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Luftqualität und optimale Luftwechselrate

14.11.2017 | 23 x | von: now | Kategorie: Lüften | Druckansicht Druckansicht

Luftqualität und optimale Luftwechselrate
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Wie der Kohlendioxid- und Wasserdampfgehalt den Mindest-Luftwechsel bestimmt, Höhe der Luftwechselrate, Selbstentlüftung und Führungsgrößen 

Ziel der Lüftung von Wohnräumen ist der Austausch 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 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. Anzustreben ist daher ein Luftwechsel, der situationsabhängig immer genügend Kohlendioxid, Wasserdampf und diverse Luftschadstoffe (VOC) abführt und durch frische Außenluft ersetzt. Je nach Wohnbedingungen (Raumgröße, Einrichtung, Bauphysik) und Raumnutzung (Zahl der Nutzer, Arbeiten, Lesen, WC, Bad) ist also eine Mindest-Luftwechselrate erforderlich.

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 Energiebedarf die Atemluft situationsgerecht hygienisch einwandfrei ist. 

Da sich die Randbedingungen aber stetig ändern können, wäre eine geregelte bzw. regelbare Luftwechselrate wünschenswert. Die Meinungen über die notwendige Luftwechselrate zur Sicherung einer bedarfsgerechten, hygienischen Luftqualität gehen daher wohl auch 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 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 von zahlreichen Faktoren abhängig. So spielt die Dichtheit der Fenster und das Vorhandensein von Einzelöfen, die an Schornsteinen angeschlossen sind, eine Rolle. Einfluss haben die Witterung, die geografische Lage der Wohnung (Windlasten) und die Bauweise (luftdicht oder nicht). Es ist nicht ratsam sich auf Selbstlüftung zu verlassen, die bei heutiger 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 dem Hygrometer zu ermitteln. Nicht geeignet ist die meist nach bestimmten Gewohnheiten ausgeführte Fensterlüftung (siehe auch: Lüften lernen!). 

Energieverlust im Winter

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.

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

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