Natürliche Lüftung: Clever planen und das Potenzial voll ausschöpfen

Solide Fachkenntnisse sind der Schlüssel dafür, um ein erstklassiges System zur kontrollierten natürlichen oder hybriden Lüftung in Neubau oder Sanierung zu planen und langfristig erfolgreich zu etablieren. Die treibenden Kräfte für die automatisiert gesteuerte natürliche Lüftung sind der thermische Auftrieb und der Wind. Um diese voll auszunutzen und das Raumklima bestmöglich zu steuern, muss man folgende Punkte bei der Planung berücksichtigen:

• die äußere und innere Gestaltung des Gebäudes,
• die Umgebung,
• die thermischen Wärmelasten,
• die Positionierung von Öffnungen.

Ein ausgereiftes, gut funktionierendes System erfordert also mehr als nur einen einfachen Ein- und Aus-Betrieb.

Lärm, Überhitzung, Zugluft und falsche Bedienung durch die Gebäudeleittechnik zählen zu den Risikofaktoren, die es zu vermeiden gilt. Auch Kundenbedürfnisse und Gebäudetypen variieren. „Bei der – mitunter sehr komplexen – Planung einer natürlichen oder hybriden Lüftung gibt es nicht den einen Königsweg“, erklärt Matthias Hecht, Vertriebsleiter DACH bei WindowMaster. „Die gute Nachricht: Wir können das. Für eine solide Planung und zuverlässige Ausführung sollten unsere Experten so früh wie möglich ins Boot geholt werden.“

Lüftungsstrategie wird individuell definiert

Bei der kontrollierten natürlichen Lüftung wird zwischen drei wesentlichen Lüftungsprinzipen unterschieden, die je nach Gebäudestruktur und Nutzungsart zum Einsatz kommen:

• einseitige Lüftung,
• Querlüftung und
• Atriumlüftung.

Unter bestimmten Umständen kann auch eine Hybridlüftung die richtige Lösung sein. Ihr Potenzial: Sie kombiniert die Vorteile der natürlichen und mechanischen Lüftung. Einen Großteil des Jahres erfolgt die Zufuhr von Frischluft und die Abkühlung des Gebäudes über die natürliche Lüftung, während die mechanische Lüftung beispielsweise in den kalten Wintermonaten eingesetzt wird, um den Wärmeverlust des Gebäudes zu reduzieren und die zugeführte Frischluft vorzuwärmen.

Fachkundige Simulationen als Planungsgrundlage

Zur individuellen Definition der idealen Fensteröffnungsflächen und -winkel ermittelt WindowMaster Windrichtungen und -geschwindigkeiten durch fortschrittliche Simulationen und bezieht den erforderlichen Luftwechsel in jedem Raum mit ein. Je nach Windrichtung gibt es große Unterschiede beim Winddruck auf der Fassade. Deshalb müssen die Fenster auf verschiedenen Höhen in einem Bereich unabhängig voneinander geregelt werden, um die korrekte Lüftungsleistung zu erzielen.

Die Antriebstechnik entscheidet

Auch der Fensterantrieb entscheidet über den Erfolg des Lüftungssystems. WindowMaster bietet verschiedenste automatische Fensteröffner mit unterschiedlicher Leistungsfähigkeit an. Bei vielen Objekten ist die Möglichkeit zur Regelung der Öffnungsfrequenz, des Öffnungswinkels und des Timings essenziell wichtig, um für ausreichend Frischluft im Gebäude zu sorgen und gleichzeitig unangenehme Zugluft zu vermeiden.

„Zugluft ist eine der Hauptsorgen unserer Kunden. Diese können wir in der Regel jedoch schnell aus der Welt räumen.“

Da Lösungen zur Fensterautomation meistens in eine übergeordnete GLT-Anlage eingebunden sind, werden in der Regel Fensterantriebe benötigt, die eine Echtzeit-Rückmeldung von Fehlern oder Öffnungspositionen an die GLT ermöglichen. Eine millimetergenaue Ansteuerung der Fensteröffnung sorgt in Verbindung mit programmierten Befehlen für einen besseren Luftstrom – und eine insgesamt bessere Energieeffizienz im Sinne des Ressourcen- und Klimaschutzes.

