Die Auslegung der Luftmengen erfolgt raumweise und ist wichtig, um die Anlagenkomponenten auswählen bzw. dimensionieren zu können, insbesondere das Lüftungsgerät und Rohrdurchmesser bzw. -anzahl. Vier Auslegungskriterien, wie sie in den "55 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen" von komfortlüftung.at für die Auslegung angegeben werden, werden besprochen. Eines der Kriterien, der Mindestluftwechsel ist seit der Überarbeitung der Norm ÖN H 6038 (gültig seit 2014) obsolet geworden.

Teil 1: Lösung eines Zielkonflikts bei der Auslegung der Luftmengen

Kurzbeschreibung: Ziel der Auslegung ist, eine optimale Luftqualität zu erreichen, das bedeutet konkret, die CO2 -Konzentration unter einer Schwelle zu halten, im Wohnbereich meist 1000 ppm, sowie die relative Feuchte in einem bestimmten Bereich, im Idealfall zwischen minimal 30% und maximal 45%. Vor allem im Altbau sollte der obere Zielwert nicht überschritten werden, um das Risiko der Schimmelbildung an Wärmebrücken zu minimieren. Die beiden Anforderungen liefern zu unterschiedlichen Jahreszeiten unterschiedliche vorgegebene Luftmengen pro Person, im Sommer wäre aus Gründen der Feuchteabfuhr mehr Luft zu wechseln als hygienisch notwendig wäre. Letztlich ergibt sich als Kompromiss, dass wir der Wohneinheit durch die Anlage alleine pro Stunde zwischen 25 m3 bis zu 36 m3 an Luft pro Person zu- bzw. abführen müssen. Weitere Anforderungen müssen durch Fensterlüftung abgedeckt werden. Auslegung der Luftmengen bei Lüftungsanlagen, die Komfortlüftung-Qualitätskriterien 1-4
Eine Serie in vier Teilen
Teil 1: Lösung eines Zielkonflikts bei der Auslegung der Luftmengen

Welche Ziele verfolgt man bei der Auslegung der Luftmengen von Lüftungsanlagen?
Man zielt dabei auf das Einhalten von Grenzwerten zweier Raumluftparameter ab, auf das Unterschreiten einer maximalen CO2-Konzentration und weiters darauf, dass die relative Luftfeuchte in einem vorgegebenen Fenster bleibt.
Es soll also eine möglichst gute Luftqualität durch den Betrieb der Lüftunganlage sicher gestellt werden. Eine möglichst gute Luftqualität ist einerseits charakterisiert durch eine niedrige CO2-Konzentration, denn die CO2-Konzentration ist ein Indikator für den Schadstoffgehalt (d.h. je mehr CO2, desto mehr Schadstoffe in der Luft), andererseits durch eine nicht zu hohe, aber auch nicht zu niedrige Raumluftfeuchte.

Sie sehen schon, dass das komplexer ist, als wenn es bei der Luftmengenauslegung nur um das Einhalten eines einzigen Kriteriums ginge. Denn durch eine Erhöhung oder Reduktion des Luftvolumenstroms wird immer beides verändert: sowohl die CO2-Konzentration als auch die Raumluftfeuchte.
Eine höhere Zuluftmenge, die eingebracht wird, senkt die CO2-Konzentration, führt aber bei kalten Tagen auch zu einer höheren Entfeuchtung der Luft, und könnte eventuell dazu führen, dass die Luft zu trocken wird.
Das ist für den Winterfall relevant, denn die kalte Außenluft im Winter kann weniger Wasser aufnehmen als die wärmere Luft im Sommer, hat also einen niedrigen absoluten Feuchtegehalt und dies führt zu einer entsprechend niedrigen relativen Feuchte der Raumluft, sobald die Außenluft auf das Temperaturniveau der Raumluft aufgewärmt wird.

