Richtig Lüften mit Hilfe des Smart Homes

Wenn es um Luftfeuchtigkeit in Räumen und das richtige Lüftungsverhalten geht, gibt es sehr viele Missverständnisse. Diese führen häufig dazu, dass falsch gelüftet und dadurch Schimmel an den Wänden begünstigt wird. Smart Home kann Lüftungsempfehlungen geben.

Geschätzte Lesedauer: 6 Minuten

Top-moderne Häuser haben heute eine Lüftungsanlage, bei der man sich um das richtige Lüften überhaupt keine Gedanken mehr machen muss. Hat man jedoch keine Lüftungsanlage, ist das richtige Lüftungsverhalten für Wohnung und Räume nicht immer einfach. Ein Smart Home ist nur dann wirklich smart, wenn es auch bei solchen Problemen Hilfe anbieten kann.

Beschlagene Fensterscheiben beim Lüften

Wir haben einen unisolierten Kellerraum unter der Doppelgarage, den ich als Werkstatt eingerichtet habe. Da ich nicht möchte, dass meine Messegeräte und Werkzeuge durch zu hohe Luftfeuchtigkeit Schaden nehmen, habe ich eine Lüftungsempfehlung in meine Smart Home Software Symcon eingebaut, die bei widrigen Verhältnissen auch einen elektrischen Luftentfeuchter von Comfee aktiviert.

Messwerte für Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Raum liefern teils meine LCN-Issendorff LCN-GUS Sensoren, aber auch die günstigen Xiaomi Aqara Multisensoren und Eigenbaulösungen z. B. auf Basis von ESP8266 Mikrocontrollern und ESPeasy.

Versuchsaufbau eines Multisensors mit ESPeasy und einem OLED-Display.

Welche Luftfeuchtigkeit ist optimal und warum?

Das Ziel einer Lüftung ist, dass die Luftfeuchtigkeit im Raum nach der Lüftung niedriger ist, als vorher. Als optimale Luftfeuchtigkeit für Wohnräume gilt ein Bereich von 40 – 50 % relativer Luftfeuchtigkeit bei einer Temperatur von 21-22 °C. Diese Werte kann man in älteren Kellerräumen dauerhaft oft gar nicht erreichen. Es besteht aber auch die Gefahr, diese deutlich zu überschreiten.

Aqara Multisensoren für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck
Aqara Multisensoren für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck

Ab einer permanenten Luftfeuchtigkeit über 65 %, wird Schimmel unvermeidlich, weil die hohe Luftfeuchtigkeit an kalten Flächen, wie z. B. kühleren Wänden hinter Schränken oder in Ecken von Außenwänden kondensieren kann. Liegt der Taupunkt oberhalb der Wandtemperatur, kondensiert das Wasser, das in der Luft enthalten ist, an der Wand.

Ist die Luftfeuchtigkeit zu niedrig, werden Schleimhäute und Atemwege ausgetrocknet, was Erkrankungen begünstigt. Zudem wird Staub bei sehr trockener Luft leichter aufgewirbelt, was bei Allergikern zu Problemen führen kann.

Etwas Theorie: Relative und absolute Luftfeuchtigkeit

Dummerweise kann man den richtigen Lüftungszeitpunkt nicht einfach schätzen. So ist die Annahme verbreitet, dass es gut wäre, bei hohen Außentemperaturen zu lüften oder bei Regen nicht zu lüften.

Was ist das Ziel der Lüftung? Zu feuchte Luft im Raum soll durch trockenere Luft von außen ausgetauscht werden, um damit die Luftfeuchtigkeit zu senken. Gerade nach dem Duschen, Kochen oder in Kellerräumen ist das sehr wichtig, um Schimmel zu vermeiden.

Nun bedeutet es aber nicht, dass eine niedrige relative Luftfeuchte außen, auch trockenere Luft bedeutet, weshalb es eben relative Luftfeuchtigkeit heißt – denn sie ist von der Temperatur abhängig.

Bei 10 °C Lufttemperatur kann ein Kubikmeter Luft maximal 9,4 g Wasserdampf aufnehmen und wir hätten dann 100 % relative Luftfeuchte. Bei 20 °C können schon 17,3 g Wasserdampf pro Kubikmeter Luft aufgenommen werden. Auch dann hätte man 100 % rel. Luftfeuchtigkeit. Hätte man bei 20 °C hingegen nur 8,6 g absolute Luftfeuchtigkeit, entspräche das 50 % relativer Luftfeuchte. Ebenso hätte man bei 4,7 g/m³ und 10 °C eine relative Luftfeuchtigkeit von 50 %.

