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Fensterlüftung im Wohnungsbau

Neue luftdichte Baukonstruktionen und ein geändertes Lüftungsverhalten haben in den letzten Jahren zu Diskussionen über die Feuchtebelastung in Innenräumen und die Grenzen der manuellen Fensterlüftung geführt. Auch die Ende 2009 in Kraft getretene, neue DIN 1946-6 reagiert auf die geänderten Rahmenbedingungen. Im folgenden Beitrag erläutern Jürgen Benitz-Wildenburg und Norbert Sack vom ift Rosenheim, wie sich die Anforderungen der neuen Norm im Rahmen einer Fensterlüftung erfüllen lassen.

Von Jürgen Benitz-Wildenburg und Norbert Sack

Raumlufthygiene und Feuchteschutz sind heute mehr denn je in der öffentlichen Diskussion. Studien des Instituts für Erhaltung und Modernisierung von Bauwerken (IEMB) zeigen, dass bis zu 22 % der deutschen Wohnungen Feuchteschäden aufweisen und unzureichend belüftete Wohnungen ein um 60 bis 70 % erhöhtes Risiko für Feuchte- und Schimmelpilzschäden haben. Da die Mehrzahl dieser Wohneinheiten nur mittels Fenstern belüftet wird, ist die klassische Fensterlüftung zunehmend in die Kritik geraten.

Warum lüften?

Eine ausreichende Lüftung der Wohnräume ist aus gesundheitlichen und baulichen Gründen zwingend notwendig. Der hygienisch notwendige Frischluftbedarf zur Abführung der Schad- und Geruchsstoffe beträgt ca. 30 m³/h pro Person (CO2-Grenzwert 0,1 %, Pettenkoferzahl). Zusätzliche Belastungen durch offene Verbrennungsstätten (Kaminofen) und Emissionen von Geräten wie Computern, Druckern, Hausgeräten sind zu beachten. Die „baulich notwendige Lüftung“ muss die anfallende Luftfeuchte aus dem Innenraum transportieren. Entsprechend fordert auch die Energieeinsparverordnung (EnEV) 2009 in §6: „Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass der zum Zwecke der Gesundheit und Beheizung erforderliche Mindestluftwechsel sichergestellt ist.“ DIN 4108-2 geht bei der Festlegung des Mindestwärmeschutzes im Bereich von Wärmebrücken von einer ausreichenden Belüftung der Räume aus. Nicht zuletzt durch die Anforderungen dieser Regelwerke kommt der Sicherstellung einer ausreichenden Belüftung eine erhebliche Bedeutung zu.

Bauherren fürchten Tauwasser- und Schimmelpilzprobleme nach dem Fenstertausch
Bauherren fürchten Tauwasser- und Schimmelpilzprobleme nach dem Fenstertausch

Klassische Fensterlüftung

Bislang konnten Fenster mit manueller Öffnung die Funktion der bedarfs- und klimagerechten Lüftung übernehmen. Die Zusammenhänge der „natürlichen“ Fensterlüftung und der möglichen Volumenströme wurden schon 1982 durch das ift Rosenheim in einem Forschungsprojekt untersucht und sind im Wesentlichen abhängig von folgenden Faktoren:

  • Öffnungsflächen (Größe, Form, Lage verschiedener Öffnungsflächen zueinander),
  • Treibenden physikalischen Kräften (wind- und thermisch bedingte Druckunterschiede),
  • Raumbezogene Faktoren (Größe, Wärmequellen, Einrichtung usw.).

Die Lüftungsgewohnheiten, die bisher eine bedarfsgerechte Lüftung sicher stellten, werden durch gesellschaftliche Entwicklungen (z. B. vermehrte Singlehaushalte und Berufstätigkeit aller Bewohner) abgelöst, sodass eine Fensterlüftung durch Fenster mit manuellen Öffnungsfunktionen immer seltener die Mindestlüftung sicher stellen kann. In Verbindung mit den normativ geforderten luftdichten Baukonstruktionen führte dies in den letzten Jahren zu einer höheren Feuchtebelastung im Innenraum. Nutzungsempfehlungen zum richtigen Lüften und die Diskussion über Anzahl und Dauer der Stoßlüftung haben sich in der Wohnpraxis nicht ausreichend bewährt.

