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Plädoyer für die kontrollierte natürliche Fensterlüftung (KNL) von WindowMaster-CEO Erik Boyter

(24.8.2022) Zuverlässige Lüftungskonzepte für stark frequentierte Innenräume: ein Thema, das hierzulande angesichts des Infektionsschutzes an Bedeutung gewonnen hat und nun auch hinsichtlich steigender Energiepreise zusätzliche Brisanz entwickelt. Vor diesem Hintergrund sind kontrollierte, natürliche sowie hybride Lüftungskonzepte gefragt, die hohe Ansprüche an Raumluftqualität und Klimaschutz erfüllen und sich zudem unkompliziert und schnell nachrüsten lassen.

Foto und Grafiken © WindowMaster 

Die öffentliche Debatte über Lüftungskonzepte für Schulen, Büroräume und andere hoch frequentierte Innenräume dauert auch zwei Jahre nach Pandemiebeginn weiter an und wird voraussichtlich im Herbst erneut deutlich an Fahrt aufnehmen. Dabei erweist sich das Thema in großen Teilen als unübersichtlich, weil in puncto Lüftungskonzeption viele unterschiedliche Meinungen und Vorschläge kursieren, die selbst von Experten als „teils hanebüchen“ bezeichnet werden. Fest steht, dass Lüftung vielerorts immer noch zu wenig reguliert und automatisiert wird und viele bestehende Lüftungsanlagen hierzulande große Defizite aufweisen. So hat der TÜV im Jahr 2020 bei etwa jeder dritten Lüftungsanlage in prüfpflichtigen Gebäuden wie Schulen, Kliniken und Einkaufszentren wesentliche Mängel entdeckt. Ein weiteres knappes Drittel wies „geringfügige Mängel“ auf; nur 34,3% waren „mängelfrei“. Lüftungskonzepte für Schulen stehen dabei besonders im Zentrum des öffentlichen Interesses. Da die meisten Schulen in Deutschland jedoch keine zentralen Lüftungsanlagen haben, ist das Lüften über Fenster oft die einzige Möglichkeit, frische Luft ins Klassenzimmer zu bekommen.

Manuelle Fensterlüftung in der Kritik

Regelmäßiges Lüften senkt zwar nachweislich die Übertragung von Covid-19 in Innenräumen und steigert die Leistungsfähigkeit - ein zentraler Aspekt in Bildungsstätten. Dabei wird die rein manuelle Fensterlüftung als ein weit verbreiteter Lösungsansatz von Experten jedoch immer wieder kritisiert, weil eine Steuerung durch Personen in hohem Maße unzuverlässig ist. Stehen Fenster im Winter lange auf, wird oftmals unnötig Energie verschwendet. Vor dem Hintergrund der Klimaschutzziele und stark steigender Rohstoffpreise ist Energieverschwendung durch falsches Lüften daher unbedingt zu vermeiden. Zudem wird das manuelle Lüften oft vergessen, so dass verbrauchte Luft und infektiöse Aerosole nicht zuverlässig ausgetauscht werden und im Raum verbleiben. Auch eine Temperaturregelung - beispielsweise durch effektives Nutzen niedriger nächtlicher Außentemperaturen – ist mit manueller Fensterlüftung nicht möglich.

Zuverlässige, flexible Lösungen finden

Neben der manuellen Fensterlüftung werden auch mobile Luftreiniger immer wieder diskutiert. Diese stehen jedoch in der Kritik, weil sie z.B. kein CO₂ aus der Luft filtern können und damit die Konzentrationsfähigkeit sinken kann. Luftreiniger können nur Partikel aus der Raumluft entfernen und sonstige Gase verbleiben im Raum. Daher ist auch hier eine Fensterlüftung weiter unumgänglich.

Eine Lüftungsstrategie unter alleiniger Berücksichtigung von raumlufttechnischen Anlagen (RLT) wird insbesondere hinsichtlich der Anschaffungs- und Wartungskosten sowie des Energieverbrauchs immer wieder betrachtet. Auch lassen sich zentrale RLT-An­la­gen nur selten sinnvoll nachrüsten, und dezentrale Anlagen benötigen eine entsprechende Nutzfläche im Raum. Hier gilt es, alternative Lösungen zu finden, die schnell und unkompliziert zum Einsatz kommen können sowie zuverlässig und energiesparend arbeiten.

