Zusammenhang zwischen Außenklima und möglicher Nutzung einer natürlichen Lüftung

Zusammenhang zwischen Außenklima und möglicher Nutzung einer natürlichen Lüftung

Die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Luftqualität haben entscheidenden Einfluss darauf, ob sich eine natürliche Lüftung in Gebäuden realisieren lässt. So ist in Klimazonen mit extrem hoher Außenlufttemperatur und relativer Luftfeuchtigkeit die Einbindung einer natürlichen Lüftung in Bauprojekte allgemein eher schwierig. Bedeutend ist in diesem Zusammenhang auch die Frage, ob die natürliche Lüftung in einem neuen Gebäude oder aber in Bestandsbauten zum Einsatz kommen soll.

Natürliche Lüftungslösungen wurden bisher in vielen unterschiedlichen geografischen Regionen realisiert, in denen ein für die Nutzung der natürlichen Lüftung günstiges Außenklima herrscht.

Wir haben Gebäudeplaner in ganz Europa und Nordamerika bei der Auslegung und Umsetzung einer präzise geregelten natürlichen Lüftung zur Erzielung eines optimalen Raumklimas unterstützt. Auf Grundlage dieser Erfahrung und der bisher realisierten Projekte möchten wir Ihnen aufzeigen, wie und wo eine natürliche Lüftung zum Einsatz kommen kann.

Gemäßigtes Klima

Eine natürliche Lüftung lässt sich in Regionen mit gemäßigtem Klima relativ gut umsetzen. In der gemäßigten Zone liegen beispielsweise Länder wie Deutschland, Dänemark, Norwegen, die Schweiz und der Großteil des Vereinigten Königreichs. Eine natürliche Lüftung ist jedoch auch in anderen Klimazonen möglich. In den genannten Ländern kommen häufig auch hybride Lüftungslösungen zum Einsatz. Gründe hierfür sind beispielsweise ein hohes Menschenaufkommen, ein hoher Solareintrag, eine besondere Gebäudeform usw. Erfahren Sie, wo eine natürliche Lüftung in Nordamerika möglich ist

Welche Lösungen sind außerhalb der gemäßigten Klimazone möglich?

In Klimazonen mit höheren Außentemperaturen oder höherer relativer Luftfeuchtigkeit ist die Hybridlüftung eine wirksame Lösung, um die Vorteile einer natürlichen Lüftung ohne Beeinträchtigung des Raumklimas optimal zu nutzen. Beim Einsatz einer Hybridlüftung kann das natürliche Lüftungssystem je nach Außenbedingungen ein- oder ausgeschaltet werden. Damit wird gewährleistet, dass die Anforderungen an die Gebäudeoptimierung in Sachen Komfort, Wohlbefinden und Energieeinsparung sicher erfüllt werden.

Realisierungsmöglichkeit einer natürlichen Lüftung in Nordamerika

Die klimatischen Bedingungen in Nordamerika können hinsichtlich Temperatur und Luftfeuchtigkeit sehr verschieden sein. Deshalb lässt sich keine allgemein gültige Aussage zur Einsatzmöglichkeit einer natürlichen Lüftung treffen. Wir können jedoch berichten, in welchen Gegenden die natürliche Lüftung bereits genutzt wird und wie moderne Strategien und Technologien die natürliche Lüftung nun auch in Regionen ermöglichen, in denen dies in der Vergangenheit eher ausgeschlossen war.

Regionen in Nordamerika, in denen eine natürliche Lüftung möglich ist

In der nachfolgenden Aufzählung sind beispielhaft Orte in Nordamerika aufgeführt, an denen die natürliche Lüftung im Rahmen zahlreicher kleinerer und größerer Bauprojekte erfolgreich umgesetzt wurde.

Diese Aufzählung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Der Einsatz der natürlichen Lüftung ist nicht allein auf folgende Orte beschränkt:

• Seattle (Washington)
• Portland (Oregon)
• San Francisco (Kalifornien)
• Los Angeles (Kalifornien)
• New York City (New York)
• Chicago (Illinois)
• Brooklyn (New York)
• Baltimore (Maryland)
• Pittsburgh (Pennsylvania)
• Basalt (Colorado)
• Boston (Massachusetts)
• Vancouver (British Columbia), Kanada
• Hanover (New Hampshire)

Weitere Regionen, in denen sich eine natürliche Lüftung realisieren lässt

Wir führen derzeit eine Studie durch, um die Einsatzmöglichkeiten einer natürlichen Lüftung in Nordamerika geografisch einzuordnen.

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Um die mögliche Nutzung einer natürlichen Lüftung im Detail auszuwerten, binden wir weitere Technologien und Strategien für Raumklima- und Fassadenlösungen in die Studie mit ein.

Beispiel:

• Stärkere Luftbewegung infolge höherer Luftwechselrate durch natürliche Lüftung und/oder Verwendung von Deckenventilatoren
• Strahlungsheizung und -kühlung
• Hybridlüftung als Kombination aus natürlicher Lüftung und mechanischer Lüftung
• Nachtauskühlung mit hoher thermischer Masse und täglichem Betrieb zur optimierten Nutzung der gespeicherten Kühlkapazität
• Wirksamer Sonnenschutz mit automatischer Interaktion mit den steuerbaren Fenstern zur Reduzierung der Kühllast
• Automatisch gesteuerte natürliche Lüftung mit lokaler Benutzersteuerung

Abbildung 1: Beziehung zwischen Betriebstemperatur und Luftgeschwindigkeit

Im Rahmen der Studie untersuchen wir, inwieweit eine natürliche Lüftung in Regionen Nordamerikas zum Einsatz kommen kann, in denen dies bisher weniger üblich ist. Hierzu zählen u. a. folgende Städte:

• Austin (Texas)
• Atlanta (Georgia)
• Minneapolis (Minnesota)
• Louisville (Kentucky)
• Orlando (Florida)

Wir wissen, dass in diesen Regionen eine natürliche Lüftung nicht zu jeder Zeit möglich ist. Durch die Studie möchten wir herausfinden, in welchem Umfang die natürliche Lüftung hier zum Einsatz kommen kann.

Durch Einbindung zusätzlicher Technologien und Strategien dürfte es möglich sein, den Temperaturbereich für die Nutzung der natürlichen Lüftung zu erweitern und die Fenster so zu regeln, dass sie nur öffnen bzw. schließen, wenn dieses auch wirklich sinnvoll ist. 

Fazit: Wie können Sie herausfinden, ob sich eine natürliche Lüftung in Ihrer Klimazone realisieren lässt?

Eine Möglichkeit ist die Nutzung von Standardsoftware für die Gebäudesimulation wie z. B. IESVE, IDA-ICE und BSim. Mit diesen Programmen kann das Raumklima bei Einsatz natürlicher bzw. hybrider Lüftung im Laufe des Jahres in einer bestimmten geografischen Region (unter Zugrundelegung der Wetterdaten dieser Region) ermittelt werden.

Wenn Sie Unterstützung bei der Einbindung einer natürlichen oder hybriden Lüftung in IESVE-Simulationen benötigen, erhalten Sie in unseren Anleitungen nützliche Hinweise. Die Links zu den einzelnen Anleitungen finden Sie unten.