Lüftung im Keller: Technologie zum Einbau eines korrekten Lüftungssystems

Die Qualität der Lüftung im Keller bestimmt die Erhaltung der dort gelagerten Gegenstände und manchmal auch das Wohlbefinden und die Gesundheit der Eigentümer. Für die Schaffung eines ordnungsgemäß funktionierenden Luftwechselsystems sind das Verständnis bestimmter physikalischer Prozesse und die Kenntnis der Einbautechnik erforderlich.

Wir erklären, wie Sie ein System zur Abführung verbrauchter Luft aus unterirdischen Räumen organisieren und die Zufuhr von Frischluft von außen sicherstellen können. In dem zur Ansicht vorgelegten Artikel werden praxisgeprüfte Optionen und Umsetzungsmöglichkeiten detailliert beschrieben. Mit unseren Empfehlungen können Sie Ihren Keller hervorragend ausstatten.

Aufgabe der Lüftung unterirdischer Räume

Keller werden zur Langzeitlagerung von Gegenständen mit besonderen Anforderungen an die Umgebungsbedingungen genutzt. Die Temperatur in unterirdischen geschlossenen Räumen liegt fast immer im Bereich von +5 bis +12 Grad Celsius.

Die Feuchtigkeitswerte können je nach äußeren Bedingungen erheblich variieren. Mit Hilfe der Lüftung ist es möglich, diese Parameter auf die erforderlichen Werte einzustellen.

Einhaltung der Temperaturbedingungen

Die Temperaturverhältnisse eines richtig gebauten und isolierten Kellers bilden sich durch den Wärmeaustausch zwischen Wänden, Boden und der darin befindlichen Luft. Die Decke wird in der Regel isoliert, daher ist ihr Einfluss auf die Temperaturänderung im Inneren des Bauwerks minimal.

Die saisonalen Schwankungen der Bodentemperatur sind wesentlich geringer als die atmosphärischen, was die Etablierung eines konstanten Raumklimas ermöglicht. Die Erwärmung oder Abkühlung der Luft im Keller erfolgt aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Erdreichs langsam.

Der klassische Aufbau eines Kellers sieht einen Wärmeaustausch zwischen der darin befindlichen Luft und dem Erdreich vor, das den Boden und die Wände des Raumes bildet. Der Einfluss der Außentemperatur wird durch die Verwendung von Dämmung ausgeschlossen.

Bei Bedarf kann die Belüftung zur Temperaturänderung genutzt werden. Da sich das Bauwerk unter der Erde befindet, reicht im Winter die natürliche Luftbewegung zur Kühlung des Kellers aus, während es im Sommer besser ist, den Luftstrom mit Hilfe von Ventilatoren anzuregen.

Lösung des Problems übermäßiger Feuchtigkeit

Das häufigste Problem des Raumklimas in einem Keller ist überschüssige Feuchtigkeit. Eine Verdunstung durch Sonneneinstrahlung oder Windeinwirkung ist nicht möglich, daher ist die Belüftung die wichtigste Methode zur Trocknung von in den Boden eingelassenen Räumen.

Die Arten des Feuchtigkeitseintrags lassen sich in drei Typen unterteilen:

• Feuchtigkeit kann in Form von Wasser durch Wände, Boden oder Decke in den Keller gelangen, wenn eine Abdichtungsschicht fehlt oder beschädigt ist. Dies geschieht am häufigsten im Frühjahr während der Schneeschmelze.
• Interne Feuchtigkeitsquellen können Gegenstände oder Produkte im Raum sein. Gemüse und Obst, insbesondere in der Anfangsphase der Lagerung, geben Verdunstung ab. Die Luftfeuchtigkeit erhöht sich auch bei Gärungsprozessen, bei der Atmung von Bienen, wenn der Keller als Bienenhaus genutzt wird, und in vielen anderen Fällen.
• Im Frühjahr und Herbst, wenn die Temperatur im Keller deutlich niedriger ist als die Außentemperatur, ist Kondensation die Feuchtigkeitsquelle. Daher ist für den richtigen Einsatz der Belüftung die Kenntnis der physikalischen Gesetze von Kondensation und Verdunstung erforderlich.

Der Prozess der Feuchtigkeitsentfernung durch Belüftung verläuft langsam. Daher muss vor Beginn dieses Verfahrens die Ursache für die erhöhte Feuchtigkeit im Keller ermittelt und nach Möglichkeit beseitigt werden.

