Kohlenstoffdioxid

Auszug aus: Leitfaden für die Innenraumlufthygiene in Schulgebäuden
Inhaltlich lassen sich die getroffenen Aussagen im Wesentlichen auch auf andere Aufenthaltsräume übertragen

Kohlendioxid (CO₂) (gebräuchlicher Kurzname: Kohlendioxid ) entsteht beim Verbrennen organischen Materials und wird beim Atmen freigesetzt. In Schulräumen ist die Verbindung von besonderer Bedeutung, da hier – ähnlich wie in anderen Räumen mit hoher Belegungsdichte – sehr viele Personen auf begrenztem Raum zusammenkommen. Der Hygieniker Max von Pettenkofer hat bereits vor 150 Jahren auf den Tatbestand der „schlechten“ Luft beim längeren Aufenthalt in Wohnräumen und Lehranstalten hingewiesen und Kohlendioxid als wichtige Leitkomponente für die Beurteilung der Raumluftqualität identifiziert. Lange Zeit galt die sogenannte Pettenkoferzahl von 0,1 Volumenprozent (= 1000 parts per million (ppm); 1 ppm = 1 Teil auf 1 Million Teile) in Innenräumen als Bewertungsmaßstab. Der CO₂-Gehalt der Außenluft beträgt demgegenüber ca. 350 ppm (in Städten an manchen Stellen auch bis ca. 500 ppm).

Die Ad-hoc-Arbeitsgruppe der Innenraumlufthygienekommission und der Obersten Landesgesundheitsbehörden (Ad-hoc AG IRK/AOLG) hat eine Bewertung für Kohlendioxid in der Innenraumluft vorgelegt (Tabelle 2) (Ad-hoc AG IRK/AOLG, 2008: Gesundheitliche Bewertung von Kohlendioxid in der Innenraumluft, Bundesgesundheitsbl-Gesundheitsforsch-Gesundheitsschutz (im Druck). Danach werden Leitwerte für die Kohlendioxidkonzentrationen in der Innenraumluft festgelegt, die bezogen auf die aktuelle vorliegende Konzentration als Momentanwerte zu sehen sind. Es wird unterschieden in: „hygienisch unbedenklich“ (CO₂ < 1000 ppm), „hygienisch auffällig“ (CO₂ 1000–2000 ppm) und „hygienisch inakzeptabel“ (CO₂ > 2000 ppm). Bei Überschreiten eines CO₂-Werte von 1000 ppm soll gelüftet werden, bei Überschreiten von 2000 ppm muss gelüftet werden. Eine Unterschreitung von 1000 ppm ist in beiden Fällen anzustreben. Kann durch Lüften allein die Situation auf Dauer nicht verbessert werden, sind lüftungstechnische Maßnahmen zu ergreifen oder ist eine Verringerung der Zahl der Schülerinnen und Schüler im Klassenraum vorzunehmen.

Tabelle 2. Leitwerte für die Kohlendioxid-Konzentrationen in der Innenraumluft (Ad-hoc-AG 2008) Vorlage:TabF2			CO₂-Konzentration [ppm]	Hygenische Bewertung	Empfehlung
< 1000	Hygnienisch unbedenklich	- Keine weiteren Maßnahmen
1000–2000	Hygnienisch auffällig	- Lüftungsmaßnahmen intensivieren (Außenluftvolumenstrom bzw. Luftwechsel erhöhen) - Lüftungsverhalten überprüfen und verbessern
> 2000	Hygnienisch inakzeptabel	- Belüftbarkeit des Raumes prüfen - ggf. weitgehende Maßnahmen prüfen

