Ein modernes Lüftungssystem arbeitet vollkommen autonom. Die wichtigsten Parameter werden kontinuierlich und unaufdringlich überwacht. Weicht einer dieser Parameter ab, wird automatisch zusätzliche Frischluft zugeführt. Für das einwandfreie Funktionieren des Lüftungssystems ist keinerlei Interaktion der Bewohner erforderlich. Das System meldet sich lediglich dann, wenn eine Wartung ansteht. Allerdings wird nicht jeder Raum in einem Gebäude für denselben Zweck genutzt. Je nach Raumnutzung muss auch die Lüftung anders gesteuert werden. In diesem Artikel möchten wir einige typische Szenarien für die optimale Steuerung eines Lüftungssystems vorstellen. Die Wahl des Sensortyps wird dabei in der Regel von den jeweiligen Rahmenbedingungen bestimmt.
CO₂-Sensoren für Räume mit wechselnder Belegung
Die CO₂-Konzentration in Innenräumen ergibt sich aus der Kombination von Außenluft-CO₂, der menschlichen Atmung und der Lüftungsrate des Gebäudes. Beim Atmen geben Menschen CO₂ an die Luft ab. Ist zu viel CO₂ in der Luft vorhanden, muss zusätzliche Frischluft zugeführt werden, um den CO₂-Gehalt zu senken. Da Gebäude und Wohnhäuser immer energieeffizienter und damit luftdichter werden, gelangt auf natürlichem Weg immer weniger Frischluft ins Innere. Viele moderne Lüftungssysteme arbeiten mit Umluft, um Energie zu sparen. Dadurch wird jedoch verunreinigte Luft zurück ins Gebäude geleitet, anstatt neue Frischluft zuzuführen. Die Folge sind hohe CO₂-Konzentrationen und eine schlechte Raumluftqualität. Daher sollte der Luftstrom überwacht werden, um sicherzustellen, dass Frischluft rechtzeitig bereitgestellt wird
Die CO₂-Konzentration in Innenräumen ergibt sich aus der Kombination von Außenluft-CO₂, der menschlichen Atmung und der Lüftungsrate des Gebäudes. Beim Atmen geben Menschen CO₂ an die Luft ab. Ist zu viel CO₂ in der Luft vorhanden, muss zusätzliche Frischluft zugeführt werden, um den CO₂-Gehalt zu senken. Da Gebäude und Wohnhäuser immer energieeffizienter und damit luftdichter werden, gelangt auf natürlichem Weg immer weniger Frischluft ins Innere. Viele moderne Lüftungssysteme arbeiten mit Umluft, um Energie zu sparen. Dadurch wird jedoch verunreinigte Luft zurück ins Gebäude geleitet, anstatt neue Frischluft zuzuführen. Die Folge sind hohe CO₂-Konzentrationen und eine schlechte Raumluftqualität. Daher sollte der Luftstrom überwacht werden, um sicherzustellen, dass Frischluft rechtzeitig bereitgestellt wird
Eine moderate bis hohe Kohlendioxidkonzentration kann zu Kopfschmerzen, Konzentrationsstörungen und Müdigkeit führen, während höhere Konzentrationen sogar Übelkeit, Schwindel und Erbrechen hervorrufen können. Der CO₂-Gehalt in Innenräumen verändert sich ständig – abhängig von der Lüftung, der Anzahl der Personen und der Dauer ihres Aufenthalts in einem geschlossenen Raum. Werte zwischen 450 und 1.000 ppm sind im Innenbereich akzeptabel. Werden diese Werte überschritten, ist eine zusätzliche Belüftung erforderlich. CO₂-Sensoren von Sentera messen den CO₂-Gehalt in der Umgebungsluft präzise. Je nach Anwendung sind sie in verschiedenen Gehäuseausführungen erhältlich.
In Bereichen mit wechselnder Belegung wie Besprechungsräumen, Hörsälen oder anderen Räumen, in denen periodisch viele Menschen zusammenkommen, kommt es zu starken Schwankungen der CO₂-Konzentration. Auch im Wohn- oder Schlafzimmer sind CO₂-Sensoren die beste Wahl, um ein Lüftungssystem zu steuern und die Frischluftzufuhr zu optimieren. Die CO₂-Konzentration muss dabei in der Abluft gemessen werden. Im Wohnbereich werden für diesen Zweck üblicherweise Raum- oder Kanal-CO₂-Sensoren eingesetzt. Generell können wir davon ausgehen, dass der CO₂-Gehalt der Zuluft recht konstant und in jedem Fall niedriger ist als der CO₂-Gehalt der Raumluft. Andere Parameter wie die relative Luftfeuchtigkeit und VOC-Konzentrationen bleiben in diesen Räumen meist stabiler.Wenn die Räume im Gebäude mit Regelklappen ausgestattet sind, um die Zu- und Abluftmenge zu regulieren, sollte das Abluftventil durch einen CO₂-Regler im Raum gesteuert werden. Das Zuluftventil sollte der Position des Abluftventils folgen, um Über- oder Unterdruck im Raum zu vermeiden (ausgeglichene Lüftung). Wenn nur ein zentraler Abluftventilator oder ein einzelnes Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung vorhanden ist, kann dieses direkt vom CO₂-Regler angesteuert werden. Eine weitere Option ist die Installation mehrerer Sensoren, um die Lüftung basierend auf dem höchsten CO₂-Messwert im Gebäude zu regeln. Für diesen Zweck hat Sentera die Lösung FS-D-000064 entwickelt.
