Technologie
Lüftungssteuerung nach CO2
Wie eine Lüftungssteuerung nach CO2 funktioniert, welche Werte UBA, ASR A3.6 und DIN EN 16798-1 nennen und wo sich die Regelung lohnt.
Eine Lüftungssteuerung nach CO2 misst den CO2-Gehalt im Raum und stellt danach den Luftstrom ein. Sind viele Personen im Raum, steigt der Wert und die Anlage fördert mehr Außenluft. Ist der Raum leer, läuft sie langsamer. Fachleute nennen das bedarfsgeführte Lüftung. Sie funktioniert nur, wenn die Anlage ihren Luftstrom automatisch ändern kann.
Wie funktioniert eine Lüftungssteuerung nach CO2?
Menschen atmen CO2 aus. Der CO2-Gehalt zeigt daher indirekt, wie viele Personen im Raum sind. Das US-Energieministerium beschreibt das Prinzip in seinem Technikhinweis DOE/EE-0293: CO2-Sensoren melden den Wert an eine Lüftungsanlage, die die Außenluftmenge anpasst. Der CO2-Wert dient dabei als Ersatz für die Belegung. Die Lüftung folgt der tatsächlichen Nutzung und nicht einem festen Planwert.
- Messen Ein Sensor im Raum misst den CO2-Gehalt in ppm (Teile pro Million).
- Vergleichen Ein Regler vergleicht den Messwert mit dem eingestellten Zielwert.
- Anpassen Die Anlage ändert den Luftstrom, zum Beispiel über Ventilatoren oder Klappen. Bei Fensterlüftung können motorische Fensterantriebe öffnen.
- Zurückfahren Sinkt der Wert, fährt die Anlage den Luftstrom wieder herunter.
Welche CO2-Werte gelten für die Lüftungssteuerung?
In Deutschland gelten drei Quellen als Maßstab. Die erste sind die Leitwerte des Umweltbundesamtes (UBA). Sie stehen in den Hygienischen Leitwerten für die Innenraumluft, Stand 4. Juli 2022:
Die zweite Quelle ist die Arbeitsstättenregel ASR A3.6 Lüftung (Ausgabe Januar 2012, zuletzt geändert 2018). Ihre Tabelle 1 nennt dieselben Stufen. Nach Abschnitt 6.3 muss eine raumlufttechnische Anlage so ausgelegt sein, dass die CO2-Konzentration von 1.000 ppm eingehalten wird. Das Maß von 1.000 ppm ist alt. Nach einem UBA-Beitrag von 2024 setzte es Max von Pettenkofer schon 1858 als Zeichen guter Luft an.
Die dritte Quelle ist DIN EN 16798-1 (Ausgabe März 2022). Sie arbeitet mit Kategorien und gibt den CO2-Wert als Anstieg über der Außenluft an. Das REHVA Journal 4/2019 nennt für Büros und Klassenräume 550 ppm über Außenluft in Kategorie I, 800 ppm in Kategorie II und 1.350 ppm in Kategorie III. Die Norm ist kostenpflichtig. Prüfen Sie Ausgabe und nationalen Anhang, die für Ihr Projekt gelten.
ASR und UBA nennen absolute Werte, die Norm nennt Werte über der Außenluft. Eine Lüftungssteuerung muss deshalb wissen, welchen Zielwert sie halten soll. Legen Sie ihn vor der Einrichtung fest.
Was spart eine bedarfsgeführte Lüftung?
Die Einsparung hängt stark vom Gebäude ab. Eine einzelne Zahl für alle Fälle gibt es nicht. Das US-Energieministerium sieht das größte Potenzial dort, wo die Belegung im Tagesverlauf wechselt, schwer vorhersehbar ist und hohe Spitzen hat. Als Beispiele nennt es große Büros, Auditorien, Verkaufsräume und Theater. Hohe Energiepreise und viel Heiz- oder Kühlbedarf erhöhen den Nutzen.
