Ist das Push-Pull-Prinzip nachhaltig?

Einleitung

DIN 1946 Blatt 6 [1] fordert zur Gewährleistung der hygienischen Behaglichkeit und zur Vermeidung von Feuchteschäden einen Mindestaußenluft-Volumenstrom im Wohnbereich.

Für die Zuführung dieses Luftvolumenstroms gibt es drei Hauptgruppen (freie Lüftung, ventilatorgestützte Lüftung, kombinierte Lüftungssysteme). Die ventilatorgestützte Lüftung unterscheidet in Abluft-, Zuluft- und Zu-/Abluftsysteme.

Grundsätzlich sollten die Systeme den allgemeinen Anforderungen nach [1]

In einem Forschungsvorhaben [4], [5] wurde eine Systemlösung nach dem „Push-Pull-Prinzip“ (auch als alternierende Betriebsweise bezeichnet) untersucht.

Obwohl die Studie zu dem Forschungsvorhaben (trotz Ankündigung) noch nicht zugänglich ist, gibt es schon einige Publikationen bzw. Stellungnahmen (u.a. [4] und [5]) dazu.

Bemerkungen

Allgemein

Die grundlegende Kernaussage der Studie bzw. der alternierenden Betriebsweise ist, dass die Wirkungsweise analog einer Verdünnungslüftung (Mischlüftung) ist.

Der Begriff „Push-Pull“ wurde schon im Rahmen von möglichen Wärmerückgewinnungssystemen in den 1990er Jahren für ein Gerät aus der Schweiz verwendet. Diese Lösung hat sich jedoch kaum durchgesetzt.

Die Funktionsweise des Gerätes – im eigentlichen Sinn ein ALD (Außenluft-Durchlass­element) – zeigt Bild 1 [3]. Der ALD wird ergänzt durch einen „Wärmespeicher“ und einen Pendelventilator (alternierende Ventilatordrehrichtung).

Die Wärmerückgewinnung entspricht einem sogenannten „Wechselspeicher“. Die in [3] ausgewiesenen „Rückwärmzahlen“ (richtigerweise Temperaturübertragungsgrad) im Bereich von 90 % erscheinen unrealistisch, zumal einerseits Zu- und Abluftvolumenstrom in der gleichen Größe sind und andererseits nur eine Temperaturübertragung erfolgt. Eine Taupunktunterschreitung im „Speicher“ sollte nicht vorhanden sein.

Bei einer Recherche in Produktinformationen zu einem dezentralen Wohnungslüftungsgerät mit WRG der Fa. Tecalor [7] zeigte sich, dass es sich bei dem ausgewiesenen Wert von ca. 90 % um einen „Wärmebereitstellungsgrad“ nach DIN V 18599 Blatt 6 [8] handelt. Dieser ist nach [7]:

„Für die Bestimmung des Gesamt-Temperaturänderungsgrades der Wärmerückgewinnung im Lüftungsgerät j h_t,unit,j nach Gleichung (16), ist der Prüfwert des Temperaturänderungsgrades h‘_t,unit,j zu verwenden. Der Prüfwert des Temperaturänderungsgrads charakterisiert die Temperaturerhöhung der Zuluft, bezogen auf die maximal mögliche Temperaturerhöhung. Der Temperaturänderungsgrad kann als Heizperiodenmittel angegeben werden. In den Prüfwert des Temperaturänderungsgrads des Lüftungsgerätes gehen neben der Betriebscharakteristik des Wärmeübertragers (WÜT) auch die Abwärme von elektrischen Komponenten (Ventilatoren, Regelung) und die thermischen Auswirkungen von inneren Geräteleckagen ein.

Als Prüfwert des Temperaturänderungsgrads des Lüftungsgerätes können die im Rahmen der nationalen Zulassung der Lüftungsgeräte bestimmten Kennwerte

herangezogen werden.

Weiterhin werden nach [3] min­des­tens zwei Geräte für einen Raum benötigt, die zeitlich gegenläufig arbeiten.

Weiterhin werden nach [3] mindestens zwei Geräte für einen Raum benötigt, die zeitlich gegenläufig arbeiten.

Ob, wie in der Darstellung (Bild 2) nach [4] und [5] dokumentiert, auch eine Durchströmung von mehreren Räumen durch Schalten der einzelnen Geräte als Zu- bzw. Abluftgeräte erfolgreich sein kann, wäre hinsichtlich der möglichen auftretenden Druckverluste zwischen den Räumen erst in der Praxis zu überprüfen.

Leider ist aus den bisher vorliegenden Dokumentationen u.a. nicht ersichtlich:

KWL und Nachhaltigkeit

Auch in den bisherigen Verordnungen zum energiesparenden Wärmeschutz und aktuellen Verordnung [2] wird darauf orientiert, die Lüftungswärmeverluste zu minimieren. Dies hat u.a. dazu geführt, dass sowohl auf die große Dichtheit des Gebäudes (Blower-Door-Test) als auch die Dichtheit der Fensterkonstruktion orientiert werden soll. Dabei schreibt die Verordnung kein System zur Lüftung von Räumen vor.

Hinsichtlich der Minimierung der Transmissionswärmeverluste sollten auch Wärmebrücken in der Außenwandkonstruktion weitestgehend vermieden werden.

Die hohen Anforderungen an die Dichtheit bzw. Minimierung der Lüftungsheizlast führen zwangsläufig zu dezentralen bzw. zentralen Lüftungssystemen (auch als Kontrollierte Wohnraumlüftung [KWL]) bezeichnet, obwohl auch die freie Lüftung eine Lösung sein kann, um die hygienische Behaglichkeit in Wohnungen gewährleisten zu können.

