Fassadenintegrierte Lüftungstechnik

Ästhetisch und energieeffizient

Wenn ein Hersteller im engen Schulterschluss mit Planern und Architekten individuell zuge­schnittene Lüftungskonzepte entwickelt, können echte Problemlöser enstehen.

Gemeinsam werden so beispielsweise Lüftungskonzepte erarbeitet, die sich problemlos in Fassaden integrieren und perfekt an die baulichen Gegebenheiten anpassen lassen.

Sie finden sowohl im Neubau als auch bei der Sanierung bestimmter Gebäudetypen Anwendung und haben sich zudem als eine effiziente Lösung herausgestellt.

Architekten lieben die dezentrale Fassaden-System-Lüftung vor allem deshalb, weil sie sich fast unsichtbar in das Design einer Gebäudehülle einfügen lässt und sich nach innen hin individuelle und variantenreiche Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen.

Flexibler fassadenintegrierter Einbau

Bei der dezentralen Fassaden-System-Lüftung werden schallgedämmte Lüftungsgeräte in die Außenhaut eines Gebäudes integriert. Dies führt zu kurzen Transportwegen mit nie­drigen Druckverlusten, denn sie transportieren auf kürzestem Wege Frischluft in den Raum und Abluft wieder hinaus. Neben einer komplett dezentralen Lüftung kann die dezentrale Zuluftversorgung aber auch mit einer zentralen Abluftanlage kombiniert werden. Fassadenintegrierte dezentrale Lüftungssys­teme sind die perfekte Lösung für Räume mit geringer Personendichte, in denen hohe Wärmelasten durch die Abwärme technischer Geräte oder hohe solare Einstrahlung durch gläserne Fassaden entstehen.

Hier bieten sich dezentrale Lüftungssys­teme deshalb an, weil bei diesen Systemen die bedarfsgerechte und energieeffiziente Versorgung mit Außenluft gewährleistet werden kann. Aber auch in Schulen, in denen Klassenzimmer selten eine Raumtiefe von 6 bis 7 m überschreiten, erfreuen sich dezentrale Systeme, ganz besonders bei der energetischen Sanierung bestehender Schulgebäude, wachsender Beliebtheit. Sie sind in der Lage, Schüler und Lehrer mit ausreichend Frischluft zu versorgen. Es stehen alternative Einbauvarianten zur Wahl, die dem Architekten die planerische Gestaltungsfreiheit geben, den optimalen Einbauort zu bestimmen.

 Dezentrale Lüftungsgeräte in horizontaler bzw. vertikaler Ausführung können auf oder vor der Brüstung, in Wandnischen oder ins Raster der Fensterbänder eingebaut bzw. in vorgefertigte Fassaden­elemente eingeplant werden. Der modulare Aufbau der Geräte, die geringe Einbautiefe und der hohe Vorrüs­tungsgrad gewährleisten eine problemlose Integra­tion in die Fassade. Lediglich Außen- und Fortluftöffnungen sowie die Versorgungsleitungen für Heiz- und Kühlmedium sind bau­seits für die einbaufertigen Geräte vorzusehen.

Ein weiterer Pluspunkt liegt in der variabel gestaltbaren Optik. Wo z. B. Lamellengitter den Gesamteindruck des Gebäudes beeinträchtigen würden, könnte auf der Außenseite über kleine, unscheinbare Schlitze der gesamte Luftaustausch realisiert werden.

Alternativ können die Zu- und Abluftöffnungen mit individuell gestalteten Abdeckun­gen versehen werden, die sich harmonisch
in die Fassade einfügen oder sogar bewusste Kontrastpunkte im Design setzen (s. Seite 78, Bürogebäude Feldbergstraße Frankfurt)

So funktionieren dezentrale Lüftungssysteme

Die Außenluft wird direkt durch die Fassade angesaugt und strömt dann durch einen groß­flächigen Filter. Anschließend wird die Luft erst durch die Wärmerückgewinnung geleitet und dann durch den Luft-Wasser-Wärmeübertrager nacherwärmt oder -gekühlt. Der Luftaustritt in den Raum erfolgt quellluftartig über eine großflächige Öffnung mit geringer Geschwindigkeit um Zugerschei­nungen zu vermeiden.

