Nachtlüftungskonzepte

Bei der Nachtlüftung oder Nachtauskühlung wird die kühlere Nachtluft von draußen genutzt, um die thermischen Gebäudemassen während der Nacht herunterzukühlen. Die durch offene Fenster und/oder Lufteinlassöffnungen hineingelangte Nachtluft durchströmt das Gebäude dabei entweder frei oder mechanisch unterstützt. Die Räume werden somit nicht nur mit Frischluft versorgt, sondern effizient abgekühlt. Sinnvoll sind neben höheren nächtlichen Luftwechselraten (>1,5/h) auch eine hohe Speicherkapazität des Gebäudes sowie Decken und Wände, die nicht durch Verkleidungen vom Raum thermisch entkoppelt sind (thermische Aktivierung der Gebäudemasse). Ziel der Nachtauskühlung ist es, die Hitze, die tagsüber durch Wände, Decken und Gebäudeeinrichtung gespeichert wurde, in der Nacht wieder abzuführen. Nachtlüftungssysteme sind oftmals mit Entrauchungssystemen verknüpft.

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Man unterscheidet zwischen der freien (natürlichen), mechanischen und hybriden Nachtlüftung:

Freie/natürliche Nachtlüftung

Freie Lüftungsverfahren basieren auf der Erzeugung einer natürlichen Durch- bzw. Querlüftung durch öffenbare Fenster oder Ein- sowie Auslassöffnungen. Befinden sich die zu belüftenden Räume im selben Stockwerk, also auf selber Höhe, sollten sich die Öffnungen an gegenüberliegenden Raumseiten befinden, um eine Querlüftung zu erzeugen, die sich durch die Druckunterschiede zwischen der Innen- und der Außenluft oder schlicht durch Windbewegungen einstellt.

Lässt sich eine freie Nachtlüftung über mehrere Ebenen hinweg oder sogar bis zum Dach erzeugen, kann zur Durchlüftung der thermische Auftrieb genutzt werden, bei dem die warme Luft immer nach oben steigt. Gibt es also oben und unten im Gebäude jeweils eine Öffnung, strömt die warme bzw. erwärmte Luft oben hinaus und zieht durch einen leichten Unterdruck unten die kältere Luft des Außenraums nach. In vielen Gebäuden werden die Treppenhäuser oder Atrien genutzt, um diesen Kamineffekt zu erzeugen. Auch hier kann ein Wind den Effekt zusätzlich unterstützen. Deshalb ist eine sorgfältige Planung der freien Nachtlüftung notwendig, die die an diesem Standort vorherrschenden Winde, deren Richtung sowie die Gebäudeform und die mögliche Positionierung der Öffnungen bzw. Fenster einbezieht.

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Ein großer Vorteil der freien Nachtlüftung ist die Einfachheit des damit kostengünstigen Systems: In den meisten Fällen genügt es, das Öffnen der entsprechenden Fenster durch die Haustechnik zu regeln. Dafür werden mechanisch öffenbare Fenster, Dachfenster/-luken oder jegliche Art von Luftein- bzw. auslassöffnungen benötigt, außerdem eine haustechnische Steuerung, die die Innen- und die Außentemperatur misst und eine zeitabhängige Programmierung ermöglicht. Liegt die Außentemperatur also um einen bestimmten Wert unter dem der Innentemperatur oder ist es bereits nach einer bestimmten Uhrzeit (die nächtliche Außenluft ist meist ab 22 Uhr kühl genug), wird das Belüftungssystem geöffnet. Oftmals sind im selben System auch Sensoren integriert, die die Raumluftqualität messen und etwa bei zu hohen Kohlenmonoxid-Werte das Lüftungssystem öffnen.

Mechanische Nachtlüftung

In mechanisch betriebenen Lüftungskonzepten wird der Luftwechsel durch eine Lüftungsanlage erledigt. Diese Lüftungssysteme nutzen ebenfalls die kühlere Luft der Nacht, saugen diese allerdings mithilfe von Ventilatoren an und verteilen sie gezielt im Gebäude, ebenfalls mithilfe einer zentralisierten Gebäudeautomation. Im Unterschied zur Klimatisierung, bei der die Luft zusätzlich und tageszeitabhängig gekühlt wird, nutzt die mechanische Nachtkühlung ausschließlich die kühlere Nachtluft. Deswegen wird dies oft auch als „Free Cooling“ bezeichnet, wobei beim „Free Cooling“ (nicht zu übersetzen mit „Freie Lüftung“, sondern mit „kostenfreie Kühlung“) genau genommen lediglich die Kälte der angesaugten Luft entnommen und für die Gebäudekühlung zur Verfügung gestellt wird (durch Einsatz eines Wärmetauschers) und Free Cooling somit nicht zwingend auch der Frischluftversorgung dient.

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Die mechanische Nachtlüftung ermöglicht eine gezieltere und individuellere Steuerung der Luftströme als die natürliche Nachtlüftung. Für einzelne Zonen etwa können individuelle Sequenzen programmiert werden, die auch Ausnahmeregelungen vorsehen, wie z. B. das Schließen der Fenster bei Regen, Feueralarm oder bei nächtlichen Aufenthalten der Gebäudenutzer. Luftbewegungen innerhalb des Gebäudes können zudem auch über weite Strecken kontrolliert werden. Die Probleme offener Fenster insbesondere in den unteren Stockwerken des Gebäudes, wie z. B. Lärm und Abgasbelastung sowie Sicherheitsbedenken, können durch geeignete Lufteinlässe vermieden werden. Die Anforderungen an mechanische Belüftungen werden in der DIN 1946-4: Raumlufttechnik definiert.

Hybride Nachtlüftung

Bei einem hybriden Lüftungskonzept wird die freie/natürliche mit der mechanischen Lüftung in der Nacht kombiniert. In der Regel wird die mechanische Lüftung durch Hinzuschalten eines oder mehrerer Abluftventilatoren dann unterstützend eingesetzt, wenn die natürlichen Kräfte wie der Auftrieb nicht ausreichen, um eine Nachtauskühlung zu gewährleisten. Diese Art der Nachtauskühlung ist energieeffizienter als die rein mechanische.

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