Foto: Frontansicht des Passivhauskindergartens Ziersdorf

Komfort- und kostenoptimierte Luftführungs­konzepte für energieeffiziente Wohnbauten: "Doppelnutzen"

Wohnungslüftungsanlagen können mit dem Luftführungskonzept nach dem Kaskadenprinzip (Überströmung von Schlafräumen in Wohnräume) effizienter und kostengünstiger belüftet werden. Im Projekt wurden hierfür Planungsgrundlagen erarbeitet und im Praxisleitfaden aufbereitet.

Kurzbeschreibung

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Ein "Haus der Zukunft" sollte äußerst energieeffizient sein und durch hohen Wohnkomfort überzeugen. Beides lässt sich nur mit einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung erreichen. Die Technologie ist eigentlich vorhanden und liefert bei guter Planung und Umsetzung zufriedenstellende Ergebnisse. Allerdings führen hohe Kosten und komplexe Systemtechnik heute leider noch oft zu suboptimalen Lösungen bei Planung und Umsetzung und folglich geringer Nutzer­akzeptanz.

Die Motivation für dieses Projekt besteht im Bestreben, möglichst einfache, kostengünstige aber dennoch höchst energieeffiziente ("Low-Tech") Lüftungskonzepte mit hohem Wohnkomfort zu entwickeln.

Inhalte und Zielsetzungen

Komfortlüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung (Zu-/Abluftanlagen) können wesentlich effizienter, kostengünstiger und wartungsärmer gebaut werden, wenn die Luftführung konsequent nach dem Prinzip der gerichteten Durchströmung erfolgt. Dabei kann die Zuluft nicht nur von den Zulufträumen in Flure und Ablufträume überströmen, sondern auch z.B. vom Schlafraum in den Wohnraum, bzw. vom Abstellraum in das WC (Doppelnutzen der Zu- bzw. Abluft).

Im Rahmen dieses Projekts wurde der Einfluss der Luftführung hinsicht­lich Raumluftqualität, Raumluftfeuchte und Kosten systematisch untersucht. Ein direkter Vergleich zwischen der sogenannten erweiterten Kaskadenlüftung (keine eigene Zuluft im Wohnzimmer) und der Standard­luftführung (mit Zuluftauslass im Wohnzimmer) soll Vorteile und Grenzen der erweiterten Kaskadenlüftung aufzeigen. Zudem wurden offene Fragestellungen zur Dimensionierung, zur Grundrissgestaltung und zum Schallschutz (in Bezug auf Überströmöffnungen) geklärt und in einem Planungsleitfaden dokumentiert.

Methodische Vorgehensweise

Mit Hilfe numerischer Simulationsmethoden konnte der Einfluss der Luft­führung auf Raumluftqualität und Raumluftfeuchte quantifiziert werden. Die sogenannten Multi-Zonen-Modelle wurden mit Hilfe umfangreicher Messdaten aus Vorprojekten validiert. Auf Basis statistischer Daten wurde eine für Österreich repräsentative Referenz-Wohnsituation modelliert und der Einfluss diverser Eingabeparameter (Nutzerverhalten, Klima etc.) analysiert um dann im direkten Vergleich den Einfluss der Raumluftführung zu untersuchen.

Auf Basis einer umfangreichen Literaturrecherche wurden mögliche Wohnungsgrundrisse systematisch nach topologischen Kriterien kate­gorisiert. Eine entsprechende Vielzahl an Computersimulationen mit dem genannten Multi-Zonen-Modell gaben Aufschluss über Möglichkeiten und Grenzen der erweiterten Kaskadenlüftung in Abhängigkeit des Grund­risses. Außerdem konnten mit Hilfe von Strömungssimulationen (CFD) kritische Überströmanordnungen für bestimmte Grundrisse identifiziert werden.

Parallel zu den numerischen Simulationen wurden tür- und zargenintegrierte Überströmlösungen im Doppelkammer-Prüfstand messtechnisch in Bezug auf Schallschutz und Strömungswiderstand untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Die im Projekt "Doppelnutzen" gewonnenen Erkenntnisse stellen erstmals systematisch alle für die Planung von Lüftungsanlagen im Wohnungsbau notwendigen Konzepte und Informationen bereit, welche für die praktische Umsetzung der erweiterten Kaskadenlüftung notwendig sind. Damit kann die Eignung von praktisch beliebigen Grundrissen in Neubau und Sanierung für die erweiterte Kaskadenlüftung bewertet werden. Darüber hinaus konnten die bislang noch fehlenden strömungstech­nischen und schalltechnischen Daten für einfache und kostengünstige (insbesondere für bauseits zu errichtende) Überströmöffnungen gemessen werden.

Aufbauend auf den Projektergebnissen wird die Umsetzung an konkreten Beispielobjekten (mehrgeschossiger Wohnbau) im Rahmen des Projektes "low_vent.com" vom Projektteam erprobt.

Die gesamten Projektergebnisse sind insbesondere für Planer, Architekten, Haustechniker und Entscheidungsträger in Wohnbaugesell­schaften von besonderem Interesse, weil sie die Möglichkeit bieten, mittels der erweiterten Kaskadenlüftung kostengünstige und hoch­effiziente Lüftungssysteme zu realisieren. Mit Hilfe des online zur Verfügung gestellten Tools kann die genannte Zielgruppe im Rahmen ihrer jeweiligen Planungstätigkeit arbeiten, fallspezifische Informationen abrufen und ggf. in den eigenen Konzepten und Entwürfen umsetzen.

Ausblick

Die hier vorgestellten Arbeiten und Ergebnisse konnten bereits im Forschungsprojekt "low_vent.com" weitergeführt und konkretisiert werden. Außerdem soll eine messtechnische Absicherung von den in diesem Projekt mittels CFD identifizierten kritischen Fällen durchgeführt werden.

Ein mögliches Demonstrationsvorhaben ist das Bauvorhaben "Vögelebichl", welches vom Projektpartner Neue Heimat Tirol in Innsbruck in zwei Gebäudeteilen realisiert wird. Ein weiteres Demonstrationsprojekt ist in Vorarlberg im kostengünstigen Wohnbau geplant (Projekt "Klimagerechter Nachhaltiger Wohnbau (KliNaWo)" unter der Leitung des Energieinstituts Vorarlberg).

Publikationen

Komfort- und kosten- optimierte Luftführungskonzepte für energieeffiziente Wohnbauten "Doppelnutzen"

Vorteile und Grenzen der erweiterten Kaskadenlüftung
Schriftenreihe 37/2013 E. Sibille, G. Rojas-Kopeinig, M. Rothbacher, R. Pfluger, H. K. Malzer, Herausgeber: bmvit
Deutsch, 81 Seiten

Downloads zur Publikation

Projektbeteiligte

Projektleitung

Universität Innsbruck, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften

  • Dr.-Ing. Rainer Pfluger

Mitarbeiter

Universität Innsbruck, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften

  • DI Elisabeth Sibille, Mag. Gabriel Rojas-Kopeinig, DI Mattias Rothbacher, DI Harald Konrad Malzer

Projekt- und Kooperationspartner

Kontaktadresse

Universität Innsbruck, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen
Technikerstr. 13
A-6020 Innsbruck
Tel./Fax: +43 (512) 507 656 4
E-Mail: rainer.pfluger@uibk.ac.at
Web: www.uibk.ac.at/bauphysik/

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