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Luftwechsel – Die Geschichte der DIN-Norm Heizlastberechnung (Teil 7)

Luftwechsel und Lüften

Der Mensch braucht bestimmte Dinge um Leben zu können. Es gibt folgende Regel
„3 Minuten ohne Sauerstoff, 3 Tage ohne Wasser, 3 Wochen ohne Nahrung.“
Daran wird erkennbar das Sauerstoff das wichtigste für den Menschen zum Überleben ist. So ist ein Lüften, ein Luftwechsel in Räumen unabdinglich

Aus diesem Grund wird auch in der Heizlast ein 0,5-facher Luftwechsel als Berechnungsgrundlage aufgeführt. Hier kommt auch ein Bayer ins Spiel.

Max Josef Pettenkofer

Portrait von Max Josef Pettenkofer

Max Josef Pettenkofer, seit 1883 als nobilitierter Hofbeamter von Pettenkofer (* 3. Dezember 1818 in Lichtenheim bei Neuburg an der Donau; † 10. Februar 1901 in München), war ein bayerischer Mediziner, Physiologe, Chemiker und Apotheker. Er gründete das posthum nach ihm benannte Hygieneinstitut und gilt, zumal ihm 1865 das erste Ordinariat für Hygiene weltweit eingerichtet wurde, als erster Hygieniker Deutschlands

Wie Pettenkofer dicke Luft bereit im Jahr 1858 definierte, sowie heutige Empfehlungen gemäß Arbeitsgesetz, SIA, SNBS:

Am stärksten verunreinigt wird die Innenraumlauft durch den Menschen selbst – davon war der Münchner Chemieprofessor Max von Pettenkofer überzeugt. In seinem 1858 erschienen Buch „Über den Luftwechsel von Wohngebäuden“ vertrat er die These, dass die Luftverschmutzung durch eine gute Reinigung von Gebäuden, unter anderem auch durch das Lüften deutlich reduziert werden kann. Nicht gänzlich zu vermeiden sei jedoch die Kohlendioxidbelastung durch die ausgeatmete Luft der Bewohner und die Stoffabgabe über deren Haut, schrieb der bayerische Hygieniker. Als oberen Grenzwert für eine ausreichende Luftqualität definierte er eine Zunahme des Kohlendioxidgehalts im Vergleich zur Aussenluft um 0,1 Volumenprozent. Das entspricht 1000 Kohlendioxid-Molekülen auf 1 Million Luftteilchen (Parts per Million, ppm). Die sogenannte Pettenkofer-Zahl galt lange als Maßstab zur Bewertung der Innenraumluft.

Kohlendioxydkonzentration

Um die Kohlendioxydkonzentration in der Luft, die durch einen Menschen entsteht auszugleichen wird entsprechend Pettenkofer etwa 30qm Frischluft benötigt. Nun wird in der Heizlast vorausgesetzt, dass ein 0,5 – facher Luftwechsel stattfindet. Zumindest wird die notwendige Energiemenge, die benötigt wird, diese Aussenluft auf Innenraumtemperatur aufzuheizen in der Heizlast berücksichtigt. Die Frage, die sich stellt, kann durch die Außenhaut eines Gebäudes physikalisch dieser Luftwechsel tatsächlich eintreten ohne das Fenster geöffnet werden oder eine mechanische Lüftung vorhanden ist. Wenn dies nicht der Fall ist welche Konsequenzen hat das für die in diesen Räumen wohnende Menschen?

Tabelle zur Luft Konzentration

Übersicht der Auswirkung von Guter zu verbrauchter Luft

Wie schnell die Kohlendioxydkonzentration ansteigt (als Beispiel)

In einem Schlafzimmer mit 40Kubikmeter Luftvolumen steigt die Konzentration bei 2 Personen innerhalb von 2 Stunden auf etwa 1000ppm. Dies ohne jedwede Tätigkeit außer Schlafen. Wird z.B. die Familienplanung umgesetzt können sich wesentlich höhere Werte einstellen.
Der CO2-Gehalt der Ausatemluft liegt recht konstant bei 4 Prozent, also 40 Milliliter CO2 pro Liter Luft. Der Sauerstoffverbrauch und somit der CO2-Ausstoß werden jedoch von der Körpergröße und vor allem der Körperaktivität beeinflusst: Während in Ruhe ungefähr 4 Liter Luft pro Minute die Lunge passieren, steigert sich dies bei körperlicher Belastung auf über 50 Liter pro Minute. Über das Jahr verteilt, bedeuten diese beiden Extreme 2.100 Kubikmeter Luft oder 168 Kilogramm CO2 in Ruhephasen gegenüber 25.500 Kubikmeter Luft oder 2.040 Kilogramm CO2 bei Dauerbelastung.
Jetzt stellt sich die Frage welcher natürlichen Luftwechsel stellt sich in Wohnungen ein.

Hierzu eine Tabelle mit entsprechenden Daten:

Tabelle zur Lüftung eines Raumes

Neu gebaute Häuser entsprechend GEG bewegen sich alle im Bereich 0,1-0,3-facher Luftwechsel. Wenn wir von einer Wohnung mit 80qm ausgehen, würde dies einen max. Luftaustausch von 60qm bedeuten. Daraus schließt, dass dich max. 2 Personen in dieser Wohnung aufhalten dürfen um einen CO2 anstieg zu vermeiden. Wenn der untere Wert von 0,1 fach zugrunde gelegt wird, ist ein Anstieg des CO2 Gehaltes bis in den Bereich der gesundheitlichen Beeinträchtigungen nicht zu vermeiden.

Der Notwendige Luftwechsel

Hieran kann erkannt werden, dass in der Heizlast zwar ein notwendiger Luftwechsel von mindesten 0,5 des Raumvolumen vorausgesetzt wird, dieser aber aufgrund der Dichtigkeit der Gebäude nicht erreicht wird.
Auf der anderen Seite wird bei Fensterlüftungen ein Luftaustausch hergestellt, der nicht notwendig ist und deshalb die Energiekosten signifikant erhöht und damit einen unnötigen Resourcenverbrauch darstellt.
Unabhängig von der Berechnung des Lüftungswärmebedarfs sollte jeder Bauherr(in) darüber nachdenken eine Lüftungsanlage in sein Haus einzubauen. Dies nicht nur um den notwendigen Luftaustausch sicherzustellen, sondern auch durch eine Wärmerückgewinnung Energie einzusparen und das Lüften und somit den Luftaustausch erleichtert

Darüber hinaus können auch Filter eingesetzt werden die speziell bei Allergikern und Atemwegserkrankten eine Verbesserung der Lebensqualität bedeute

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