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Kaltluftabfall

In der Wechselwirkung Gebäudetechnik‐Architektur ist vor allem der Kaltluftabfall von Bedeutung. Dabei werden in der Nähe von Fensterverglasungen unerwünschte Luftbewegungen ausgelöst (Abb. 8). In Räumen mit Eckverglasung wird das Problem noch massiv verschärft, da sich die zwei abfallenden Luftströme vereinen.

Bei Aussentemperaturen, die tiefer als die Raumtemperaturen sind, tritt auf Grund der Temperaturdifferenz ein Wärmestrom vom Raum nach draussen auf. Dabei kühlt sich die Luft an der Grenzschicht zwischen Raumluft und Glas ab und beginnt zu sinken. Die dabei entstehende Luftzirkulation wird als Kaltluftabfall bezeichnet (Abb. 9).

Je grösser der Wärmestrom durch ein Fenster ist, desto schneller kühlt sich die Grenzschicht ab und desto schneller bewegt sich die Luftzirkulation zum Boden. In Wohnräumen kann ein Kaltluftabfall schnell als störend empfunden werden, da der Mensch in Innenräumen viel empfindlicher auf äussere Einflüsse reagiert als draussen.

Um einem Kaltluftabfall vorzubeugen muss der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) der Höhe der Fensterverglasung angepasst werden. Die in Abb. 10 angegebenen Maximalwerte für das Glas tragen diesem Umstand Rechnung und sind die Grenzwerte für die Verglasungshöhen.

Häufig wird darüber hinaus der Fensterbereich mit einer zusätzlichen Wärmequelle wie z.B. Bodenheizung oder Konvektor ausgerüstet. Dabei wird die Luft in der Nähe des Fensters erwärmt und beginnt zu steigen. Es entsteht eine gegenläufige Luftzirkulation, die dem Kaltluftabfall entgegenwirkt.

Die Möglichkeiten zur Minimierung der Strahlungsasymmetrieund von Kaltluftabfall können inbauliche, betriebliche und gebäudetechnische Massnahmen unterteilt werden:

  • Der Glasanteil der Fassade soll mit Bedacht erfolgen: Je höher der Glasanteil, desto höher der Planungsaufwand bzw. weniger fehlertolerant. Beidseitig verglaste Eckräume sind besonders kritisch und nach Möglichkeit zu vermeiden.
  • Räume hinter verglasten Fassaden sollen tief sein. Je tiefer die Räume, desto geringer die Auswirkungen der externen Wärmelasten.
  • Die Art und Lage des Sonnenschutzes ist zu beachten. Die beste Wirkung hat ein automatisch betriebener, luftumströmter, beweglicher und windsicherer Sonnenschutz. Zu beachten ist bei automatisiertem Sonnenschutz der Stromverbrauch.
  • Ein Teil der Fenster soll individuell zu öffnen sein.
  • Die Gebäudemasse an der Decke, Boden und an den Wänden soll offen zum Raum sein (Abhängungen vermeiden).
  • Die Arbeitsplätze sollen nicht zu nah am Fenster platziert sein (ca. 2 m Abstand).
  • Die internen Wärmelasten sollen tief sein (energieeffiziente Bürogeräte, Helligkeits-Präsenzsteuerung beim Licht).
  • Die Raumnutzer sollen die Möglichkeit haben, ihre Bekleidung der Jahreszeit anzupassen.
  • Abgetrennte, separate Räume für Raucher.
  • Die mechanische Lüftungsanlage soll in Gebäuden ohne Zusatzkühlung in der Sommernacht einige Stunden voll zur Raumkühlung betrieben werden (Morgentemperatur beachten).
  • Im Sommer soll die Primärluft gekühlt werden bzw. der Raum sollte eine zusätzliche Flächenkühlung haben. Stark verglaste Räume können kaum ohne Kühlung behaglich benutzt werden. Eine Zusatzkühlung ist meist energieeffizienter als die Nachtlüftung.
  • Die Kühlleistung (Luft und Bauteilkühlung) muss dem effektiven Bedarf angepasst sein; keine unnötige Überdimensionierung.
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