: Gebäude können heute so luftdicht gebaut werden, dass eine ausreichende, dauernde Selbstlüftung durch Wind und Thermik nicht mehr bei allen Gebäuden zu erwarten ist.^[6]

Die Norm unterscheidet vier Lüftungsstufen, denen jeweils typische Verhaltensweisen der Nutzer zugrunde liegen, und für die Lüftung zum Feuchteschutz sind nach dem Verband nur relativ kleine Außenluftvolumenströme notwendig.^[6] Für die Berechnung teilt die Norm Deutschland in ein windschwaches und ein windstarkes Gebiet, windschwach ist ein Gebiet mit einer mittleren Windgeschwindigkeit unter 3,3 Metern je Sekunde.^[6]

Stoßlüften, Querlüften, Kippen

Für hohe Lüftungsraten sollen die Fenster nach dem Umweltbundesamt komplett geöffnet werden, am wirksamsten ist das gleichzeitige Öffnen gegenüberliegender Fenster, die Querlüftung.^[1] Eine Lüftung über gekippte Fenster ist deutlich weniger wirksam, müsste viel länger dauern und kann in der kalten Jahreszeit Laibung und Fenstersturz so stark auskühlen, dass dort Kondensat und Schimmel entstehen.^[1]

Schachtlüftungen ohne Ventilator und passive Lüftungsöffnungen bewirken nach dem Leitfaden einen gewissen Luftwechsel, die Menge an Frischluft lässt sich aber nicht steuern, im Winter wird oft zu viel und im Sommer zu wenig Luft ausgetauscht.^[1] Für eine gezielte Feuchteabfuhr hält das Umweltbundesamt sie für ungeeignet, eine Abluftführung mit Ventilator leistet das wesentlich besser.^[1]

Ventilatorbetriebene Abluftanlagen entfeuchten nach dem Leitfaden in der Regel ausreichend, solange die Außenluft nicht zu feucht ist, allein betrieben schaffen sie in dichten Gebäuden aber meist keinen hygienisch ausreichenden Luftwechsel. Dafür sind kombinierte Zu- und Abluftanlagen besser geeignet.^[1]

Luftwechsel während einer Trocknung und einer Sanierung

Während einer technischen Trocknung ist ein hoher Luftwechsel meist unerwünscht. Ein Kondensationstrockner soll die Luft im Raum immer wieder entfeuchten, nicht ständig neue Außenluft, darum bleiben Fenster und Türen des Trocknungsbereichs geschlossen.

Bei einer Schimmelsanierung ist es umgekehrt. Bei hoher und sehr hoher Belastung der Beschäftigten soll nach der DGUV im Sanierungsbereich ein 15-facher Luftwechsel je Stunde angestrebt werden, damit sich Biostoffe und Stäube nicht in der Raumluft anreichern.^[2] Undichtigkeiten reichen dafür in der Regel nicht aus, es werden ausreichend große Zuluftöffnungen geschaffen, möglichst diagonal gegenüber der Absaugung.^[2]

Wie wir den Luftwechsel bei der Ursachensuche berücksichtigen

Tritt Schimmel kurz nach einem Fenstertausch in Raumecken oder hinter Möbeln auf, fragen wir nach dem Zeitpunkt des Einbaus, dem Lüftungsverhalten und einem Lüftungskonzept. Mit Datenloggern für Temperatur und Luftfeuchte über mehrere Wochen lässt sich zeigen, ob die Feuchte der Raumluft nach dem Tausch gestiegen ist.

Zeigen die Messungen dagegen Feuchte im Bauteil, die mit dem Raumklima nichts zu tun hat, suchen wir die Ursache im Bauteil, etwa ein Leck. Beides kann auch gleichzeitig vorliegen, und dann gehören beide Befunde ins Protokoll.