Trockene Luft durch kontrollierte Wohnraumlüftung

Zu den vielen Unwahrheiten über Lüftungsanlagen zählt auch die Mär von der trockenen Luft, die durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung hervorgerufen werde. Solche Aussagen werden immer gerne von Gegnern der Lüftungsanlagen vorgebracht, ohne dass ich verstünde, warum man eigentlich gegen Lüftungsanlagen sein muss. Niemand kommt schließlich auch auf die Idee, das Atmen sei zu unterlassen. Dabei ließe sich hier das gleiche Argument anführen, dass die Schleimhäute beim Atmen im Winter austrocknen. Aber wir müssen nun mal atmen – und zum Atmen brauchen wir Luft – und wenn wir uns im Haus aufhalten, dann muss dort frische Luft zum Atmen bereit gestellt werden.

Wie aber in jedem Märchen, wohnt auch in dem von der trockenen Luft ein wahrer Kern. Zur Physik: Das Problem tritt nur im Winter auf, wenn die Außenluft kalt ist. Machen wir eine Reise der Luft von draußen nach drinnen. Wie nebenstehender Grafik zu entnehmen ist, kann Luft von 0°C lediglich 4,9 g/m³ an Wasserdampf aufnehmen. Nehmen wir an, die relative Feuchtigkeit sei 80%, was einem typischen trüben Wintertag entspricht.

Nun nehmen wir die Luft in das Haus auf, indem wir verbrauchte Luft durch ein Fenster herauslüften und frische hinein lassen (immer schön querlüften, vergleiche Fachbeitrag: Richtige Lüftung). Nun wird die Luft auf 20°C erwärmt. Dabei bleibt der absolute Wassergehalt konstant bei ca. 3,9 g/m³, was nach der Erwärmung einem relativen Feuchtegehalt von 22,7% entspricht. Eh voilá! Da haben wir unsere trockene Luft.

Und was hat das mit Lüftungsanlagen zu tun, werden Sie fragen. Eben, gar nichts! Dieser Effekt tritt immer auf. Der Unterschied zwischen Fensterlüftung und maschineller Lüftung ist lediglich: Die maschinelle Lüftung findet wirklich statt. Dagegen halten wir in Häusern ohne Lüftungsanlage die Fenster geschlossen und miefen im eigenen Saft vor uns hin. Damit bleibt zwar die Luftfeuchtigkeit in einem angenehmen Bereich, aber es fehlt die Abfuhr von Kohlendioxid.

Wir lernen: kalte Luft wird immer trocken, wenn sie erwärmt wird.

Zu Zeiten als es noch knackig kalte Winter gab, hängte meine Mutter Verdunstungsgefäße an die Heizung. Damals nannte man die trockene Luft auch noch Heizungsluft, denn auf die Lüftungsanlage konnte man es nicht schieben – die gab es noch nicht. In den skandinavischen Ländern sind Lüftungsanlagen seit Jahrzehnten deutlich weiter verbreitet als bei uns in Mitteleuropa. Das Problem der trockenen Luft stellt sich dabei noch mehr, denn wenn die Luft mit -20°C und 50% r.F. herein kommt, dann hat sie nach dem Erwärmen auf Zimmertemperatur nur noch 2,9% r.F.!

Aber genau hier kann die Lüftungsanlage helfen. Es wurden Rotationswärmetauscher entwickelt, die neben der Wärme auch einen Teil der Feuchtigkeit aus dem Abluftstrom in den Zuluftstrom übertragen können. Die Feuchtigkeit lagert sich während des Abkühlens der das Haus verlassenden Luft am Rotor an und wird von der einströmenden Luft im Zuge der Erwärmung aufgenommen. Der Vorgang ist zwar nicht geregelt, bringt aber genau den gewünschten Effekt einer Rückfeuchtung, so dass es nicht zu trocken wird. Da bei diesem Prozess nicht nur die Temperatur ausgetauscht wird, sondern auch die Feuchte, spricht man bei den Rotationswärmeübertragern auch von Enthalpie-Wärmetauschern. Unter Enthalpie versteht man den gesamten energetischen Zustand eines Stoffs, hier der Luft. Die Feuchtigkeit trägt auch latente Wärme, so dass diese Energiemengen auch mit zurück gewonnen werden, was die Enthalpie-Wärmetauscher noch effizienter macht.

In der nebenstehenden Grafik ist zusätzlich noch die Enthalpie (h) eingezeichnet (schräge Linien). Die Achsen für Wasserdampfgehalt und Temperatur sind gegenüber vorstehendem Diagramm vertauscht. (Zum Vergrößern auf die Grafik klicken.)

Die Punkte und Linien stellen dar:

1. Außenluft -2°C, 30%r.F. – Zuluftventilator –
2. -1°C, 27,3%r.F. – Enthalpie-Wärmeübertrager –
3. 18,4°C, 26%r.F. – Nacherwärmung –
4. Raumluft vor Nutzung 20°C, 23,6%r.F. – Nutzung im Raum –
5. Raumluft nach Nutzung 21°C, 40%r.F. – Enthalpie-Wärmeübertrager –
6. 1,1°C, 97,8%r.F. – Fortluftventilator –
7. Fortluft 1,6°C, 94,4%r.F.

Wir lernen: Lüftungsanlagen helfen ein Problem zu beseitigen, das sie nicht verursacht haben.

Weitere Information finden Sie im Fachbeitrag Kontrollierte Wohnraumlüftung.

Bildnachweise:
„Sättigungskurve von Wasserdampf in Luft“, Grafik: O.Matthaei 2014
„hx-Diagramm“, erstellt mit einer freien Software des ILK Dresden