Wieviel Lüftung braucht der Mensch?

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1 Wieviel Lüftung braucht der Mensch? DI Peter Tappler Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger Arbeitskreis Innenraumluft am BMLFUW IBO Innenraumanalytik OG

2 Komfort im Wandel der Zeiten Komfort 1900: Toiletten im Haus, Gasherd, Kastenfenster, eigenes Bett

3 Komfort im Wandel der Zeiten Komfort 1900: Toiletten im Haus, Gasherd, Kastenfenster, eigenes Bett Komfort 1920: Toiletten in Wohnung, Fliesswasser, Waschküche Komfort 1960: Wannenbad, Kinderzimmer, Lift, Verbundfenster, Etagenheizung Komfort 1980: Dämmung zur Energieeinsparung und Schimmelvermeidung, Dichtungen an Fenstern, Fernwärme

4 Energie- Verbrauch Thermische Behaglichkeit Dichtheit Gebäudelüftung f GEE 0,55 E 0,70 0,85 1,00 A A A 1,75 2,50 3,25 4,00 Grafik: energie:bewußt Kärnten

5 Luftmengendilemma Fenster und Türen müssen dicht ausgeführt sein Gebäudehülle muss luftdicht sein (OIB- Richtlinie 6), Förderungen für sehr dichte Gebäude Energieeffizienz nur so erreichbar OIB-Richtlinie Teil 3 (Bautechnikverordnung) fordert ausreichende Lüftung!

6 Befürchtungen zu dichten Gebäuden Grafiken nach Keul

7 Luftfeuchte in Wohnräumen ohne LüftungL Behaglichkeit Schlafzimmer unbehaglich feucht 80 rel. Feuchtigkeit [%] unbehaglich trocken behaglich noch behaglich 0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 Temperatur innen [ C]

8 CO 2 -Konzentration als Marker Gute Korrelation zwischen CO 2 -Konzentration und Geruchsintensität 0,25 Konzentration CO2 in Vol% 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 CO2 Geruchsintensität Zeit in Minuten 4 sitzende Personen in 30 m 3 Raum, Luftwechselzahl 0,8 (nach Pluschke 1996)

9 CO 2 -Konzentration als Marker für f r Qualität % Unzufrieden Richtwert natürlich belüftete Räume Österr. Akademie der Wissenschaften/BMLFUW Pettenkofer-Wert CO 2 Konzentration absolut

10 CO 2 in dichten Gebäuden CO 2 -Konzentration [ppm] Verlauf der CO 2 -Konzentration Einfamilienhaus, alle Türen offen, mit 3-maliger Richtwert gleitender Stunden-Mittelwert natürlich belüftete Räume Fensterlüftung, LW = 0,05 h -1 CO2-Konzentration Gleitender Stunden-MW Lüftungsphase 10 Minuten Lüftungsphase 10 Minuten Alle Fenster gekippt für 1 h Nacht 7:00 7:50 8:40 9:30 10:20 11:10 12:00 12:50 13:40 14:30 15:20 16:10 17:00 17:50 18:40 19:30 20:20 21:10 22:00 22:50 23:40 0:30 1:20 2:10 3:00 3:50 4:40 5:30 6:20 Uhrzeit CO 2 -Rechner,

11 CO 2 in konventionellen Schlafzimmern 7190 Studie "Raumluftqualität und Bewohnergesundheit in neu errichteten Wohnhäusern" CO2-Gehalt der Raumluft des Schlafzimmers - max. Stundenmittelwert konventionelle Häuser 4000 CO2-Gehalt [ppm] niedrig sehr niedrig mässig mittel Luftqualität hoch ~ 80% der Schlafzimmer mit reiner Fensterlüftung hatten niedrige bzw. sehr niedrige Luftqualität

12 Komfort 2015 Komfort 2015: ausreichend frische, schadstoffreduzierte Innenraumluft durch Komfortlüftung, hohe Wandtemperaturen, keine Gerüche, große Glasflächen ohne relevante Wärmeverluste