Die Verdunstung von Feuchtigkeit bei der Belüftung erfolgt langsam. Wenn die Ursache für das Wasser im Keller nicht beseitigt wird, hat die Trocknungsprozedur keine Wirkung.

Senkung der Konzentration gefährlicher Gase

Ein weiterer Grund für die Belüftung von Räumen ist die Notwendigkeit, die chemische Zusammensetzung der Luft zu ändern. So entstehen bei der Lagerung von landwirtschaftlichen Produkten allerlei Gerüche, und bei deren Verrottung sowie bei der Haltung von Bienen oder Gärbehältern im Keller wird reichlich Kohlendioxid freigesetzt, das den Sauerstoff verdrängt.

In schlecht belüfteten Kellern können sich Gase anderer Herkunft ansammeln. Eine übermäßige Konzentration von Kohlendioxid (CO₂), Methan, Kohlenmonoxid (CO) oder Schwefelwasserstoff kann beim Menschen Sauerstoffmangel im Blut, Erstickung und in der Folge Bewusstlosigkeit verursachen. Wird nicht sofort Hilfe geleistet, kann dies tödlich enden.

Bei fehlender interner Luftzirkulation konzentrieren sich gefährliche schwere Gase am tiefsten Punkt des Kellers. Während zur Beseitigung von Fremdgerüchen einfaches Lüften ausreicht, ist zur Verringerung der Konzentration von Gasen, deren spezifisches Gewicht im Vergleich zur atmosphärischen Luft größer als eins ist, eine Belüftung erforderlich, bei der die Lufteinlassöffnung in geringem Abstand zum Boden angebracht ist.

Wenn Anzeichen für eine übermäßige Konzentration schwerer Gase im Keller vorliegen, muss entweder vor dem Betreten des Raumes eine obligatorische Belüftung durchgeführt werden oder es müssen Sensoren oder Gasanalysatoren verwendet werden, um die Notwendigkeit einer Belüftung festzustellen.

Der alkoholische Gärungsprozess führt zur aktiven Freisetzung von Kohlendioxid. Aufgrund der Notwendigkeit einer konstanten Außentemperatur werden Gärbehälter häufig in Kellern aufgestellt. Bei fehlender ausreichender Belüftung kann dies manchmal zum Erstickungstod der Kellerbesitzer führen.

Theoretische Grundlagen der Feuchtigkeitsentfernung

Wenn das Hauptziel des Luftaustauschs die Trocknung des Raumes ist, kann die Aufgabe aus physikalischer Sicht wie folgt formuliert werden: Im Keller muss eine Belüftungsanlage so installiert werden, dass die absolute Masse der eintretenden Feuchtigkeit geringer ist als die austretende.

Physikalische Beschreibung der Kondensations- und Verdunstungsprozesse

Es gibt drei grundlegende Begriffe, deren Bedeutung für das Verständnis der Natur der Kondensation und Verdunstung von Feuchtigkeit aus der Luft zu verstehen ist:

• Die absolute Luftfeuchtigkeit gibt die Masse des Wasserdampfes an, der in einem Kubikmeter Luft enthalten ist. Dieser Wert wird in g/m³ ausgedrückt.
• Die relative Luftfeuchtigkeit gibt das Verhältnis der aktuellen Masse des Wasserdampfes zur maximal möglichen bei konstantem Druck und konstanter Temperatur an. Sie wird in Prozent ausgedrückt.
• Die Taupunkttemperatur gibt den Temperaturwert an, bei dessen Unterschreitung der in der Luft enthaltene Wasserdampf den Sättigungszustand erreicht und der Kondensationsprozess beginnt.

Bezogen auf einen Keller lässt sich der Kondensationsprozess wie folgt beschreiben: Bei einer bestimmten Temperatur hat die Luft bestimmte Werte der absoluten und relativen Feuchtigkeit.

Bei sinkender Temperatur bleibt die absolute Luftfeuchtigkeit unverändert, während die relative steigt. Bei Erreichen einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 % tritt der Taupunkt ein und die Feuchtigkeit wird in Form von Kondensat freigesetzt.

Je niedriger die Lufttemperatur, desto weniger Feuchtigkeit kann sie bei vollständiger Sättigung in Schwebe halten.

