Die wichtigsten Fakten über Klimatechnik

Das sind die technischen Regeln, Normen und Richtlinien, die zum ordnungsgemäßen Klimatisieren von großen Gebäuden eingehalten werden müssen. Außerdem zeigen wir, wie die Raumluftqualität drastisch gesteigert werden kann.

09.04.2021
Klima
Redaktion Gebäudeinstallation
09.04.2021
© GettyImages

Ob in Büro-, Verwaltungs- und Veranstaltungsgebäuden, Restaurants, Kinos, Theatern, Kaufhäusern, Boutiquen, Supermärkten, Freizeit- oder Gewerbegebäuden: Überall dort, wo sich viele Personen über längere Zeit aufhalten, sorgt der Betrieb von Lüftungs- und Klimaanlagen dafür, dass dauerhaft angenehme und an den aktuellen Bedarf angepasste Temperaturen und Raumluftfeuchten sowie eine gesunde, als frisch empfundene Luftqualität sichergestellt werden. Technische Regeln, Normen und Richtlinien sprechen hier von der thermischen Behaglichkeit und von der Raumqualität IEQ (Indoor Environment Quality), die von mehreren Parametern geprägt wird.

Davon hängt das Wohlfühlklima ab

Die thermische Behaglichkeit von Personen in Räumen, also deren Zufriedenheit mit den Raumkonditionen, ist wesentlich abhängig von der Raumtemperatur, der Raumluftfeuchte und von der Luftbewegung. Für eine gute IEQ, an der sich die meisten Projektierungen von Lüftungs- und Klimaanlagen für Gebäude und allgemeine Aufenthaltsbereiche orientieren, gelten zum Beispiel folgende anzusetzende Werte:

  • Raumtemperatur: zwischen rund 20 °C im Winter und 26 °C im Sommer
  • Raumluftfeuchte: zwischen etwa 40 % im Winter und 60 % im Sommer
  • Luftgeschwindigkeit: unter etwa 0,2 m/s in Aufenthaltsbereichen von Personen, um eine mögliche Zuggefährdung auszuschließen.

Je nachdem, welche Aktivität eine Person gerade ausübt (Schwere einer körperlichen Tätigkeit, hohe Konzentration) und wie luftig oder dicht die Person bekleidet ist, können die aktuellen „Wunschwerte“ zur Behaglichkeit leicht von den obigen pauschalen Vorgaben abweichen.

Hinzu kommt die Sicherstellung einer gewünschten Raumluftqualität. Durch das Freisetzen von Geruchs- und Schadstoffen aus Decken, Wänden, Böden und aus Einrichtungsgegenständen, durch den Betrieb von Geräten und durch CO2, das beim Ausatmen abgegeben wird, wird die Raumluft ständig belastet. Als Indikator und Grenzwert für eine gesundheitlich unbedenkliche und qualitativ gute Luftqualität gilt nach vielen Normen und Richtlinien, zum Beispiel der DIN EN 16798 „Eingangsparameter für das Innenraumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden bezüglich Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik“ und auch gemäß der Arbeitsstättenregel ASR 3.6 „Lüftung“, ein Gehalt von 1.000 ppm CO2 in der Raumluft. Ab CO2-Konzentrationen über 2.000 ppm schreibt die ASR 3.6 vor, dass für solche, nun zu stark belastete Räume weitergehende Maßnahmen für eine verstärkte Lüftung einzuleiten sind.

Das muss bei der Klimatisierung beachtet werden

Aktuelle technische Regeln (siehe Infokasten am Textende) orientieren sich an diesem CO2-Leitwert von 1.000 ppm. Sie empfehlen für eine gute Raumluftqualität bei der Projektierung von Lüftungs- und Klimaanlagen in Abhängigkeit von der Raumnutzung Außenluftvolumenströme zwischen etwa 30 bis 50 m³/h pro Person beziehungsweise einen etwa 1- bis 2-fachen Raumluftwechsel. Dieser Luftvolumenstrom wird dann im Lüftungsgerät gut gefiltert (Abscheidung von Stäuben und ggf. auch von gasförmigen Verunreinigungen), bedarfsorientiert temperiert (heizen bzw. kühlen), be- oder entfeuchtet und als Zuluft über das Luftleitungssystem in die Räume eingebracht. Da gleichzeitig stets ein gleich großer Abluftvolumenstrom aus den Räumen abgeführt wird, stellt sich durch diesen ständigen Luftwechsel in den Räumen eine gute, hygienische und als angenehm empfundene Luftqualität ein.

