grundlagen, chancen und risiken der befeuchtung

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ERFA‐Seminar Befeuchtung, 28.04.2014

Grundlagen LuftbefeuchtungHeinrich Huber, Minergie Agentur Bau, Muttenz

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www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014

Inhalt

1. Grundlagen und Schweizer Normen

2. Luftbefeuchtung im Raum

3. Hinweis Hygiene

4. Luftbefeuchtung im Minergie‐Standard


1. Grundlagen und Schweizer NormenIm Juni 2014 erscheinen folgende revidierten Normen:

SIA 180 Wärmeschutz, Feuchteschutz und Raumklima in GebäudenSIA 382/1 Lüftungs‐ und Klimaanlagen – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen

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Luftvolumenstrom pro Person nach SIA 382/1:2014

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Kategorie NutzungBeispiele

CO2‐Gehalt Luftvolumen‐strom pro Peron

RAL 1 Räume mit besonderen Anforderungen Nicht definiert

Nicht definiert

RAL 2 Aufenthalt von Personen, erhöhte Ansprüchespezielle Ansprüchen an Gerüche, insbe‐sondere für neu eintretende Personen

< 1000 ppm > 30 m3/h

RAL 3 Aufenthalt von PersonenTypische Wohn‐ und Büroräume

1000 bis 1400 ppm

18 bis 30 m3/h

RAL 4 Nur selten oder kein Aufenthalt von Personen.Räumen, in denen geraucht wird.Lagerräume, Korridore

Nicht definiert

Nicht definiert

Basis: CO2‐Gehalt der Aussenluft 400 ppm. CO2‐Emission pro Person von 18 l/h


Die absolute Feuchteoder der Wassergehalt

x g Wasser

1 kg trockene Luft

Die relative Feuchte

( ) 100⋅=θ

ϕs

D

pp

ϕ Relative Luftfeuchte, in %p Partialdruck des Wasserdampfs, in Paps(θ) Sättigungsdruck des Wasserdampfs

bei der Temperatur q, in Pa

Absolute und relative Raumluftfeuchte

sagt wie viele Gramm Wasserdampf sich in einem kg trockener Luft befinden

ist das Verhältnis vom effektiven Wasserdampfdruck zum maximal möglichen Wasserdampfdruck (bei der aktuellen Temperatur)


1 kg Wasser verdampfen braucht ca. 0,7 kWh Wärmeenergie

Energiebedarf für die Luftbefeuchtung


Das h,x‐Diagrammfür feuchte Luft

Beispiel:Ein Luftvolumenstrom von 30 m3/h wird erwärmt und befeuchtet

von Aussenluft 0 oC, 80% r.F.

aufRaumluft 22 oC, 30% r.F.

Aussenluft erwärmen

befeuchten mit Dampf

erwärmen Δh = 22,3 kJ/kgΦ = 225 W hqm ΔΦ ⋅=

befeuchten Δh = 5,1 kJ/kgΦ = 48 W

Höhe 500 m ü. M.


Feuchteproduktion von Personen

Tätigkeit CO2 SensibleLeistung

Latente Leistung

Wasser‐dampf

Ruhig liegend, schlafend 12 Lt/h 55 W 25 W 45 g/h

Ruhig sitzend 16 Lt/h 70 W 30 W 60 g/h

Sitzende Tätigkeit (Büro, Schule), ruhig stehend

18 Lt/h 75 W 50 W 70 g/h

Leichte Tätigkeit, stehend (Laden, Werkbankarbeit)

24 Lt/h 85 W 85 W 95 g/h

Mittelschwere Tätigkeit, stehend(Haushalt, Werkstatt)

30 Lt/h 105 W 105 W 115 g/h

Quelle SIA 180:2014


Feuchtezuwachs durch eine Person

Beispiel: Büro, 22 oC

Raumluftqualität an derGrenze zwischen RAL 2 und RAL 3 gem. SIA 382/1

Luftvolumenstrom 30 m3/h

Aussenluft 0 oC, 80% r.F.

(Person 75 W)

Person mit 70 g/h

erwärmenΔh = 7,9 kJ/kg Φ = 75 Woder 7,8 oC

befeuchten Δh = 5,3 kJ/kgΦ = 50 W

Höhe 500 m ü. M.

LufttrockenemMassenstroallFeuchteanfx =Δ

Feuchtezuwachs Δx = 2,1 g/kgZunahme der relativen Feuchte von 18.5% auf 30,5%


Zitat aus SIA 382/1:2014, Ziffer 2.2.6.5Zur Vermeidung von zu tiefen Raumluftfeuchten im Winter (Aussen‐lufttemperatur unter 0oC) … ist es zweckmässig, die Aussenuft‐volumenströme bei tiefen … Aussenlufttemperaturen um bis zu 50 % zu reduzieren. Der Minimalwert liegt bei 15 m3/h pro Person.


Zitat aus SIA 180/1:2014, Ziffer 3.5.1.3

In beheizten, gekühlten oder mechanisch belüfteten Räumen muss die massebezogene Luftfeuchte während 90 % der Jahresnutzungs‐zeit höher als 5 g/kg und während 95 % der Jahresnutzungszeit niedriger als 13,5 g/kg sein (d.h. einem Taupunkt zwischen 3 oC und 18 oC).2

2 Diese Grenzen entsprechen z.B. zwischen 30% relativer Luftfeuchte bei 21oC und 70% relativer Luftfeuchte bei 24oC.


Die revidierten Normen SIA 180 und SIA 382/1 sind so konzipiert, dass im schweizerischen Mittelland in Bürogebäuden, Schulhäusern und Wohngebäuden keine Luftbefeuchtung gefordert wird.