So entstehen im Ergebnis hochmoderne, digital eingebettete Lüftungslösungen, die mit ihrer intelligenten Raumklimaregulierung die Produktivität erhöhen und Natur und Mechanik optimal miteinander kombinieren. „Wir bezeichnen die kontrollierte natürliche Lüftung gerne als Schlüssel zu nachhaltigen Gebäuden“, resümiert Hecht. „Bleiben wir bei der Bildsprache: Nur wenn Schlüssel, Schloss, Tür und Gebäude bereits bei der Planung optimal aufeinander abgestimmt werden, können unsere Systeme ihr Potenzial voll entfalten.“

Nachhaltiges Lüftungskonzept für Luckenwalder Schülerhort

Als Praxisbeispiel stellen wir hier den Hortneubau in Luckenwalde vor – ein Massivholzbau, der mit einer Kombination aus einseitiger und Querlüftung belüftet wird und Platz für 250 Mädchen und Jungen bietet. 

Um auch das Lüftungskonzept konsequent nachhaltig zu gestalten, entschieden sich die Verantwortlichen für eine kontrollierte natürliche Lüftung. Die Projektberatung sowie die Lieferung und Montage der relevanten Komponenten erfolgte durch WindowMaster. Entstanden sind insgesamt rund 30 Lüftungszonen mit einer Mischung aus einseitiger und Querlüftung. Die Kinder und Mitarbeitenden profitieren so von einem intelligenten Raumklimakonzept, das ein hohes Maß an Gesundheit gewährleistet und dabei sparsam arbeitet.

Seit Anfang 2022 spielen Schülerinnen und Schüler im neuen DRK Hort „Glückskinder“ im brandenburgischen Luckenwalde. Der Neubau schließt sich an das bestehende Mensagebäude der Friedrich-Ludwig-Jahn-Schulen in Luckenwalde an und ist für die Kinder nach der Schule somit auf kurzem Weg zu erreichen. Als erstes zogen die Hortkinder aus einem nahegelegenen Kindergarten in das neue Gebäude ein. Im Zuge ihres Umzugs werden in der Nachbareinrichtung künftig zusätzliche Krippen- und Kindergartenplätze zur Verfügung stehen und die Altersklassen sind klar voneinander getrennt.

Anspruchsvolle Architektur, nachhaltig und kindgerecht

Der neue Schulhort wurde vom Architekturbüro pha Architekten BDA aus Potsdam als Holzmassivbau entworfen. Im Fokus stand dabei eine konsequent nachhaltige Gebäudegestaltung, bei der unbehandeltes Holz zum Einsatz kam. Wände, Decken, Fassaden, Fenster und Möbel wurden im Werk vorgefertigt. Die auffällige Fassade sowie Panoramafenster und Sichtbeton-Treppenkerne im Inneren des Gebäudes verleihen dem Hort eine besondere architektonische Note.

Die Gesamtfläche von 1.760 Quadratmetern erstreckt sich über drei Etagen und bietet Raum zur Realisierung zeitgemäßer pädagogischer Konzepte. So zeichnet sich das Haus durch eine offene Spiellandschaft mit vielfältigen Erlebnisbereichen aus. Räumlichkeiten wie ein Kinderrestaurant, ein Tonstudio, eine Töpferwerkstatt, eine Kletterwand, ein Musikraum und eine Holzwerkstatt bieten den Kindern ein abwechslungsreiches Nachmittagsprogramm. 

