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Bedarfslüftung im Wohnungsbau. Abschlussbericht

Bau- und Wohnforschung
Thomas Hartmann, Ralf Gritzki, Jens Bolsius, Andre Kremonke, Alf Perschk
TU Dresden, Institut für Thermodynamik und Technische Gebäudeausrüstung, Bereich Technische Gebäudeausrüstung
2001, 204 S., Abb.,Tab.,Lit.
Fraunhofer IRB Verlag

Kurzbericht [PDF] deutsche Version

Inhalt

Der Bericht liefert einen Beitrag zur ganzheitlichen Betrachtung der Wohnungslüftung. Dabei stehen vergleichende Bewertungen für die in Deutschland maßgeblichen Lüftungskonzepte aus energetischer, bauphysikalischer und raumlufthygienischer Sicht im Mittelpunkt. Ergänzend werden Aspekte der Wirtschaftlichkeit und des Schallschutzes behandelt. Der Beurteilung einer bedarfsgeregelten Wohnungslüftung im Vergleich mit konventioneller Lüftungstechnik wird breiter Raum eingeräumt. Im Ergebnis der Untersuchungen werden Empfehlungen zur Auswahl der Führungsgrößen, Anordnung der Sensoren sowie zur Regelcharakteristik der Anlage im Sinne der Optimierung von Bedarfslüftungskonzepten gegeben. Mit dem Ziel der weiteren Reduzierung des Energieverbrauches bei gleichzeitiger Verbesserung der hygienischen und thermischen Verhältnisse lassen sich Argumente Pro und Contra diverser Lüftungsprinzipien formulieren. Die Arbeit basiert auf umfangreichen Simulationsrechnungen mit detaillierten Modellen, diese werden durch punktuelle Messungen und theoretische Betrachtungen ergänzt. Der Modellierung werden grundlegende Uberlegungen zu Feuchte- und Schadstofflasten in Räumen sowie zu den Strömungsverhältnissen an und in Gebäuden vorangestellt, um fundierte Ergebnisse erzielen zu können.

Verfügbare Formate

Inhaltsverzeichnis

Einführung 1
2 Raumluftqualität 4
2.1 Feuchtequellen 4
2.1.1 Status quo 4
2.1.2 Personen 7
2.1.3 Pflanzen 8
2.1.4 Küche und Bad 11
2.1.5 Weitere Feuchtequellen 14
2.1.6 Vergleich für eine 3-Personen-Modeliwohnung 16
2.2 Schadstoffe 19
2.2.1 Schimmelpilz 19
2.2.2 Milben 21
2.2.3 Kohlendioxid (C02) 22
2.2.4 Flüchtige organische Komponenten (VOC) 25
2.2.5 Weitere Schadstoffe 26
2.3 Auswirkungen auf den Menschen 29
3 Gebäudedurchströmung 34
3.1 Druckverhältnisse an Gebäuden 34
3.1.1 Einflussgrößen 34
3.1.2 Thermischer Auftrieb 34
3.1.3 Windangriff 35
3.1.4 Mechanische Lüftungsanlagen 37
3.1.5 Vergleich 38
3.1.6 Überlagerung 40
3.2 Nutzerverhalten 41
3.2.1 Lüftungsgewohnheiten und deren Erfassbarkeit 41
3.2.2 Akzeptanz mechanischer Lüftungsanlagen 48
3.2.3 Mathematische Beschreibung des Fensteröffnens 54
3.3 Resultierende Außenluftvolumenströme 57
4 Bedarfsgeregelte Lüftung 62
4.1 Denkansatz 62
4.2 Sensoren 66
4.2.1 Überblick 66
4.2.2 Feuchte-Messung 66
4.2.3 Kohlendioxid-Messung 67
4.2.4 Mischgas-Messung 69
4.2.5 Weitere Messgrößen 71
4.2.6 Einsatzmöglichkeiten 72
4.3 Aktoren 73
4.3.1 Überblick 73
4.3.2 Ventilator 73
4.3.3 Luftventil 76
4.3.4 Außenluftdurchlass 78
4.3.5 Einsatzmöglichkeiten 80
4.4 Regelstrategien 80
5 Simulationsmodell 84
5.1 Allgemeines 84
5.2 Gebäude 87
5.3 Lüftungsanlage 89
5.4 Nutzer 91
6 Ganzheitliche Bewertung von Lüftungskonzepten 93
6.1 Energetische Effizienz 93
6.1.1 Kennwerte 93
6.1.2 Außenluftwechsel 100
6.1.3 Heizwärmebedarf 106
6.1.4 Primärenergiebedarf 115
6.2 Wirtschaftlichkeit 127
6.3 Bauphysikalische und hygienische Aspekte 133
6.3.1 Kennwerte 133
6.3.2 Schimmelpilzbildung 138
6.3.3 Kohlendioxid-Konzentration 143
6.4 Thermische Behaglichkeit 152
6.4.1 Kennwerte 152
6.4.2 Bewertung nach PMV 155
6.4.3 Zugluftrisiko DR 158
6.5 Schallschutz 162
7 Zusammenfassung 166
Quellenverzeichnis 174