Anforderungen Fensterlüftung

Intensive Diskussionen über weitere Energieeinsparpotenziale, notwendige Luftwechsel sowie die Notwendigkeit einer nutzerunabhängigen Lüftung führten schließlich zur Überarbeitung der DIN 1946-6: „Raumlufttechnik – Teil 6: Lüftung von Wohnungen“. So fordert die „neue“ DIN 1946-6:2009, dass ein Mindestluftvolumenstrom zur Sicherstellung der Lüftung zum Feuchteschutz ohne Nutzereinfluss möglich sein muss. DIN 1946-6 definiert 4 Lüftungsstufen mit den nötigen Außenluftvolumenströmen:

1.Lüftung zum Feuchteschutz:

Lüftung, die in Abhängigkeit des Wärmeschutzniveaus unter üblichen Feuchtelasten und Raumtemperaturen Schimmelpilz- und Feuchteschäden vermeiden soll.

2.Mindestlüftung:

Lüftung, die unter üblichen Feuchte- und Schadstofflasten Mindestanforderungen an die Raumluftqualität erfüllt bzw. eine „reduzierte Nutzung“ berücksichtigt.

3.Grundlüftung:

Lüftung zur Gewährleistung des Bautenschutzes sowie der hygienischen und gesundheitlichen Erfordernisse bei planmäßiger Nutzung einer Nutzungseinheit.

4.Intensivlüftung:

Zeitweilig notwendige erhöhte Lüftung zum Abbau von Lastspitzen (Lastbetrieb).

Bei freier bzw. „natürlicher“ Lüftung (d.h. nicht ventilatorgestützter Lüftung) muss mindestens die „Lüftung zum Feuchteschutz“ nutzerunabhängig sichergestellt werden. Das manuell öffenbare Fenster dient dazu, die verbleibenden Lüftungsstufen zu ermöglichen.Ob ein Lüftungskonzept notwendig ist, ergibt sich aus dem Vergleich des wirksamen Infiltrationsvolumenstroms (Undichtigkeiten der Gebäudehülle) qinf mit dem notwendigen Gesamt-Außenluftvolumenstrom zum Feuchteschutz qFL. Wenn qFL > qinf sind lüftungstechnische Maßnahmen festzulegen, d. h. der Infiltrationsluftwechsel allein reicht nicht aus.

Anhaltswerte der Luftwechselrate entsprechend DIN 1946-6
Anhaltswerte der Luftwechselrate entsprechend DIN 1946-6

Nutzerunabhängige Lüftung mit Fenstern

Eine Weiterentwicklung der „Fensterlüftung“ ist notwendig, um die Vorgaben der DIN 1946-6 nach einem Mindestluftwechsel für den Feuchteschutz umzusetzen, denn dies können die „klassischen“ manuellen Öffnungsfunktionen (Dreh, Drehkipp etc.) nicht mehr leisten. Eine technische Umsetzung ist durch motorische Öffnungsmechaniken, neue Be-schlagsfunktionen oder dezentrale, ins Fenster integrierte Lüftungssysteme (sogenannte „Fensterlüfter“) möglich, die im Weiteren ausführlicher beschrieben werden.

Fensterlüfter eignen sich zwar auch für die Nachrüstung, werden aber im Wesentlichen beim Austausch der Fenster im Rahmen der energetischen Gebäudemodernisierung so-wie im Bereich des Neubaus erfolgen. Gerade bei Modernisierungen kann durch ein Lüf-tungskonzept mit Fensterlüftern den Bedenken von Bauherrn hinsichtlich Tauwasser und Schimmelpilzbildung begegnet werden. Die Vorbehalte haben in der Vergangenheit oft dazu geführt, dass ein Fenstertausch gar nicht erst angegangen wurde. In Verbindung mit einer zentralen ventilatorgetriebenen Abluftanlage dienen Fensterlüfter auch als notwen-dige Außenluftdurchlässe.

Zur Ermittlung der Leistungseigenschaften von Fensterlüftern hat das ift Rosenheim ge-meinsam mit Unternehmen der Branche die ift-Richtlinie LU-01/1 „Fensterlüfter; Teil 1: Leistungseigenschaften“ erarbeitet, die eine ganzheitliche Bewertung von Lüftungseinrich-tungen ermöglicht. Diese Richtlinie gilt für dezentrale Lüftungselemente, die in das Fen-ster integriert sind oder in direktem Zusammenhang mit dem Fenster stehen und die ma-nuell, automatisch oder sensorisch geregelt sein können. Hierzu zählen:

  • Luftdurchlässe bzw. Überströmöffnungen
  • Fensterbanklüfter, Aufsatzelemente,
  • Fensterfalzlüfter,
  • beschlagsgeregelte Lüfter,
  • ventilatorbetriebene Lüftungsgeräte, mit oder ohne Wärmerückgewinnung.
Beispiele für Fensterlüfter
Beispiele für Fensterlüfter