Wir reden an dieser Stelle noch nicht von der sogenannten Frischluftheizung, wie sie in Passivhäusern umgesetzt werden kann. Dann würden wir mit dem Luftvolumenstrom noch einen dritten Parameter verknüpfen, nämlich die Heizleistung und damit die Raumtemperatur.
Zur Thematik der Frischluftheizung ist ein eigener Beitrag vorgesehen.

Welche Werte sollen also konkret eingehalten werden?
Hinsichtlich des CO2-Gehalts soll ein Wert von 1000 ppm (das ist der sogenannte Pettenkofersche Wert) nicht überschritten werden.
D.h. es ist mindestens eine sogenannte mittlere Luftqualität einzuhalten.
In der ÖNORM EN 13779 (mit dem Titel "Lüftung von Nichtwohngebäuden - Allgemeine Grundlagen und Anforderungen an Lüftungs- und Klimaanlagen") sind vier Qualitätsklassen für Innenraumluft definiert, diese werden mit IDA 1 bis 4 bezeichnet, wobei IDA für "Indoor Air" steht.
IDA 1 mit maximal 800 ppm CO2-Gehalt steht für hohe Innenraumluftqualität, IDA 2 (von 801 bis max. 1000 ppm CO2-Gehalt) steht für mittlere Qualität der Innenraumluft, IDA 3 (CO2-Gehalt von 1001 bis 1400 ppm) steht für mäßige Luftqualität und schließlich IDA 4 bei einer CO2-Konzentration über 1400 ppm steht für niedrige Qualität der Innenraumluft.

Aufgrund der bereits erwähnten Problematik, dass es bei zu hohen Luftmengen im Winter zu zu niedrigen Raumluftfeuchten kommen kann, wurde bewusst die Entscheidung getroffen, nicht die beste IDA-Klasse für die Dimensionierung zu wählen, sondern eben IDA 2.
Im Planungsleitfaden "60 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen - Mehrfamilienhaus (MFH), inkl. Erläuterungen" ist dazu (auf Seite 17) angemerkt:

Eine Dimensionierung der Luftmenge für die durchschnittliche Belegung jedes einzelnen Raumes auf max. 1.000 ppm CO2 erscheint derzeit ein gangbarer Kompromiss.
Würde der Anspruch auf maximal 750 ppm CO2 während der Nutzung gesetzt, käme es ohne Feuchterückgewinnung bzw. aktive Befeuchtung in der sehr kalten Jahreszeit zu Problemen mit zu geringer Luftfeuchtigkeit. Weiters würden sich durch die höheren Luftmengen die Stromkosten erhöhen.

Aus der Anforderung, dass eine CO2-Konzentration von 1000 ppm nicht überschritten werden soll, können personenbezogene Luftmengen berechnet werden, die dem Raum zuzuführen sind.
Dazu Wolfgang Leitzinger, Lüftungsplaner und Mitinitiator der Internetplattform komfortlüftung.at:

Für die relative Raumluftfeuchte gilt, dass diese einen Wert von 20% nicht unterschreiten und 55% nicht überschreiten soll.
Der Zielwert liegt in einem engeren Fenster, nämlich minimal 30% und maximal 45%.

Welche Anforderungen an die Luftmengenauslegung ergeben sich nun aus den Zielwerten für die Luftfeuchte? Dazu Wolfgang Leitzinger:

Teil 2: Die Komfortlüftung-Qualitätskriterien 1 und 2

Kurzbeschreibung: Aus der hygienischen Anforderung ergibt sich, dass im Mittel etwa 30 m3 pro Person und Stunde zu- bzw. abzuführen sind, das entspricht dem Qualitätskriterium 1, die personenbezogene Luftrate. Das Qualitätskriterium 2, der Mindestluftwechsel für das gesamte belüftete Volumen wird zwar erwähnt, ist aber seit der Überarbeitung der Norm ÖN H 6038 (gültig seit 2014) obsolet geworden. Auslegung der Luftmengen - Teil 2: Die Komfortlüftung-Qualitätskriterien 1 und 2

