Warum die Kohlendioxidkonzentration (CO₂) messen?

Die CO₂-Konzentration ist ein geeigneter Indikator der Luftabgestandenheit in Innenräumen und stimmt mit der Zahl der sich in den Räumen aufhaltenden Personen sehr gut überein.

Die Möglichkeit einer Belüftung auf der Grundlage einer kontinuierlichen Messung der CO₂-Konzentration in der Luft liegt also nah.

Die prozentuelle Zusammensetzung der Erdatmosphäre ist ungefähr folgend: 78 % des Stickstoffs, 21 % des Sauerstoffs, 0,4 % des Wasserdampfs, 0,04 % des Kohlendioxids, den Rest bilden Edelgase und weitere Bestandteile. Kohlendioxid ist also ein natürlicher gasiger Bestandteil der Erdatmosphäre. Die CO₂-Konzentration ist etwa 0,04 % also 400 ppm (die ppm-Einheit wird öfters verwendet und bedeutet Anzahl der Moleküle in einer Million Moleküle – parts per million). Eine höhere CO₂-Außenkonzentration befindet sich in der Nähe von den Verkehrsadern, in der Umgebung der Gewerbegebiete, Verbrennungsanlagen u. Ä.

Beim Atmungsprozess kommt es zur Veränderung des eingeatmeten Sauerstoffs auf Kohlendioxid. Die ausgeatmete Luft eines erwachsenen Menschen enthält durchschnittlich gegen 35 000 bis 50 000 ppm CO₂ (ca 100 x höhere Konzentration als in der Außenluft). Ohne eine entsprechende Belüftung kommt es dann logischerweise in den geschlossenen Räumen zum Anstieg der CO₂-Konzentration. Der Wert der CO₂-Konzentration kann also als ein wichtiger Identifikator der Luftqualität in Innenräumen betrachtet werden.

Wie viel CO₂ ist schon zu viel?

Obwohl Kohlendioxid unsichtbar und geruchlos ist, ist seine erhöhte Konzentration bemerkbar, weil es zur Müdigkeit und zur Senkung der Konzentrationsfähigkeit kommt. Vor allem in Räumen, wo sich viele Menschen aufhalten, wie z. B. Schulen, Büros, Theater, Gesundheitseinrichtungen, ist die negative Auswirkung der erhöhten CO₂-Konzentration in der Luft sehr bemerkbar.

Eine CO₂-Konzentration bis 5 000 ppm stellt für die menschliche Gesundheit keine ernste Gefahr dar. Laut Forschungen kommt es jedoch bei einer erhöhten CO₂-Konzentration zur Schläfrigkeit, Lethargie, Müdigkeit, Senkung der Konzentrationsfähigkeit und zu einem unangenehmen Gefühl aus der abgestandenen Luft. Es gibt auch Forschungen, die sich mit dem Zusammenhang zwischen der erhöhten CO₂-Konzentration in der Luft und der sinkenden Produktivität und Leistungsfähigkeit beschäftigen.

Die empfohlene CO₂-Konzentration in der Luft sollte konstant um oder eher unter dem Wert 1 000 ppm gehalten werden.

CO₂-Konzentrationsbeispiele:

• 360–400 ppm – frische Luft in der Natur
• 800–1 000 ppm – empfohlener CO₂-Grenzwert in Innenräumen
• > 1 000 ppm – Anzeichen von Müdigkeit treten ein und Konzentration sinkt.
• 5 000 ppm – maximale sichere Konzentration ohne Gesundheitsrisiken
• 35 000-50 000 ppm – ausgeatmete Luft eines erwachsenen Menschen

Also wie lüften?

Heutige Technologien ermöglichen einfach und relativ billig, die CO₂-Konzentration in der Luft dauernd zu messen. Aufgrund der gewonnenen Werte können dann die Lüftungssysteme so gesteuert werden, dass eine gute Luftqualität gesichert und gleichzeitig der Energieaufwand minimalisiert wird. Die Belüftungssysteme können also die gemessenen CO₂-Konzentrationswerte für die eigene kontinuierliche Leistungsteuerung verwenden, und somit die innere CO₂-Konzentration an oder unter dem Maximalwert halten. Diese Systeme sind vor allem für Räume mit veränderlicher Anzahl an Personen nützlich. Die Belüftungsleistung wird dann durchlaufend je nachdem geändert, wie viel Personen sich im belüfteten Raum aufhalten. Aufgrund der Messungen der CO₂-Konzentration in der Luft können moderne Belüftungssysteme die optimale Luftqualität in belüfteten Räumen unabhängig von der Anzahl der anwesenden Personen sicherstellen.