|
Raumluftqualität CO2 - Grenzwert
Die Lüftung
und die Heizung sind die wichtigsten haustechnischen Anlagen,
um eine gute Raumluftqualität und ein behagliches Wohnklima
in einer Wohnung oder in einem Haus sicherzustellen.
Der Lüftung ist besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Vor
über 140 Jahren setzte Max von Pettenkofer mit seinen
Untersuchungen zur Innenluftqualität einen Meilenstein
in der Geschichte der Raumlufthygiene. Seine Untersuchungen
an Hand der Kohlendioxidkonzentration der Raumluft zeigten,
dass das Befinden des Menschen entscheidend vom CO2 -Gehalt
der Luft abhängt. Bei einer Konzentration unter 0,1%
(1000ppm, Parts per Million) fühlten sich die Versuchspersonen
wohl, bei Werten über 0,2% unbehaglich. Diese Erkenntnisse
haben noch heute in Regelwerken wie der DIN 1946-2 (Raumlufttechnik;
Gesundheitstechnische Anforderungen) Gültigkeit. Die
DIN 1946-2 gibt als oberen CO2-Grenzwert 1500ppm an, empfiehlt
aber den Pettenkofer-Wert von 1000ppm. Die Luftqualität
ergibt sich jedoch nicht alleine aus der Belastung durch CO2.
Auch andere Stoffe belasten die Luft. Dazu gehören:
Stickoxide, Kohlenwasserstoffe,
Aldehyde, Lösungsmittel aus Materialien und Baustoffen,
Wasserdampf aus Atmung und Transpiration des Menschen, Kochen,
Duschen, Waschen, Abbauprodukte organischer Materialien, menschliche,
tierische und pflanzliche Geruchsstoffe , Aerosole; organische
und anorganische Stäube wie Textilfasern und Pollen Viren,
Bakterien, Pilze und Pilzsporen.
Pettenkofer erkannte,
dass die CO2-Konzentration stark mit der Geruchsbelästigung
durch menschliche Geruchsstoffe korreliert. Mit der Einhaltung
der CO2-Grenzkonzentration ist die gute Qualität der
Raumluft auch durch eine geringe Belastung durch andere Stoffe
gewährleistet.
Zur kontinuierlichen
Einhaltung des CO2-Grenzwertes von 1000ppm fordert die DIN
1946-6 einen Außenluftvolumenstrom von 30m³/h pro
Person. Für den nach DIN 1946-2 höheren, wenn auch
nicht empfohlenen CO2-Grenzwert von 1500ppm genügt ein
Außenluftvolumenstrom von 20m³/h. Die Anforderung,
einen solchen Volumenstrom zu gewährleisten und damit
die Behaglichkeit und das Wohlbefinden der Bewohner zu garantieren,
kann nur über eine kontrollierte Lüftungsanlage
eingehalten werden. Gelegentliches Lüften reicht bei
heutigem Baustandard unter hohen Dichtheit der Gebäudehülle
(oft nach Austausch alter Fenster gegen neue mit umlaufender
Gummilippendichtung) nicht aus. Auch gekippte Fenster können
den erforderlichen Luftwechsel nicht erzielen.
Kohlendioxid CO2
CO2 wird bei der
Atmung abgegeben und entsteht nahezu bei jeder Verbrennung;
zu hohe Konzentrationen führen zu Ermüdungserscheinungen
und Konzentrationsschwierigkeiten. Als Obergrenze gilt eine
CO2-Konzentration von 0,1% (nach Pettenkofer). Die CO2-Abgabe
von Erwachsenen liegt in Abhängigkeit von der Aktivität
bei 10-75 Litern pro Stunde. Der dadurch erforderliche Luftwechsel
beträgt 1 bis 0,5 bei einem typischen 4-Personenhaushalt
und einer Wohnfläche von 74m².
CO2-Maßstab nach Pettenkofer
Kohlendioxyd (CO2)
ist ein farb- und geruchloses Gas, das der Mensch mit einer
Rate von 10 bis 70 Liter pro Stunde produziert (Reck95). Die
CO2 Konzentration der Außenluft liegt heute bei etwa
300ppm. In kleinen Konzentrationen ist CO2 harmlos, höhere
Konzentrationen können jedoch zu Lähmungserscheinungen
oder gar zum Tod führen. Da der Mensch neben CO2 eine
Reihe weiterer, die Luftqualität verschlechternder Stoffe
produziert, eignet es sich als Vergleichsmaß zu Bestimmung
der Luftqualität.
Pettenkofer schlug
bereits 1858 einen Grenzwert von 1000 ppm für die Luft
in Aufenthaltsräumen vor (Pettenkofer-Wert, (Pet 58)).
Dieser Wert wurde in einschlägige Normen wie z. B. (DIN
1946) aufgenommen.
Rechnung Raumluftverunreinigung
durch CO2
Abb.: Typische CO2-Konzentrationen
und ihre Auswirkungen
Messung der
Luftqualität über Mischgassensoren
Die Gesamtheit
aller Luftqualitätsmerkmale mit online-fähigen Sensoren
zu erfassen, ist bisher sehr aufwendig. Bei den meisten mess-
und regelungstechnischen Aufgabenstellungen ist es ausreichend,
sich auf die Messung repräsentativer Einzel- oder Mischgase
zu beschränken. Dieser Kostenprämisse Rechnung tragend,
haben sich in den letzten Jahren vor allem zwei Sensortypen
zu Messung der Luftqualität durchgesetzt. Dies sind CO2
und sogenannte Mischgassensoren.
Mischgassensoren
arbeiten über das Oxidationsprinzip und können daher
ausschließlich oxidierbare Gase detektieren. Dadurch
eignen sie sich besonders gut zur Messung von Körpergerüchen,
Tabakrauch, Essensgerüchen, Ausdünstungen von Möbeln,
Teppichen, Farben usw. Allerdings werden die Stoffe unterschiedlich
gut detektiert, so dass vom Ausgangssignal des Sensors weder
auf einen bestimmten Stoff noch auf dessen Konzentration geschlossen
werden kann (vgl. Abb. 2.4-3). Eine Kalibrierung nach guter
und schlechter Luft muss somit individuell erfolgen. Trotzdem
werden Mischgassensoren immer häufiger in Luftüngssteuerungen
eingesetzt, u. a. wegen des preislichen Vorteils gegenüber
CO2-Sensoren.
Unsere CO2 Temperatur-Raumluft-Qualitäts-Messgeräte
--------------------------------------------------------------------------------
Verfasser: Horst Helmer
http://www.helmer-Verfahrenstechnik.de
--------------------------------------------------------------------------------
Copyright © 2003 Horst
Helmer + Co. KG
|