Der Verdunstungsprozess verläuft wie folgt: Wenn Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von weniger als 100 % mit Wasser in Kontakt kommt, sättigt sie sich mit Feuchtigkeit, was bis zum Erreichen einer relativen Feuchtigkeit von 100 % andauern kann. Je höher die Lufttemperatur, desto mehr Feuchtigkeit kann sie während des Verdunstungsprozesses aufnehmen.

Trocknung unterirdischer Räume im Sommer

Bei trockenem und heißem Wetter besteht die Versuchung, einen feuchten Keller kurz zu öffnen und warme, trockene Luft hineinzulassen, um Kondensat zu entfernen. Dies ist einer der häufigsten Fehler, der zum gegenteiligen Effekt führt – dem Eindringen von Feuchtigkeit aus der Atmosphäre in den Untergrund.

Zum Beispiel herrscht tagsüber bei einem Hochdruckgebiet und einer Lufttemperatur von +32 Grad Celsius sowie einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40 % ein Gefühl von Trockenheit. In einem Keller mit einer Temperatur von +12 Grad und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 % herrscht ein Gefühl von Feuchtigkeit. Allerdings ist die absolute Luftfeuchtigkeit im Freien unter diesen Parametern höher als im Raum.

Im Inneren angekommen, beginnt die warme Luft abzukühlen. Die Taupunkttemperatur beträgt bei den oben genannten Parametern der Außenluft 16 Grad. Folglich kommt es während des Temperaturabfalls von 16 auf 12 Grad zur Kondensation von Feuchtigkeit, und die relative Luftfeuchtigkeit beträgt 100 %.

Neben der Tatsache, dass die Luftfeuchtigkeit im Keller auf dem gleichen maximalen Niveau bleibt, kommt es zu einem zusätzlichen Wassereintrag durch Kondensation.

Die Trocknung von unterirdischen Räumen durch Belüftung sollten Sie über einen längeren Zeitraum hinweg korrekt durchführen. Dabei muss das durch die Räume strömende Luftvolumen minimale Temperaturabfallwerte gewährleisten, damit bei niedrigen Werten der relativen Luftfeuchtigkeit der Verdunstungsprozess stattfindet.

Allerdings kommt es nach Beendigung der Belüftungsphase durch den Wärmeaustausch mit Wänden und Boden zu einem allmählichen Temperaturabfall und zur Kondensation des in der Luft befindlichen Wassers.

Daher wird eine vorübergehende Entfeuchtung mittels Belüftung in der warmen Jahreszeit in folgenden Fällen durchgeführt:

• die Feuchtigkeitsmenge im Keller übersteigt deutlich das Volumen, das nach der Kondensation von Wasser aus der atmosphärischen Luft dort vorhanden sein wird;
• Bedingungen geschaffen werden müssen, um intensive Fäulnisprozesse sowie die Ausbreitung von Schimmel und Pilzen zu stoppen;
• eine antimykotische Behandlung durchgeführt werden muss, die am effektivsten ist, wenn das Antiseptikum auf trockene Oberflächen aufgetragen wird.

Die Entfernung von Kondenswasser aus dem Keller in der warmen Jahreszeit erfolgt mit alternativen Methoden. Man kann Feuchtigkeit mit Hilfe von Substanzen sammeln, die gute hygroskopische (wasseraufnehmende) Eigenschaften aufweisen, wie z.B. Asche oder Sägespäne.

Dabei sollte nach Möglichkeit der äußere Luftaustausch vermieden werden, sofern dies nicht der Einhaltung anderer mikroklimatischer Parameter des Raumes widerspricht.

Kondenswassertropfen von der Decke lassen sich am einfachsten mit einem trockenen Tuch auffangen. Im Sommer ist dies die effektivste Methode zur Bekämpfung von Feuchtigkeit im Keller.

Ausfrieren von Feuchtigkeit im Winter

Bei Minusgraden ist die absolute Luftfeuchtigkeit gering. Daher ist die effektivste Methode zur Entfernung von Feuchtigkeit durch Belüftung, die fälschlicherweise als “Ausfrieren” bezeichnet wird, die Zufuhr von kalter Außenluft in den Keller.

