Luftqualität und Lüftungsrate

Ziel der Lüftung von Wohnräumen ist der Austausch von so genannter „verbrauchter“ Luft gegen Frischluft. Bei der „verbrauchten“ Luft handelt es sich um Raumluft, die gegenüber Frischluft einen erhöhten Anteil Wasserdampf und Kohlendioxid besitzt. Ich setze das Wort „verbraucht“ in Anführungsstriche, weil es zu einem kritischen bzw. übermäßigen Verbrauch von lebensnotwendigem Sauerstoff in Wohnräumen eigentlich nicht kommt. Jedoch kann ein erhöhter Kohlendioxidanteil in der Atemluft zu Kopfschmerzen und Konzentrationsmängeln führen. Außerdem wirkt sich eine zu hohe Wasserdampfkonzentration der Raumluft direkt negativ auf die empfundene Behaglichkeit aus („schwül“) und erhöht das Bauschadensrisiko (Schimmel). Es geht also primär um die Abfuhr von Problemstoffen, nicht um die Zufuhr von Sauerstoff.

Neben Kohlendioxid und Wasserdampf kann die „verbrauchte“ Luft auch weitere problematische Stoff enthalten, die sich z.B. aus Verbrennungsprozessen (Einzelofen, Kerzen) oder/und Ausdünstungen (Lösungsmittel, Bodenbeläge, Farben, Möbel, Duftkerzen, Reinigungsmittel u.a.m.) ergeben.

Die Luftwechselrate beziffert, wie oft die Luft in einem Raum pro Stunde komplett ausgetauscht wird. Optimal ist die Luftwechselrate dann, wenn gerade soviel Luft ausgetauscht wird, dass bei minimalem Wärmebedarf die Atemluft situationsgerecht hygienisch einwandfrei ist.

Die Luftwechsel können zumindest im Winter durch das Öffnen der Fenster herbeigeführt werden. Allerdings ist dabei auf ein häufiges (mindestens 5mal täglich), im Winter kurzes (5 Minuten) und intensives (mit weit geöffneten Fensters) Lüften zu achten. Denn auf die sogenannte natürliche Lüftung ist im Winter bei dicht schließenden Fenstern und Zentralheizung kein Verlass. Das gilt auch für die Sommermonate, da hier die geringen Temperaturunterschiede kaum Druckunterschiede verursachen und eine Thermik, also eine angeschobener Luftwechsel infolge von Temperaturunterschieden, nicht in Gang kommt.

Da sich die Randbedingungen im zu lüftenden Raum (Personen, Aktivität, Druck- und Temperaturverhältnisse) stetig ändern können, wäre eine einstell- bzw. regelbare Luftwechselrate wünschenswert, die bei allen Witterungsverhältnissen funktioniert. Das ist jedoch nur mit einer mechanischen Lüftungsanlage möglich. Diese wechselt die Luft z.B. nach der Höhe der Luftfeuchtigkeit oder der Kohlenstoffdioxid-Konzentration aus.

Die Meinungen über die Anzahl der notwendigen Luftwechsel zur Sicherung einer bedarfsgerechten, hygienischen Luftqualität gehen etwas auseinander. Überwiegend wird darauf orientiert, dass die Luft in einem normal genutzten Wohnraum etwa alle 1 bis 2 Stunden komplett ausgetauscht wird. Dies entspräche dann einer Luftwechselrate von 0,5/h bis 1/h. Die hygienische Mindest-Luftwechselrate wird im allgemeinen mit 0,3/h angegeben.

Bezogen auf eine Person, bestimmen die anerkannten Regeln der Technik (DIN-Normen) einen Frischluftbedarf von 30 m³/h bei einfacher Tätigkeit. Bei einem 25 m² großen Raum entspricht dies etwa einem notwendigen Luftwechsel von 0,5/h.

Höhere Luftwechselraten werden manchmal unter dem Gesichtspunkt der intensiven Abfuhr von Luftschadstoffen empfohlen. Der wirksamste Schutz vor Luftschadstoffen ist primär jedoch nicht ein verstärkter Luftaustausch, sondern die Vermeidung und Beseitigung solcher Freisetzungsquellen.

#Luftwechselrate bei Selbstentlüftung

Bei Vorhandensein einer Einzelofenheizung und älteren, undichten Fenstern ist das Erzielen hygienischer Luftwechselraten auf natürliche Weise im Winter meist kein Problem. Im Gegenteil: Infolge der Undichtheiten und des Zugpotenzials des Schornsteins liegt bisweilen ein bis zu 5-facher Luftwechsel pro Stunde vor – das ist deutlich mehr Selbstentlüftung als notwendig. Bei neuen dichten Fenstern und Zentralheizung (ohne Schornstein!) funktioniert die Selbstentlüftung dagegen nicht mehr, so dass der Luftwechsel auf Werte unter 0,1/h zusammenbricht. D.h. in zehn Stunden wird die Luft lediglich einmal ausgetauscht!

Die Selbstentlüftung ist also von zahlreichen Faktoren abhängig. So spielt die Dichtheit der Fenster und das Vorhandensein von Einzelöfen, die an Schornsteinen angeschlossen sind, eine Rolle. Einfluss haben weiterhin die Witterung, die geografische Lage der Wohnung (Höhe, Windlasten) und die Bauweise (luftdicht oder nicht). Es ist ratsam sich nicht auf Selbstlüftung zu verlassen, die bei heutiger dichter Bauweise kaum, und wegen der geringen Temperaturunterschiede, im Sommer gar nicht funktioniert.

#Führungsgrößen der Luftwechselrate

Der Kohlendioxid-Anteil der Luft wäre geeignet, die erforderliche Luftwechselrate zu bestimmen, ist die Konzentration von CO2 doch abhängig von Aufenthalt und der Aktivität der Menschen. Allerdings ist die Ermittlung des CO2-Gehaltes der Luft nicht so einfach und aufwändig. Als praktische Leitgröße für den erforderlichen Luftwechsel kann auch der Feuchtegehalt der Luft dienen. Denn die Luftfeuchtigkeit im Raum ist ebenfalls abhängig von der Nutzung (Wasserdampf durch Duschen, Waschen, Kochen, Atmung, Trocknung) und sie ist recht einfach mit einem Hygrometer zu ermitteln. Nicht geeignet ist die meist nach bestimmten Gewohnheiten ausgeführte Fensterlüftung (siehe auch: Lüften lernen!).

Der Luftwechsel bringt selbstverständlich einen Energieverlust mit sich, da die ausgetauschte Luft eine bestimmte Wärmemenge besitzt, und die zugeführte Luft aufgeheizt werden muss. Gelingt es, den Luftwechsel auf das hygienisch erforderliche Maß zu begrenzen, wird auch der lüftungsgebundene Energieverlust (Lüftungswärmebedarf) auf ein Minimum reduziert.

#Und Summa summarum?

• Zur Verbesserung der Luftqualität und zur Minderung der Auswirkungen von Luftschadstoffen ist die Raumluft rechtzeitig auszuwechseln. Dazu eignet sich eine ausreichende Fensterlüftung.
• Besonders wirksam aber ist eine hygieneorientierte, mechanische Lüftungsanlage. Durch sie können Geruchs- und Schadstoffe abgesaugt und über Dach entsorgt werden.
• Die Frischluftzufuhr kann bei minimalem Wärmeverbrauch, z.B. vom Feuchtegehalt der Raumluft abhängig, eingestellt werden.

Weiterführende Links: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/pdfs/kohlendioxid_2008.pdf