In Büros, Besprechungsräumen, Schulen und anderen stark belegten Innenräumen verändert sich der Lüftungsbedarf laufend. Ein leerer Konferenzraum benötigt einen anderen Außenluftvolumenstrom als derselbe Raum während einer Besprechung mit zehn Personen.

Genau hier setzt die CO₂-Messung an. Wenn Menschen die wesentliche Quelle der Stofflast im Raum darstellen, kann die Kohlendioxidkonzentration als Maß für die personenbedingte Luftbelastung und damit als Regelgröße für die Lüftung genutzt werden. Die ASR A3.6 „Lüftung“ bezeichnet die CO₂-Konzentration ausdrücklich als anerkanntes Maß für die Bewertung der Luftqualität, wenn Personen die bestimmende Quelle der Stofflast sind.

Das Grundprinzip einer solchen bedarfsgesteuerten Lüftung findet sich bereits in den früheren Anwendungsunterlagen von Driesen + Kern: Ein Sensor erfasst die CO₂-Konzentration und stellt den Messwert einer Lüftungs- oder Gebäudeautomationsanlage zur Verfügung, die daraufhin den benötigten Luftvolumenstrom anpasst. Das ebenfalls von D+K dokumentierte BMS-Anwendungsbeispiel beschreibt die Integration der CO₂-Messung in die Steuerung von Ventilatoren, Lüftungsklappen und weiteren Komponenten einer Gebäudeautomation.

Welche CO₂-Werte gelten für Arbeitsräume?

Für Arbeitsstätten liefert die ASR A3.6 eine praktische Einteilung:

Dabei sind diese Werte keine toxikologischen Gefahrengrenzen. Sie dienen der Beurteilung der Raumluft und der Lüftungssituation. Der Arbeitsplatzgrenzwert für Kohlendioxid liegt deutlich höher bei 5.000 ppm beziehungsweise 0,5 Vol.-%.

Das Umweltbundesamt verwendet für die hygienische Bewertung der Innenraumluft ebenfalls 1.000 ppm als wichtige Orientierung. Unter normalen Belegungsbedingungen spricht ein CO₂-Wert unterhalb dieses Bereichs für einen ausreichenden Luftaustausch.

Wie funktioniert eine CO₂-gesteuerte Lüftung?

Ein stationärer CO₂-Sensor misst kontinuierlich die Konzentration in der Raumluft. Der Messwert kann beispielsweise über ein Analogsignal oder eine digitale Schnittstelle an die Gebäudeleittechnik übertragen werden.

Steigt die CO₂-Konzentration aufgrund zunehmender Belegung, kann die Regelung den Außenluftvolumenstrom erhöhen. Sinkt die Belegung wieder, lässt sich die Lüftungsleistung entsprechend reduzieren.

Das Ziel ist daher nicht einfach „möglichst viel Lüftung“, sondern so viel Außenluft wie für die jeweilige Nutzung erforderlich.

Driesen + Kern führt hierfür unter anderem stationäre CO₂-Transmitter. Der tSENSE misst beispielsweise CO₂, Temperatur und relative Feuchte und stellt ein 0–10-V-Ausgangssignal zur Verfügung. D+K nennt die bedarfsgesteuerte Lüftung ausdrücklich als Anwendungsgebiet.

Für Gebäudeautomation und fest installierte Messsysteme stehen darüber hinaus CO₂-Transmitter für Wand- und Kanalmontage mit analogen beziehungsweise digitalen Schnittstellen zur Verfügung.

Warum reicht eine CO₂-Ampel nicht immer aus?

Eine CO₂-Ampel beantwortet vor allem die Frage: Wie entwickelt sich die CO₂-Konzentration in diesem Raum?

Für Schulen, Büros oder Besprechungsräume kann das bereits sehr hilfreich sein. Driesen + Kern bietet dafür beispielsweise die DKCO₂-Light sowie CO₂-Datenlogger zur Aufzeichnung des zeitlichen Verlaufs an.

Für die Planung oder Bewertung einer Lüftungsanlage werden jedoch häufig zusätzliche Größen benötigt.

Temperatur und relative Feuchte beeinflussen die thermische Behaglichkeit. Luftgeschwindigkeit und Volumenstrom sind entscheidend, wenn die tatsächliche Funktion einer Lüftungsanlage geprüft werden soll. Je nach Messaufgabe können außerdem CO, VOC oder Partikel relevant sein.

Die IAQ-Calc-Serie von TSI, die Driesen + Kern anbietet, kombiniert beispielsweise CO₂ mit Temperatur und relativer Feuchte; bestimmte Modelle erfassen zusätzlich Kohlenmonoxid. D+K nennt die Funktionsprüfung und Qualifizierung von Lüftungsanlagen ausdrücklich als Anwendung.

CO₂ ist deshalb ein wichtiger IAQ-Parameter – aber nicht automatisch ein Ersatz für eine vollständige Raumluftanalyse.

Worauf sollte bei der Auswahl eines CO₂-Sensors geachtet werden?

Für eine zuverlässige Messung sind vor allem Messbereich, Genauigkeit, Langzeitstabilität, Reaktionszeit und Ausgangssignal relevant.

Bei der klassischen Innenraumüberwachung bewegen sich die interessanten Konzentrationen überwiegend im ppm-Bereich. Anders sieht es bei industriellen Prozessen aus, bei denen deutlich höhere CO₂-Konzentrationen auftreten können. Genau deshalb sollte der Messbereich zur tatsächlichen Anwendung passen.

Viele moderne CO₂-Sensoren arbeiten nach dem NDIR-Prinzip, also mit nichtdispersiver Infrarotmessung. Auch verschiedene von Driesen + Kern angebotene Senseair-Sensormodule basieren auf diesem Prinzip.

Für Gebäudeautomationssysteme ist zusätzlich entscheidend, wie der Messwert weiterverarbeitet wird: beispielsweise über 0–10 V, 4–20 mA, RS485 oder Modbus.

CO₂ messen statt Lüftung nach Gefühl

Eine feste Lüftungsstufe berücksichtigt nicht, ob ein Raum gerade leer, teilweise oder vollständig belegt ist. Eine CO₂-basierte Regelung schafft dagegen eine messbare Grundlage für Entscheidungen.

Wie hoch ein mögliches Energieeinsparpotenzial tatsächlich ausfällt, lässt sich jedoch nicht pauschal mit einem festen Prozentsatz angeben. Gebäude, Klima, Belegungsprofil, Lüftungsanlage und Regelstrategie beeinflussen das Ergebnis erheblich.

Der eigentliche Vorteil liegt deshalb in der Kombination aus Messwert, Regelung und dokumentierbarem Betrieb: Lüftung wird vom statischen Gebäudebetrieb zu einem Prozess, der sich an der tatsächlichen Nutzung orientiert.

Fazit

CO₂-Messung ist ein zentraler Baustein für die Bewertung personenbedingter Raumluftbelastung und für bedarfsgerechte Lüftungssysteme. Je nach Aufgabe reicht das Spektrum von einer einfachen CO₂-Ampel über Datenlogger und Handmessgeräte bis zum fest installierten Transmitter mit direkter Anbindung an die Gebäudeautomation.