Vier Qualitätskriterien für Komfortlüftungen beschäftigen sich mit der Luftmengenauslegung. Es sind dies die Qualitätskriterien 1 bis 4, diese sind zu finden im Dokument "55 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen - Einfamilienhaus (EFH)" oder im Dokument "60 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen - Mehrfamilienhaus (MFH)".
Diese Dokumente und noch eine Reihe von weiteren nützlichen Unterlagen zu Komfortlüftungen finden Sie auf der Internetplattform www.komfortlüftung.at.

Gemäß diesen Qualitätskriterien 1 bis 4 kann der sogenannte Betriebsluftvolumenstrom für die Auslegung der Anlage ermittelt werden.
Dieser Luftvolumenstrom gilt für den Normalbetrieb der Anlage, ist also der "Luftvolumenstrom bei Normalbetriebsstufe".
Der anhand der Qualitätskriterien 1 bis 4 ermittelte Betriebsluftvolumenstrom ist also jene Größe, gemäß der dann in der Hauptsache das Lüftungsgerät ausgewählt wird, die Rohrleitungsdurchmesser festgelegt werden, die Größe von Zu- und Abluftventilen sowie Schalldämpfer, usw.

Vom Betriebsluftvolumenstrom für die Auslegung der Anlage ist der tatsächliche, momentane Betriebsluftvolumenstrom, also an einem bestimmten Tag zu einer bestimmten Uhrzeit, zu unterscheiden. Dieser Volumenstrom kann bzw. sollte an die jeweils aktuell vorherrschende Situation angepasst werden, also z.B. an die tatsächliche Personenbelegung, an die CO2-Konzentration oder an die Feuchte.

Aus jedem dieser vier Qualitätskriterien ergibt sich ein Wert für den Betriebsluftvolumenstrom für die Auslegung der Anlage, wobei dann der größte Wert für die Auslegung der Anlagenteile zu wählen ist.

Das Qualitätskriterium 1 betrifft eine Anforderung für den Außenluftvolumenstrom pro Person und Stunde.
Die Mindestaußenluftrate für die Auslegung des Betriebsluftvolumenstroms für die gesamte Wohnung soll 30 m3 pro Person und Stunde betragen.
(Dieser Wert ergibt sich aus der Anforderung, dass eine CO2-Konzentration von 1000 ppm nicht überschritten werden soll. Wie bereits erwähnt, bedarf es dazu einer Luftzufuhr von 25 bis 36 m3 pro Person und Stunde je nach Aktivitätsgrad der Person. Die 30 m3 sind also ein mittlerer Wert aus dieser Bandbreite.)

Dazu, nämlich zur Ermittlung des spezifischen Außenluftbedarfs, gibt es ein eigenes Audiofile. Die Überlegung hinter dem personenbezogenen Mindestaußenluftstrom als Kriterium: Abgestandene Luft wird in Wohnräumen vorwiegend durch Menschen bedingt. Je mehr Menschen, desto mehr Außenluft pro Stunde ist notwendig.

Die Gesamtluftrate für die gesamte Wohneinheit ergibt sich dann aus der Multiplikation dieser Mindestaußenluftrate mit der Anzahl der in der Wohneinheit lebenden Personen.

Daraus ergibt sich übrigens unmittelbar eine Eselsbrücke, sollte man einmal vergessen haben, um wieviele Kubikmeter Luft pro Stunde es im konkreten Projekt gehen kann, denn aus dieser Anforderung der personenbezogenen Luftvolumenströme kann sofort die Größenordnung des Gesamtluftvolumenstroms abgeschätzt werden. Geht es z. B. um ein Einfamilienhaus mit 3 Personen, so sind mindestens 3 x 30, also 90 m3 /h zu- bzw. abzuführen.