Eine ausreichende Raumluftqualität ist – zumindest zeitweise – auch durch eine Fensteröffnung möglich. Doch dabei ist mit erheblichen Einschränkungen und mit negativen Auswirkungen auf die Behaglichkeit und die Luftqualität zu rechnen. Durch das Einströmen warmer Außenluft im Sommer überhitzen die Räume, ist Winter, kühlt die kalte Außenluft die Räume aus. Gleichzeitig wird die Raumluft extrem trocken, was die Schleimhäute belastet und das Infektionsrisiko gegenüber Bakterien und Viren erhöht. Hinzu kommen Einflussfaktoren wie einströmende Stäube und eindringender Straßenlärm sowie eine möglicherweise unzureichende Durchströmung des Raums mit Außenluft. Diese Probleme treten beim Betrieb einer Lüftungsanlage, die kontinuierlich gefilterte, erwärmte oder gekühlte Außenluft in die Räume einbringt und gleichzeitig belastete Luft aus den Räumen abführt, nicht auf. Daher kann eine ganzjährig gute Raumluftqualität nur durch den Betrieb einer mechanischen Lüftungsanlage sichergestellt werden.

Natürliche oder technische Belüftung

Schadstoffe und Viren können sich über Aerosole in Innenräumen verbreiten und dort lange verbleiben. Wie wir in letzter Zeit alle gelernt haben, verbreitet dieses „heterogene Gemisch aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in einem Gas“ (Quelle: Wikipedia) das Coronavirus. Die Aerosolbelastung ist abhängig von der Raumgröße, der Zahl der infizierten Personen, deren Aktivität und der Sprechlautstärke. Das Infektionsrisiko hängt dann vom Abstand der Personen zueinander, dem Luftwechsel und der Verweildauer in diesem Raum ab. Als einfache und wirkungsvolle Maßnahmen zur Senkung der Aerosolbelastung in Innenräumen gilt die Frischluftzufuhr durch regelmäßiges Lüften.

Doch damit ist es nicht immer getan. Denn manuelles Lüften ist nicht in allen Räumen und Gebäude möglich und auch in der kalten Jahreszeit nicht immer „das Gelbe vom Ei“ – vor allem in dem Ausmaß, in dem es aktuell für Schulen vorgeschrieben ist: Die Kinder und Lehrer frieren, auch steigen die Energiekosten durch paralleles Heizen. Und: Unterkühlte Räume können sogar kontraproduktiv sein. Denn sinkt die Temperatur in Aufenthaltsräumen unter 21 Grad, könnte das die Virenübertragung begünstigen – wie etwa Cluster in Kühlhäusern zeigten.

Hier kommen raumlufttechnische Anlagen ins Spiel, die für ein gutes Innenraumklima sorgen und der Belastung durch Viren entgegenwirken können. Oft werden dabei aber die Begriffe und Anlagenarten durcheinandergebracht. Daher gilt es, genau zwischen den möglichen Arten der Lüftung zu unterscheiden.

© GettyImages
© Greml

Zur Reduktion der Virenlast ist es entscheidend, den Raum mit genügend Frischluft zu versorgen.

Andreas Greml, Verein Komfortlüftung

Die erste Unterscheidung erfolgt zwischen der natürlichen Lüftung – also dem Einbringen von frischer ­Außenluft durch Öffnen von Fenstern und Türen – und einer technischen Lüftung. „Je mehr Frischluft dem Raum zugeführt wird, umso geringer ist die Virenbelastung“, konstatiert DI Andreas Greml, Obmann des Vereins Komfortlüftung. Die Luftmenge von circa 36 Kubikmeter pro Stunde und Person sollte auf keinen Fall unterschritten werden und der CO₂-Gehalt von 1.000 ppm (parts per million/Anteile pro Million) sei einzuhalten. Es handelt sich hier übrigens nicht um normative Vorschriften, sondern um typische Luftmengen. „Im Zusammenhang mit Corona empfehlen wir allerdings eine deutlich höhere Luftmenge, ideal wären sogar 70 Kubikmeter pro Person. Allerdings sind die meisten Anlagen nicht auf solche Dimensionen ausgelegt“, so Greml.