Fensterlüftung automatisieren

In der öffentlichen Diskussion in Deutschland findet die kontrollierte natürliche Fensterlüftung (KNL) und eine Kombination dieser mit mechanischen Lüftungssystemen - gerade im Vergleich zu vielen nordeuropäischen Ländern - kaum Beachtung. Obwohl sie erhebliche Vorteile verspricht.

Zur Erinnerung: Bei der KNL entstehen die notwendigen Luftströme allein durch Tem­pe­ratur- und Druckunterschiede zwischen Innen- und Außenluft sowie durch den natürlichen Wind. Das Öffnen und Schließen der Fenster wird dabei durch Sensoren - zum Beispiel zur Überprüfung von Temperatur, Niederschlag und CO₂-Gehalt - sowie mechanische Antriebe gesteuert. Ein Vergessen der Fensterlüftung ist gänzlich ausgeschlossen. Auf Wunsch kann das System auch vollständig in die Gebäudeleittechnik (GLT) integriert werden.

Zur Klimatisierung verwendet es den Effekt der natürlichen Nachtauskühlung. Dabei wird warme, abgestandene Luft nachts durch die automatisiert gesteuerten Fensteröffnungen nach außen abgeführt. Kalte Luft strömt nach und kühlt Wände und Gegenstände ab, so dass diese tagsüber erneut Wärme aufnehmen können - ein natürlicher Kühlvorgang, der keine externe Energie benötigt.

Die Strategie bei einer hybriden Lüftung besteht darin, das ganze Jahr über ein optimales Raumklima bei möglichst geringem Energieverbrauch zu schaffen. 

Hybride Zukunftslösung

Die Möglichkeit des Einsatzes einer KNL sollte beispielsweise in Klassenzimmern, in denen der Luftaustausch vielerorts noch immer rein durch manuelle Lüftung erfolgt, mit hoher Priorität geprüft werden. In einigen Gebäuden kann die KNL als alleinige Lösung zum Einsatz kommen, um die Frischluftzufuhr zu gewährleisten und die Innenraumtemperatur zu steuern. Die Entscheidung darüber hängt immer von den individuellen räumlichen Gegebenheiten ab.

Wo es aufgrund der Raumgröße oder baulicher Gegebenheiten erforderlich ist, kann eine Kombination aus kontrollierter natürlicher Lüftung und mechanischen Systemen die richtige Lösung sein. Die mechanische Lüftung übernimmt dann nur, wenn es die äußeren Bedingungen verlangen oder wenn es in bestimmten Bereichen des Gebäudes erforderlich ist. Hybride Systeme können dabei sowohl im natürlichen als auch im mechanischen Lüftungsmodus denselben Luftstromweg nutzen - beispielsweise mit einem Ventilator in einem Schacht. Studien haben das enorme Energieeinsparpotenzial solcher gemischten Lösungen nachgewiesen. So kommt eine an der Carnegie Mellon University (USA) durchgeführte Studie zu dem Schluss, dass das Energiesparpotenzial von gemischten und natürlichen Lüftungssystemen im Gegensatz zu rein mechanischen Lösungen zwischen 47 und 79% liegt.

Die natürliche Lüftung kann durch mechanische Absaugung unterstützt werden, wenn die natürlichen Antriebskräfte nicht ausreichen. 

Umrüstung sofort möglich

Ein weiterer Vorteil: Systeme zur kontrollierten natürlichen Lüftung können vielerorts problemlos, schnell und günstig nachgerüstet werden und stehen insbesondere deutschen Schulen quasi ad-hoc zur Verfügung, um für den nächsten Pandemiewinter gerüstet zu sein. Auch der Umbau und die Neuausrichtung einer bereits vorhandenen rein mechanischen Lüftung zur Implementierung eines hybriden Lüftungssystems ist eine schonende, nicht-invasive Lösung, die CO₂-Emissionen reduziert und die Potenziale der Natur optimal nutzt.

Weitere Informationen zur kontrollierten natürlichen Fensterlüftung (KNL) können per E-Mail an WindowMaster angefordert werden.

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