Das Qualitätskriterium 2 beschreibt eine Anforderung für den Mindestluftwechsel der Wohneinheit.
Beim Mindestluftwechsel wird nicht mehr direkt auf die zu erwartende Personenbelegung bezug genommen, sondern auf das in der Wohnung vorhandene Nettoluftvolumen und darauf, wie oft dieses Volumen pro Stunde gegen Außenluft ausgetauscht werden soll.
(Diese Größe des Luftwechsels ist uns bereits vom Energieausweis vertraut bzw. vom Luftdichtheitstest.)
Das Kriterium folgt dem Motto: größere Wohnungen brauchen auch mehr Luft.
Diese Anforderung ist überdies noch nach der Nettowohnfläche gestaffelt:
Bis zu einer Nettowohnfläche von 150 m2 soll der Mindestluftwechsel bezogen auf das Nettoluftvolumen zumindest 0,5 pro Stunde betragen und für einen eventuellen noch über 150 m2 Nettowohnfläche hinausgehenden Anteil zumindest 0,3 pro Stunde.

Zum Qualitätskriterium 2 ist allerdings zu erwähnen, dass dieses seit der Überarbeitung der Norm H6038 mit Februar 2014 veraltet ist. Nach Volumen bzw. dem Luftwechsel wird nicht mehr ausgelegt.

Teil 3: Das Komfortlüftung-Qualitätskriterium 3, Volumenströme für Zulufträume, kaskadische Luftnutzung

Kurzbeschreibung: Die gängige Praxis ist, eine Wohneinheit in Zulufträume und Ablufträume einzuteilen. Zulufträumen wird nur Zuluft zugeführt, aus Ablufträumen wird nur Abluft abgesaugt. Pro typischem Zuluftraum (Wohnzimmer, Schlafzimmer, Kinderzimmer etc.) und Abluftraum (Küche, Bad, WC etc.) sind Normwerte für die jeweiligen Mindestluftmengen vorgeschlagen. Hier werden die Normwerte für Luftraten für typische Zulufträume und die kaskadische Luftnutzung (d.h. dass ein Zuluftstrom mehrere Zulufträume versorgt) besprochen. Auslegung der Luftmengen - Teil 3: Das Komfortlüftung-Qualitätskriterium 3, Volumenströme für Zulufträume, kaskadische Luftnutzung

Im Qualitätskriterium 3 sind Mindestzuluftvolumenströme für einzelne Zulufträume festgelegt.

Ein Zuluftraum ist ein Raum, in dem Zuluft eingebracht wird. Die Zuluft wird bevorzugt dort eingebracht, wo man sich aufhält, dort soll die frischeste Luft eingebracht werden. So gelangt die Zuluft möglichst unbelastet, also nicht mit verbrauchter Luft verdünnt, zu den Atmungsorganen der Personen. Der gesamte Luftvolumenstrom für die Wohneinheit ergibt sich dann durch einfaches Aufsummieren dieser einzelnen Zuluftvolumenströme.
Wie bereits erwähnt, ist zu beachten, dass der tatsächliche Betriebsluftvolumenstrom dann an die aktuell vorherrschende Personenbelegung angepasst werden soll.

Die Anforderungen an die Zuluftströme der Räume lauten:
Erstens, für das Wohnzimmer: 60 m3 Zuluft /h.

Angemerkt wird hier, dass bei einer kaskadischen Luftnutzung die überströmende Luftmenge abgezogen werden muss.
Gelangt also gemäß Lüftungskonzept z. B. Zuluft von Schlaf- und Kinderzimmer in das Wohnzimmer und dann erst von dort in Ablufträume wie Küche, Bad und WC, und ist diese Menge, die ins Wohnzimmer strömt, für das Wohnzimmer ausreichend, beträgt sie also mindestens 60 m3 /h, müßte dem Wohnzimmer überhaupt keine eigene Zuluft über ein eigenes Ventil mehr zugeführt werden - zumindest nicht für die Bemessung des Mindestzuluftvolumenstroms.
Das wird an folgender Erläuterung deutlich:

Und nun die Erläuterung der kaskadischen Nutzung:

Nach dem Wohnzimmer zu einem zweiten wichtigen Zuluftraum, dem Schlafzimmer.
Für das Schlafzimmer werden gemäß Qualitätskriterium 3 50 m3 pro Stunde gefordert.