Die gleichzeitig aus dem Raum gesaugte Abluft strömt über einen Luftqualitätssensor, einen Mischgasfühler, der auf verschiedenste Stofflasten wie z. B. Alkohole, Aldehyde, Aliphatische Kohlenwasserstoffe, Amine, Aromatische Kohlenwasserstoffe und CO reagiert.

Im Heizbetrieb strömt die Abluft über die Wärmerückgewinnung und übergibt einen Großteil der enthaltenen Wärmeenergie an die einströmende Außenluft. Sowohl die Außen- als auch die Fortluftöffnung sind mit einer Klappe versehen, wodurch bei Gerätestillstand unkontrollierte Wärmeverluste vermieden werden. Um auf durch Windlasten hervorgerufene wechselnde Drücke an der Fassade reagieren zu können, werden dezentrale Lüftungsgeräte mit Volumenstrombegrenzern oder volumenstromkonstanten Ventilatoren ausgestattet.

Die Drehzahl der verwendeten Ventilatoren ist stufenlos regelbar. Meist werden jedoch feste Drehzahlstufen gewählt zwischen denen die Ventilatoren bedarfsabhängig wechseln. Die bedarfsgerechte Luftvolumen-strom­regelung erfolgt unter anderem durch Auswertung der Messdaten des Luftqualitäts­sensors. Entspricht gemessene Raumluftqualität nicht den gewünschten Anforderungen, wird der Luftvolumenstrom im Rahmen der Auslegung erhöht.

Alle Bereiche des Geräts, die mit Außenluft in Verbindung kommen können, sind mit thermischer Isolierung ausgekleidet. Akustische Dämmmaßnahmen innerhalb des Gehäuses reduzieren wirkungsvoll sowohl den Schalldurchtritt von außen nach innen als auch den durch die Ventilatoren erzeugten Schall. Das gesamte Gehäuse ist aus pulverbeschichtetem Stahlblech verwindungssteif aufgebaut.

Dezentrale Lüftungssysteme mit elementaren Vorteilen

Dezentrale Lüftungssysteme besitzen den großen Vorteil, dass Energie sehr viel effizienter mit Wasser als mit Luft transportiert wird. Bei gleicher Heiz- oder Kühlleistung ent­steht ein geringerer Energiebedarf für den Energietransport im Gebäude. Außerdem macht der Einsatz dezentraler Lüftungsgeräte Technikzentralen im Gebäudeinneren und verzweigte, platzraubende Luftverteilungsnetze überflüssig. Die Baukosten können durch Einsparung von Technikflächen um bis zu 20 % verringert werden. Eine hohe Flächen­effizienz – die Einplanung von Versorgungsdecken entfällt – bringt pro 33 m Bauhöhe den beachtlichen Zugewinn von einem Geschoss. Ein bedarfsgeregelter Betrieb, abgestimmt auf die jeweilige Nutzerpräsenz im jeweiligen Raum und Wärmerückgewinnungssysteme erhöhen die Energieeffizienz dezentraler Lüftungssysteme spürbar. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung von EC-Ventilatoren mit hohem Wirkungsgrad das Erreichen der besten Einstufung der spezifischen Ventilatorleistung in Kategorie SFP-1 (specific fan power < 500 Ws/m³). Um gleichbleibend eine hohe Raumluftqualität sicherzustellen, sorgen Luftqualitätssensoren und Temperaturfühler für die intelligente Steuerung der Geräte. Auf Basis der ermittelten Messwerte werden Außen- und Fortluftvolumenstrom automatisch geregelt, so dass stets gute Luft im Raum herrscht. Dezentrale Lüftungssys­teme, eingebunden in die Gebäudeautoma­tion, ermöglichen eine individuelle und autarke Einzelraumregelung ebenso wie die verursacherbezogene Einzel-Energiekostenabrechnung – ein nicht unerheblicher Vorteil für den Vermieter.

