20 m³/h Außenluft pro Person sind zu wenig

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• Der Mindestaußenluftvolumenstrom von 20 m³/(h Pers) des Passivhaus-Standards ist nicht für die Planung von Außenluftmengen und auch nicht für eine energetische Bewertung geeignet.
• Nach den gültigen Regeln der Technik berechnete Außenluftvolumenströme liegen bei den empfohlenen Raumluftkategorien deutlich über dem Wert des Passivhaus-Standards.
• Die Schadstoffemissionen eines Gebäudes haben Einfluss auf die erforderliche Außenluftmenge. Mit abnehmender Belegungsdichte nimmt ihr relativer Einfluss deutlich zu.
• Unter typischen Bedingungen bei einem Einzelbüro sind die Stromkosten für die Bereitstellung des erforderlichen Außenluftvolumenstroms höher als die Heizkosten für die Luftnachwärmung.

Die Energieeffizienz eines Gebäudes lässt sich nur richtig bewerten, wenn die Raumluftqualität und die thermische Behaglichkeit bei einer definierten Schadstoffklasse nach DIN EN 15251 [2] gewährleistet werden kann. Dies sollte sowohl für Wohngebäude als auch für Nichtwohngebäude gelten. Bei der Begutachtung von Planungsvorhaben ist jedoch festzustellen, dass der für den Nachweis von Passivhaus-Wohngebäuden [1] verwendete Mindestaußenluftvolumenstrom von 20 m³/(h Pers) durch „Passivhaus-Forderungen“ des Auftraggebers oder durch Unkenntnis der Planer auch auf andere Nutzungs- und Gebäudearten übertragen wird. Die Realisierung akzeptabler Raumluftzustände ist dann trotz Wärmerückgewinnung nur durch einen erhöhten energetischen Aufwand möglich.

Auslegungswerte im Regelwerk

Ob ein Mindestaußenluftvolumenstrom von 20 m³/(h Pers) gerechtfertigt ist, muss jedoch auch grundsätzlich infrage gestellt werden. DIN 1946-6 [3] fordert für die einzuhaltende und zu gewährleistende Nennlüftung (auszugsweise in Abb. 2) in Abhängigkeit der Wohnfläche Außenluftvolumenströme, die bei der heute üblichen Personenbelegung schon bei 25 bis 30 m³/(h Pers.) liegen.

Werden die Kriterien nach DIN EN 13779 [4] für Nichtwohngebäude Abb. 3 zugrunde gelegt, liegen für nahezu alle Raumluftqualitätsstufen sowohl der übliche Bereich als auch der ausgewiesene Standardwert über dem Wert von 20 m³/(h Pers). Bei der überwiegend angestrebten Kategorie IDA II ist der Standardwert mit 45 m³/(h Pers) mehr als doppelt so hoch definiert.

Der informative Anhang B zu DIN EN 15251 [2] berücksichtigt bei der Auswahl des hygienischen Mindestaußenluftvolumenstroms die unterschiedliche Nutzung durch Personen und auch die Schadstoffemissionen des ­Gebäudes. Der Anteil aus den Schadstoff­emissionen des Gebäudes ist im Vergleich zur Kompensation der CO₂-Emissionen durch Personen vergleichsweise gering und liegt in der Kategorie RAL II zwischen 1,3 und 5,0 m³/(h m²). Der höhere Wert ist für ein nicht schadstoffarmes Gebäude anzuwenden. Gelingt es, ein schadstoffarmes Gebäude unter Berücksichtigung der Hinweise nach VDI 6022 [6] zu realisieren, so beträgt der erforderliche Außenluftvolumenstrom 2,5 m³/(h m²) [10, Tabelle 4].

In Abb. 4 sind auszugsweise und bearbeitet Beispiele für empfohlene Außenluftvolumenströme in Nichtwohngebäuden für die im Allgemeinen empfohlene Kategorie RAL II nach DIN EN 15251 (Anhang B) ausgewiesen. Auch hier wird sehr deutlich, dass in keinem Fall ein Außenluftvolumenstrom von 20 m³/(h Pers) zur Gewährleistung der hygienischen Behaglichkeit ausreichend ist.

Zu analogen Aussagen kommt eine öster­reichische Untersuchung für Schulen, die daraus abgeleitete Auslegungsempfehlung ist in [5] veröffentlicht worden, siehe auch [10, Tabelle 5].

Untersuchungsergebnisse

Zweijährige Untersuchungen [7] haben gezeigt, dass bei einem Außenluftvolumenstrom nach Passivhaus-Standard in einem Kindergarten, der energetisch einem Passivhaus-Standard entspricht, die nach DIN EN 13779 einzuhaltenden CO₂-Konzentration häufig überschritten wurde Abb. 5.

In [8] wurde untersucht, welchen Einfluss der erforderliche Außenluftvolumenstrom nach DIN EN 15251 zur Gewährleistung einer entsprechenden Raumluftqualität (RAL bzw. IDA) in einem Bürogebäude auf den Energiebedarf bzw. den Energieaufwand und die Kosten hat Abb. 6 Abb. 7. Dabei wurden die nach der EnEV 2009 geforderten SFP-Werte für den Ventilator und die Wärmerückgewinnung berücksichtigt. Es wird aus Abb. 8 sehr deutlich, dass

1. infolge des verringerten Qualitätsanspruches an die Schadstoffemission des Gebäudes einerseits der Energiebedarf steigt und auch die Kosten mit steigendem Außenluftvolumenstrom zunehmen und

2. die Stromkosten höher liegen als die Wärmekosten.