Um das Lüftungssystem nicht nur auf Basis der CO₂-Messung, sondern auf Basis von CO₂ und relativer Luftfeuchtigkeit (und eventuell auch der Temperatur) zu steuern, muss ein CO₂-Regler verwendet werden. Dieses Gerät verfügt über einen integrierten Regelalgorithmus, der eine Klappe oder die Lüfterdrehzahl steuern kann. Dabei werden alle (oder einige) der gemessenen Werte vom Algorithmus berücksichtigt. Ein CO₂-Sensor hingegen wandelt den gemessenen CO₂-Wert sowie die relative Luftfeuchtigkeit (und Temperatur) in drei separate Analogsignale um. Mit einem dieser Signale kann eine Klappenstellung oder eine Lüfterdrehzahl gesteuert werden – jedoch nicht mit allen drei gleichzeitig.
Kondensation in Feuchträumen verhindernIn Räumen wie Toiletten, Badezimmern oder Küchen kommt es zu größeren Schwankungen der relativen Luftfeuchtigkeit. Die relative Luftfeuchtigkeit gibt den tatsächlichen Wasserdampfgehalt der Luft als Prozentsatz der maximalen Menge an, die sie bei der aktuellen Temperatur aufnehmen könnte. Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit speichern als kalte Luft. Bei gleicher absoluter bzw. spezifischer Feuchtigkeit ist die relative Luftfeuchtigkeit von kalter Luft daher weitaus höher als die von warmer Luft. Andere Parameter wie CO₂ oder VOC bleiben hier im Allgemeinen konstanter. Es ist daher sinnvoller, diese Bereiche so zu belüften, dass das Risiko von Kondensation minimiert wird. Kondensation oder übermäßige Feuchtigkeit können zu Schimmelpilzbildung führen, was der Gesundheit schadet.
Die Steuerung des Lüftungssystems ausschließlich auf Basis der relativen Luftfeuchtigkeit im Raum selbst ist jedoch nicht effektiv. Auch die relative Luftfeuchtigkeit der Zuluft ist nicht konstant. Während man bei der Steuerung nach dem CO₂-Gehalt davon ausgehen kann, dass die CO₂-Konzentration der frischen Außenluft ziemlich konstant ist, verhält sich dies bei der relativen Luftfeuchtigkeit anders. Die relative Luftfeuchtigkeit im Freien an einem warmen Sommertag unterscheidet sich komplett von der an einem nassen Herbsttag. Eine Regelung des Lüftungssystems, die sich nur auf die relative Luftfeuchtigkeit im Innenraum stützt, funktioniert daher nicht.
Aus den Messwerten von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit lässt sich die Taupunkttemperatur berechnen. Die Feuchtigkeitssensoren von Sentera messen sowohl die Temperatur als auch die relative Luftfeuchtigkeit und berechnen automatisch die Taupunkttemperatur. Wenn die Luft mit einem Gegenstand in Berührung kommt, dessen Temperatur unter der Taupunkttemperatur liegt, entsteht Kondensation. Die Taupunkttemperatur der Zuluft muss also immer niedriger sein als die Temperatur im Feuchtraum. Wenn wir dies erreichen, können wir Kondensation vermeiden.
Wenn also die relative Luftfeuchtigkeit in einem Feuchtraum zu hoch ist, lässt sich dies durch Lüften lösen – vorausgesetzt, die Taupunkttemperatur der Zuluft ist niedrig genug. Dies erfordert sowohl einen Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit im Innenraum als auch eine Berechnung der Taupunkttemperatur der Zuluft.
Wenn also die relative Luftfeuchtigkeit in einem Feuchtraum zu hoch ist, lässt sich dies durch Lüften lösen – vorausgesetzt, die Taupunkttemperatur der Zuluft ist niedrig genug. Dies erfordert sowohl einen Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit im Innenraum als auch eine Berechnung der Taupunkttemperatur der Zuluft.
VOC-Sensoren in Räumen mit spezifischem Verwendungszweck
Einige Räume erfordern mehr als nur eine CO₂- oder Feuchtigkeitsüberwachung, um eine gute Raumluftqualität aufrechtzuerhalten. VOC-Sensoren sind besonders nützlich in Räumen, in denen spezifische Aktivitäten, Materialien oder Produkte flüchtige organische Verbindungen (VOCs) an die Luft abgeben können.
