Luftqualität, Luftwechsel: Wann ist die Luft verbraucht?

#Übersicht

• Ziel der Lüftung von Wohnräumen ist der Austausch von „verbrauchter" Luft gegen Frischluft von außen. Bei der „verbrauchten" Luft handelt es sich um Atemluft, die gegenüber Frischluft einen erhöhten Anteil an Wasserdampf, Kohlendioxid und Luftschadstoffen besitzt.
• Mangelnder Sauerstoff ist nicht das Problem, da ein übermäßiger Verbrauch von lebensnotwendigem Sauerstoff in Wohnräumen eigentlich nicht vorkommt.
• Ein erhöhter Kohlendioxidanteil in der Atemluft aber kann zu Kopfschmerzen und Konzentrationsmängeln führen.
• Eine zu hohe Wasserdampfmenge der Raumluft wirkt direkt negativ auf die empfundene Behaglichkeit aus („schwül") und erhöht das Bauschadensrisiko (Schimmel).
• Wir finden zahlreiche Schadstoffe in der Atemluft des Raumes. Dazu zählen Feinstäube, Schimmelpilzsporen, flüchtige organische Verbindungen, Stickoxide und Kohlenmonoxid aus Verbrennungsprozessen u.a.m..

ausführlich in energytools.de: Zuhause dicke Luft: Fühlen Sie sich im Freien besser?

#Wie oft muss die Luft gewechselt werden?

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

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 werden sollte. Dies entspräche dann einer Luftwechselrate von 0,5/h bis 1/h.

Regeln der Technik

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 Problemstoffen empfohlen. Der wirksamste Schutz vor ungesunden Problemstoffen ist primär jedoch nicht ein verstärkter Luftaustausch, sondern die Vermeidung und Beseitigung solcher Freisetzungsquellen.

#Wie wird die Raumluft am besten ausgetauscht?

Da sich die Bedingungen im zu lüftenden Raum durch Personen und ihre Aktivität sowie durch die Druck- und Temperaturverhältnisse stetig ändern können, wäre eine einstell- bzw. regelbare Luftwechselrate wünschenswert. Sie würde bei allen Witterungsverhältnissen, also auch im Sommer funktionieren. Das ist jedoch nur mit einer mechanischen Lüftungsanlage möglich. Diese wechselt die Luft z. B. nach der Höhe der Luftfeuchtigkeit aus.

Die Luftwechsel können aber in den meisten Wohnungen nur durch das Öffnen der Fenster herbeigeführt werden. Das funktioniert im Winter auch recht gut, wenn dabei auf ein häufiges (mindestens 5-mal täglich), im Winter kurzes (5 Minuten) und intensives (mit weit geöffneten Fenstern) Lüften geachtet wird. Besonders bei Zentralheizung und dichten Fenstern ist dieses konsequente Lüften erforderlich, da auf eine natürliche Lüftung bei diesen Verhältnissen kein Verlass ist. In den Sommermonaten allerdings kann die Raumluft aber selbst durch aktive Lüftung kaum getauscht werden, da zwischen innen und außen kaum Temperaturunterschiede auftreten. Die dadurch fehlenden Druckunterschiede verhindern einen raschen Luftwechsel.

ausführlich in energytools.de: Lüften lernen

#Welcher Parameter könnte den Lüftungszeitpunkt bestimmen?

Der Kohlendioxid-Anteil der Luft wäre geeignet, einen erforderlichen Luftwechsel anzuzeigen, 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 aufwendig.

Als praktische Leitgröße für einen Luftwechsel kann daher der Feuchtegehalt der Luft dienen. Denn die Luftfeuchtigkeit im Raum ist ebenfalls abhängig von der Nutzung (Wasserdampf durch Duschen, Waschen, Kochen, Atmung, Trocknung). Sie ist recht einfach mit einem Hygrometer zu ermitteln. Diesen Zusammenhang nutzen Lüftungsanlagen, die die Luftmenge nach dem Feuchtegehalt der Luft regeln. Bewohner die auf den Luftwechsel per Fensterlüftung angewiesen sind können sich nach einem Hygrometer richten. Ein Alarm-Hygrometer, eingestellt auf 55%, meldet sich wenn die Luftfeuchtigkeit diesen Wert erreicht hat und fordert zum Lüften auf.

ausführlich in energytools.de:

• Hilfreiche Hygrometer
• Einfache feuchtegesteuerte Lüftungsanlage

Leider ist diese Art zu lüften gar nicht so selten. Das nachfolgende Luftfeuchte-Diagramm zeigt den Verlauf der Luftfeuchtigkeit und der Raumtemperatur (blau, etwa 13 bis14 °C) für ein Schlafzimmer. In der Nacht liegt trotz der langen Einmal-Lüftung die relative Luftfeuchte wieder deutlich über 60 %, was bei der niedrigen Raumlufttemperatur bereits zu Schimmelproblemen geführt hatte.

Während die Luftfeuchtigkeit während des Lüftungsvorganges abnimmt, steigt der Wärmeverlust, da 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.

#Luftwechselrate bei natürlicher Lüftung bzw. 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, sodass der Luftwechsel auf Werte unter 0,1/h zusammenbricht. D. h. in zehn Stunden wird die Luft lediglich einmal ausgetauscht!

Eine 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 also ratsam, sich nicht auf Selbstlüftung zu verlassen, die bei heutiger dichter Bauweise kaum und wegen der geringen Temperaturunterschiede im Sommer gar nicht funktioniert.

#Mein Fazit

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