Auslegung von Heizungs- und Wohnungslüftungs-Anlagen (KWL) in Passivhäusern

Hauptsächlich im Neubau werden immer mehr Gebäude in Passivbauweise erstellt. Ab 2019 bzw. 2020 muss Deutschland das „Niedrigstenergiehaus" gemäß den Vorgaben der EU einführen. Unabhängig davon, wird der Fachverband immer häufiger um Rat in Bezug auf die Auslegung von Heizungs- und Wohnungslüftungs-Anlagen (KWL) in derartigen Gebäuden gefragt. Darüber hinaus nehmen die Problemfälle mit Heizungs- und KWLAnlagen in diesen Gebäuden immer mehr zu.

Passivhäuser werden sehr häufig nach dem PHPP (Passivhaus-Projektierungs- Paket) vom Gebäudeplaner (z. B. Architekt, Bauingenieur) berechnet. Das Berechnungsverfahren ist ein Bilanzierungsverfahren. Das bedeutet, die Wärmeströme, die in das Gebäude eingebracht werden, werden mit den Wärmeverlusten des Gebäudes verrechnet. Über den Bilanzierungszeitraum (z. B. ein Jahr oder monatlich) funktioniert dies sehr gut. Heizungs- und KWL-Anlagen müssen nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik ausgelegt werden. Dies ist z. B. im VOB Teil C die DIN 18380 und die DIN 18379. Damit sind Heizungsanlagen gemäß den Vorgaben der DIN EN 12831 „Heizungsanlagen in Gebäuden- Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast" und KWL-Anlagen nach DIN 1946-6 „Raumlufttechnik - Teil 6: Lüftung von Wohnungen - Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung" zu berechnen und auszulegen.

Die Vorgaben des PHPP weichen deutlich von den Vorgaben der DIN EN 12831 und DIN 1946-6 ab. Nach DIN EN 12831 muss die Heizungsanlage auf den kältesten Tag des Jahres ausgelegt werden. Dabei bleiben eventuelle Wärmegewinne weitestgehend unberücksichtigt. Das bedeutet, das Gebäude/die Wohnung muss, wie in der DIN vorgesehen, warm werden, auch wenn die Sonne nicht scheint, sich weniger Personen als vorgesehen darin aufhalten, die Elektrogeräteausstattung anders ist, als angedacht usw. Ähnlich sieht der Sachverhalt bei KWL-Anlagen aus. Die Vorgaben der DIN 1946-6
sehen vor, dass die KWL-Anlage auf den Volumenstrom bei Nennlüftung auszulegen ist. Dieser weicht aber von den Vorgaben des PHPP ab und zwar zum Teil deutlich.

Nimmt man diese Sachverhalte zusammen, dann wird schnell klar wo die Problematik liegt. Theoretisch braucht ein Passivhaus keine aktive Heizung bzw. ist die verbleibende Heizlast so gering, dass sie bequem mit der KWL-Anlage gedeckt werden kann. Wie gesagt: so die Theorie! In der Praxis bestehen nicht immer die Wärmegewinne so wie nach PHPP angesetzt, die Nutzer verhalten sich nicht so wie die theoretischen Berechnungsvorgaben das unterstellen, die Sonne scheint nun mal nicht immer.

Aus den genannten Gründen sollte der planende und ausführende SHK-Betrieb gegenüber seinem Auftraggeber schriftlich Bedenken anmelden, wenn keine aktive Heizungsanlage vom Gebäudeplaner vorgesehen ist. Vielfach soll die verbleibende Heizlast über die KWL-Anlage abgedeckt werden. Gemäß den Vorgaben des PHPP sind deshalb bei KWL-Anlagen folgende Kennwerte zu beachten:

  • Mindest-Zulufttemperatur: 16,5°
  • Mindest-Schallschutz: 25 dB(A)
  • Mindest-Wärmerückgewinnungsgrad: 75%
  • Maximale elektrische Leistungsaufnahme: 0,45 W/m³
  • Mindest-Zuluft-Filterqualität: F7