Fazit zu SIA 180 und SIA 382/1 (2014)

Um die in den Normen definierten Behaglichkeitsbedingungen einzuhalten, ist es erforderlich, dass im Winter‐ der CO2‐Gehalt der Raumluft mindestens 1000 ppm beträgt;‐ die Luftvolumenströme nach Bedarf geregelt sind

(keine Zuluft wenn keine Personen im Raum sind);‐ bei Aussentemperaturen unter 0 oC der Aussenluftvolumen‐

strom reduziert wird.‐ die Raumtemperatur nicht über 22oC liegt.


Beeinflussung der Raumluftfeuchte

22 oC, 40% r.F

Höhe 500 m ü. M.

Überheizen reduziert die relative Raumluftfeuchte.

25 oC, 25% r.F

20 oC, 34% r.F

22 oC, 25% r.F

Eine fehlende Bedarfs‐regelung und eine Überdimensionierung reduzieren die absolute Raumluftfeuchte.

Beispiel Büro mit 1 PersonRaumtemperatur 22oCLuftvolumenstrom 30 m3/hAussentemperatur 0oC

25 oC, 20% r.F60 m3/h

Eine Feuchterückgewin‐nung kann die absolute Raumluftfeuchte erhöhen.


Anforderungen bei Befeuchtung gemäss SIA 380/1:2014

Feuchterückgewinnung

Luftleitungen mit Dichtheitsklasse C

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Arbeitsgesetz

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2. Luftbefeuchtung im RaumBundesamt für Gesundheit: Merkblatt Luftbefeuchterwww.bag.admin.ch ‐> Themen ‐>Chemikalien ‐> Wohngifte ‐> Gesund Wohnen ‐> Lüften


Pflanzen- Wirkung eher gering und ungleichmässig - Keimbildung möglich, vor allem in Gefässen und Erde,aber kaum Verteilung in der Raumluft

- Luftreinigung möglich, aber auch Abgabe von Allergenen

Feuchteabgabe eines Hibiskus in g/h


Verdampfer+ gute Wirkung

- braucht elektrische Energie

- Keimbildung möglich (wenn nicht häufig gereinigt wird),aber kaum Verteilung in der Raumluft (Dampf > 100°C)


Verdunster+ gute Wirkung

- braucht fast ‚nur‘ Heizenergie, plus Strom für Ventilator

- Keimbildung möglich (wenn nicht häufig gereinigt wird),Verteilung in der Raumluft gut möglich!!


Ultraschallvernebler+ gute Wirkung

- braucht fast ‚nur‘ Heizenergie

- Keimbildung möglich (wenn nicht häufig gereinigt wird),Verteilung in der Raumluft sehr gut möglich!!


3. Hygieneanforderungen


Die SWKI VA 104‐01 stellt Anforderungen an die Ausführung und den Betrieb von Befeuchtern.

Beispiel:Bei Anlagen mit Luftbefeuchtern wird alle 2 Jahre eine Hygieneinspektion gefordert. Bei Anlagen ohne Luftbefeuchter wird alle 3 Jahre eine Hygieneinspektion gefordert.


4. Luftbefeuchtung bei MinergieDie Minergie‐Standards kennen keine Anforderungen, die eine Befeuchtung verlangen oder eine Befeuchtung verbieten.

Bei klassischen Ein‐ und Mehrfamilienhäusern rät Minergie von einer aktiven Zuluftbefeuchtung ab. Minergie setzt hier auf eine konsequente Kaskadenlüftung (keine Zuluft in Wohnzimmern) und korrekte Dimensionierung.Gegenüber der Feuchterückgewinnung (Enthalpietauscher) bestehen bei Einzelwohungsanlagen keine Vorbehalte.Bei Raumluftbefeuchtern wird auf das Merkblatt des BAG verwiesen.


Bei Nicht‐Wohnbauten (Bürogebäude, Schulhäuser usw.) gibt Minergie zur Zeit keine Empfehlungen ab.Aber:

Die Zufriedenheit der Benutzer steht im Vordergrund.Es ist besser von Anfang an eine energetisch und hygienisch gute Luftbefeuchtung zu planen, als später bei einer Nachrüstung Kompromisse einzugehen.Der Energieaufwand für eine adiabatische Befeuchtung ist meistens relativ klein, sodass das Erreichen des Minergie‐Grenzwertes kaum in Frage gestellt wird.Wenn in Zweifelsfällen auf eine Befeuchtung verzichtet wird, sollte die Anlage so konziepiert werden, dass eine Nachrüstung möglich ist.


Im Minergie‐Nachweis ist der Energiebedarf für die Luftbefeuchtung einzurechnen:

Elektrische Energie: Nachweis Blatt Eingaben E26

Berechnung mit SIA TEC Tool oder anderer fachgerechter Berechnung

Die Anforderungen der kantonalen Energiegesetzte haben Vorrang. Das heisst, wenn z.B. keine Dampfbefeuchter installiert werden darf, dann gilt das auch für Minergie‐Gebäude.

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