„Ein Lüftungsgerät mit Frischluftführung bringt Außenluft ein und führt Abluft ab. Damit gibt es – bei richtiger Montage und normgemäßer Wartung – keine Luftvermischung. Damit ist das Thema ‚Virenschleuder‘ für mich vom Tisch“, bestätigt auch Ing. Walter Baldauf, Geschäftsführer von Ballu Lüftung und Klima.

Bei Klimageräten auf Umluftbetrieb verzichten

Um die Rolle von raumlufttechnischen Anlagen in Sachen Virenverbreitung bzw. Schutz vor Viren zu definieren, ist die Unterscheidung zwischen den Anlagenarten essenziell: Hier muss man zumindest zwischen Lüftungsanlagen mit und ohne Umluftanteil und Split-Klimaanlagen unterscheiden.

So bewirken Komfortlüftungen, also Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung ohne Umluftanteil, durch den kontinuierlichen Luftaustausch grundsätzlich eine deutliche Verbesserung der Luftqualität und damit der Virenbelastung, z. B. in Wohnräumen und Schulen.

Lüftungsanlagen mit Umluftanteil, die z. B. häufig in Einkaufszentren zu finden sind, können durch die Umluft theoretisch die Virenlast verteilen. „Entsprechend dem Frischluftanteil wird diese jedoch auch verdünnt bzw. kommt es in den Luftleitungen bzw. in den Filtern teils zu einer Inaktivierung der Viren. Bei diesen Anlagen sollte der Umluftanteil vermieden bzw. auf das Minimum reduziert werden“, sagt Andrea Greml von Komfortlüftung.at.

„Ist ein Gebäude mit einer reinen Umluftanlage ausgestattet und will man die Verbreitung von Viren vermeiden, hilft nur Abschalten, denn Umluftfilter haben normalerweise nicht die Qualität, Viren abzuscheiden. Und eine Umrüstung solcher Anlagen ist äußerst aufwendig“, ergänzt Walter Baldauf von Ballu. Auch bei Split-Klimageräte kann es durch die Umluft zu einer zusätzlichen Verteilung der Virenlast im Raum kommen.

Die wesentlich effizientere und hygienischere Lösung für Kühlung sind Frischluftsysteme in Kombination mit einer Flächenkühlung, z. B. über die Decke. Das ist allerdings oft nur eine Option für den Neubau. Bei Nachrüstungen stellen Zweiraumlösungen bzw. Einzelraumlösungen oft die einzig umsetzbaren Lösungen dar. Daher ist es für die Experten entscheidend, die Lüftung frühzeitig in die Neubauplanung bzw. ins Sanierungskonzept einzubeziehen und Neuanlagen ohne Umluft zu planen. In Bezug auf die Wartung sind zentrale Systeme zu bevorzugen.

© Ballu

Ein Lüftungsgerät mit Frischluftführung bringt Außenluft ein und führt Abluft ab. Damit gibt es – bei richtiger Montage und normgemäßer Wartung – keine Luftvermischung.

Walter Baldauf, Ballu Lüftung & Klima

Lüftungsanlagen sind heute unersetzlich

„Lüftungsanlagen sind dazu da, verbrauchte Luft aus einem Raum abzuführen und zeitgleich dem Raum saubere Luft zuzuführen. Wird eine Lüftungsanlage ordentlich betrieben – also regelmäßig und professionell gewartet, gereinigt und instand gehalten – so ist sie unersetzlich“, sagt Jürgen Merkle, Geschäftsführer bei Livento Wohnraumlüftungssysteme.

