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Grundlagen, Chancen und Risiken der Befeuchtung

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Prof. Heinrich Huber, Dozent Gebäudetechnik an der FHNW

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  • 1. www.minergie.ch ERFA‐Seminar Befeuchtung, 28.04.2014 Grundlagen Luftbefeuchtung Heinrich Huber, Minergie Agentur Bau, Muttenz Bildquellen: http://blog.snafu.de/handwerkertipps/ www.ndr.de/ratgeber/verbraucher/haushalt_wohnen/schimmel141.html
  • 2. 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
  • 3. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 1. Grundlagen und Schweizer Normen Im Juni 2014 erscheinen folgende revidierten Normen: SIA 180 Wärmeschutz, Feuchteschutz und Raumklima in  Gebäuden SIA 382/1 Lüftungs‐ und Klimaanlagen – Allgemeine  Grundlagen und Anforderungen
  • 4. www.minergie.ch Luftvolumenstrom pro Person nach SIA 382/1:2014 MINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Kategorie Nutzung Beispiele CO2‐Gehalt Luftvolumen‐ strom pro  Peron RAL 1 Räume mit besonderen Anforderungen Nicht  definiert Nicht  definiert RAL 2 Aufenthalt von Personen,  erhöhte Ansprüche spezielle Ansprüchen an Gerüche, insbe‐ sondere für neu eintretende Personen  < 1000 ppm > 30 m3/h RAL 3 Aufenthalt von Personen Typische 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 
  • 5. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Die absolute Feuchte oder der Wassergehalt x g Wasser 1 kg  trockene  Luft Die relative Feuchte ( ) 100⋅= θ ϕ s D p p ϕ Relative Luftfeuchte, in % p Partialdruck des Wasserdampfs, in Pa ps(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)
  • 6. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 1 kg Wasser verdampfen braucht  ca. 0,7 kWh Wärmeenergie Energiebedarf für die Luftbefeuchtung
  • 7. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Das h,x‐Diagramm für feuchte Luft Beispiel: Ein Luftvolumenstrom  von 30 m3/h wird  erwärmt und befeuchtet  von  Aussenluft 0 oC, 80% r.F. auf Raumluft 22 oC, 30% r.F. Aussenluft  erwärmen befeuchten  mit Dampf erwärmen  Δh = 22,3 kJ/kg Φ =  225 W hqm ΔΦ ⋅= befeuchten  Δh = 5,1 kJ/kg Φ =  48 W  Höhe 500 m ü. M.
  • 8. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Feuchteproduktion von Personen Tätigkeit CO2 Sensible Leistung 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
  • 9. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Feuchtezuwachs  durch eine Person Beispiel: Büro, 22oC Raumluftqualität an der Grenze zwischen RAL 2 und  RAL 3 gem. SIA 382/1 Luftvolumenstrom 30 m3/h Aussenluft 0oC, 80% r.F. (Person  75 W) Person mit  70 g/h  erwärmen Δh = 7,9 kJ/kg  Φ =  75 W oder 7,8 oC befeuchten  Δh = 5,3 kJ/kg Φ =  50 W  Höhe 500 m ü. M. LufttrockenemMassenstro allFeuchteanf x =Δ Feuchtezuwachs Δx = 2,1 g/kg Zunahme der relativen Feuchte  von 18.5% auf 30,5%
  • 10. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Zitat aus SIA 382/1:2014, Ziffer 2.2.6.5 Zur 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.
  • 11. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 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.
  • 12. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 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.
  • 13. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Beeinflussung der  Raumluftfeuchte 22oC, 40% r.F Höhe 500 m ü. M. Überheizen reduziert die  relative Raumluftfeuchte. 25oC, 25% r.F 20oC, 34% r.F 22oC, 25% r.F Eine fehlende  Bedarfs‐ regelung und eine    Überdimensionierung  reduzieren die absolute  Raumluftfeuchte. Beispiel Büro mit  1 Person Raumtemperatur 22oC Luftvolumenstrom 30 m3/h Aussentemperatur 0oC 25oC, 20% r.F 60 m3/h Eine Feuchterückgewin‐ nung kann die absolute  Raumluftfeuchte erhöhen.
  • 14. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Anforderungen bei Befeuchtung gemäss SIA 380/1:2014 Feuchterückgewinnung Luftleitungen mit Dichtheitsklasse C
  • 15. www.minergie.ch Arbeitsgesetz MINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014
  • 16. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 2. Luftbefeuchtung im Raum Bundesamt für Gesundheit: Merkblatt Luftbefeuchter www.bag.admin.ch ‐> Themen ‐>Chemikalien ‐> Wohngifte ‐>  Gesund Wohnen ‐> Lüften
  • 17. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 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
  • 18. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Verdampfer + gute Wirkung - braucht elektrische Energie - Keimbildung möglich (wenn nicht häufig gereinigt wird), aber kaum Verteilung in der Raumluft (Dampf > 100°C)
  • 19. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Verdunster + gute Wirkung - braucht fast ‚nur‘ Heizenergie, plus Strom für Ventilator - Keimbildung möglich (wenn nicht häufig gereinigt wird), Verteilung in der Raumluft gut möglich!!
  • 20. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 Ultraschallvernebler + gute Wirkung - braucht fast ‚nur‘ Heizenergie - Keimbildung möglich (wenn nicht häufig gereinigt wird), Verteilung in der Raumluft sehr gut möglich!!
  • 21. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 3. Hygieneanforderungen
  • 22. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 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.
  • 23. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 4. Luftbefeuchtung bei Minergie Die 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.
  • 24. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 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.
  • 25. www.minergie.chMINERGIE® – ERFA‐Veranstaltung| Befeuchtung ‐ Grundlagen, 28.04.2014 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.