13 Effekte geringerer CO 2 -Konzentrationen Satish et al. (2012): Is CO 2 an Indoor Pollutant? Direct Effects of Low-to-Moderate CO 2 Concentrations on Human Decision-Making Performance. Env. Health Perspectives. NIEHS

14 CO 2 in österreichischen Schulen Messzyklus 2006 Messzyklus Konzentration CO2 [ppm] Schule 1-1A Schule 1-1B Schule 2-1A Schule 2-1B Schule 3-LGB1 Schule 3-LGB2 Schule 4-1A Schule 4-1C Schule 5-1C Schule 5-2C Schule 6-1B Schule 6-2A Schule 7-1A Schule 7-1B Schule 2-1A Schule 2-1B Schule 3-LGB1 Schule 3-LGB2 Schule 7-1A Schule 7-1B Schule 8-1A Schule 8-2A Schule 9-1C Schule 9-2A LUKI Luft-Kinder-Studie des UBA, IBO, Inst. F. Umwelthygiene/MedUni-Wien 2008

15 Lüftung = Leistung & Gesundheit 3,6 m³/h pro Schüler mehr Frischluft: Etwa 3% mehr Leistungsfähigkeit bei Schularbeit Etwa 1.5% weniger Fehlstunden wegen Krankheit Wargocki (2014): Vortrag im Rahmen des Innenraumtages des BMLFUW 2014

16 Kostenersparnis Schulen Dänemark D Durchschn. jährlicher Effekt Trend des Effektes Öffentliches Budget total 37 Millionen Steigend erhöhte Produktivität 16 Millionen Steigend weniger Wiederholer 15 Millionen Steigend weniger Krankenstände Lehrer 6 Millionen Konstant Bruttoinlandsprodukt total 170 million Steigend erhöhte Produktivität 104 Millionen. Steigend weniger Wiederholer 67 Millionen Steigend weniger Krankenstände Lehrer N/A N/A

17 Können wir zurück? Derzeit etwa 45 m²/ Person

18 Spannungsfeld LüftungsanlagenL Altbestand Niedrigenergiehaus Passivhaus Nullenergiehaus Plusenergiehaus Probleme vor allem auf Grund von Planungsmängel und Fehlern bei Errichtung Niedrige Luftfeuchte bei üblicher Nutzung: Schleimhautreizungen, Materialschäden Energiefressende, laute Ventilatoren, Strömungsgeräusche

19 CO 2 in mech. belüfteten Schlafzimmern Studie "Raumluftqualität und Bewohnergesundheit in neu errichteten Wohnhäusern" CO 2 -Gehalt der Raumluft des Schlafzimmers - max. Stundenmittelwert Passiv- und Niedrigstenergieobjekte 4000 CO2-Gehalt [ppm] niedrig sehr niedrig mässig mittel Luftqualität hoch ~ 44% der mechanisch belüfteten Schlafzimmer hatten niedrige bzw. sehr niedrige Luftqualität Richtwert für CO

20 Warum zu wenig Luft im Schlafzimmer? Zuluftvolumen bis Februar 2014 definiert durch Luftwechsel, berechnet über Gesamtraumvolumen der Wohnung/des Hauses Neu: personenbezogene Zuluftvolumina nach ÖNORM H 6038 Schlafzimmer für 2 Personen: 25 m³ pro Person und Stunde bei luftqualitätsabhängiger Regelung 20 m³ pro Person und Stunde bei manueller Steuerung oder Zeitsteuerung Die Luftvolumenströme sind laut ÖNORM H 6038 (2014) mittels raumweiser Einregulierung durch druckkompensierte Messgeräte einzustellen, ein Messprotokoll ist zu erstellen!