Für die Planung und Auslegung von Fensterlüftern ist die Kenntnis und die zuverlässige Ermittlung der lüftungstechnischen Eigenschaften von zentraler Bedeutung. Hierzu wurden Verfahren entwickelt, die in der ift-Richtlinie LU-01/1 beschrieben werden. Für den Einsatz in der Praxis und die Sicherstellung der Gebrauchstauglichkeit sind weitere Eigenschaften wichtig, für die die Richtlinie Empfehlungen für folgende Anforderungen gibt:

  • Luftdurchlässigkeit, 
  • Schlagregendichtheit,
  • Akustische Eigenschaften (Luftschalldämmung, Eigengeräusche),
  • Thermodynamische Prüfung,
  • Prüfung der Frostschutzsicherheit und Tauwasserbildung im Fensterlüfter,
  • Filter und Insektenschutz,
  • Interne Leckage,
  • Regelung,
  • Einbruchhemmung,
  • Energieverbrauch und Wärmetechnische Eigenschaften, U-Wert,
  • Dauerhaftigkeit, Handhabung, Einbau, Instandhaltung und Wartung.
Leistungseigenschaften und Anforderungen von Fensterlüftern
Leistungseigenschaften und Anforderungen von Fensterlüftern

Planung und Auslegung von Fensterlüftern

Der Fensterbauer muss die Vorgaben der DIN 1946-6 bei der Instandset-zung/Modernisierung eines bestehenden Gebäudes beachten, wenn mehr als 1/3 der Fenster ausgetauscht werden. Um zu entscheiden, ob für das Gebäude oder die Woh-nung eine Planung und Umsetzung einer lüftungstechnischen Maßnahme (LtM) erforder-lich ist, wird der Infiltrationsvolumenstrom mit dem notwendigen Luftvolumenstrom für die „Feuchteschutzlüftung“ verglichen. Der Infiltrationsvolumenstrom ergibt sich aufgrund der vorhandenen „Undichtheiten“ der Gebäudehülle. Ein praktischer Ansatz für die Abschät-zung zeigt Tabelle 1 (aus ift-Richtlinie LU-02/1).

Notwendigkeit einer lüftungstechnischen Maßnahme (LtM)
Notwendigkeit einer lüftungstechnischen Maßnahme (LtM) Anmerkungen: Wärmeschutz hoch: Neubau nach Wärmeschutzverordnung 1995 oder Komplett-Modernisierung mit entsprechendem Wärmeschutzniveau.

Ist eine lüftungstechnische Maßnahme notwendig, so muss der notwendige Luftvolumenstrom ermittelt werden. Für freie Lüftung ist mindestens die Lüftung zum Feuchteschutz notwendig. In Abhängigkeit des Wärmeschutzniveaus und der Fläche der Wohnung ergeben sich Luftwechselraten zwischen 0,3 h–1 und 0,1 h–1. Die genaue Höhe des notwendigen Luftvolumenstroms ergibt sich aus einem detaillierten Berechnungsverfahren. Hierzu ist eine Berechnung in Abhängigkeit der Wohnfläche und auf Basis einer „raumweisen“ Betrachtung notwendig. Das Maximum der beiden Berechnungen ist für die Dimensionierung der Fensterlüfter anzusetzen.

Um eine aufwändige Berechnung nach DIN 1946 zu vermeiden und dem Fensterbauer einfache Verfahren zur Verfügung zu stellen, hat das ift Rosenheim mit der Hochschule Rosenheim und Projektpartnern aus der Industrie ein Forschungsprojekt durchgeführt, deren Ergebnisse in den ift-Richtlinien LU-02/1 zusammengefasst wurden. Weiterhin stehen für die Auslegung der Fensterlüfter und der Bestimmung des Schalldämmwertes von Fen-ster und Fensterlüfter zwei Rechentools kostenlos auf der Website www.ift-rosenheim.de zur Verfügung.

Zur Umsetzung von lüftungstechnischen Maßnahmen mit Fensterlüftern wird im letzen Quartal 2010 eine Schulungsmaßnahme angeboten. Im Rahmen des Seminars wird der Umgang mit den beiden Rechentools sowie der Richtlinie vermittelt.

ft-Richtlinien LU-01/1, LU-02/1 und Projektpartner Industrie
ft-Richtlinien LU-01/1, LU-02/1 und Projektpartner Industrie
Notwendiger Volumenstrom über alle Fensterlüfter für Lüftung zum Feuchteschutz in Abhängigkeit der Wohnfläche der Nutzungseinheit

Planungsbeispiel Fensterlüfter
In einem Mehrfamilienhaus werden im Rahmen einer Komplettmodernisierung die Fenster getauscht, bei der auch eine nutzerunabhängige Lüftung zur Sicherstellung des Feuchteschutzes mit Hilfe von Fensterlüftern umgesetzt werden soll. Pro Wohneinheit sind 7 Fenster vorhanden.