VOCs können durch Farben, Lacke, Klebstoffe, Reinigungsmittel, Möbel und Baumaterialien freigesetzt werden, aber auch durch Aktivitäten wie Drucken, Fotokopieren, Rauchen oder das Verbrennen von Holz. Erhöhte VOC-Werte können die Raumluftqualität negativ beeinflussen und Beschwerden wie Kopfschmerzen, Müdigkeit, Reizungen und Konzentrationsstörungen verursachen. Eine gute Belüftung ist daher in Bereichen, in denen diese Quellen vorhanden sind, besonders wichtig.
Einige Räume erfordern mehr als nur eine CO₂- oder Feuchtigkeitsüberwachung, um eine gute Raumluftqualität aufrechtzuerhalten. VOC-Sensoren sind besonders nützlich in Räumen, in denen spezifische Aktivitäten, Materialien oder Produkte flüchtige organische Verbindungen (VOCs) an die Luft abgeben können.
VOCs können durch Farben, Lacke, Klebstoffe, Reinigungsmittel, Möbel und Baumaterialien freigesetzt werden, aber auch durch Aktivitäten wie Drucken, Fotokopieren, Rauchen oder das Verbrennen von Holz. Erhöhte VOC-Werte können die Raumluftqualität negativ beeinflussen und Beschwerden wie Kopfschmerzen, Müdigkeit, Reizungen und Konzentrationsstörungen verursachen. Eine gute Belüftung ist daher in Bereichen, in denen diese Quellen vorhanden sind, besonders wichtig.
Die VOC-Überwachung eignet sich hervorragend für Lagerräume, Räume mit Fotokopierern oder Druckgeräten, Druckereien, Werkstätten und Lagerhallen für Baumaterialien. In diesen Räumen überwacht der Sensor kontinuierlich die Veränderungen der Luftqualität und ermöglicht es dem Lüftungssystem, bei Bedarf zu reagieren. Wenn die VOC-Werte steigen, kann die Lüftung den Luftstrom erhöhen, um verunreinigte Luft schneller abzuführen. Sobald sich die Luftqualität verbessert, kann das System den Luftstrom wieder reduzieren.
Dieser Ansatz ist besonders nützlich, wenn eine reine CO₂- oder Feuchtigkeitsüberwachung nicht ausreicht. CO₂ ist in erster Linie ein Indikator für die Personenbelegung, während die VOC-Überwachung Veränderungen erkennen kann, die durch Materialien, Produkte und spezifische Aktivitäten verursacht werden. Dies liefert dem Lüftungssystem zusätzliche Informationen und ermöglicht es ihm, effektiver auf die tatsächlichen Bedingungen im Raum zu reagieren.
Dieser Ansatz ist besonders nützlich, wenn eine reine CO₂- oder Feuchtigkeitsüberwachung nicht ausreicht. CO₂ ist in erster Linie ein Indikator für die Personenbelegung, während die VOC-Überwachung Veränderungen erkennen kann, die durch Materialien, Produkte und spezifische Aktivitäten verursacht werden. Dies liefert dem Lüftungssystem zusätzliche Informationen und ermöglicht es ihm, effektiver auf die tatsächlichen Bedingungen im Raum zu reagieren.
Der DSVCG2-4 wurde speziell für die Überwachung der Luftqualität in Lüftungskanälen entwickelt. Er misst Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und den VOC-Index und liefert so einen klaren Hinweis auf Veränderungen der Luftqualität. Der VOC-Index kann zur Unterstützung der bedarfsgerechten Lüftung herangezogen werden und bestimmt, wann ein zusätzlicher Luftstrom erforderlich ist.
Der Sensor lässt sich in Zu-, Ab- und ausgeglichene Lüftungssysteme sowie in Lüftungsregler und Gebäudeleitsysteme integrieren. In einem ausgeglichenen System (kontrollierte Wohnraumlüftung) kann der Abluftstrom auf den VOC-Wert reagieren, während der Zuluftstrom entsprechend folgt. Dies trägt dazu bei, ein stabiles Raumklima aufrechtzuerhalten und unerwünschte Druckunterschiede zwischen dem Raum und den umliegenden Bereichen zu vermeiden.
Durch die kontinuierliche Überwachung der Luftqualität und die bedarfsgerechte Anpassung der Lüftung kann der DSVCG2-4 dazu beitragen, ein saubereres, komfortableres und gesünderes Innenraumklima zu schaffen. Gleichzeitig wird die Lüftung nur dann erhöht, wenn die gemessenen Bedingungen es erfordern, was unnötigen Luftstrom und Energieverbrauch vermeiden hilft.
Durch die kontinuierliche Überwachung der Luftqualität und die bedarfsgerechte Anpassung der Lüftung kann der DSVCG2-4 dazu beitragen, ein saubereres, komfortableres und gesünderes Innenraumklima zu schaffen. Gleichzeitig wird die Lüftung nur dann erhöht, wenn die gemessenen Bedingungen es erfordern, was unnötigen Luftstrom und Energieverbrauch vermeiden hilft.