Absolute Luftfeuchtigkeit aus einer Tabelle ablesen (Bild: Wikimedia)

Ihr seht also, dass die gleiche relative Luftfeuchtigkeit ganz unterschiedliche Mengen an Wasserdampf pro m³ bedeuten kann, aber genau diese Menge entscheidet, ob das Lüften sinnvoll ist.

Den tatsächlichen Wasserdampfgehalt der Luft und damit die absolute Luftfeuchtigkeit kann man also nur berechnen. Dabei helfen die Daten aus dem Smarthome, der Wetterstation und ein paar Zeilen Code für die Smarthome Software der Wahl. In meinem Fall sind das eine LCN Issendorff Gebäudesteuerung, Symcon als Software und etwas PHP-Code, der sich leicht auf andere Systeme und Programmiersprachen übertragen lässt.

<?


// alle Formeln nach http://www.wettermail.de/wetter/feuchte.html

//Sättigungsdampfdruck in hPa
function SaettigungsDampfDruck($temperatur)
{
    if ($temperatur >= 0)
    {
        $a = 7.5;
        $b = 237.3;
    }
    elseif ($temperatur < 0)
    {
        $a = 7.6;
        $b = 240.7;
    }
    $val = (6.1078 * exp( log(10) * (($a * $temperatur) / ($b + $temperatur)) ) );
    return $val;
}
//Dampfdruck in hPa
function DampfDruck($temperatur,$relfeuchte)
{
    $val = $relfeuchte/100 * SaettigungsDampfDruck($temperatur);
    return $val;
}
//absolute Feuchte in g/m³
function AbsoluteFeuchte($temperatur,$relfeuchte)
{
    $tk = ($temperatur + 273.15);
    $val  = (exp(log(10) * 5) * 18.016/8314.3 * DampfDruck($temperatur,$relfeuchte)/$tk);
    return $val;
}

?>

Die PHP-Funktion „AbsoluteFeuchte($temperatur,$relfeuchte)“ erwartet also nur die aktuellen Messwerte für Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit und errechnet daraus die absolute Luftfeuchtigkeit. Diesen Wert brauchen wir für den jeweiligen Raum und natürlich für die Außenbedingungen. Für Außen hole ich mir die Daten von meiner Wetterstation.

Nun vergleicht man einfach nur noch, ob die absolute Luftfeuchtigkeit außen z. B. 30 % unter der absoluten Feuchtigkeit innen liegt und kann dann entsprechende Aktionen vorsehen.

Symcon mit den Werten der Werkstatt (die Außentemperatur liegt 4 Grad über der Raumtemperatur, deshalb keine Lüftungsempfehlung)

Bei mir bekomme ich eine Lüftungsempfehlung per Telegram und ein Kontrollsymbol auf der Anzeige meiner LCN-GT Taster wird aktiviert. Ebenso erinnert mich die Smart Home Steuerung, das Fenster wieder zu schließen, damit der Raum nicht auskühlt. Per MQTT und z. B. ESPeasy lassen sich auch schnell Kontrollleuchten etc. dafür konfigurieren.

Die Lüftungsempfehlung für das Smart Home

Eine sinnvolle Lüftung ist erst möglich, wenn die absolute Luftfeuchtigkeit außen deutlich unter der absoluten Luftfeuchtigkeit innen liegt. Ist die Differenz nur klein, muss zu lange gelüftet werden, damit überhaupt eine Verbesserung erreicht wird, und ein Luftaustausch stattfindet, was gleichzeitig einen Wärmeverlust bedeutet. Umgekehrt holt man sich stattdessen erst feuchte Luft in den Raum.

Idealerweise lässt man als Bedingung auch noch einfließen, ob die Außentemperatur niedriger ist als die Innentemperatur, weil der Luftaustausch nur unter dieser Bedingung effizient erfolgen kann (Danke für den Kommentar an Thomas Weisser! Das hatte ich in meiner Steuerungslogik drin, aber nicht beschrieben).