Selbst wenn die Luft bei -10 Grad Celsius die maximal mögliche Feuchtigkeit (2,36 g/m³) aufweist, beträgt die relative Luftfeuchtigkeit nach Erwärmung im Raum auf +5 Grad nur 30%. Ein Kubikmeter dieser Luft kann 4,5 Gramm Wasser im Keller verdunsten.

Da für nahezu jeden Keller ein Temperaturabfall unter den Gefrierpunkt unerwünscht ist, sollte die kalte Außenluft in kleinen Portionen zugeführt werden.

Er verdrängt die feuchte Luft aus dem Raum und vermischt sich mit der verbleibenden. Anschließend muss man warten, bis die Temperatur wieder auf die üblichen Werte gestiegen ist, und kann den Vorgang dann wiederholen.

Bei der Trocknung des Kellers mit kalter Außenluft ist es wichtig, ein längeres Absinken der Temperatur unter null Grad zu vermeiden. Die Kälteeinwirkung auf Gemüse ist nicht weniger schädlich als übermäßige Feuchtigkeit.

Diese Methode wird im Herbst nach der Einlagerung der Ernte effektiv angewendet, indem die Lüftung nachts für eine Weile geöffnet wird.

Technische Aspekte des Lüftungseinbaus

Die technisch korrekte Umsetzung der Lüftungsanlage für den Keller zusammen mit dem Verständnis der Nutzungsregeln ermöglicht es, das gewünschte Raumklima zu gewährleisten. Bei kleinen Gebäuden können alle Arbeiten selbst durchgeführt werden, wenn man über grundlegende Kenntnisse im Bauwesen verfügt.

Sie können sich mit den Besonderheiten der Berechnung des Lüftungssystems für verschiedene Raumtypen vertraut machen, indem Sie den empfohlenen Artikel lesen.

Platzierung von Luftkanälen und deren Wartung

Als Luftkanäle werden üblicherweise Kunststoff- oder Metallrohre verwendet. An den Kunststoff wird die Anforderung der Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen gestellt. Dies ist notwendig, um einen Bruch im Winter bei mechanischen Einwirkungen wie dem Reinigen von Reif zu vermeiden.

Üblicherweise werden für die Belüftung von unterirdischen Räumen zwei Rohre verwendet, von denen eines für die Luftzufuhr und das andere für die Abluft zuständig ist. Die Verwendung eines einzigen Rohrs führt zu einem wesentlich geringeren zirkulierenden Luftvolumen.

Die Austrittspunkte der Rohre sollten idealerweise an verschiedenen Enden des Kellers angeordnet werden. In diesem Fall erfolgt eine gleichmäßige Belüftung der gesamten Raumfläche ohne Bildung von Luftstauzonen.

Der Eingang der Zuluft wird in der Regel nahe dem Boden des Raumes platziert, während die Lufteinsaugstelle näher an der Decke angebracht wird. Dies ist notwendig, um den physikalischen Gesetzen der natürlichen Luftzirkulation zu entsprechen. Eine Ausnahme bildet die Platzierung des Abluftrohreingangs am Boden, um gefährliche schwere Gase effektiver abzuleiten.

Bei der Platzierung von Außenauslässen in Bodennähe muss die Schneehöhe überwacht werden, da die Bildung von Schneewehen oberhalb der Rohrhöhe zum Stillstand der Lüftung führen kann. Feuchte Luft, die aus dem Raum austritt, verursacht die Bildung von Reif im Abluftrohr, was die Luftgeschwindigkeit verringern oder sogar zum Stillstand der Lüftung führen kann.

Schema des Luftwechsels bei richtiger und falscher Platzierung der Rohre im Grundriss. Bei einer komplexen Geometrie des Kellers kann es erforderlich sein, mehrere Zu- oder Abluftpunkte zu verwenden.

Die Reinigung von Eisablagerungen ist aufgrund des enthaltenen Eises oder Ablagerungen hoher Dichte manchmal eine schwierige Aufgabe. Zur Vereinfachung der Arbeiten kann im Herbst ein harter Metallstab mit einem Durchmesser von 8-12 mm in das Rohr eingeführt werden. Falls das Rohr vollständig durch Eisablagerungen verschlossen ist, kann durch Vorwärtsbewegungen und Drehen des Stabs der Reinigungsvorgang der Abluft eingeleitet werden.