Zu geringe Zuluftmengen für das Schlafzimmer in der Planung: Das war einer der gefundenen Hauptfehler bei der Evaluierung von Lüftungsanlagen im Jahr 2004.

Drittens, das Kinderzimmer.
Ein Kinderzimmer für zwei Kinder muss 50 m3 /h Zuluft erhalten, bzw. für ein Kind 25 m3 /h.
Und viertens: ein Einzelbüro muss mindestens 25 m3 /h erhalten.

Teil 4: Das Komfortlüftung-Qualitätskriterium 4, Volumenströme für Ablufträume

Kurzbeschreibung: Siehe auch die Bemerkungen zu Teil 3 der Serie zum Prinzip der Zuluft- und Ablufträume. In diesem File werden die Normwerte für Luftraten für typische Ablufträume besprochen. Auslegung der Luftmengen - Teil 4: Das Komfortlüftung-Qualitätskriterium 4, Volumenströme für Ablufträume

Im Qualitätskriterium vier werden Mindestabluftvolumenströme für einzelne Ablufträume festgelegt.

Ablufträume sind solche Räume, aus denen über Abluftventile Luft direkt abgesaugt wird. Schlechte Luft sollte möglichst gleich dort abgesaugt werden, wo sie entsteht.
(Wenngleich das jetzt ein Beispiel aus dem Büro- und nicht direkt aus dem Wohnbereich ist: Vergleichen Sie diesen Ansatz, schlechte Luft dort abzusaugen, wo sie entsteht, mit dem gebrachten realen Beispiel der Anordnung des Abluftventils über dem ozonabgebenden Kopierer im Lehmhaus Tattendorf).
Die Überlegung hinter der Ermittlung des Auslegungsluftvolumenstroms nach Ablufträumen: Je mehr Ablufträume, desto mehr schlechte Luft kann gleichzeitig entstehen und muss abgesaugt werden.

Der gesamte Luftvolumenstrom für die Wohneinheit ergibt sich dann wieder durch Aufsummieren dieser einzelnen Abluftströme.

Die Anforderungen an die Abluftströme der Räume lauten:
Erstens für eine Küche: 60 m3 /h.

Zu geringe Abluftmengen für die Küche in der Planung: Das war einer der gefundenen Hauptfehler bei der Evaluierung von Lüftungsanlagen im Jahr 2004.

Zweitens der Abluftraum Bad: 40 m3 /h Abluft.

Und wieder: zu geringe Abluftmengen für das Bad in der Planung: Das war einer der gefundenen Hauptfehler bei der Evaluierung von Lüftungsanlagen im Jahr 2004.

Drittens, aus dem WC müssen 20 m3 /h abgesaugt werden bzw., wenn die Absaugung direkt aus der WC-Schale erfolgt, nur 10 m3 /h.
Viertens, die Abluftmenge für einen Abstellraum beträgt 10 m3 /h.

Hiermit sind die Qualitätskriterien für Komfortlüftungen 1 bis 4, die für Auslegung des Betriebsluftvolumenstroms (bei Normalbetrieb) und damit für die Auslegung der Anlagenteile heranzuziehen sind, erläutert.
Die Auslegung kann auch mit einem Excel-Tool erstellt werden, das frei von www.komfortlüftung.at downloadbar ist und das auch eine Druckverlustberechnung enthält.
Auf der Internetplattform www.komfortlüftung.at finden Sie auch die Dokumente "55 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen - Einfamilienhaus (EFH)" bzw. "60 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen - Mehrfamilienhaus (MFH)", aus denen die Inhalte zu diesem Beitrag stammen.

