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Mein Beitrag zum Internet - mbzi.de

Richtig Lüften

Empfehlung

Lüften muss sein, um verbrauchte Luft auszutauschen und Schimmelbildung im Winter zu vermeiden. Um hierbei möglichst wenig Energie bei maximalem Lüftungsergebnis zu verlieren, sollte in kurzer Zeit die Luft in den gelüftteten Räumen nahezu vollständig gegen frische Außenluft ausgetauscht werden. Es empfiehlt sich die folgende Vorgehensweise:

  1. Wenn die Heizkörperventile temperaturgeregelt sind, müssen sie in den zu lüftenden Räumen geschlossen werden.
  2. Sollte in einem der zu lüftenden Räume ein Innenraumthermostat installiert sein, der die Heizung zentral steuert, muss dieser auf die kleinstmögliche Temperatur gestellt werden.
  3. Möglichst alle Außenfenster des Raumes einige Minuten möglichst weit öffnen (Durchzug) bis die Luft im Raum weitestgehend gegen Frischluft ausgetauscht ist. Dabei sollten die Innentüren zu nicht gelüfteten Räumen geschlossen bleiben.
  4. Alle Fenster wieder schließen.
  5. Einige Zeit warten, bis die frische Luft sich an den noch warmen Innenwänden und der Restwärme der ausgeschalteten Heizung weitestgehend erwärmt hat.
  6. Die Heizungsregler wieder in die ursprüngliche Position stellen.

Sollte die Heizung nicht temperaturgeregelt sein oder über eine automatische Lüftungserkennung verfügen, können die Schritte zur Heizungsregulierung unterbleiben. Im ersten Fall sollte man allerdings über die Anschaffung neuer Heizkörperventile nachdenken, um zumindest eine minimale Temperaturregelung der Heizung zu erhalten.

Unter keinen Umständen sollte die Lüftung durch eine permanente "Kippstellung" eines Fensters bei leicht erhöhter Heizleistung erfolgen. Schlechter und unter größerer Energieverschwendung lässt sich das Lüften kaum lösen.

Erklärung

Mindestenergiebedarf beim Lüften

Ziel des Lüftens ist ein möglichst vollständiger Luftaustausch im Raum. Leider ist die Außenluft oft deutlich kälter als die Innenluft vorher war, weshalb nach dem Lüften immer Energie aufgewandt werden muss, um die vorherige Temperatur wieder herzustellen. Allerdings ist für das Aufwärmen von Luft relativ wenig Energie notwendig. Die spezifische Wärmekapazität von Luft bei konstantem Druck beträgt etwa 1,005 kJ/(kg*K) (Quelle: Wikipedia), d.h. um 1 kg Luft um 1 °C zu erwärmen sind etwa 1005 J Energie notwendig.

Nimmt man nun einen Raum mit etwa 20 m2 Grundfläche und einer Höhe von 2,70 m an, so passen in diesen 54 m3, also 54000 Liter Luft. Nimmt man weiterhin an, dass die Außentemperatur 5 °C beträgt, so entspricht dies etwa 68,58 kg kalter Luft, die beim Lüften in den Raum gelangen (Dichte der Luft bei 5 °C: 1,27 kg/m3; Quelle: Wikipedia). Um diese Luft nun auf 20 °C zu erwärmen, sind also etwa 1033844 J bzw. etwa 1034 kJ Wärmeenergie nötig.

68,58 kg · 15 °C · 1005 J/(kg°C) = 1033844 J

Das sind etwa 247 kcal. Mit dieser Energiemenge könnte man z.B. zehn Liter Wasser um ca. 25 °C erwärmen. Tauscht man also die Luft in dem Beispielraum einmal vollständig aus, so sind zur Wiederherstellung der vorherigen Temperatur bei einer Temperaturdifferenz zwischen innen und außen von 15 °C mindestens diese 1034 kJ oder 257 kcal Energie nötig.

Verluste durch langsames aber längeres Lüften

Lüftet man sehr lange, so wird nicht nur die Luft im Raum ausgetauscht, sondern es werden auch die Wände und die Möbel im Verlauf des Lüftens deutlich abgekühlt. Zum erneuten Aufheizen der Innenwände ist je nach Wandmaterial unterschiedlich viel Energie erforderlich. Nehmen wir mal an, dass der obige Beispielraum 2 Türen zu 2 m * 1 m und zwei Fenster mit je 3 m2 Fläche enthält und die Wände aus Ziegeln bestehen und die Decke aus Beton ist. Weiterhin ist der Boden mit einem isolierenden Teppich belegt, sodass er deutlich langsamer abkühlt und beim etwas zu langen Lüften sein Temperatur praktisch nicht ändert. In diesem Fall ergibt sich für diesen Raum:

Wikipedia gab für Ziegel eine volumenbezogene Wärmekapazität von 1,344 J/(K*cm3) und für Beton eine von 1,584 - 2,156 J/(K*cm3) an, d.h. um einen Kubikzentimeter Ziegel um 1 °C zu erwärmen, sind 1,344 J Energie nötig. 20 m2 sind nun 200.000 cm2 und 38,6 m2 sind 386.000 cm2. Nimmt man nun an, dass durch ein längeres Lüften der äußere Zentimeter von Wand und Decke sich um jeweils 1 °C abgekühlt haben, also sehr wenig, so haben sich insgesamt 200.000 cm3 Beton und 386.000 cm3 Ziegel um 1 °C abgekühlt. Rechnet man nun mit dem kleinsten Wert für Beton, so ist zum erneuten Aufwärmen der Decke um 1 °C eine Energiemenge von

200.000 cm3 · 1,584 J/(K·cm3) · 1 K = 316.000 J = 316 kJ

nötig. Für die Ziegelwände ergibt sich auf die gleiche Weise eine Energiemenge von etwa 519 kJ.