Üblicherweise werden Luftleitungen von KWL-Anlagen im Gebäude ungedämmt entweder in der Rohdecke oder auf dem Rohfußboden verlegt. Um allein die Vorgabe der Mindest-Zulufttemperatur von 16,5 C° einzuhalten, ist dies so nicht mehr möglich, da die ungedämmte Luftleitung zu viel „Wärme" unterwegs verliert. Eine Beheizung der Räume ist schon gar nicht möglich. In vielen Schadensfällen wurde nachträglich über den Einbau eines Lufterwärmers versucht, das Wärmedefizit wieder auszugleichen. Dies scheiterte ausnahmslos. Um Wärme über das Medium Luft zu transportieren, werden deutlich größere Volumenströme benötigt, als nach DIN 1946-6 vorgesehen sind. In den dem Fachverband vorliegenden Problemfällen waren dies Volumenströme, die dem 3- bis 5-fachen des Volumenstromes für Nennlüftung nach DIN 1946-6 entsprachen. Diese Volumenströme lassen sich mit den üblicherweise kleinen Luftleitungen von KWL-Anlagen nicht transportieren. In der Regel kann das Lüftungsgerät/der Ventilator den Gesamtvolumenstrom nicht leisten und die Druckverluste in der Gesamtanlage sind viel zu hoch. Außerdem bedeutet dies, dass die Anlage viel zu laut ist und der vorgegebene Schallschutz nicht mehr gewährleistet werden kann. Hinzu kommt, dass der Wärmeverlust über die weitestgehend ungedämmt verlegten Luftleitungen viel zu groß ist, als dass die notwendigen Zulufttemperatur am Luftauslass erreicht wird. Von der Dimensionierung der ÜLD´s und der Abluft ganz zu schweigen.

Weiter ist bei der Auslegung und Installation von KWL-Anlagen der vom PHPP vorgegebene Schallschutz zu beachten. Maximal zulässig ist ein Schallpegel von 25 dB(A)! Dies ist unter normalen Installationsbedingungen lüftungstechnisch nicht zu realisieren, schon gar nicht mit herkömmlichen KWL-Systemen und den hohen Volumenströmen, wenn über die Anlage das Gebäude/die Wohnung beheizt werden soll.

Soll über die KWL-Anlage das Gebäude/die Wohnung beheizt werden, dann bedingt dies zwingend eine detaillierte Planung einschließlich der notwendigen Dämmdicken für die Lüftungsleitungen. Die DIN 1946-6 kann hier nicht mehr angewandt werden! In vielen Fällen sind die für die KWLAnlage erhältlichen Nacherhitzer viel zu klein für die notwendigen Luftvolumenströme einer Luftheizung. Das bedeutet, der Nacherhitzer muss auf den notwendigen Luftvolumenstrom und die notwendige Luftaustrittstemperatur ausgelegt werden. Dies bedingt aber, dass der Wärmeerzeuger die dafür notwendige Heizungsvorlauftemperatur zur Verfügung stellen muss.

Aus den genannten Gründen empfehlen wir deshalb, dass die KWL-Anlage ausschließlich zur Be- und/oder Entlüftung nach DIN 1946-6 ausgelegt wird. Dies ist schriftlich mit dem Auftraggeber so zu vereinbaren. Soll eine Luftheizungsanlage, z. B. mittels Abluftwärmepumpe, realisiert werden, dann muss eine Planung abweichend von der DIN 1946-6 und vom PHPP mit dem Auftraggeber vereinbart werden. Dabei sollten die Randbedingungen für die Auslegung der Luftheizungsanlage genau festgehalten und vereinbart werden.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass ein Passivhaus bzw. ein vergleichbares Gebäude zwingend eine deutlich bessere Abstimmung zwischen Gebäude- und Anlagenplaner fordert, als dies zurzeit der Fall ist. Deshalb empfehlen wir, die Einzelheiten der Auslegung der Heizungs- und KWL-Anlage mit dem Auftraggeber zu vereinbaren bzw. bei Abweichungen gegenüber der DIN EN 12831 oder DIN 1946-6 schriftlich Bedenken anzumelden.