Hilfreiche Quellen

Vier Qualitätskriterien für Komfortlüftungen beschäftigen sich mit der Luftmengenauslegung. Es sind dies die Qualitätskriterien 1 bis 4, zu finden im Dokument 55 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen – Einfamilienhaus (EFH)“ oder im Dokument 60 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen – Mehrfamilienhaus (MFH)“. Zum Qualitätskriterium 2 ist allerdings zu erwähnen, dass dieses seit der Überarbeitung der Norm H6038 mit Februar 2014 veraltet ist. Diese Dokumente und noch eine Reihe von weiteren nützlichen Unterlagen zu Komfortlüftungen finden Sie auf der Internetplattform komfortlüftung.at. Gemäß Persönliche Auskunft per Email. 30. M¨ arz 2016 ist das Kriterium des Luftwechsels noch bewusst (obwohl dieses Kriterium in der ÖNOMRM H6038 fehlt) in Andreas Greml, Roland Kapferer und Wolfgang Leitzinger. 55 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen – Einfamilienhaus (EFH), Ausgabe vom 15. 12. 2012. 2012. url: http://www.xn--komfortlftung-3ob.at/einfamilienhaus/umsetzungshilfen/55-qualitaetskriterien/ enthalten. " "

1. Österreichisches Normungsinstitut. ÖNORM H 6038: Lüftungstechnische Anlagen Kontrollierte mechanische Be- und Entlüftung von Wohnungen mit Wärmerückgewinnung. 2014-02-15. 2014. Kurzbeschreibung: Die wichtigste österreichische Norm für die Planung von kontrollierten Wohnraumlüftungen. Erschien 2014 in einer überarbeiteten Form
2. Österreichisches Normungsinstitut. ÖNORM EN 13779: Lüftung von Nichtwohngebäuden Allgemeine Grundlagen und Anforderungen an Lüftungs- und Klimaanlagen. 1. Jan. 2008
3. Andreas Greml, Roland Kapferer und Wolfgang Leitzinger. 55 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen – Einfamilienhaus (EFH). 1. Feb. 2014. url: http://www.xn--komfortlftung-3ob.at/fileadmin/komfortlueftung/EFH/55_QK_Komfortlueftung_EFH_V7.1_Februar_2014.pdf
4. Andreas Greml, Roland Kapferer und Wolfgang Leitzinger. 60 Qualitätskriterien für Komfortlüftungen – Mehrfamilienhaus (MFH). 15. Feb. 2014. url: http://www.xn--komfortlftung-3ob.at/fileadmin/komfortlueftung/MFH/60_QK_Komfortlueftung_MFH_V_2.0_ohne_Erlaeuterungen.pdf

Teil 5: Wie errechnet sich der pro Person erforderliche Frischluftstrom?

Kurzbeschreibung: Ein etwas kompliziertes File zur Ermittlung der erforderlichen Frischluftrate pro Person. Wie errechnet sich der pro Person erforderliche Frischluftstrom? (Titel)

Meistens wird die Außenluftrate pro Person fix vorgegeben und bewegt sich dabei im Bereich von 30 - 36 m3 /Person und Stunde. Wir wollen kurz zeigen, wie man selbst rechnerisch aus einfachen lüftungstechnischen Annahmen und aus Literaturwerten auf diesen Wert an notwendiger Außenluft pro Stunde für eine Person kommen kann und dass er nur für jene Fälle gilt, in der die Person eine leichte, vorwiegend sitzende Tätigkeit ausführt.