21 Fehlermöglichkeiten groß Kein Geruchsverschluss, direkte Anbindung an Kanalsystem

22 Mit der Entscheidung für dichte Gebäude haben wir uns für mechanische Lüftungssysteme entschieden! Schon jetzt entsprechen neue Gebäude ohne mechanischer Lüftung in der Regel nicht den Bautechnikverordnungen der Länder

23 Wieviel Lüftung braucht der Mensch? OIB-Richtlinie 3 Hygiene, Gesundheit & Umweltschutz ist (wird) Basis aller Bautechnikverordnungen der Länder Aufenthaltsräume und Sanitärräume müssen durch unmittelbar ins Freie führende Fenster ausreichend gelüftet werden können. Davon kann ganz oder teilweise abgesehen werden, wenn eine mechanische Lüftung vorhanden ist, die eine für den Verwendungszweck ausreichende Luftwechselrate zulässt. Bei sonstigen innen liegenden Räumen, ausgenommen Gänge, ist für eine Lüftungsmöglichkeit zu sorgen. Ist bei Aufenthaltsräumen eine natürliche Lüftung zur Gewährleistung eines gesunden Raumklimas nicht ausreichend, muss eine entsprechend bemessene mechanische Lüftung errichtet werden.

24 Inkrafttreten OIB-Richtlinien

25 OIB-Richtlinie 3 Erläuterungen Für die Beurteilung der Raumluftqualität können beispielsweise die Richtlinie zur Bewertung der Innenraumluft: CO 2 als Lüftungsparameter..ÖNORM EN 13779, H herangezogen werden. Ist Fensterlüftung alleine ausreichend, um die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen?

26 Österreichische Richtwerte für f r CO 2 Lebensministerium / Österr. Akademie der Wissenschaften Innenraum- Luftqualität EN usw Natürlich belüftete Räume (CO 2 -absolut) Mechanisch belüftete Räume (CO 2 -absolut) Hoch < 800 ppm Mittel ppm Mäßig ppm Niedrig ppm (Sehr niedrig > 1900 ppm) Zielwert < 1000 ppm Zielwert < 800 ppm Gleitd. Std. MW < 1000 ppm gleitd. Std. MW < 1400 ppm Einzelwerte max ppm Einzelwerte max ppm Keine Einzelwerte > 1900 ppm Keine Einzelwerte > 1400 ppm BMLFUW/Österr. Akademie der Wissenschaften (2011): Richtwerte für CO 2 als Lüftungsparameter

27 Mechanische Lüftung L erforderlich? OIB-Richtlinie 3 & Kommentare Kommentare zu OIB-Richtlinie verweisen auf Richtlinie der Akademie der Wissenschaften zu CO 2 und EN OIB-Richtlinie 3 in Bautechnik-VO der Länder übernommen Zumindest mäßig als Stundenmittelwert = ausreichend Empfehlungen Gesetzliche Vorgabe Worst-case Annahme

28 Ausreichend = mäßm äßig nach EN Lebensministerium / Österr. Akademie der Wissenschaften Innenraum- Luftqualität EN usw Natürlich belüftete Räume (CO 2 -absolut) Mechanisch belüftete Räume (CO 2 -absolut) Hoch < 800 ppm Mittel ppm Mäßig ppm Niedrig ppm (Sehr niedrig > 1900 ppm) Zielwert < 1000 ppm Zielwert < 800 ppm Gleitd. Std. MW < 1000 ppm gleitd. Std. MW < 1400 ppm Einzelwerte max ppm Einzelwerte max ppm Keine Einzelwerte > 1900 ppm Keine Einzelwerte > 1400 ppm BMLFUW/Österr. Akademie der Wissenschaften (2011): Richtwerte für CO 2 als Lüftungsparameter

29 Mechanische Lüftung L erforderlich OIB-Richtlinie 3 & Kommentare Kommentare zu OIB-Richtlinie verweisen auf Richtlinie der Akademie der Wissenschaften zu CO 2 und EN OIB-Richtlinie 3 in Bautechnik-VO der Länder übernommen Zumindest mäßig als Stundenmittelwert = ausreichend 1400 ppm CO 2 Mindestforderung der Bautechnik-Verordnungen der Länder Empfehlungen Gesetzliche Vorgabe Worst-case Annahme Konsequenz

30 Transportiert der Begriff Lüftung, um erfolgreich zu sein, gesunde, behagliche Innenräume? Haben wir mechanische Lüftungsanlagen, die Konsumenten überzeugen?

