Raum-Luftqualität: Messung und Steuerung

Was macht eigentlich „gute“ Raumluft aus? Und wie lässt sie sich aufrechterhalten?

CO₂ – Kohlendioxid als Faktor für Leistung und Wohlbefinden

Die für das menschliche Wohlergehen wichtigste Substanz in der Raumluft ist Sauerstoff. Gemessen wird jedoch das Kohlendioxid (CO₂), das bei der Atmung und anderen Prozessen entsteht. CO₂ ist das, was „verbrauchte Luft“ ausmacht: Für den Menschen „guter“ Sauerstoff wurde umgewandelt in für den Menschen unbrauchbares Kohlendioxid. Ein zu hoher Kohlendioxid-Wert führt zu Müdigkeit und Konzentrationsmangel und kann bei empfindlichen Menschen Kopfschmerzen auslösen. Tödliche CO₂-Konzentrationen sind in Wohnräumen nicht zu befürchten, anders sieht es beispielsweise in Gärkellern aus. Dort ist die CO₂-Messung obligatorisch.

Die sinkende Leistungsfähigkeit bei steigender CO₂-Konzentration macht das Thema besonders relevant für Firmen und Schulen. Am Arbeitsplatz soll jeder einen klaren Kopf haben, daher muss der CO₂-Wert unterhalb der MAK (Maximale Arbeitsplatzkonzentration laut DIN 1946) von 1500 ppm liegen. Wobei dieser Wert schon sehr hoch ist, 500-1000 ppm sind zu empfehlen. Zum Vergleich: Frischluft hat 350-500 ppm.

VOC – Raus mit dem Mief!

Die zweite Stoffgruppe, die im Innenraum interessant ist, sind Mischgase (VOC, volatile organic compounds/flüchtige organische Verbindungen). Die Mischgase umfassen zum einen schädliche Stoffe, die von Klebstoffen, Farben, Baustoffen und Reinigungsmittel stammen. Diese treten in schädlicher Konzentration besonders im Neu- und Umbau auf. Im Idealfall wird das Problem durch die Wahl der Baustoffe von vorneherein reduziert.

In jedem Gebäude sind die Mischgase außerdem zu erkennen als „Mief“. Störende Gerüche nach Parfum, Schweiß, Haustier, Essen oder Tabak will man nicht im Raum haben. In ländlichen Gebieten kommen Geruchsbelastungen durch die Landwirtschaft hinzu, in der Stadt Abgase.

Luftqualität messen und steuern

Im smarten Gebäude messen Sensoren die aktuelle Konzentration von CO₂ oder VOC. Sie sollten in jedem länger genutzten Raum (Wohnzimmer, Küche, Schlafzimmer, Büro…) angebracht sein. Idealerweise wird auf Kopfhöhe gemessen, um die relevante Konzentration zu erhalten. Auch sollte der Sensor nicht im Luftzug hängen, zum Beispiel nicht an der Tür zum Flur, da dort die Werte verfälscht und meist besser sind. Sinnvollerweise erfolgt die Messung direkt dort, wo man sich aufhält, zum Beispiel in der Couch-Ecke.

Ein intelligenter Sensor, beispielsweise für das KNX-System, steuert auch gleich die Lüftung. Das kann eine sogenannte natürliche Lüftung über Fenster sein, die motorisch geöffnet und geschlossen werden. Oder eine Lüftungsanlage, die die Be- und Entlüftung übernimmt. Technisch gesehen kommt hier eine PI-Regelung zum Einsatz, die ständig ermittelt, wie viel nachgeregelt werden muss (Frischluft-Zufuhr), um den Zielzustand (Sollwert) zu erreichen.

Das Fenster zu öffnen schafft natürlich nur bei Kohlendioxid und bei Mischgas-Quellen im Innenraum Abhilfe. Bei Gerüchen von draußen sollte die Lüftung unterbunden werden. In belasteten Lagen kann sich hier sogar ein Außen-VOC-Sensor lohnen.

Das Raumklima durch Lüften positiv beeinflussen

Die Lüftung spielt zudem eine wichtige Rolle bei der Klimatisierung von Innenräumen, da Außenluft meist kühler und trockener ist als die Luft in einem von Menschen genutzten Raum. Auch bei zu hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit ist daher Lüften angesagt. Eine Lüftungssperre greift für die wenigen Fälle, bei denen das nicht zutrifft, vor allem bei zu warmer Zuluft im Sommer und zu kalter Zuluft im Winter. Zu kalte Zuluft kann zum Beispiel Schäden an Zimmerpflanzen verursachen oder zu Kondensation an Bauteilen führen. Der Taupunkt gibt im letzteren Fall Auskunft, wann es kritisch wird.

Im Sommer wird gerne die Nachtrückkühlung angewendet, bei der das Gebäude alleine durch nächtliches Lüften über Fenster, Dachluken und Zuluftklappen stark herunter gekühlt wird. Die kühlen Wände wirken dann noch lange in den Tag hinein als passive Bauteile und reduzieren den Energiebedarf für die Klimatisierung.