Für mich hat sich eine Differenz von mindestens 20 % absoluter Feuchte zwischen Innen- und Außenluft, sowie 3 K Temperaturdifferenz zwischen innen und außen als praktikabel erwiesen. Die absolute Luftfeuchtigkeit außen muss also mindestens 20 % geringer sein, als die der Innenluft. Damit werden Messungenauigkeiten ausreichend abgefedert und man darf nicht vergessen, dass nicht an jedem Punkt im Raum die gleichen Bedingungen herrschen.

Das bedeutet aber auch, dass man in Sommermonaten einen Kellerraum mit 16-18 Grundtemperatur und meist über 60 % rel. Luftfeuchtigkeit gar nicht lüften braucht/darf. Bei 16 °C und z. B. 65% Luftfeuchtigkeit im Kellerraum, hat man eine absolute Luftfeuchtigkeit von 8,85 g/m³. Im Sommer sind es außen bei z. B. 25 °C Außentemperatur und recht niedrigen 50 % rel. Luftfeuchtigkeit hingegen schon 11,5 g/m³ absolute Luftfeuchtigkeit. Die Fenster bleiben also besser auf jeden Fall zu (dann kommen wir zwar zur Radon-Problematik in Kellern, aber das ist ein anderes Thema).

Aktuell haben wir außen 26 °C und 60 % rel. Luftfeuchtigkeit, was einer absoluten Luftfeuchtigkeit von 14,6 g/m³ entspricht. Im Keller sind es hingegen 18 Grad mit 60 %, was 9,6 g/m³ sind. Lüftet man also bei sommerlichen Temperaturen einen kühlen Keller, holt man sich zusätzliche Feuchtigkeit und die damit verbundenen Probleme herein.

Hätte es hingegen außen nur 5 °C, aber 90 % Luftfeuchtigkeit, könnte man trotzdem problemlos lüften, beträgt die absolute Luftfeuchtigkeit doch nur 6,1 g/m³.

Damit wird klar, warum man den richtigen Lüftungszeitpunkt nicht so richtig im Gefühl haben kann. Viele meinen, dass man bei Regen überhaupt nicht lüften dürfte – es ist ja nass draußen. Tatsächlich hängt das aber nur von der absoluten Luftfeuchtigkeit ab und auch bei Regen kann das Lüften sinnvoll sein.

Von außen beschlagenes Fenster nach der sinnvollen Lüftung

Auf der richtigen Seite liegt man immer, wenn das Fenster auf dessen äußerer Glasseite nach dem Öffnen beschlägt. Dann wird warme feuchte Innenraumluft zuverlässig durch kalte und trockenere Außenluft ersetzt.

Wer das ganze etwas „analoger“ machen möchte, kann sich auch eine Tabelle mit den Werten für die absolute Luftfeuchtigkeit bei Google besorgen. Dazu braucht man dann nur die relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur und kann die entsprechende absolute Luftfeuchtigkeit ablesen. Hierzu eigenen sich einfache digitale Wetterstationen mit Temperatur und Luftfeuchtigkeit für innen und außen.

Wenn ihr nach günstigen Sensoren für Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf ZigBee Basis sucht, könnt ihr euch diesen Artikel einmal durchlesen.

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Thomas Weisser
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Thomas Weisser

Vielleicht doch noch eine Faustregel nach der vielen (korrekt wiedergegebenen) Bauphysik: Die Feuchtigkeit lässt sich durch Lüften umso besser abführen, je größer die Temperaturdifferenz zwischen niedriger Außenluft und warmer Innenluft ist.

Und für den Keller kann das eben heißen, dass man im Sommer nur nachts lüften sollte.

Hans-Jürgen Hartwig
Gast
Hans-Jürgen Hartwig

Schimmelpilz tritt dann auf, wenn die Oberflächen der Baumaterialien unterschiedliche Temperaturen haben. Daher ist bedeutend die Aussenwand Isolierung sorgsam zu wählen. Auch die Auswahl der Baumaterialien muß aufeinander abgestimmt sein, wobei der Wärmedurchgang (der K Wert) und das hygroskopische Verhalten von Bedeutung sind. All diese Fragen sind vor Baubeginn mit dem Architekten abzuklären. Erst danach ist die Frage einer RLT Anlage von Bedeutung. Wobei das Lüftungsaggregat mit einer Wärmepumpe ausgestattet sein muß.