31 Forschungsprojekt Lüftung 3.0 Lüftung 3.0 Bewohnergesundheit und Raumluftqualität in neu errichteten, energieeffizienten Wohnhäusern Projektpartner: Österreichisches Institut für Baubiologie und Bauökologie Institut für Umwelthygiene/ Med-Uni Wien IG Passivhaus Österreich Partner: AGES (Radon) Teilmessungen: Umweltbundesamt

32 Aktuelle Studie zu Formaldehyd in RäumenR Vergleich: 60 EF-Häuser/Wohnungen mit kontr. Lüftung 60 EF-Häuser/Wohnungen mit Fensterlüftung 2x Gratis-Messungen/Befragungen im Abstand von 1 Jahr Innenraum(luft)qualität: Aldehyde, VOC, Schimmelsporen, Allergene, Luftwechsel, CO 2, Radon, Luftfeuchte, Luftionen Abfrage und Vergleich Zufriedenheit und Gesundheitsstatus: 3 Monate nach Einzug nach 1 Jahr

33 Ergebnisse CO 2 nach 3 Monaten < 1400 ppm < 1000 ppm mäßige hohe bis Luftqualität mittlere Luftqualität

34 Ergebnisse Formaldehyd nach 3 Monaten Formaldehyd Mechanisch und natürlich belüftete Objekte, Ersttermin 50 Mechanisch belüftete Objekte Natürlich belüftete Objekte 40 Anzahl der Messwerte ,10 mg/m³ Richtwert 10 0 < Formaldehyd [µg/m³] > 130

35 Ergebnisse VOC nach 3 Monaten > 300 µg/m³ Kriterien TQB > 1000 µg/m³ deutlich erhöht

36 Vergleich VOC Folgetermin Summe aller flüchtigen organischen Verbindungen (Gesamt-VOC) Mechanisch und natürlich belüftete Wohnhäuser (WZ und SZ) - Folgetermin Gesamt VOC [µg/m³] Mechanisch belüftet Natürlich belüftet Mechanische Lüftung:Median 120 µg/m³ 95-Perz 470 µg/m³ Fensterlüftung: Median 230 µg/m³ 95-Perz µg/m³

37 Chemikalienmanagement Eine Komfortlüftung ist nicht primär dazu da, Zigarettenrauch sowie Schadstoffe aus dem Baugeschehen und Einrichtung abzulüften!

38 Radonpotenzial und LüftungL Vollerhebungen in 6 Gemeinden konventionelle Gebäude Gebäude mit Wohnraumlüftung Baujahr 2000 nach Ringer (AGES) 38

39 Ionisierung findet im Raum statt Zuluft Ionen: < 100/ml Messung Ionen Ionen Raummitte Median 2. Messerie: ~ 580/ml negativ ~ 500/ml positiv

40 Empfundene Luftqualität Tappler et al. (2014): Lüftung 3.0. Bewohnergesundheit und Raumluftqualität in neu errichteten, energieeffizienten Wohnhäusern. FFG-Projekt Neue Energien Nr Bezug:

41 Verbesserung Gesundheitsstatus Mechanische Lüftung Natürliche Lüftung

42 Innenraumklimatologische Aspekte 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 81,3% 80,0% 77,6% 76,4% Luftfeuchte problematisch! 69,2% 69,2% 68,4% 65,3% 61,2% 63,9% 53,6% Luftbewegung kein Problem 64,8% 56,0% 51,4% 56,1% 56,0% 49,0% 55,1% 49,1% 48,2% 20% 10% 0% Raumtemperatur Luftfeuchtigkeit Luftbewegung Geruchssituation Lärmsituation Erstmessung mech. belüftet T M1 K M1 Erstmessung T M2 K M2 fensterbelüftet Folgemessung mech. belüftet Folgemessung fensterbelüftet

