klassische Fensterlüftung
Der WindowBooster® verstärkt herkömmliche Fensterlüftung und macht sie kontrollierbar. Aber wie funktioniert natürlich angetriebene Fensterlüftung eigentlich? Und wieviel Lüftung brauchen wir?
Herkömmliche Fensterlüftung wird durch auf natürlichem Weg entstehende Druckdifferenzen angetrieben.
Der Druck in einer Luftsäule nimmt mit zunehmender Höhe ab. Und zwar umso schneller, je kälter und damit auch schwerer die Luft ist. Schafft man zwischen einer kalten (blau, außen) und einer warmen (rot, innen) Luftsäule eine Verbindung (offenes Fenster), dann setzt sich im Bestreben nach Druckausgleich ein Luftstrom vom höheren zum niedrigeren Druckniveau in Bewegung. Druckgleichheit stellt sich auf halber Höhe der Fensteröffnung ein. Unterhalb davon strömt kalte Luft zur warmen (nach innen), oberhalb davon warme Luft zur kalten (nach außen). Das Fenster ist also gleichzeitig Zu- und Abluftöffnung.
Bei großflächig geöffneten Fenstern stellt sich binnen kurzer Zeit Temperaturgleichheit zwischen innen und außen ein, und die Lüftung kommt zum Stillstand. Am gekippten Fenster mit kleiner Öffnungsweite bewirken die geringen treibenden Druckdifferenzen einen nur kleinen Luftstrom.
Wie die einseitige Lüftung wird auch die Schachtlüftung thermisch angetrieben, also durch Temperaturunterschiede zwischen innen und außen. Die Höhendifferenz reicht hier aber über mehrere Geschosse, die im Luftverbund miteinander stehen. Werden in unterschiedlichen Geschossen Fenster geöffnet entsteht ein vertikaler Luftstrom zwischen den geöffneten Fenstern. Und zwar nach oben gerichtetet, wenn es draußen kühler ist als drinnen. Im Unterschied zur einseitigen Lüftung ist hier jedes einzelne Fenster entweder reine Zu- oder reine Abluftöffnung.
Wind verursacht an der windzugewandten Gebäudeseite einen Überdruck, an den seitlichen und der windabgewandten Fassade einen Unterdruck. Außenluft strömt horizontal durchs Gebäude, sobald Fenster in unterschiedlich orientierten Fassaden geöffnet werden. Wie bei der Schachtlüftung ist jedes einzelne Fenster entweder Zu- oder Abluftöffnung.
Raumluftqualität
Ein wichtiges Maß zur Bewertung von Raumluftqualität ist deren CO2-Gehalt. Außenluft in unbelasteter Umgebung hat einen CO2-Gehalt von rund 400 ppm, in Innenstadtlagen eher 450 ppm.
Eine CO2-Konzentration in der Raumluft von bis zu bis zu 900 ppm gilt als sehr gute Raumluftqualität. Schon ab 1.000 ppm beginnt die geistige Leistungsfähigkeit abzunehmen, 1.400 ppm sind gerade noch akzeptabel, darüber setzen Müdigkeit und Schläfrigkeit ein. Werte über 6.000 ppm sind gesundheitlich bedenklich.
Welche CO2-Konzentration sich in der Raumluft einstellt, hängt vom CO2-Eintrag und vom Austausch belasteter Raumluft durch frische Außenluft ab. Vom Raumvolumen hängt ab, wie schnell der CO2-Anstieg verläuft.
Ein hoher CO2-Gehalt ist ganz allgemein Zeichen für mangelnde Lüftung, und damit beispielsweise auch für ein erhöhtes Übertragungsrisiko von Infektionskrankheiten. Dazu trägt CO2 nichts bei, aber die Virenlast in der Raumluft steigt proportional zum CO2-Gehalt.
Der CO2-Ausstoß bei leichter, sitzender Tätigkeit (Schreibtisch, Klassenzimmer) beträgt circa 20 Liter pro Stunde und Person, aber wächst mit zunehmender körperlicher Aktivität rapide.
Ein typischer Klassenraum hat 300 m³ Raumvolumen und ist mit 30 Personen belegt. Zu Beginn des Unterrichts hat die Raumluft im Idealfall Außenluftqualität (400 ppm CO2).
Ohne Lüftung wird eine CO2-Konzentration von 1.400 ppm bereits nach 20 Minuten überschritten. Notwendig wäre Lüften spätestens jetzt schon immer gewesen, während der Corona-Pandemie war es in Schulen vorgeschrieben.
In der gleichen Klasse mit WindowBooster® werden 900 ppm auch nach Stunden nicht überschritten. Selbst wenn der Saal mit 50 Personen belegt wäre, würde der CO2-Gehalt der Raumluft nur knapp über 1.200 ppm erreichen.