Parameter

 Wert

 Geschossanzahl der NE

eingeschossig

 Wohnfläche der NE

75 m2

 Wärmeschutzniveau

hoch

 Windgebiet

Windschwach (Differenzdruck 2 Pa)

Im Rahmen des Fensteraustauschs können in der Nutzungseinheit 7 Fensterlüfter integriert werden. Der erforderliche Luftvolumenstrom pro Fensterlüfter ergibt sich entsprechend zu 37 m³/h / 7 = 5,3 m³/h. Dieser Luftvolumenstrom ist bei einem Differenzdruck von 2 Pa zu erbringen. Weitere Diagramme befinden sich in der ift-Richtlinie LU-02/1. Da vereinfachte Planungsverfahren so ausgelegt sind, dass sie im Regelfall auf der sicheren Seite liegen, wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens auch ein Rechentool erarbeitet, mit dem eine detaillierte Berechnung des notwendigen Luftvolumenstroms für freie Lüftung nach DIN 1946-6 möglich ist. Für die Dimensionierung von Überströmöffnungen in der Wohnung konnte im Rahmen des Forschungsvorhabens gezeigt werden, dass der untere Luftspalt zwischen Türblatt und Fußboden in der Regel ausreichend ist. Für eine Feuchteschutzlüftung reicht ein Türspalt von 3 bis 8 mm aus. Detaillierte Werte können der ift-Richtlinie LU-02/1 entnommen werden.

Fazit

Die gesetzlich geforderte Reduzierung des baulichen Energieverbrauchs bedingt auch eine effizientere Lüftung, sodass der nutzerunabhängigen Lüftung in der Zukunft ein erhöhter Stellenwert zukommen wird. Eine geplante Lüftung mittels Fensterlüfter oder automatischer Öffnungsfunktionen bietet darüber hinaus die Möglichkeit, das Risiko für Tauwasser und Schimmelpilzbildung deutlich zu reduzieren. Die oft vorherrschenden Bedenken von Bauherren gegenüber einer Modernisierung von Fenstern können damit abgebaut werden. Die ift-Richtlinie LU-02/1 „Einsatzempfehlungen für Fensterlüfter“ gibt zur Umset-zung praxisnahe Hilfestellungen.
 

[1] DIN 1946-6:2009-05
Raumlufttechnik – Teil 6: Lüftung von Wohnungen; Allgemeine
Anforderungen,Anforderungen zur Be-messung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übernahme(Abnahme) und Instandhaltung
Berlin, Beuth Verlag GmbH

[2] Verordnung zur Änderung der Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung, EnEV), 10/2009

[3] ift-Richtlinie LU-01/1, Fensterlüfter; Teil 1: Leistungseigenschaften, ift Rosenheim 06/2007

[4] ift-Richtlinie LU-02/1 Fensterlüfter;
Teil 2: Empfehlungen für die Umsetzung von lüftungstechnischen Maßnahmen im Wohnungsbau
ift Rosenheim 03/2010

[5] VFF-Merkblatt ES.05 Lüftung von Wohngebäuden
Verband der Fenster- und Fassadenhersteller e.V. (VFF), Frankfurt a. M. 2009

[6] Schmid, J.; Hirsch, E.
Lüftung im Wohnungsbau – Fenster und Regulierbare Lüftungseinrichtungen Forschungsbericht ift Rosenheim, 08/1982

Autoren
Dipl.-Phys. Norbert Sack ist Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung am Institut für Fenstertechnik (ift) Rosenheim. Er ist Obmann und Mitarbeiter in zahlreichen internationalen und nationalen Normungsausschüsse sowie Mitglied des Sachverständigenausschusses des DIBt. Als Lehrbeauftragter an der Hochschule Rosenheim und im Rahmen der Weiterbildungsinitiative EDPRO vermittelt er Wissen an junge Nachwuchskräfte.

Jürgen Benitz-Wildenburg ist Leiter der Abteilung PR & Kommunikation am ift Rosenheim. Als Schreiner, Holzbauingenieur und Marketingexperte ist er seit vielen Jahren in der Holz- und Fensterbranche tätig und gibt als Lehrbeauftragter, Referent und Autor seine Erfahrung weiter.

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