Die KWL, ob dezentral oder zentral, ist als sinnvoll und notwendig zu bewerten, wenn es einerseits um die Abwendung von Schadstoffen (z.B. Allergiker) oder akustischen Belastungen (z.B. Verkehrslärm) im Raum oder andererseits aus Ansprüchen an den gewünschten Wohnkomfort gehen soll.

Unter diesem Aspekt sollte eine kontrollierte Fugenlüftung (mit definierter Fugendurchlassfähigkeit) eines Fensters einer nachhaltigen Betrachtung unterzogen werden.

Verdeutlicht man sich die Funktion einer Fensterfuge (Bild 4), so ist erkennbar, dass die Funktionen der „Filterung“ und der „Schalldämmung“ und bei einer konstruktiv vorgegebenen Fugendurchlässigkeit eine Belüftung eines Raumes durch „freie Lüftung“ (in der Regel einen Außenluftwechsel in der Größenordnung von 0,3 bis 0,5 1/h) in Form der Mischlüftung gegeben sind. Gegenwärtig sind schon Fensterkonstruktionen mit einer vorgegebenen Fugendurchlässigkeit im Angebot, jedoch etwas kostenintensiver.

Jeder konstruktive Eingriff in die Außenwandkonstruktion bzw. Fensterkonstruktion in Form eines ALD (Bild 5) stellt einerseits eine Wärmebrücke dar, und andererseits muss die Problematik der Filterwartung gewährleistet werden.

Eine Anordnung des ALD kann sowohl im Kämpfer der Fensterkonstruktion oder unterhalb der Fensterbank erfolgen (Bild 6). Bei der letzteren Anordnung kann ein Heizkörper einen Kaltluftfall der zugeführten Außenluft im Winter kompensieren. Ob diese bei der Anordnung im Kämpfer gewährleistet werden kann, ist fraglich.

Weiter gilt es zu bedenken, dass die Öffnungen für die Außenluftansaugung des ALD in der Außenwand aus architektonischer Sicht problematisch zu sehen sind und auch die Anordnung der Zuluftdurchlässe und dessen Gestaltung an der Innenseite der Außenwand oder im Kämpfer des Fensters sowohl Einfluss auf die Raumströmung als auch die Raumgestaltung haben werden. Besonders die Zuluftdurchlässe sind so zu gestalten, dass eine Wartung zumindest der Filter als auch der Ventilatoren ermöglicht werden kann.

Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit der Lüftung von Wohnräumen erscheint dem Autor eine Fugenlüftung gegenüber dezentralen Lüftungssystemen über ALD die ökonomisch und ökologisch zweckmäßigere Variante zu sein.

Schlussfolgerungen

Die auszugsweise Publizierung von Ergebnissen von Studien zur alternativen Betriebsweise eines ALD ist kontraproduktiv, da es momentan keinen Zugriff zu diesen Studien gibt (dies gilt zumindest für das Forschungsvorhaben „EwWalt“).

Die vorgestellte Lösung einer dezentralen Belüftung von Wohnräumen bedarf einer kritischen Bewertung hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit.

Nur der Aspekt, dass mit dieser Lösung eine adäquate Form der Mischlüftung möglich ist, erscheint als Ergebnis einer Studie zu mager.

Bei Veröffentlichung hinsichtlich von projektrelevanten Daten sollten die normgerechten Bezeichnungen verwendet werden, um eventuelle Fehlinterpretationen zu vermeiden.

Bei der notwendigen Belüftung von Räumen sollte nicht nur der energetische Aspekt (bisher vorrangig durch die EnEV gefordert) berücksichtigt werden, sondern insbesondere Aspekte, die die Nachhaltigkeit einer Lösung beeinflussen.

Der Autor ist nach wie vor der Meinung, dass eine vorgegebene Fugenlüftung einer Fensterkonstruktion ökonomisch sinnvoll, praktikabel, nutzerfreundlich ist und ausreichend, die Forderungen entsprechend der Norm zu erfüllen.

Dabei wird nicht in Abrede gestellt, dass unter bestimmten Randbedingungen eine KWL sinnvoll und zweckmäßig sein kann, wobei eine zentrale KWL zu bevorzugen sein sollte.

Literatur

[1] DIN 1946 Blatt 6 (Entwurf): Raumlufttechnik – Teil 6: Lüftung von Wohnungen – Allgemeine Anforderungen, Anforderungen an die Auslegung, Ausführung, Inbetriebnahme und Übergabe sowie Instandhaltung, 01/2018, Beuth-Verlag GmbH Berlin [2] EnEV 2016: Verordnung über energiesparenden Warmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung – EnEV) [3] Versuche vergleichen Prüfverfahren für dezentrale Pendellüfter zur Wohnungslüftung, (DIBt), 02/2018 [4] CCI-Branchenticker zu Studien zur dezentrale Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung (Push-Pull-Prinzip), 10/2018 – Studie 2: Forschungsvorhaben EwWalt („Energetische Bewertung dezentraler Einrichtungen für die kontrollierte Wohnraumlüftung mit alternierender Betriebsweise [5] Hohe Lüftungseffizienz dezentraler Wohnraumlüftung belegt, http://www.recknagel-online.de. forschung & Entwicklung, 19. Oktober 2018 [6] Trogisch, A., Reichel, M.: Planungshilfen Lüftungstechnik; 11/2017, 6. Auflage, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach [7] Produktinformation der Fa. Tecalor () [8] DIN V 18599 Bl. 6: Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 6: Endenergiebedarf von Lüftungsanlagen, Luftheizungsanlagen und Kühlsystemen für den Wohnungsbau, 09/2018, Beuth-Verlag GmbH, Berlin