Die Konzentration von Kohlendioxid in der Raumluft hängt von der Zahl, Aufenthaltsdauer und Aktivität der anwesenden Personen sowie von den baulichen Gegebenheiten (Raumvolumen, Luftwechselzahl etc.) ab. Obwohl das Kohlendioxidproblem in Räumen mit hoher Personenzahl seit langem bekannt ist, sind bis heute im Schulbereich keine überzeugenden Lösungen gefunden worden. Gleichzeitig gibt es besonders im Winterhalbjahr keine klaren Zuständigkeitsregelungen, wie, wann und von wem die Fenster der Klassenräume zu öffnen sind. Die Folge sind erwartungsgemäß hohe bis sehr hohe CO₂-Werte (3000 ppm und mehr) , aber auch eine Anreicherung mit anderen Innenraumschadstoffen und mit Wasserdampf. Es ist dringend notwendig, dass im Schulbereich Konzepte entwickelt werden, wie die in Tabelle 2 genannten Leitwerte eingehalten werden können. Zur Unterstützung in den Schulen könnte man sich eine sensorgesteuerte Ampel vorstellen, die bei Überschreiten bestimmter CO₂-Werte in der Raumluft von „grün“ nach „gelb“ nach „rot“ umspringt und die Notwendigkeit zum Handeln nach Tabelle 2 aufzeigt. Das Messintervall des sensorgestützten Systems ist dabei sehr sorgfältig auszuwählen, um nicht ein ständiges „Hin- und Herspringen“ der Anzeige in der Praxis zu erreichen und damit die einzuleitenden Maßnahmen unbrauchbar zu machen. Praxisgerecht ist ein Messintervall von mindestens 2 Minuten.

Falls ein natürlicher Luftwechsel über geöffnete Fenster nicht möglich ist, müssen lüftungstechnische Maßnahmen erfolgen, um die CO₂-Konzentrationen niedrig zu halten.

Freie Lüftung über Fenster oder Lüftungsanlagen in Schulen?
Wir stehen heute zweifelsohne vor einem gewissen Paradigmenwechsel im Denken und im Handeln. Die aktuelle Situation in vielen Schulen zeigt, dass allein mit Aufforderungen zum regelmäßigen und intensiven Lüften das CO₂-Problem mancherorts nicht mehr in den Griff zu bekommen ist. Lüftungstechnische Maßnahmen werden dann unerlässlich, um eine nutzerunabhängige und dauerhafte Luftgüte mit geringer CO₂-Konzentration zu erreichen. Eine regelmäßige Wartung und Kontrolle der Anlage ist erforderlich, damit diese nicht selbst zu hygienischen Problemen führt.

In Schulen mit technischen Lüftungseinrichtungen galt in Deutschland bis 2005 nach DIN 1946 Teil 2 ein CO₂-Wert von 0,15 Vol.-% (= 1500 ppm) als hygienischer Richtwert. Im Juli 2005 ist an die Stelle von DIN 1946-2 die EN 13779 getreten, die im September 2007 ergänzt wurde. Diese EN enthält Empfehlungen für die Planung und Ausführung lüftungstechnischer Anlagen in allen Nichtwohngebäuden, die für den Aufenthalt von Menschen bestimmt sind. Die Raumluft wird in vier Qualitätsstufen (In Door Air 1 bis 4) unterteilt. Aus diesen Qualitätsstufen ergeben sich unterschiedliche Lüftungsraten je Person bzw. je m² Grundfläche.

Tabelle 3. Klassifizierung der Raumluftqualität nach DIN EN 13779: 2007-09. Die Tabelle enthält in den Spalten 1 bis 3 die Vorgaben der DIN EN 13779. Spalte 3 zeigt den Anteil der CO₂-Konzentration der Innenraumluft an der CO₂-Gesamtkonzentration. Spalte 4 stellt beispielhaft für eine CO₂-Außenluftkonzentration von 400 ppm absolute CO2-Konzentrationen in der Innenraumluft vor. Vorlage:TabF2					Kategorie	Beschreibung	Erhöhung der CO₂-Konzentration gegenüber der Außenluft [ppm]	Absolute CO₂-Konzentration in der Innenraumluft [ppm]	Lüftungsrate/ Außenluftvolumenstrom [l/s/Person] ([m³/h/Person])
IDA 1	Hohe Raumluftqualität	≤ 400	≤ 800	> 15 (> 54)
IDA 2	Mittlere Raumluftqualität	> 400–600	> 800–1000	> 10–15 (> 36–54)
IDA 3	Mäßige Raumluftqualität	> 600–1000	> 1000–1400	> 6–10 (> 22–36)
IDA 4	Niedrige Raumluftqualität	> 1000	> 1400	< 6 (< 22)

Quelle

Leitfaden für die Innenraumlufthygiene in Schulgebäuden

Siehe auch