Forschungsgruppe untersuchte dezentrale Lüftungssysteme im Betrieb

Bis jetzt wurden die Vor- und Nachteile dezentraler Lüftungsysteme nur im Labor oder mit theoretischen Berechnungen untermauert. Die Wissenschaftler des Forschungsprojekts Dezentrale außenwandintegrierte Lüftungssysteme (DeAL) wollten es aber genau wissen. Sie nahmen ausgewählte Objekte genauer unter die Lupe und untersuchten Lüftungssyteme im Betrieb.

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Für die Sanierung der Klimatisierung eines Bürokomplexes in Frankfurt wurde eine Lüftung zwischen Brüstung und Decke entwickelt, die ohne horizontales Luftverteilungssystem auskommt. (Abb. TROX/FSL) Im Rahmen des Forschungsprojekts DeAL (siehe Abschnitt „DeAL“) wurden neun Bürogebäude und ein Museum mit dezentralen, außenwandintegrierten Lüftungssystemen im Betrieb hinsichtlich Komfort, Nutzer- und Betreiberzufriedenheit sowie Energieeffizienz untersucht. Da nicht immer alle Daten der einzelnen Gebäude ermittelt werden konnten, floss nur ein Teil in die Analyse ein. Die relevanten beheizten Nettogeschossflächen der Gebäude lagen zwischen 2.060 und 23.264 m². Die untersuchten Gebäude gingen nach dem Jahr 2000 in Betrieb und wurden mit Bürogebäuden mit zentraler Lüftungstechnik aus der EVA-Studie des IGS von 2006 verglichen. Die Forschungsgruppe kam zu folgenden Ergebnissen.

Thermischer und akustischer Komfort

Durch Lang- und Kurzzeitmessungen der Temperatur, Feuchte und der Schallemission konnte bei den Gebäuden ein guter thermischer Komfort nachgewiesen werden, jedoch wurden die zulässigen Schallemissionen in den Büros in fünf von sieben Fällen überschritten.

Bei den Temperaturen wurde die Höchsttemperatur von 26 °C nur in zwei Fällen überschritten. Die Wissenschaftler führten dies auf die träge Betonkernaktivierung im ersten Fall und auf ein dauerhaft geöffnetes Fenster im zweiten Fall zurück. Zu kalt wurde es nur bei einem genutzten Objekt.
Die Vorgaben für die Schallemissionen wurden nur in einem Gebäude erreicht. Die Geräte blieben bei drei Lüftungsstufen unter dem maximal zulässigen Schalldruckpegel am Arbeitsplatz. Der Grenzwert von 40 dB(A) macht den meisten Systemen noch die größten Probleme. Grund ist die Konstruktion der Geräte. Durch die kompakte Bauart können Schalldämpfer schlecht integriert werden und eine strömungsgünstige und damit leise Konstruktion ist aufwändig.
Die Luftfeuchte spielt für den Komfort (empfohlen sind 30 bis 60 % r. F.) ebenfalls ein Rolle. Die Studie hält fest, dass durchschnittlich während 40 % der Arbeitszeit die Luft zu trocken ist (unter 30 % r. F.). Zwei Systeme zeigen allerdings, dass eine Befeuchtung zwar aufwändig, aber gut einzusetzen ist: Der Feuchtigkeitsgrenzwert wurde in diesen Gebäuden selten unterschritten.

Wartung


In den Bürogebäuden benötigte das Wartungspersonal zwischen 2 min zum Filterwechsel ohne Reinigung des Wärmeübertragers an leicht zu wartenden Geräten bis zu 10 min an schwererzugänglichen Geräten mit Filterwechsel und Wärmeübertragerreinigung. Eine Ausnahme bildeten die Geräte mit integrierter Feuchte. Dort benötigt ein Servicemann bis zu 60 min zur Wartung.
Am Beispiel eines Gebäudes mit 815 dezentralen Lüftungseinheiten wird deutlich, wie hoch der Aufwand gegenüber einem zentralen RLT-Gerät ist. Bei einer Wartungsdauer von 10 min ergeben sich 17 Manntage Wartung. Für ein vergleichbares zentrales Gerät mit zwei Zulufteinheiten werden rund 3 bis 4 Manntage veranschlagt.

