Die Gesund­heit ihrer Mitar­beiter ist für die meisten Unter­nehmen ein hohes Gut. Dafür ergreifen sie zahl­reiche Maßnahmen von ergo­no­mi­schen Arbeits­plätzen bis zur Betriebs­sport­gruppe. Auch die Betreiber der Gebäude haben den Anspruch, dass sich die Menschen, die sich in den Räumen aufhalten, wohl­fühlen und gute Bedin­gungen vorfinden, um ihre Leis­tung zu bringen. Die bringen ihnen schließ­lich die Miete. Ein wesent­li­cher Faktor findet dabei in der Regel nur wenig Beach­tung: die Luft­qua­lität in den Räumen.

Luft ist Lebens­qua­lität

Denn wir können Wochen ohne Nahrung und Tage ohne Wasser über­leben, aber nur wenige Minuten ohne Luft. Wir atmen täglich bis zu 15.000 Liter Luft ein und aus. Deshalb ist es so wichtig, dass die Qualität dieser Luft so hoch wie möglich ist. Sie ist entschei­dend für die Gesund­heit, wichtig für unsere tägliche Produk­ti­vität und uner­läss­lich für das mensch­liche Wohl­be­finden.

Da sich die meisten Euro­päer mehr als 90 Prozent ihrer Zeit in Innen­räumen aufhalten, wird schnell deut­lich, dass vor allem dort gute Luft­qua­lität ein kriti­scher Faktor ist. In Innen­räumen wirken die umge­benden klima­ti­schen Bedin­gungen und Umwelt­ein­flüsse auf die Luft. Aber auch die Anzahl der anwe­senden Personen, das Mobi­liar, tech­ni­sche Geräte oder die verwen­deten Baustoffe beein­flussen unmit­telbar die Qualität der Luft.

Wir atmen täglich bis zu 15.000 Liter Luft ein und aus. Deshalb ist es so wichtig, dass die Qualität dieser Luft so hoch wie möglich ist.

Steigen aufgrund des Klima­wan­dels die Tempe­ra­turen draußen, kann das drinnen schnell zu feucht-warm stickigen Bedin­gungen führen, die den Alltag stark einschränken. Ein weniger offen­sicht­li­cher, aber dennoch spür­barer Indi­kator von schlechter Luft­qua­lität ist beispiels­weise der Kohlen­di­oxid­an­teil. Eine Studie der Harvard School of Public Health zeigt, dass die Produk­ti­vität eines Menschen um 19 Prozent sinkt, wenn sich der CO₂-Anteil in der Luft um 400 ppm erhöht. Zum Vergleich: Die Euro­päi­schen Norm 13779 bewertet die Raum­luft­qua­lität mit einem CO₂-Gehalt von bis zu 1.000 ppm als mittel, ab 1.400 ppm als niedrig. Auch Gase, Sporen, winzige Partikel oder gefähr­liche Keime oder Viren sind unsicht­bare Gesund­heits­ge­fahren.

Para­meter gegen die Pandemie

Das ist uns mit Sars-CoV-2 ganz beson­ders deut­lich vor Augen geführt worden. Wir wissen, dass sich das neue Coro­na­virus beson­ders stark über Aero­sole verbreitet. Daher ist die Frage, wie man Innen­räume in dieser Hinsicht sicherer machen kann, von größter Bedeu­tung. Es wurden bereits Para­meter iden­ti­fi­ziert, mit denen sich das Über­tra­gungs­ri­siko einschätzen lässt. Weil jeder Mensch CO₂ ausatmet, gibt die CO₂-Konzen­tra­tion in einem Raum Auskunft darüber, wie verbraucht die Luft ist. Das heißt: Je höher der Anteil an CO₂-Teil­chen, desto höher ist der Anteil an Luft, die mehr­mals geatmet wurde. Je höher wiederum die CO₂-Konzen­tra­tion ist, desto höher ist auch das Anste­ckungs­ri­siko. Das Umwelt­bun­desamt hat daher soge­nannte CO₂-Ampeln vorge­schlagen: Wenn Sensoren einen vorher defi­nierten CO₂-Wert regis­trieren, muss gelüftet werden.

Auch die Luft­feuch­tig­keit spielt eine entschei­dende Rolle bei der Verbrei­tung des Virus. So hat ein Forscher­team der Univer­sity of Missouri nach­ge­wiesen, dass sich Teil­chen bei hoher Luft­feuch­tig­keit sowohl länger in der Luft halten als auch weiter bewegen können, als in trockener Luft. Der Haken dabei: Ab einem Feuch­tig­keits­grad von unter 40 Prozent leiden die Schleim­häute des Menschen und sind dann anfäl­liger für Erkran­kungen (Bild 2).

Bild 2: Der für Menschen opti­malen Luft­feuch­tig­keits­be­reich ist gleich­zeitig ein schlechtes Klima für Keime und Viren. (Grafik | ebm-papst)

Luft­qua­lität ist keine Gefühls­sache

Es ist gut, diese Para­meter zu kennen. Viele Gebäu­de­be­treiber können ihren Nutzern aber nicht sagen, wie oft die Luft tatsäch­lich ausge­tauscht wird oder wie sauber sie ist. Um die Para­meter kontrol­lieren zu können, muss man sie erkennen – und steuern. Und das ist in den aller­meisten Gebäuden zurzeit tech­nisch nicht möglich. Der Status quo im Manage­ment der Luft­qua­lität von Innen­räumen lautet: nach Gefühl. Oft wird so mehr gelüftet als eigent­lich nötig wäre – mit nega­tiven Auswir­kungen auf die Ener­gie­ef­fi­zienz.