Zu dieser rechnerischen Ermittlung sind für eine konkrete Situation zwei Eingangsparameter wichtig:
Erstens die Angabe, wie aktiv eine Person ist. Wir müssen wissen, ob es sich um einen Büroarbeiter oder jemanden, der schwere Zementsäcke hebt, handelt. Je aktiver die betrachtete Person, desto mehr Frischluft müssen wir ihr pro Stunde zuführen. Das entspricht also der Angabe des Luftvolumens, das die Person pro Stunde veratmet. Diese Rate ist übrigens auch an die Wärmeproduktion der Person pro Stunde geknüpft, die in der Einheit met angegeben wird. Nachdem wir aber die CO2-Konzentration in der ausgeatmeten Atemluft als unabhängig vom Aktivitätsgrad der Person annehmen, können wir auch statt des pro Stunde ausgeatmeten Luftvolumens auch die pro Stunde ausgeatmete Menge an CO2 angeben. Diese findet sich leichter in der Literatur. Wir geben also die Menge an CO2 in Litern pro Person pro Stunde als Maß für die Aktivität der Person an.
Zweitens brauchen wir die CO2-Konzentration in der Außenluft, denn diese Luft ist ja unser Verdünnungsmittel für die Innenraumluft: Je geringer die CO2-Konzentration der Außenluft, desto sauberer und damit effizienter ist unser Verdünnungsmittel, desto besser ist also der Verdünnungseffekt pro Kubikmeter Außenluft.
Aus diesen zwei Angaben, ausgeatmetes CO2 in Litern pro Stunde pro Person und CO2-Konzentration der Außenluft kann errechnet werden, wie viel Außenluft wir pro Person und pro Stunde mindestens brauchen, um einen vorgegebenen CO2 Richtwert, z. B. den Pettenkofer'schen Richtwert von 1000 ppm einzuhalten.

Wir gehen weiters davon aus, dass das Verhältnis der CO2 -Konzentration in der Atemluft zu der Konzentration von CO2 in der Außenluft fix 140:1 ist. Das könnte man auch als Eingangsparameter betrachten, wir nehmen das Verhältnis aber als konstant an. Diese Verhältniszahl von 140:1 stammt aus der "Richtlinie Zur Bewertung Der Innenraumluft".
Für die CO2-Konzentration der Außenluft werden 400 ppm bzw. 0,04 Volumsprozent angenommen, wir sind damit also in eher städtischem Gebiet. Da die CO2-Konzentration in der Atemluft wie gesagt 140 mal so groß ist wie jene in der Außenluft, beträgt die CO2-Konzentration in der Atemluft 140 x 0,04 Volumsprozent, das ergibt 5,6 Volumsprozent.

Jetzt nehmen wir noch an, dass die Person 20 Liter CO2 pro Stunde ausatmet. Diese Rate entspricht laut Literaturwerten der Annahme, dass die Person eine leichte, vorwiegend sitzende Tätigkeit ausübt. Diese Zahl von 20 Liter pro Stunde wurde wieder einer Zusammenstellung aus der "Richtlinie Zur Bewertung Der Innenraumluft" entnommen.

Und jetzt eine Schlußrechnung:
Wenn 5,6 Volumsprozent CO2-Konzentration in der Atemluft 20 pro Stunde ausgeatmeten Litern CO2 entsprechen, dann entsprechen 100% , also das gesamte pro Stunde ausgeatmete Luftvolumen = 20 Litern CO2/5,6 Volumsprozent, das sind 357 Liter Luft bzw. gerundet 360 L bzw. 0,36 m3 veratmete Luft pro Person und Stunde.

Jetzt mischen wir gedanklich die beiden Luftvolumenströme mit den unterschiedlichen CO2 Konzentrationen, nämlich die Außenluft mit einer Konzentration von 0,04 Volumsprozent CO2 sowie die Atemluft mit einer Konzentration von 5,6 Volumsprozent CO2, wobei wir jetzt auch die Größe des Atemluftvolumenstroms kennen, wir wissen nämlich, dass die Person pro Stunde 0,36 m3 Luft veratmet.