Bei nicht ordnungsgemäßer Handhabung kann eine Lüftung aber auch schnell zur Keimschleuder werden. Beispielsweise, wenn sich Schimmel darin bildet oder wenn sich in den Luftleitungen der Zuluft Staub, z. B. noch Baustaub aus der Montagephase, befindet. In so einem Fall belastet der Betrieb einer Lüftungsanlage die Atemwege der Raumnutzer. Merkle weist auch noch auf eine andere Tatsache hin: „Viren können sich in Klima- und Lüftungsanlagen nicht vermehren, sie benötigen dafür einen geeigneten Wirt. Jedoch können sich in Klima- und Lüftungsanlagen Mikroorganismen wie Pilze und Bakterien bilden und vermehren. Daher ist der hygienische Betrieb solcher Anlagen aus vielerlei Gründen unbedingt sicherzustellen.“

Lüftungsanlagen nicht abrupt abschalten

Und noch eine Empfehlung: Technische Lüftungsanlagen sollten bei Nichtbenutzung der Räume nicht sofort abgeschaltet werden, sondern noch mindestens zwei Stunden weiterlaufen. „Damit wird garantiert, dass alle noch in der Luft enthaltenen Partikel auch wirklich abgeführt werden“, sagt Walter Baldauf von Ballu. Hier erweisen sich technische Neuerungen bzw. Energiesparmaßnahmen der letzten Jahre teilweise als negativ wirkend: Das sofortige Abschalten nach dem Schließen z. B. öffentlicher Gebäude oder die Steuerung via Bewegungsmelder – durchaus eine Errungenschaft der Regelungstechnik – sollte in Pandemie-Zeiten überdacht bzw. eben anders eingestellt werden.

Bei CO₂-gesteuerten Anlagen sollte die Anlage auf einen Zielwert von 400 ppm (Anmerkung: der übliche CO₂-Anteil in der Außenluft) eingestellt werden, damit ein Weiterlaufen auf Nennleistung möglich ist bzw. ein zu schnelles, automatisches Ausschalten vermieden wird.

Eine absolute Trennung von Abluft und Zuluft ist Pflicht

„Am sinnvollsten sind Lüftungsanlagen, bei denen sichergestellt wird, dass sich Abluft und Zuluft nicht vermengen. Dabei spielt der Wäremetauscher eine entscheidende Rolle“, sagt Livento-Geschäftsführer Jürgen Merkle. Hier empfiehlt sich das Kreislaufverbundsystem, welches eine absolute Trennung von Abluft und Zuluft sicherstellt. Bei Rotationswärmetauscher muss die Anlage regelmäßig auf Leckagen geprüft werden, damit es keine zusätzliche Vermischung von Ab- und Zuluft gibt.

Überhaupt sollten für Merkle Lüftungsanlagen in Zukunft nach Vorbild von OP-Lüftungen geplant und montiert werden. Das bedeutet eine „turbulenzarme, laminare Verdrängungsströmung“. Die Zuluft wird von oben – also aus der Decke bzw. Zwischendecke – in den Raum eingeleitet und die Raumluft auf Bodenniveau abgesaugt. Somit könnte das Infektionsrisiko mittels luftgetragenen Erregern nachweisbar und effektiv reduziert werden.

Ohne regelmäßiger Wartung ist der Klimaanlagenbetrieb fahrlässig

Damit technische Lüftungsanlagen einwandfrei funktionieren, ist ein regelmäßiges Service Pflicht. Im diesem Zusammenhang spielen der Fachinstallateur bzw. Lüftungstechniker eine wichtige Rolle: Sie können Kunden aktiv auf den nötigen Filtertausch bzw. das Serviceintervall aufmerksam machen. Denn die Wartungsdisziplin scheint trotz Corona nicht zugenommen zu haben – ist aber in Pandemie-Zeiten umso wichtiger.