Das Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) schreibt in einem Bericht von 2012, dass Übersichtsarbeiten ein deutliches Sparpotenzial zeigen. Der Bericht nennt eine Modellrechnung von Brandemuehl und Braun (1999) mit bis zu 20 Prozent weniger Kühlenergie. In normalen Büroräumen lohnt sich die Regelung laut LBNL aber nur, wenn die Grundlüftung sehr hoch angesetzt ist. Das US-Energieministerium weist zudem darauf hin, dass sie in Gebäuden mit Wärmetauschern womöglich keine Energie spart.
Was braucht eine Lüftungssteuerung nach CO2?
- Eine Anlage, die den Luftstrom automatisch ändern kann. Laut US-Energieministerium geht die Regelung nur dort, wo sich die Außenluftzufuhr automatisch einstellen lässt. Ältere pneumatische Regelungen müssen dann zuerst erneuert werden.
- Genaue Sensoren an einem sinnvollen Ort. Das UBA empfiehlt für CO2-Ampeln in Schulen die Atemhöhe (etwa 1,5 m bei sitzenden Personen) und die Raummitte, nicht Fenster oder Wände.
- Eine Prüfung nach dem Einbau und eine Kalibrierung in festen Abständen.
- Eine Möglichkeit, die Automatik von Hand zu übersteuern.
Die Genauigkeit der Sensoren ist der häufigste Schwachpunkt. Das LBNL prüfte 208 CO2-Sensoren in 34 Gebäuden. Bei etwa 1.010 ppm lagen rund 40 Prozent um mehr als 75 ppm daneben. Kein Facility Manager gab an, Sensoren nach der Installation kalibriert zu haben. Das ergab die LBNL-Studie "CO2 Monitoring for Demand Controlled Ventilation in Commercial Buildings" von 2010. Wie Sie Messgeräte aufstellen, lesen Sie im Beitrag Raumluftqualität messen.
Was kostet eine Lüftungssteuerung nach CO2?
Eine belegte Preisangabe für Deutschland liegt uns nicht vor. Die Kosten hängen vom Gebäude ab. Sie steigen mit der Zahl der Räume und mit dem Aufwand, die Anlage regelbar zu machen. Auch Sensoren, die Anbindung an Regler oder GLT, die Inbetriebnahme und die laufende Kalibrierung zählen. Lassen Sie sich Angebote für Ihr Gebäude einholen.
Wo ist eine Lüftungssteuerung sinnvoll und wo nicht?
Sinnvoll ist sie in Räumen mit stark wechselnder Belegung, etwa Besprechungsräumen, Hörsälen, Klassenräumen oder Verkaufsflächen. Dort ist der Luftbedarf oft viel kleiner als der Planwert. Bei gleichbleibender Nutzung bringt die Regelung nach CO2 weniger.
Ungeeignet ist sie laut US-Energieministerium in Industrie- und Laborräumen. Dort stammen Schadstoffe nicht von Menschen. Die Lüftung soll nur dann nach CO2 laufen, wenn die Anwesenheit von Personen der Hauptgrund für das Lüften ist. Der CO2-Wert sagt nichts über Gerüche aus Möbeln, Reinigungsmitteln oder Maschinen.
In Gebäuden ohne zentrale Anlage hilft zunächst die Anzeige. Laut UBA haben die meisten deutschen Schulen keine zentralen Lüftungsanlagen. Dort zeigt eine Ampel, wann Sie lüften sollten. Eine automatische Lüftung geht erst mit Fensterantrieben oder Lüftungsgeräten. Das UBA vergleicht in einer Studie Schulen mit Fensterlüftung, motorischer Fensterlüftung und maschineller Lüftung.
Nomestic misst das Raumklima raumweise und regelt die Lüftung vollautomatisch, mit oder ohne GLT und ohne Austausch der vorhandenen Lüftungstechnik. Mehr dazu auf der Seite zur ClimateIQ-Plattform. Wie die Regelung der Gebäudetechnik rechtlich eingeordnet wird, zeigt der Beitrag Was ist Gebäudeautomation?.