Mit Daten zur opti­malen Luft­qua­lität

ebm-papst neo, das Start-up des Mulfinger Luft- und Antriebs­spe­zia­listen, möchte diesen Zustand ändern. Und bietet mit RESET den welt­weit ersten sensor­ba­sierten Gebäu­de­stan­dard für gewerb­liche Gebäude und deren Innen­räume an. Der Stan­dard über­wacht, kommu­ni­ziert und zerti­fi­ziert die Luft­qua­lität in Gebäuden. Dazu erfassen Sensoren in der Frisch­luftzu- und abfuhr sowie in den Innen­räumen verschie­dene Luft­qua­li­täts­pa­ra­meter: Tempe­ratur, Luft­feuch­tig­keit, Kohlen­di­oxid, Fein­staub (PM2.5) und TVOC, also Gase, die die im Innen­raum vorhan­denen Mate­ria­lien emit­tieren (Bild 3). Um die Genau­ig­keit der erfassten Daten sicher­zu­stellen, gibt RESET strenge Vorgaben zur Präzi­sion der Sensoren und der Art der Daten­über­tra­gung vor.

Die Daten werden über ein Konnek­ti­vi­täts­modul, das soge­nannte Gateway, an die ebm-papst Buil­ding Connect Platt­form gesendet. Auf dieser Platt­form werden die Daten verar­beitet, analy­siert und einer­seits dem Gebäu­de­be­treiber zur Verfü­gung gestellt und ande­rer­seits dazu verwendet, die Gebäu­de­steue­rung zu opti­mieren. Die ebm-papst Buil­ding Connect Platt­form trägt somit aktiv dazu bei, die Luft­qua­lität in Räumen zu über­wa­chen und ener­gie­ef­fi­zient zu steuern. Algo­rithmen lernen aus Nutzer­ver­halten, Gebäu­de­merk­malen und Umwelt­be­din­gungen, und erschaffen mit ener­gie­spa­renden Venti­la­toren ein opti­miertes Innen­raum-Ökosystem.

Bild 3: Der RESET Stan­dard erfasst über Sensoren verschie­denste Luft­qua­li­täts­pa­ra­meter in der Frisch­luftzu- und abfuhr sowie in den Innen­räumen. (Grafik | ebm-papst)

Partikel zählen, nicht schätzen

RESET bietet zudem demnächst einen Index an, der das Infek­ti­ons­ri­siko in einem Raum angeben kann. Dazu nutzt er zum einen Luft­pa­ra­meter wie die CO₂-Konzen­tra­tion, aber auch die tatsäch­liche Parti­kel­be­las­tung. So lassen sich an der Decke montierte Filter­ein­heiten mit dem System vernetzen. Sie filtern nicht nur Schad­stoffe und auch Viren aus der Luft, sondern liefern über einen Fein­staub­sensor auch Daten über Parti­kel­an­zahl. Diese lassen sich für den RESET Index nutzen. Er gleicht die gemes­sene Anzahl von Parti­keln in der Luft mit der tatsäch­li­chen Luft­rei­ni­gungs­rate – in der aero­so­li­sierte Virus­par­tikel elimi­niert werden – ab. So müssen sich Gebäu­de­be­treiber nicht auf Schätz­werte verlassen und mehr Lüften als eigent­lich nötig. So schaffen sie in den Innen­räumen saubere Luft, und das möglichst ener­gie­ef­fi­zient.

Bild 4: Der RESET zerti­fi­zierte Venti­lator von ebm-papst sendet mithilfe von Sensoren und Gateway eine Fülle von Daten an die ebm-papst Buil­ding Connect Platt­form und trägt so dazu bei, die Luft­qua­lität in Räumen zu über­wa­chen und zu steuern. (Bild | ebm-papst)

Schnell und einfach zu imple­men­tieren

Die Möglich­keit, mit der ebm-papst Buil­ding Connect Platt­form auch die Gebäu­de­steue­rung zu regeln, hat den Vorteil, dass man auch einer einfa­chen Steue­rung ein inter­net­fä­higes Gehirn aufsetzen kann. So kann man zum Beispiel einer zeit­ge­steu­erten Lüftung opti­mierte Zeiten vorgeben und so die Luft­qua­lität in Echt­zeit regeln.
Der große Vorteil der ebm-papst Buil­ding Connect Platt­form: Sie ist schnell und ohne großen Aufwand zu imple­men­tieren. Experten besich­tigen die Räume und defi­nieren die Posi­tion der Sensoren. Anhand von Raum­plänen entsteht auf der Buil­ding Connect Platt­form ein digi­taler Zwil­ling des Gebäudes. Nach der Instal­la­tion der Sensoren, ist das System schon einsatz­be­reit. Eine Sache von wenigen Wochen.

Dieses Prinzip unter­streicht auch der RESET zerti­fi­zierte Venti­lator von ebm-papst: Dieses Kombi­pro­dukt besteht aus einem ener­gie­spa­renden Venti­lator mit RESET zerti­fi­zierten Sensor und Gateway (Bild 4). Der RESET zerti­fi­zierte Venti­lator liefert so Venti­la­to­ren­daten wie Dreh­zahl, Vibra­tion, Geräusch, Luft­ge­schwin­dig­keit, Leis­tungs­auf­nahme und gleich­zeitig die oben beschrie­benen Para­meter zur Luft­qua­lität. Inso­fern ist der RESET zerti­fi­zierte Venti­lator eine echte Plug-and-Play-Lösung: Einbauen, einste­cken – und tief durch­atmen.