Natürliche Lüftung - intelligent gesteuert

Die nachhaltige Gestaltung des Gebäudes spiegelt sich auch in der Wahl des Lüftungskonzeptes wider. So kommt in allen Bereichen ein natürliches Lüftungssystem zum Einsatz. Dieses Konzept basiert auf intelligent gesteuerten Fensteröffnungen. Sie sorgen aufgrund ihrer vollumfänglichen Automatisierung rund um die Uhr für eine zuverlässige Raumlüftung und Frischluftzufuhr.

Die Wahl fiel hier auf eine Mischung der Lüftungsprinzipien „einseitige Lüftung“ und „Querlüftung“. Die einseitige Lüftung kommt dabei in Räumen zum Einsatz, die nur auf einer Seite über Fenster verfügen. Die Querlüftung hingegen wird mithilfe von Fenstern auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Raumes erreicht. So entsteht ein quer durch den Raum verlaufender Luftstrom, der optimal und mit so wenig Zugluft wie möglich eingestellt wird.

Die meisten Räume des Hortes verfügen zudem zusätzlich über manuell zu betätigende Fenster. So können die Gebäudenutzer das Raumklima bei Bedarf spontan auch eigenständig regeln.

Antrieb: Kindersicher und flüsterleise

Die Planungen für das Lüftungskonzept begannen bereits in einer frühen Projektphase und wurden von den WindowMaster-Experten umfassend betreut. Auf Basis der Entwürfe wurde das Gebäude in etwa 30 Lüftungszonen unterteilt und mit rund 120 Oberlichtfenstern ausgestattet. Diese werden mit dem Kettenantrieb WMX 814 von WindowMaster elektromotorisch geöffnet und geschlossen. Das Besondere dabei: Der kompakte und leistungsstarke Fensterantrieb zählt zu den kleinsten seiner Art. In Luckenwalde entschied man sich für eine auf dem Fensterrahmen aufgesetzte Montage. Diese unauffällige Installation bewahrt die hohe Ästhetik der Holzfassade. Zusätzlich sorgt die eloxierte, silberfarbene Oberfläche des Antriebgehäuses auch im Inneren des Gebäudes für ein attraktives Erscheinungsbild.

Die Antriebe verfügen zudem über die so genannte MotorLink-Technologie. Sie sorgt dafür, dass die Antriebe flüsterleise arbeiten und die Kinder während ihres Aufenthaltes im Hort nicht durch unerwünschte Nebengeräusche gestört werden. Auch ein besonderes Maß an Sicherheit für die Kinder wird gewährleistet: Während des Schließvorgangs erkennen die Fensterantriebe, wenn der Betrieb durch ein Objekt blockiert wird. Dann kehren sie die Stellrichtung um, um das Objekt wieder freizugeben.

Intelligente Steuerung inklusive Nachtauskühlung

Die Antriebe im gesamten Hortgebäude wurden intelligent in das digitale Steuerungssystem NV Advance eingebettet. Es sorgt für den reibungslosen und fein abgestimmten Betrieb der Fensteröffnungen. So regelt es die Öffnungsweiten aller Klappfenster im Gebäude millimetergenau und abhängig vom vorab definierten Lüftungsbedarf in jeder einzelnen Zone. Auch aktuelle Temperatur- und Windverhältnisse sowie CO₂- und Temperaturwerte werden mithilfe von speziellen Sensoren berücksichtigt. Jeder Raum wird dabei individuell gesteuert.

NV Advance steuert auch die natürliche Nachtauskühlung in dem Neubau. Diese funktioniert wie eine natürliche, energiesparende Klimaanlage und bietet sich besonders an, da sich in dem Hort nachts niemand im Gebäude befindet, um die Fenster zu öffnen, zu kontrollieren und die kühle Außenluft ins Innere zu lassen. Mithilfe der Sensordaten über die Bedingungen im Innen- und Außenbereich berechnet das System einen optimierten Ansatz für die Nachtauskühlung ohne dabei den Gebäudeschutz zu gefährden.