Auch hier ergibt sich ein Paradoxon, dass das Problem noch größer werden lässt – nämlich durch das Betretungsverbot z. B. in Krankenhäusern. „Momentan wird der oftmals vor allem bei Außenluftgeräten dringend notwendige Filtertausch verzögert, da Wartungspersonal Service und Reparaturen in Innenräumen von z. B. Krankenhäusern nicht durchführen darf. Das halte ich für sehr gefährlich“, warnt Walter Baldauf. Denn durch verschmutzte Filter wird zu wenig Frischluft in die Räume eingebracht. Wird doch getauscht, rät er auf jeden Fall zu großer Vorsicht: Da die Filter kontaminiert sein können, sollen zumindest Handschuhe und Atemschutz getragen werden. Das verschmutzte Material ist dann in einem fest verschlossenen Beutel zu entsorgen.

Einheitliche Richtlinien für die Wartung von Klimaanlagen sind gefordert

„Unserer Meinung nach gibt es im Bereich der Wartung, Servicierung und Reinigung von Lüftungsanlagen sehr viel Nachhol- bzw. Aufklärungsbedarf“, sagt Jürgen Merkle, der sich als Partner des ÖFR (Österreichischer Fachverband für Raumlufttechnik) für einheitliche Richtlinien in Bezug auf ordnungsgemäße, standardisierte Rohr- bzw. Schlauchreinigung und volle Transparenz über das Preis- und Leistungsspektrum bei Wartungsangeboten einsetzt.

Unabhängig davon, ob gerade ein gefährliches Virus grassiert oder nicht, ist stets darauf zu achten, dass sämtliche Anlagenteile für eine Reinigung leicht zugänglich sind. Dies betrifft vor allem die Luftleitungen, aber auch die Komponenten im Lüftungsgerät selbst. Besonders in der Montagephase ist darauf zu achten, dass keine Verunreinigungen in die neuen Luftleitungen eingebracht werden.

© Livento

Klima- und Lüftungsanlagen sind bei ordnungsgemäßem Betrieb ein Segen. Bei Vernachlässigung der Instandhaltungspflichten kann es aber problematisch werden.

Jürgen Merkle, Livento

Luft-Sterilisation mit UV-Technik

Als sinnvolle Ergänzung zur Zufuhr von Frischluft nennt Walter Baldauf auf UV-Technologie basierende Geräte, die schädliche Luftinhaltsstoffe und Gerüche neutralisieren können. Diese mobilen Umluft-Reiniger saugen die Luft an, schicken sie über einen Feinstaubfilter, leiten sie in der Folge über ozonfreie UV-Lampen und blasen die gereinigte Luft wieder aus.

Ebenso gibt es UV-LED Lichtleisten, die nachträglich in Klima-Split-Geräte eingebaut werden. „Die Luft-Sterilisation mit UV-Technik ist nichts Neues und wurde durch die Pandemie in der Lüftungstechnik quasi wiederentdeckt“, so der Ballu-Geschäftsführer. Da sich die Technologie innerhalb des Gerätes befindet, ist die Angst vor austretender UV-Strahlung unbegründet. Auch die Luftbehandlung mittels Plasma oder Ionisation kann nachträglich eingebaut werden: Der Vorteil dabei: Es wird kein zusätzlicher Platz benötigt. Für all diese Zusatztools gilt: Sie ersetzen nicht die Frischluftzufuhr und Filter sowie Luftreinigungskapazität müssen für die Raumgröße ausreichend sein.

Konkret gewarnt wird vor Geräten, die durch die Vernebelung von Desinfektionsmitteln die Reinigung der Luft von Viren und Bakterien versprechen. Für DI Peter Tappler, Leiter des Arbeitskreises Innenraumluft im Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) sind die Versprechen dieser Geräte „grenzwertig“, denn Oberflächendesinfektion habe mit der Verminderung von Virenlast in der Luft nichts zu tun. Andere technische Hilfsinstrumente könnten allerdings dabei helfen, dicke Luft in Innenräumen zu vermeiden – etwa „Lüftungsampeln“, die den CO₂-Wert in der Luft messen und mithilfe einer Farbskala regelmäßig ans Lüften erinnern.

Wissenswertes über Filter in Klimaanlagen

„Spezielle Filter sind bei hundert Prozent Außenluft nicht notwendig, da man davon ausgehen kann, dass in der Außenluft keine Virenlast vorhanden ist“, sagt Andreas Greml vom Verein Komfortlüftung. Es genüge in solchen Fällen ein typischer Feinstaubfilter ePM 1 (50 Prozent/früher F7), welcher 50 Prozent der Partikel kleiner 1μm herausfiltert.