Für diesen betrachteten Fall liegen die erforderlichen Außenluftvolumenströme im Bereich zwischen 36 und 70 m³/(h Pers). Abb. 9 weist ebenfalls darauf hin, dass sich die geforderte Raumluftqualität signifikant auf den Energiebedarf bzw. Energieaufwand und die jährlichen Kosten auswirkt.

Schlussfolgerungen

Der im Passivhaus-Standard festgelegte hy­gienische Mindestaußenluftvolumenstrom von 20 m³/(h Pers) ist sowohl für den Wohnungsbau als auch für Nichtwohngebäude ein zu geringer Wert, um den gültigen Regeln der Technik zu entsprechen. Er kann und sollte nicht auf andere Nutzungen von Gebäuden übertragen und für energetische Betrachtungen in Ansatz gebracht werden. Er berücksichtigt nicht die Aspekte der Raumluftqualität und der Schadstoffemissionen des Gebäudes.

Die Anwendung des Passivhaus-Standards zur energetischen Bewertung von Gebäuden war bei seiner Einführung eine gute Lösung. Inzwischen entspricht die Bewertungsmethode, bei der einerseits nur die Heizenergie betrachtet wird und als Bezug eine beheizte Fläche verwendet wird, kaum mehr den Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) bzw. der von ihr in Bezug genommenen Bewertungsnorm DIN V 18599.

Für die energetische bzw. primärenerge­tische Bewertung von Gebäuden, sind unabhängig von der Nutzung DIN V 18599 (Neu­ausgabe Dezember 2011) und die gültigen ­Regeln der Technik für den notwendigen ­hygienischen Mindestaußenluftvolumenstrom anzuwenden. •

Literatur

[1] Feist, W. u.a.: Passivhaus Projektierungspaket 2007, Anforde­rungen an qualitätsgeprüfte Passivhäuser. Darmstadt, 2007

[2] DIN EN 15251 Eingangsparameter für das Raumklima zur ­Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden; Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik. Berlin: Beuth Verlag. August 2007

[3] DIN 1946 Raumlufttechnik – Teil 6: Lüftung von Wohnungen – Allgemeine Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung. Berlin: Beuth Verlag, Mai 2009

[4] DIN EN 13779: Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsysteme. Berlin: Beuth Verlag, September 2007

[5] FGK-Status-Report 22 Lüftung von Schulen – Raumluftqualität, Leistungsfähigkeit und Systeme, Bietigheim-Bissingen: Fachverband Gebäude-Klima, April 2011, Download: Webcode 322593

[6] VDI 6022 Blatt 3 Raumlufttechnik – Raumluftqualität – Beurteilung der Raumluftqualität. Berlin: Beuth Verlag Juli 2011

[7] Trogisch, A., Hermann, H, Berbig, A.: Begleitendes Monitoring – Energieverbrauch und Raumklima im Passivhauskindergarten. Gütersloh: Bauverlag, tab 7/8-2011 und 9-2011

[8] Franzke, U.: Strömungstechnische und energetische Anforderungen an die Klimatechnik. Klimatag 2011: Kühlanlagenbau Dresden (unv. Vortrag), März 2011

[9] König, A.: Funktionelle und energetische Sanierung eines Bestandsgebäudes zu einem zukunftsorientierten und energieeffizienten Bürogebäude; Diplomarbeit (unv.) 08/2011, HTW Dresden

[10] Trogisch, A.: VDI 6040 Blatt 1 – Für die Planung kaum nutzbar. Stuttgart, TGA Fachplaner, 11-2011, Seite 62

Mehr Infos zum Thema enthalten die TGAdossiers Regelwerk sowie Passivhaus, Null- und Plus-Energie-Haus: Webcode 723 bzw. 715 eingeben

TGA-Planer: Lassen Sie sich bei Ihrer Planung nicht beirren: Die Gebäudehülle hat – außer über ihre Schadstoffemissionen – nahezu keinen Einfluss auf den erforderlichen Mindestaußenluftvolumenstrom.

Anlagenbauer: Ist die Außenluftmenge für ein Gebäude nach den energetischen Gesichtspunkten des Passivhaus- oder eines anderen Baustandards ausgelegt, ist Vorsicht geboten. Eine mängelfreie Leistung lässt sich so kaum realisieren, aus den anerkannten Regeln der Technik ergeben sich meistens höhere Außenluftmengen.

Bauherren: Dem Passivhaus-Standard gehört die Zukunft. Um ihn energetisch auch unter Berücksichtigung einer akzeptablen Raumluftqualität zu erreichen, ist eine Bilanzierung mit den dazu erforder­lichen Außenluftvolumenströmen erforderlich. Bei schadstoffarmen Gebäuden sinken die Betriebs­kosten für eine mechanische Lüftung deutlich.

Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH), Fakultät Maschinenbau / Verfahrenstechnik, Lehrgebiet TGA. Telefon (03 51) 4 62 27 89, trogisch@mw.htw-dresden.de, https://www.htw-dresden.de/