Kosten-, Flächen- und Höheneffizienz

Die Investitionskosten für das Gebäude und die Technik konnten nur an drei Gebäuden überprüft werden, bei den anderen Gebäuden lagen die Ausschreibungsunterlagen nicht vor. Die ermittelten Technikkosten wurden dem Baukostenindex von 2006 gegenübergestellt. Sie lagen mit 307 bis 360 €/m² Bruttogeschossfläche zwischen dem mittleren und dem hohen Standard für Bürogebäude. Die Gesamtkosten mit Gebäude überstiegen die Standards nicht und betrugen 1.379 und 1.676 €/m² Bruttogeschossfläche.
Was nach Ansicht der Hersteller der dezentralen Lüftungssysteme zur Kostenreduzierung beim Bau beitragen sollte, ist die geringere Geschosshöhe und die höhere Flächeneffizienz. Beim Vergleich der Geschosshöhen mit zentraler Lüftungstechnik aus der EVA-Studie und den dezentral belüfteten Gebäuden konnte kein signifikanter Unterschied festgestellt werden. Die Höhen liegen je nach lichter Raumhöhe zwischen 3 und 3,5 m. Fast alle Konzepte arbeiten mit einem „schlanken“ Technikkonzept mit wasserbasierenden Heiz- und Kühlflächen.
Bei der Flächeneffizienz schlägt hingegen das dezentrale System das zentrale. Die Flächeneffizienz ist ein spezifischer Wert, der das Verhältnis der Technikfläche zur Hauptnutzfläche beschreibt. Die International Facility Management Association (IFMA) gibt Vergleichskennwerte heraus, die in der Studie als Referenzwert genutzt wurden. Der IFMA-Wert liegt bei 11,5 %. Die Werte der Gebäude der EVA-Studie liegen zwischen 12,1 und 13,5 %. Vier der DeAL-Objekte haben eine sehr gute Effizienz zwischen 2,3 und 6,5 %. Ausreißer sind zwei Gebäude mit dezentraler Lüftung, die jeweils eine Tiefgarage und 22 bzw. 30 % der Hauptnutzfläche zentral belüften. Sie haben Effizienzwerte von 12,6 und 17,8 %.  

Betreiber und Nutzer zufrieden

Im Rahmen der Studie wurden 15 Betreiber von dezentralen Lüftungssystemen nach ihrer Zufriedenheit befragt. Befragungsinhalt war die Beurteilung der Gesamtanlage, der Bedienung, der Steuerung, der Zuverlässigkeit und des Komforts. Durchweg war die Zufriedenheit der Betreiber hoch. 12 von 15 Betreibern finden die Geräte „sehr gut“ und sind „sehr zufrieden“. Lediglich zwei finden den Betrieb der Geräte problematisch, und einer hält es für eine Fehlentscheidung, dass dezentrale Lüftungsgeräte im Gebäude eingesetzt wurden.
Neben den Betreibern wurden auch die Nutzer im Rahmen der Komfortmessungen zur Raumluftqualität, -temperatur, -feuchte und Zugluft befragt. Letztlich entscheidet neben den objektiven Kriterien der subjektive Eindruck der Nutzer den Einsatz der dezentralen Lüftungstechnik. Dazu wurden pro Gebäude zwischen 10 und 20 standardisierte und anonymisierte Fragebögen verteilt. Die Luftqualität, die Temperatur und die Gesamtzufriedenheit wurden positiv beurteilt. Gerüche und Zugerscheinungen traten überwiegend nicht auf, außer bei einem frisch bezogenen Gebäude, in dem die Ausdünstungen der Einrichtung noch nicht abgeklungen waren. Kritische Anmerkungen der Nutzer gab es vor allem wegen trockener Luft und hohen Geräuschemissionen der Geräte.

DeAL

Das Forschungsprojekt „Dezentrale außenwandintegrierte Lüftungssysteme“ (DeAL) zur Evaluierung dezentraler außenwandintegrierter Lüftungssysteme wurde in Zusammenarbeit des Steinbeis-Transfer und Forschungszentrum Energie-, Gebäude- und Solartechnik (EGS), Stuttgart, des Instituts für Gebäude- und Solartechnik (IGS) an der TU Braunschweig und der Transsolar Enegietechnik GmbH, Stuttgart, durchgeführt. DeAL entstand aus dem vorangegangenen Projekt „Evaluierung von Energiekonzepten“ (EVA). In EVA untersuchte das IGS die Energieeffizienz, das Raumklima und den Nutzerkomfort zukunftsweisender Bürogebäude in der Praxis. Die 19 untersuchten Bürogebäude aus EVA werden in DeAL als Referenzgebäude benutzt. Sie stellen den aktuellen Stand der Technik in Deutschland (Stand 2008) dar.

Quelle

Der Artikel erschien im Original in cci Zeitung 13/2008
Ein weiterer Beitrag über dieses Forschungsprojekt stand auf der Website des Steinbeis-Zentrums.

Artikelnummer: cci11866

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