Wenn das Abluftrohr senkrecht verläuft, muss unter seinem Ende im Keller ein Behälter aufgestellt werden, in den Kondenswasser sowie Schnee- und Eisfragmente fallen, die bei der Reinigung des Rohrs herabrieseln.

Die Kartoffeln unter dem Abluftrohr sind nass, da Kondenswasser auf sie fällt. Um dies zu vermeiden, muss unter der Öffnung des Rohrs ein Behälter aufgestellt werden, in dem sich das Wasser sammelt.

Natürlicher und erzwungener Luftwechsel

In der überwiegenden Mehrheit der Fälle wird die natürliche Belüftung kleiner unterirdischer Räume genutzt. Im Winter basiert die Physik des Luftmassenwechsels auf dem Dichteunterschied von kalter und warmer Luft. Dazu wird der Ausgang des Zuluftrohrs näher am Boden und der Eingang der Abluft unter der Decke platziert.

Die Querschnittsfläche der Luftkanäle wird auf der Grundlage des für den jeweiligen Raum erforderlichen Luftwechselvolumens und der berechneten Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren berechnet.

Zur Regelung des Lüftungsvolumens ist es besser, einen etwas größeren Rohrquerschnitt als berechnet in Kombination mit einer Klappe zu verwenden. Diese kann sowohl am Zuluft- als auch am Abluftrohr installiert werden.

Eine seit alters her bekannte Methode mit einer brennenden Kerze, die unter dem Abluftrohr platziert wird. Die heiße Luft strömt nach oben und erhöht den Zug erheblich.

Die natürliche Belüftung funktioniert im Sommer schlecht und entfernt zudem langsam Gase, deren spezifische Dichte größer ist als die von normaler Luft. In diesem Fall wird zur Erzeugung von Luftdruck eine Zwangslüftung durch den Einbau von Axialventilatoren errichtet.

Die Ventilatoren können sowohl am Abluft- als auch am Zuluftrohr sowie an beiden gleichzeitig installiert werden. Bei hoher Luftfeuchtigkeit im Keller wird empfohlen, keinen Ventilator am Abluftrohr zu installieren, da dieser durch Feuchtigkeitseinwirkung schnell kaputtgehen kann.

Feuchtigkeitsentfernung mittels Kondensationszonen

Es gibt eine Methode, um im Winter Feuchtigkeit aus dem Keller zu entfernen, die keine Rohre und Öffnungen für die Zu- und Abluft erfordert. Sie besteht in der Bildung von Zonen zur Kondensation von Feuchtigkeit und deren anschließender Entfernung. Diese Methode ist keine Belüftung, sondern eine Zirkulation, da kein Luftaustausch zwischen dem Raum und der Atmosphäre stattfindet.

Die einfachste Umsetzung dieser Methode besteht darin, außerhalb der angelehnten Kellertür einen Vorhang zu verwenden. Die warme Luft dringt durch eine kleine Öffnung aus dem Keller ein, kühlt beim Kontakt mit dem kalten Vorhang ab, an dem Kondensat in Form von Reif und Raureif zurückbleibt. Die kalte, trockene Luft kehrt in den Raum zurück.

Die Verwendung eines Vorhang-Systems ermöglicht es, Arbeiten zur Verlegung von Luftkanälen vom Keller nach außen zu vermeiden. Allerdings ist ein solches System nicht automatisch – der Reif muss regelmäßig entfernt werden.

Bei dieser Methode muss man regelmäßig den Vorhang zur Seite schieben, die Tür schließen, den Reif abschlagen und nach draußen bringen. Als Vorhang sollte ein dickes Tuch verwendet werden, das ein Gewicht von bis zu 20 kg Schnee pro Quadratmeter seiner Fläche aushält.

Der folgende Artikel informiert Sie über die Regeln und Technologien zur Errichtung von Lüftungssystemen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Video #1. Problem der Feuchtigkeitskondensation im Sommer und Methoden zu deren Beseitigung:

Video #2. Zusammenbau und Montage eines Ventilators am Abluftrohr:

Für einen qualitativ hochwertigen Betrieb des Lüftungssystems ist es notwendig, sich gründlich mit den physikalischen Grundlagen der Luftzirkulation sowie der Kondensation und Verdunstung zu befassen. Die technische Einrichtung des Luftaustauschs ist jedoch nicht kompliziert und kann bei kleinen Räumen in Eigenregie umgesetzt werden.

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