43 Zusammenfassung Zufriedenheit in mechanisch belüfteten Objekten sehr hoch, häufigste Beschwerden: niedrige Luftfeuchte, Lärm Empfundene Luftqualität wird in mechanisch belüfteten Objekten deutlich besser bewertet (Blindversuch!) Zuluftmenge im Schlafraum in nur über Fenster belüfteten Objekten in der Regel deutlich zu niedrig Durchschnittliche Schadstoffkonzentrationen in mechanisch belüfteten Objekten signifikant niedriger

44 Raumluftqualität t ist das primäre re Thema Mechanische Lüftungssysteme sind aus raumlufthygienischen Gründen erforderlich, Energieeinsparung ist möglicher Nebeneffekt Man fragt ja auch nicht, ob sich die Klimaanlage im Auto energetisch rechnet

45 Die Frage ist daher nicht...ob wir mechanische Lüftungssysteme für Wohn- und Arbeitsräume benötigen...sondern nur, welche Systeme wir in Zukunft einsetzen! Wie können wir kostenoptimiert die notwendige Außenluft in Räume einbringen? Welche bedarfsgeregelten Systeme funktionieren und werden von Nutzern angenommen?

46 Was fürchten wir? Dass billige, schlecht gewartete Anlagen den Ruf beschädigen Dass auf Grund von Sparbestrebungen gesetzliche Vorgaben nicht beachtet werden

47 Die nächste n Frage ist dann. Wollen wir.. Schwerfällige, nicht regelbare, ganzjährig laufende Dinosaurier...oder smarte, regel- und abschaltbare, für den Nutzer nahezu unsichtbare, aber kontrollierbare Hilfestellungen für Zeiten, in denen situativ mehr Frischluft benötigt wird?

48 Warum keine Luft-EWT mehr? Bei Bewuchs luftgetragene (zum Teil flüchtige) mikrobielle Bestandteile, die praktisch nicht abzufiltern sind Weschler (2001): Connections: particles, sensory offending filters, the sink effect and nasal pungency thresholds. Proc. 9th Int. Conf. On Indoor Air Quality and Climate. Monterey. Vol.1 pp 1-11 Senkenbildung mit Feuchtigkeitsansammlungen real schwer vermeidbar, sehr geringe Fehlertoleranz Möglichkeiten der Steuerung in Übergangszeit schlechter als bei Sole-EWT Fehler- und Verschmutzungsgefahr generell hoch

49 Innovative Systeme Bedarfsberechte Luftmengenregelung wegen niedriger Luftfeuchte im Winter wünschenswert! Mit energieoptimierter automatischer Regelung

50 Aktive Überströmung für f r Klassenräume Innovatives Pilotprojekt in Innsbruck Zentrale Zu- und Abluftführung Zuluft m 3 /h mit WRG m 3 /h pro Klassenraum assoz. Prof. Dr.-Ing. Rainer Pfluger rainer.pfluger@uibk.ac.at vorgestellt beim Innenraumtag 2014

51 Fensterlüftung und automatisierte Systeme? Manuelle Fensterlüftung wegen Lärm von außen, unkontrollierbare Luftmengen, Energieverluste usw. nicht ausreichend Automatisierte Systeme bspw. Fa. Velux in Erprobung Es gibt vollständig öffenbare Fenster mit eingebautem Lüftungssystem mit Wärmetauscher Bildrechte: Internorm

52 Low vent, low tech? Automatische Lüftungsöffnungen wie im Gebäude 2226 von Baumschlager/Eberle in Lustenau zahlreiche Motoren, Sensoren

53 komfortlüftung.at ftung.at Top-Information über Lüftungsanlagen: Mit Infos, Beispielen und Planungsvorgaben

54 raumluft.org Top-Information über derzeitiges (beschränktes) Wissen über das Fachgebiet Innenraumklimatologie: Mit Infos, Links und CO 2 -Rechner