Luftqualität Mehr als nur CO2

Der iAQ USB signalisiert über drei LEDs nach dem Ampelprinzip die Luftqualität beispielsweise im Büro.
Der iAQ USB signalisiert über drei LEDs nach dem Ampelprinzip die Luftqualität beispielsweise im Büro.

Ungefähr 80 Prozent unserer Zeit verbringen wir jeden Tag drinnen. Damit wir uns wohl fühlen und produktiv arbeiten können, muss die Luftqualität stimmen. Wie kann man ein System schaffen, dass für eine gute Luftqualität sorgt und gleichzeitig Energie spart?

Die Luftqualität hat direkte Auswirkungen auf den Menschen: An Schulen mit guter Luftqualität sind Schüler leistungsfähiger und Lehrer haben weniger krankheitsbedingte Fehltage. Bei Angestellten wirkt sich die Luftqualität direkt auf die Produktivität und auch die Zufriedenheit aus.

Für eine gute Luftqualität müssen Gebäude gelüftet werden. Doch Lüftungen benötigen Energie und kosten damit Geld. Daher laufen die wenigsten Lüftungen durchgängig. Die beste Lüftung läuft nur dann, wenn es wirklich nötig ist. Doch dafür muss die Luftqualität zuverlässig gemessen werden.

Idealerweise enthält Luft 21 Prozent Sauerstoff und 79 Prozent Stickstoff. Doch natürlich sind immer auch andere Komponenten enthalten, darunter Edelgase, Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO2) und flüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds, VOCs).

VOCs sind unterschiedlichste Typen von Kohlenwasserstoffen, die hauptsächlich von biologischen Quellen (wie zum Beispiel Menschen) und von Baumaterialien oder Geräten ausgehen. Es gibt zwischen 5000 und 10.000 verschiedene VOCs. Die Tabelle zeigt einige Beispiele zusammen mit Ihrem Ursprung. VOCs verursachen Augenreizungen, Kopfschmerzen, Schwindel oder sogar Übelkeit.

In der gängigen Meinung wird die Beeinflussung des Menschen durch schlechte Luft jedoch dem CO2 zugeschrieben. Dabei zeigen Experimente unter anderem auf der ISS, dass der Einfluss des CO2 auf den Menschen vergleichsweise gering ist. Selbst Konzentrationen von 10.000 ppm haben noch keinen Einfluss auf unser Wohlbefinden. Konzentrationen dieser Größenordnung werden selbst nach stundenlangen Besprechungen mehrerer Menschen in einem Raum nicht erreicht.

Dennoch wurde bisher zur Bestimmung der Luftqualität und zur Steuerung von Lüftungsanlagen vor allem die CO2-Konzentration gemessen, da CO2-Sensoren deutlich einfacher und günstiger herzustellen sind als Sensoren für VOCs. Das ist auch nicht völlig falsch, denn die CO2-Konzentration in der Luft ist im Durchschnitt proportional zur Konzentration der VOCs, die durch Menschen erzeugt werden. Doch das dynamische Verhalten des Menschen führt zu Ausnahmen: Aktivitäten oder Aufregung führen zu einem plötzlichen Ansteigen der VOC-Konzentration, genauso wie das Benutzen von Parfüms oder Reinigungsmitteln. Diese Effekte spiegeln sich nicht in der CO2-Konzentration wieder.

Mit einem Sensor für VOCs kann flexibel auf menschliche Einflüsse reagiert werden, und die Lüftung nur betrieben werden, wenn es wirklich nötig ist. Übrig bleiben die Einflüsse von Baumaterialien und Möbeln, vor allem in neuen Gebäuden oder nachdem eine neue Einrichtung gekauft wurde. Normalerweise reicht es, wenn die Lüftung durchgehend bei 5 bis 10 Prozent der maximalen Leistung läuft, um diese VOCs gering zu halten.

Unter den Messwerten eines VOC-Sensors können sich die meisten nichts vorstellen. Es gibt auch noch keine festgelegten Grenzwerte für VOCs. AMS geht mit den iAQ-Sensor (intelligent Air Quality) deshalb einen neuen Weg: Die Konzentrationen der VACs werden in eine entsprechende CO2-Konzentration umgerechnet. So erhält man ein standardisiertes Ergebnis, das sich leicht mit bisherigen Messmethoden vergleichen lässt. Neben den VOCs misst der iAQ-Sensor auch die CO2- und CO-Konzentrationen und liefert damit ein vollständiges Bild der Luftqualität.

Zum Ausprobieren gibt es den Sensor auch eingebaut in einen USB-Stick. Nach dem Anstecken an einen PC signalisieren drei LEDs in rot, gelb und grün nach dem Ampelprinzip die Luftqualität. Zusätzlich lässt sich auch der Verlauf der Luftqualität mit einer Windows-Software anzeigen.

Urpsrung Substanz
MenschAtmungAceton, Ethanol, Isopren, CO2, Wasser
 Hautatmung und TranspirationNonanal, Decanal, alpha-pinene, Wasser
 FlatusMethan, Wasserstoff
 KosmetikLimonen, Eucalyptol
VerbrennungMotoren, Zigaretten, …CO, CO2, Wasser
Baustoffe, Möbel, GeräteLösungsmittel, Farben, Lacke,…Formaldehyd, Alkane, Alkohole, Carbonyle, Ketone, Siloxane
 PVCToluol, Xylole, Decan
 Drucker/KopiererBenzol, Styrol, Phenole

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Tabelle. Verschiedene Stoffe, die die Luftqualität beeinflussen und ihr Ursprung.