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Luftwechselrate: Bedeutung und Berechnung
Tagtäglich sammeln sich Schadstoffe, Gerüche und Feuchtelasten in der Raumluft an. Sie sorgen für schlechte Luft, stören die Behaglichkeit und können sogar Probleme wie Schimmel hervorrufen. Um das zu verhindern, ist die Raumluft in regelmäßigen Abständen auszutauschen. Wie oft das passiert, verrät die Luftwechselrate, die sich in der Einheit 1/h oder h-1 angeben lässt. Wir erklären, wie Experten die Luftwechselrate berechnen, von welchen Faktoren der Mindestluftwechsel abhängt und wie er sich gewährleisten lässt.
Einflussgrößen auf die nötige Luftwechselrate
Die Luftwechselrate beschreibt, wie oft die Luft in einem Raum innerhalb einer Stunde ausgetauscht wird. Bei einem Luftwechsel von zwei 1/h (lies: zwei pro Stunde) würde die gesamte Raumluft stündlich zweimal ersetzt werden. Hat das Zimmer ein Volumen von 50 Kubikmeter, hätte das einen Volumenstrom von 100 Kubikmeter pro Stunde (m³/h) zur Folge. Aber welche Faktoren bestimmen den optimalen Luftwechsel eigentlich? Die Antwort ist hier ganz einfach:
- die Feuchtelasten und
- die Schadstoffe,
die in einem Raum entstehen. Sie hängen in aller Regel von der Raumnutzung (zum Beispiel Bad, Küche, Restaurant, Werkstatt) und der Raumbelegung (Anzahl der Personen im Zimmer) ab.
Feuchtelasten im Raum bestimmen die Luftwechselrate
Ein wichtiger Faktor für den benötigten Luftwechsel ist die Feuchtigkeit, die Personen, Handlungen oder Prozesse tagtäglich an die Raumluft abgeben. Sie entsteht in Wohngebäuden zum Beispiel beim Atmen, Waschen oder Duschen, wobei in Vierpersonenhaushalten täglich mehr als zehn Liter Wasser zusammenkommen. Da die Raumluft die Feuchtigkeit nicht uneingeschränkt aufnehmen kann, kondensiert ein Teil davon an kühlen Wandflächen und Schimmel in der Wohnung kann entstehen. Um das zu verhindern, ist die Luftwechselrate passend zur Feuchtelast zu wählen. Der Volumenstrom der Lüftungsanlage muss dabei ausreichen, um einen Großteil der anfallenden Feuchtigkeit sicher abführen zu können.
Der Luftwechsel hängt auch von den Schadstoffen ab
Neben der Feuchtigkeit gelangen tagtäglich auch viele Schadstoffe in die Raumluft. So tauschen Menschen allein mit der Atmung Sauerstoff gegen CO2 aus. Hinzu kommen Hautpartikel, Staub und Gerüche, die umgangssprachlich zu schlechter Luft führen. Diese stört aber nicht nur die thermische Behaglichkeit, sie schadet auch unserer Gesundheit. So führt ein zu geringer Sauerstoffanteil in der Raumluft nachweislich zu Einbußen in der Konzentrationsfähigkeit und Symptomen wie Kopfschmerzen. Ist die Luftwechselrate groß genug, lassen sich die Schadstoffe zuverlässig nach draußen lüften.
Bauliche Rahmenbedingungen und Wetterlage
Während Experten Feuchtelasten und Schadstoffkonzentrationen zur Ermittlung des benötigten Luftwechsels heranziehen, hängt der tatsächliche vor allem von den baulichen Rahmenbedingungen ab. So strömt durch alte und unsanierte Gebäude deutlich mehr Luft, als durch neue und dicht gebaute Energiesparhäuser. Wie viel Außenluft tatsächlich eindringt, hängt darüber hinaus aber auch von der Wetterlage ab. So ist der natürliche Luftwechsel (unabhängig vom individuellen Lüftungsverhalten) bei Wind deutlich höher.
Verschiedene Angaben zum Luftwechsel im Vergleich
Wichtig zu wissen ist, dass die Luftwechselrate in verschiedenen Kontexten zum Einsatz kommt. So gibt es neben dem Luftwechsel im Lüftungskonzept auch den Mindestluftvolumenstrom und den n50 – Luftwechsel. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick.