Um Viren bei Umluftanlagen herauszufiltern, müssten Schwebstofffilter bzw. HEPA-Filter (High-Efficiency Particulate Air/Arrestance) der Klasse H13 bzw. H14 eingesetzt werden. Diese wären in Pandemie-Zeiten bei Lüftungsanlagen mit Umluftanteil durchaus sinnvoll, bei der Nachrüstung stößt man aber zumeist an Grenzen. Oft ist der notwendige Platz für die Filter nicht vorhanden bzw. der Druckverlust ist so hoch, dass sie bei Bestandsanlagen normalerweise gar nicht eingesetzt werden können.

Die direkt im Raum aufstellbaren Luftwäscher mit H13- bzw. H14-Filter haben in Pandemie-Zeiten zwar ihre Berechtigung. Sie lösen aber nicht das Lüftungsproblem, da sie keine Frischluft in den Raum bringen und stellen zudem eine nicht unbeträchtliche Schallbelastung dar.

Das sind die Fakten über Förderungen im Klimabereich

In Deutschland gibt es eine neue Förderung mit dem Titel „Bundesförderung Corona-gerechte Um- und Aufrüstung von raumlufttechnischen Anlagen in öffentlichen Gebäuden und Versammlungsstätten.“ Bis 2024 steht ein Fördertopf mit 500 Millionen Euro zur Verfügung. Vergleichbares ist für Österreich nicht in Sicht, wiewohl es sicher sinnvoll wäre. „Ich hätte mir für Österreich etwas Ähnliches gewünscht“, sagt Ballu-Geschäftsführer Baldauf. Es gebe zwar eine neue Covid-19-Investitionsprämie für Unternehmen. Im Rahmen dieser wird eine Investition in den Bereichen Ökologisierung, Digitalisierung und Gesundheit mit einem siebenprozentigen, nicht rückzuzahlendem Zuschuss gefördert. Allerdings sei bisher nicht klar, ob raumlufttechnische Anlagen dazugezählt werden.

„Die Pandemie zeigt, wie vernachlässigt das Thema Lüftung bisher wurde“, fasst Andreas Greml zusammen und weist nochmals auf die vielen positiven Punkte zusätzlich zu den gesundheitlichen Aspekten bzw. Komfortgründen hin: „Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung, die im Sommer zudem auch die Kühlung unterstützen, sind auch unter dem Aspekt des Klimaschutzes ein unverzichtbarer Bestandteil energieeffizienter Gebäude.“ Daher hält der Experte eine Förderung für die Installation von Lüftungsanlagen, insbesondere für Schulen und Kindergärten, für sinnvoll. Die Frage sei aber, ob die Installationsfirmen von Lüftungsanlagen eine sehr starke Nachfrage derzeit auch abdecken könnten. Daher müsste ein solches Förderprogramm auf alle Fälle längerfristig angelegt sein.

(Mag. Gudrun Haigermoser & Christian Klobucsar)

Relevante Normen und Richtlinien

Für den Einbau, die Wartung und den Betrieb von Lüftungsanlagen sind je nach ­Gebäudeart bzw. Filterklasse unterschiedliche Richtlinien heranzuziehen.

  • Wohngebäude: ÖNORM H 6038
  • Schulen: ÖNORM H 6039
  • Sonstige Nichtwohngebäude: ÖNORM EN 16798
  • Partikelfilter: ÖNORM EN 16890
  • Schwebstoff-Filterklassen nach EN 1822-1:2009
    (z. B. HEPA Filter H 13 und H 14)
  • In der OIB-Richtlinie 3/2019 wird für Aufenthalts- und Sanitärräume eine „aus­reichende Belüftung“ gefordert, diese wird aber im Detail nicht definiert.

Quelle: Komfortlüftung.at

Hilfreiche Links zum Thema Klimatisierung

Haustechnik

Wir empfehlen folgende Artikel zum Weiterlesen

Mehr aus der Rubrik Wirtschaft