Leistungsfördernde Stimulanz durch hohe Raumluftqualität

Die positive Wirkung guter Raumluftqualität ist unumstritten. Wissenschaftliche Studien zeigen, dass das Leistungsvermögen bei einem gut funktionierenden Luftaustausch zunimmt. Professor Pawel Wargocki, Associate Professor am renommierten International Centre for Indoor Environment and Energy Department of Civil Engineering an der Technischen Universität in Dänemark, hat den Einfluss der Raumluftqualität auf die Leistungsfähigkeit erforscht und messbar gemacht. In seinen Studien hat er beobachtet, dass bei Verdopplung der Außenluftrate die Geschwindigkeit, mit der bspw. von Schülern Rechenaufgaben gelöst wurden, um durchschnittlich bis zu 14 % gesteigert werden konnte.

Zufriedenheit auf allen Seiten

Nach Abschluss des ersten Bauabschnitts einer in mehreren Schritten vollzogenen Schulgebäudesanierung wollte der Bauträger wegen knapper Kassen bei den anderen Gebäudeteilen auf die maschinelle Lüftung verzichten. Ein Veto des Schulleiters konnte das wirkungs­voll verhindern: „Unsere Schüler sind durch die Lüftung viel aufmerksamer geworden“, so die nachhaltigen Worte des Rektors.

Schon lange ist erwiesen, dass eine gute IAQ (Indoor Air Quality) in Bürogebäuden nicht nur die Produktivität der Beschäftigten steigert, sondern auch ihre Zufriedenheit, was wiederum zu einer höheren Effizienz führt. Der volkswirtschaftliche Effekt ist gar nicht hoch genug einzuschätzen, weil das wertvollste Gut eines Bürogebäudes die Menschen sind, die darin arbeiten. Erwiesenermaßen erzielt eine höhere Luftaustauschquote geringere Fehlzeiten der Arbeitnehmer, weil leistungsfähige Filter in Lüftungsgeräten dafür sorgen, dass Schadstoffe, Pollen und Feinstaub draußen bleiben – im Gegensatz zur Fensterlüftung. Der Krankenstand, so zeigen die Erfahrungen, nimmt mit dem Reinheitsgrad der Luft merklich ab und erzielt damit einen jährlichen volkswirtschaftlichen Nutzen von bis zu 300 € pro Person.

Absolute Ruhe im Raum!

Leise Ventilatoren und optimal ausgelegte Strömungsquerschnitte sorgen dafür, dass die Luftgeschwindigkeit im dezentralen Lüftungsgerät und damit die Geräuschemissionen minimiert werden. Außerdem dämpft eine effiziente Schalldämmung neben störenden Außen- auch die Eigengeräusche der Ventilatoren (Schallleistungspegel kleiner 35 dB(A)). Ein Faktor, der besonders für die dezentrale Lüftung in Klassenräumen spricht, da störende Geräusche die Konzentrations­fähigkeit negativ beeinflussen. Die quellluftartige Lufteinbringung sorgt außerdem für hohen Komfort, da durch die geringe Lufteintrittsgeschwindigkeit Zugerscheinungen vermieden werden.

Dezentrale Lüftung – ideal in der Gebäudesanierung

Werden Gebäude im Rahmen einer energetischen Sanierung inklusive der Fensteranlagen komplett entkernt, kann eine dezentrale Lüftung nachträglich sehr viel unkomplizierter als eine zentrale Anlage verwirklicht werden. Luftverteilungsnetze können in ein bestehendes Gebäude nachträglich meist
nur schwer oder überhaupt nicht eingezogen werden. So bleibt nur noch der Weg zu dezentralen Geräten in der Gebäudehülle.

Monitorings haben zudem bestätigt, dass ein dezentrales Lüftungssystem eine äußerst energieeffiziente Lösung bei einer energetischen Sanierung darstellt. So haben exemplarische Projekte gezeigt, dass die Heizkosten und der Energieverbrauch sehr deutlich reduziert werden können.