Publikationslisten zum Thema:
Wohngebäude, Wohnung, Bedarfslüftung, Raumluftqualität, Feuchtigkeit, Schadstoff, Luftströmung, Lüftung, Simulationsmodell, Bewertung, Effizienz, Wirtschaftlichkeit, Behaglichkeit, Bauphysik, Schimmelpilz, Schimmelbildung,

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Das Ziel der Anwendung von FBV-Systemen als Zusatzmaßnahme bei WU-Betonkonstruktionen nach WU-Richtlinie ist die Erhöhung des Zuverlässigkeitsniveaus bei der Sicherstellung der Wasserundurchlässigkeit. Gleichwohl spiegelt der Markt wider, dass es Unklarheiten bzgl. der Eigenschaften und Anwendungsgrenzen der erforderlichen Planung und der Ausführungsrandbedingungen gibt. Zudem ist bislang die Regelwerksituation für FBV-Systeme auch vor dem aktuell sich ändernden Bauordnungsrecht unklar, und die Verwendungssicherheit der Systeme für die am Bau Beteiligten (Bauherr, Planer, Ausführende) ist nicht gegeben. Das Heft 44 gibt einen umfassenden Überblick zur Wirkungsweise der bisherigen Erfahrungen und zur baurechtlichen Einstufung sowie Handlungsempfehlungen zu Planung und Ausführung.

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Forschungsberichte

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Untersuchung zu zeitlichen Schwankungen der Feuchte in Innenräumen im Hinblick auf den Feuchtetransport durch Bauteile und die Vermeidung von Schimmelpilzbildung auf Bauteilinnenoberflächen

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Mit dem vorliegenden Forschungsvorhaben zur Untersuchung der Temperatur und der absoluten Luftfeuchte in Gebäuden konnten erstmals Werte der Innenraumverhältnisse über einen Zeitraum ermittelt werden, die eine von einzelnen Jahren unabhängige mathematische Darstellung von Regressionskurven an verschiedenen Standorten in der Bundesrepublik und von Gebäuden unterschiedlichen Baualters ermöglichen. Die Auswertung von Messwerten der Temperatur und Feuchte in der Raumluft an 57 Standorten im gesamten Bundesgebiet zeigt, dass in neuzeitlichen Gebäuden, im Vergleich zu Gebäuden aus den fünfziger und sechziger Jahren, mit veränderten Verläufen der Temperatur und Luftfeuchte gerechnet werden muss. Bedingt durch die größere Luftdichtheit der Hülle, weisen die energiesparenderen Gebäude höhere Werte der absoluten und relativen Feuchte der Raumluft auf. Selbst durch den Einsatz gebäudetechnischer Anlagen zur Be- und Entlüftung gelingt es bei luftdichten Gebäuden nicht, den Wasserdampfgehalt in der Raumluft durch den Austausch trockener Außenluft gegen feuchte Innenluft in einer Weise zu senken, wie dies in einem älteren luftundichten Gebäude der Fall ist.