386.000 cm3 · 1,344 J/(K·cm3) · 1 K = 519.000 J = 519 kJ

Insgesamt sind also zum Erwärmen des äußersten Zentimeters der Wände und der Decke um nur 1 °C bzw. 1 K

316 kJ + 519 kJ = 835 kJ

erforderlich. Dies entspricht etwa 200 kcal und ist nur unwesentlich weniger, als zum Erwärmen der gesamten Luft des Raumes um 15 °C erforderlich ist. Lässt man die Wände entsprechend weiter auskühlen oder ist die Wärmekapazität der Materialien größer (was ein langsameres Abkühlen zur Folge hätte), so steigen die Energiemengen, die zum erneuten Aufwärmen der Wände und der Decke benötigt werden, sehr schnell an. Je länger man nun lüftet, desto stärker kühlen diese Gebäudeteile aus, insbesondere in der Nähe der geöffneten Fenster. Man sieht unmittelbar, dass das Lüften möglichst schnell erfolgen sollte, wobei trotzdem die gesamte Luft im Raum ausgetauscht werden sollte, denn dies ist ja das eigentliche Ziel des Lüftens gewesen.

Verluste durch eine temperaturgeregelte Heizung

Eines gleich vorweg: Eine Temperaturregelung der Raumheizung ist sinnvoll und kann helfen viel Energie zu sparen, wenn sie richtig eingesetzt wird. Wird jedoch die temperaturgeregelte Heizung beim Lüften und einige Zeit danach nicht manuell oder automatisch herunter geregelt, führt die Temperaturregelung zu einer nicht unbeträchtlichen Energieverschwendung und zu einer Überheizung des Raumes nach dem Lüften.

Der Grund für dieses Problem ist oben bereits im Ansatz erkennbar. Wird der Raum gelüftet, so strömt kalte Luft in den Raum. Die Temperaturregelung erkennt eine zu geringe Innenraumtemperatur und regelt die Heizung hoch. Da jedoch Wände, Decke, Fußboden und Möbel noch warm sind, ist zum erneuten Aufheizen recht wenig Energie erforderlich (s.o.), was der Heizung jedoch nicht bekannt ist. Die Heizung wird die Heizleistung so weit hoch regeln, wie es erforderlich wäre, einen völlig ausgekühlten Raum zu beheizen und also viel zu viel Wärme in den Raum befördern - der Raum wird überheizt. Natürlich regelt sich die Heizung dann schnell wieder herunter, aber der Raum ist bereits überheizt - zu viel Wärme wurde in den Raum transportiert. Tatsächlich ist die Energie, die zum erneuten Aufheizen der kalten Frischluft nötig ist bereits in den Wänden des Raumes gespeichert (s.o.) und auch ohne eine erhöhte Heizleistung ist genügend Wärme vorhanden, um die Frischluft fast auf die ursprüngliche Temperatur zu erwärmen. Zusätzliches Heizen ist also nur in dem Ausmaß nötig, in dem Wärme den Wänden, der Decke,... entzogen wurde. Regelt man also zum Lüften die Heizung runter und wartet danach noch einige Zeit, bis die in den Wänden gespeicherte Energie die Luft weitestgehend auf die vorherige Temperatur erwärmt hat, vermeidet man die übermäßige Beheizung und damit die zu hohe Innenraumtemperatur kurz nach dem Lüften und natürlich auch die dadurch bedingte Energieverschwendung.

Wie groß die gegebenfalls zu viel zugeführte Energiemenge ist, lässt sich schwer abschätzen. Sie hängt außer von der Art, Größe und Anzahl der Heizkörper und dem Wärmespeichervermögen der Wände auch von der Temperaturdifferenz zwischen innen und außen ab, sodass ich mich derzeit außer Stande sehen, einen Zahlenwert anzugeben. Ich schätze jedoch, dass nach jedem Lüften durch die Heizung im Falle einer automatischen Hochregelung mindestens etwa doppelt so viel Energie zugeführt wird, wie eigentlich notwendig wäre, um den Verlust durch das Lüften auszugleichen. Dieser Wert ist aber seeeeehr unsicher.

Das gekippte Fenster

Wird in einem Raum eines (oder mehrere) Fenster permanent gekippt, so sorgt dies zwar für einen permanenten Luftaustausch und macht seperates Lüften unnötig, führt aber auch zu einem permanenten Wärmeverlust, eben genau durch diesen Luftaustausch. Dieser Wärmeverlust muss dann durch eine permanent etwas höher eingestellte Heizung ausgeglichen werden, sodass man im Verlaufe eines Tages deutlich mehr Heizenergie zur Aufrechterhaltung einer angenehmen Innenraumtemperatur benötigt, als wenn man wie oben beschrieben lüften würde.