Lüftung, Luftwechsel, Luftzirkulation

Physiologie von Frischluft, Luftqualität und Luftbelastung

Die Luft setzt sich neben Sauerstoff aus vielen unterschiedlichen Stoffen zusammen. Das physiologische Wohlbefinden der Menschen hängt dabei stark von der Qualität der Luft ab. Bereits eine Abnahme des Sauerstoffs auf 15% führt zu Müdigkeit und Kopfschmerzen. Zu hohe Kohlendioxid- und Kohlenmonoxid-Belastungen der Luft können zu Vergiftungserscheinungen führen, d.h. sich gesundheitsschädlich auswirken. Kritisch sind auch in der Luft befindliche Mikroorganismen wie z.B. Pilzsporen, Bakterien und Viren zu beurteilen.

Gallerie

Die Luft besteht aus

  • ca. 21% Sauerstoff
  • ca. 78% Stickstoff
  • weniger als 0,1% Kohlendioxid
  • Edelgasen (z.B. Argon, Krypton, Helium), Methan, Kohlenmonoxid
  • Wasserdampf
  • Staubpartikeln
  • Aerosolen
  • Schwefelverbindungen
  • flüchtigen organischen Verbindungen (VOC)
  • Ozon (regional und zeitlich unterschiedlich)

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie und der Universitätsmedizin Mainz haben in einer im März 2020 veröffentlichten Studie berechnet, dass sich Luftverschmutzung – insbesondere Feinstaub und Ozon – unmittelbar negativ auf die Gesundheit der Menschen auswirkt. Die Belastungen sind zwar je nach Land unterschiedlich, führen jedoch weltweit zu einer verkürzten Lebenserwartung von durchschnittlich drei Jahren (siehe Surftipps).

Neben den gesundheitsschädlichen Auswirkungen der in der Luft befindlichen Stoffe kann auch die sogenannte olfaktorische Behaglichkeit darunter leiden. Ist die Luft muffig, abgestanden oder verbraucht, sinkt die olfaktorische Behaglichkeit erheblich. Körperliche Ausdünstungen, mangelnde Hygiene, der Geruch verdorbener Lebensmittel, ebenso Zigarettenrauch, Ruß, Ausdünstungen technischer Geräte wie Drucker, Kopierer und Scanner werden als unangenehm bis unerträglich empfunden.

In Innenräumen ist deshalb auf die Zufuhr von Frischluft, auf Luftzirkulation und auf Luftwechsel zu achten. Die Zufuhr von Frischluft kann dabei durch natürliche Lüftung wie z.B. das Öffnen von Fenstern oder durch mechanische Lüftungs- und Klimaanlagen erfolgen. Die natürliche Fensterlüftung hat dabei den Vorteil, dass sich der Grad der Öffnung – also ob das Fenster ganz geöffnet wird oder nur gekippt bzw. auch die Anzahl der geöffneten Flügel – sowie Zeitpunkt, Dauer und Häufigkeit des Lüftens individuell und je nach subjektivem Empfinden gestalten lassen. Unterschieden wird nach Stoßlüftung und Dauerlüftung.

Die Luft gerät durch Wind, Druck- und Temperaturunterschiede in Bewegung. Bei einem geöffneten Fenster strömt etwa die warme Zimmerluft oben nach draußen und im unteren Teil strömt kältere Außenluft in den Innenraum. Thermischer Auftrieb, Differenzdruck, Strömungsgeschwindigkeit, Lüftungsfläche, Lage der Öffnungen und Gebäudehöhe stehen dabei in gegenseitiger Abhängigkeit.

Die DIN 1946 Raumlufttechnik definiert dazu rechnerische Messwerte wie z.B. Luftvolumenstrom, Luftwechselrate und Luftwechselzahl. Die DIN 1946-6: Lüftung von Wohnungen stellt Regeln für die Belüftung von Wohngebäuden auf und legt Grenzwerte sowie Berechnungsmethoden für den notwendigen Luftaustausch fest. Dadurch kann definiert werden, ob eine lüftungstechnische Maßnahme für ein Gebäude erforderlich ist. Die DIN EN ISO 7730 Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit enthält Verfahren, anhand derer das allgemeine menschliche Wärmeempfinden und der Grad der Unbehaglichkeit von Menschen vorausgesagt werden können.

Im Allgemeinen werden Luftbewegungen zwischen 0,12 m/s im Winter und bis zu 0,19 m/s im Sommer als angenehm empfunden. Eine Luftzirkulation von mehr als 0,2 m/s gilt dagegen bereits als störende Zugluft.

Fachwissen zum Thema

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Markante Hitzewellen, mit einer Serie von mindestens 14 Tagen, an denen der Durchschnitt der täglichen Höchsttemperatur mindestens 30 °C beträgt, wurden in Deutschland, der Schweiz und Österreich seit den 1990er-Jahren deutlich häufiger.

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Meteorologisch-klimatologische Kenntage und Messwerte

Sonnenlicht und Strahlung

Sonnenlicht ist eine wellenförmige und elektromagnetische Strahlung, von der jedoch nur ein relativ kleines Spektrum zwischen Wellenlängen von 380 und 780 Nanometer sichtbar ist.

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Wellenlängen, sichtbares Spektrum, Farbe und Energie

Sommerlicher Wärmeschutz

Wesentliches Ziel des sommerlichen Wärmeschutzes ist es, der Überhitzung von Innenräumen vorzubeugen.

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Hitzewelle

Hitzewellen sind mehrtägige Phasen mit ungewöhnlich hoher Temperatur unter Einbeziehung von Luftfeuchtigkeit als Schwüle, starker Sonnenstrahlung und geringem oder sogar fehlendem Wind.

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Kontrollierte Lüftung und umfangreiche Verschattung helfen bei sehr hohen Temperaturen.

Lüftung, Luftwechsel, Luftzirkulation

Das physiologische Wohlbefinden der Menschen hängt dabei stark von der Qualität der Luft ab (im Bild: Lüftung über gläserne Schiebe-Elemente).

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