| KENNWERT | BESCHREIBUNG |
|---|---|
| Luftwechsel (allgemein) | beschreibt, wie oft die Luft in einem Raum stündlich ausgetauscht wird |
| Mindestluftwechselrate (auch Luftwechselrate nach DIN oder hygienisch bedingter Mindestluftwechsel) | Luftwechsel zum Sicherstellen hygienischer Luftverhältnisse; von verschiedenen Normen und Verordnungen vorgegeben; nach DIN EN 12831 (Heizlastberechnung) in der Regel 0,5 1/h |
| n50-Luftwechselrate | gibt den Luftwechsel bei einer Druckdifferenz von 50 Pascal Druckdifferenz zwischen Haus und Umgebung an; Ergebnis des Blower Door Tests; kennzeichnet die Dichtheit der Gebäudehülle |
Luftwechsel berechnen: So funktioniert es einfach
Um die Luftwechselrate berechnen zu können, sind erst einmal Kenntnisse über die Nutzung der entsprechenden Räume erforderlich. So können Experten ermitteln, wie viel Luft nötig ist, um Schadstoffe sowie Feuchtelasten zu beseitigen oder ein Haus mit einer Luftheizung zu erwärmen.
Berechnung mit Richtwerten für raumabhängige Luftwechsel
Es geht aber auch einfacher: Und zwar mit raumtypischen Werten. Ist die Nutzung eines Zimmers bekannt, können Experten die Luftwechselrate mit Standardwerten berechnen. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über typische Kennwerte.
| RAUM | LUFTWECHSELRATE |
|---|---|
| Mindestluftwechselrate für Wohngebäude | 0,5 1/h |
| private Küchen | 6 bis 10 1/h |
| Bäder, Duschen und Toiletten | 7 bis 10 1/h |
| Wohn-, Schlaf- und Kinderzimmer | 2 bis 3 1/h |
| Büroräume | 4 bis 6 1/h |
| Bars und Cafés | 10 bis 12 1/h |
| Schwimmhalle | 10 bis 20 1/h |
| Industriefärberei | 25 bis 40 1/h |
Während es in vielen Bereichen ausreicht, mit Richtwerten den Luftwechsel zu berechnen, sind oft auch detaillierte Untersuchungen erforderlich. So zum Beispiel in öffentlichen Bereichen wie Theatersälen oder Kinos. Denn hier hängt der benötigte Luftwechsel vor allem von der Belegungszahl ab.
Übrigens: Um vom Luftwechsel auf den tatsächlich benötigten Luftvolumenstrom schließen zu können, ist der Kennwert einfach mit dem Raumvolumen zu multiplizieren. Hat ein Wohnzimmer zum Beispiel eine Grundfläche von 30 m² und eine Raumhöhe von 2,5 m, beträgt das Raumvolumen 75 m³ (2,5 m x 30 m² = 75 m³). Bei einer Luftwechselrate von 2,0 1/h muss die Lüftungsanlage in diesem Fall also einen Luftvolumenstrom von 150 m³/h (75 m³ x 2,0 1/h = 150 m³/h) in den entsprechenden Raum fördern.
Mindestluftwechsel in einem Raum gewährleisten
Gewährleisten lässt sich der benötigte Mindestluftwechsel heute auf ganz unterschiedliche Art und Weise. Kleine Werte, wie die Mindestluftwechselrate nach DIN, lassen sich in der Regel über Undichtigkeiten im Bauwerk sowie regelmäßiges Stoßlüften erreichen. Soll die Luft in einem Raum häufiger ausgetauscht werden, können Hausbesitzer zwischen der freien und der ventilatorgestützten Lüftung wählen. Erstere funktioniert dabei zum Beispiel mit Fensterfalzlüftern und ist sehr stark von den Witterungsbedingungen abhängig. Die ventilatorgestützte Lüftung (auch kontrollierte Wohnraumlüftung) ist hingegen deutlich zuverlässiger. Sie lässt sich mit Schalldämpfern sowie Schmutzfiltern ausstatten und sorgt so für eine hohe Lufthygiene. Arbeiten die Geräte mit der Wärmerückgewinnung, können sie die frische Zuluft im Winter mit der Wärme der verbrauchten Abluft vorheizen. Das steigert den Wohnkomfort und senkt die Heizkosten.
Fazit von Alexander Rosenkranz
Die Luftwechselrate gibt an, wie oft die gesamte Luft in einem Raum auszutauschen ist, um hygienische Luftverhältnisse sicherstellen zu können. Wie groß der Luftwechsel im Haus ist, hängt grundsätzlich von der Bauweise (Dichtheit) und der Wetterlage ab. Wie hoch er sein muss, hängt hingegen von den Schadstoff- und Feuchtelasten in einem Raum ab. Realisieren lassen sich die Mindestluftwechsel zum Beispiel über Undichtigkeiten im Bauwerk, regelmäßiges Stoßlüften oder freie Lüftungssysteme. Für größere Volumenströme sorgen in der Regel nur ventilatorgestützte Lüftungsanlagen.
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