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Gerade im Gebäudebestand liegen häufig Wandkonstruktionen vor, die durch einen ungenügenden oder fehlenden Feuchteschutz und durch starke Schwankungen der Bauteiltemperaturen geprägt sind. Die Reduzierung der Feuchte- und Temperaturbeanspruchungen bietet hier die Chance, auch ohne Dämmstoffe, eine energetische Ertüchtigung durchzuführen. Die Ziele des Forschungsprojektes waren daher, die Wechselbeziehungen zwischen feuchtigkeitsbelastetem Ziegelmauerwerk und den daraus resultierenden Wärmeverlusten zu untersuchen, Änderungen der Dämmeigenschaften und des Energieaufwands zum Beheizen zu quantifizieren sowie geeignete Ertüchtigungsmaßnahmen auszuarbeiten und zu analysieren, die zu einer messbaren Reduzierung von feuchtigkeitsbedingten Wärmeverlusten führen.

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Ursachen des Schimmelbefalls an Orgeln. Abschlussbericht
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Fraunhofer IRB Verlag

Seit 20 Jahren wird an den Orgeln in deutschen Kirchen vermehrter Schimmelbefall beobachtet. Das Projekt untersuchte die Ursachen des Befalls. Zunächst wurde in einer Befragung zu rd. 400 Objekten eine breite Datenbasis erstellt und letztlich an 19 geeigneten Objekten detaillierte Untersuchungen durchgeführt. Schwerpunkte der Messungen und Untersuchungen vor Ort und im Labor waren die jeweiligen klimatischen Bedingungen und eventuell vorhandene wachstumsfördernde oder -hemmende Beschichtungen auf den Oberflächen der Instrumente, wie auch sonst im Raum. Dazu wurden Anzuchtversuche zu den Wachstumsansprüchen der aktiven Pilze sowie Langzeitklimamessungen und Nebelversuche zu den Temperatur- und Feuchteverhältnissen in den Kirchenräumen durchgeführt.

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H2O_WoodController: Entwicklung eines sicherheitsrelevanten Überwachungssystems für feuchtetechnische Problemstellungen im Holzbau
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Fraunhofer IRB Verlag

Die Überwachung von sicherheitstechnischen Komponenten an Kraftfahrzeugen ist seit vielen Jahren Standard. Im Baubereich sind solche Systeme bisher kaum bzw. gar nicht vorhanden. Die Notwendigkeit der Bauwerksüberwachung erschließt sich jedoch aus vielen negativen Beispielen der Vergangenheit und Gegenwart. Nicht erkannte Schäden verursachen jedes Jahr Sanierungskosten in Milliardenhöhe. Auch Einstürze von Gebäuden sind dadurch nicht auszuschließen. Die meisten Bauschäden im Holzbau sind auf eindringende Feuchte, bzw. Feuchte aus besonderen bauphysikalischen Bedingungen zurückzuführen. Auf Grund der vielen möglichen Schadensursachen, wie Alterung von Abdichtungen, Planungs- und Montagefehlern sowie Nutzungsänderungen und falschem Nutzerverhalten, ist es nahezu unmöglich vorherzusagen, wo ein Schaden auftritt. Der "H2O Wood-Controller" ermöglicht eine nahezu flächendeckende und kostengünstige Analyse des Bauwerkzustandes.

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Eine zu geringe Luftfeuchte zählt nachweislich zu den häufigsten Beschwerdegründen hinsichtlich des Raumklimas in Bürogebäuden. Heute verfügbare Lösungen weisen allesamt einen sehr hohen technischen wie energetischen Aufwand auf. Ionomere weisen interessante Potentiale zur Lösung dieses Problems auf und sind daher Schwerpunkt dieser Untersuchung. Das Ziel dieser Untersuchung lag demzufolge in der Untersuchung der Verwendbarkeit sowie der Ermittlung der Leistungskennwerte dieser High-Tech-Membranen zur Raumluftbefeuchtung in Gebäuden. Zu diesem Zweck wurden gemeinsam mit den Industriepartnern insgesamt 6 Funktionsmuster für unterschiedliche Einsatzzwecke entwickelt, hergestellt und vermessen. Insgesamt weisen die untersuchten Lösungen ein sehr interessantes Umsetzungspotential für eine industrielle Anwendung auf. Die entwickelten Funktionsmuster belegen die Möglichkeit einer zentralen Verwendung in klassischen Lüftungsanlagen sowie einem dezentralen manuellen Einsatz in Kombination mit einem Heizkörper.

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Zeitschriftenartikel

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Kober, Bernd
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