Die Frage lautet nun, wie viel Außenluft wir pro Stunde zur stündlich ausgeatmeten Luft dazu mischen müssen, damit in dem Summenstrom nicht mehr als 1000 ppm bzw. 0,1 Volumsprozent CO2 enthalten sind. Wir können uns dazu vorstellen, dass dieser Summenstrom, diese Mischluft, in den Innenraum abgegeben wird, in dem ja die 1000 ppm CO2 eingehalten werden müssen.

Diese Bedingung kann als Stoffbilanz für das CO2, also als Gleichung niedergeschrieben werden. Stoffbilanz, weil die Summe der CO2-Mengen aus Atem- und Außenluft muss der Menge an CO2 im gemischten Luftstrom entsprechen - da CO2 nach dem Ausatmen nicht mehr chemisch reagiert, es kann also kein CO2 verschwinden.
Diese Gleichung kann dann entsprechend umgeformt werden, um einen Ausdruck für den gesuchten Außenluft- bzw. Frischluftvolumenstrom zu erhalten.
Das Ergebnis ist, dass, um den Außenluftvolumenstrom zu erhalten, der Atemluftvolumenstrom, also die 0,36 m3 /h, mit einer bestimmten Zahl multipliziert werden muss.

Diese Zahl, also ein Faktor, ist der Quotient aus zwei Konzentrationsdifferenzen:
Nämlich einerseits
der CO2-Konzentrationsdifferenz zwischen Atemluft und Pettenkofer'scher Konzentration und andererseits
der CO2-Konzentrationsdifferenz zwischen Pettenkofer'scher Konzentration und Außenluftkonzentration.
Angewendet auf das konkrete Beispiel mit 20 L CO2 pro Stunde und Person, die ausgeatmet werden, und 400 ppm CO2 in der Außenluft und einem Pettenkofer-Wert von 1000 ppm ergibt dies auf zwei Kommastellen genau einen erforderlichen Außenluftstrom von 32,74 m3 /h bzw. gerundet knapp 33 m3 pro Stunde und Person.

Eine kleine Excel-Datei mit wenigen Zeilen kann von der Website www.komfortlüftung.at downgeloadet werden, bei der das eben Gesprochene gegebenenfalls deutlicher wird. In der Excel-Datei können Sie die Parameter beliebig verändern. Verändern wir jetzt die ausgeatmete Menge an CO2 pro Stunde von 20 L auf 60 L, nehmen wir also statt eines Büroarbeiters eine Person an, die laut Literaturwerten mittelschwere Arbeit zu leisten hat, müssten wir laut Rechnung auf zwei Kommastellen genau 98,21 m3 /h also praktisch 100 m3 /h und Person zuführen, um den Pettenkoferwert einzuhalten.

Bleiben wir hingegen bei den 20 L/h CO2 pro Person und ändern wir stattdessen die CO2 Konzentration der Außenluft von 400 ppm auf 350 ppm, bewegen wir uns also vom städtischen ins ländliche Gebiet, müssen wir statt knapp 33 nur noch 30,14 m3 /h und Person zuführen.
Die Außenluft, unser Verdünnungsmittel, enthält am Land weniger CO2 als in der Stadt, also brauchen wir davon auch weniger, um die verbrauchte Luft mit der Außenluft auf das Niveau des Pettenkofer-Werts zu verdünnen.

Ein doch eher eigenartiges Ergebnis - oder?: Am Land muß also weniger gelüftet werden?

Das ist natürlich ein Trugschluss, es geht ja bei der Sicherung einer guten Innenraumluftqualität im Grunde um die Differenz an CO2 Konzentration, das Eindämmen des CO2-Anstiegs, nicht um das Einhalten von CO2 Absolutwerten. Die im Büro arbeitende Person braucht natürlich pro Stunde dieselbe Außenluftmenge, egal ob sie jetzt am Land oder in der Stadt arbeitet.