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Interpretation von Luftqualitätsdaten

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Interpretation von Luftqualitätsdaten zur Bewertung der Raumluftqualität in Gebäuden

Interpretation von Luftqualitätsdaten für Raumlufttechnische Anlagen (RLT)

Raumlufttechnische Anlagen (RLT) liefern durch Sensoren und Monitoring-Plattformen wichtige Daten über die Innenraumluftqualität (IAQ) und die Anlagenleistung. Diese Daten müssen so interpretiert werden, dass ein gesundes Raumklima erhalten und gleichzeitig energieeffizient betrieben wird. VDI 6022 fordert dabei, Schadstoffbelastung durch organische und anorganische Substanzen in Luftanlagen möglichst gering zu halten – Hygiene hat oberste Priorität. Moderne Anlagen ermitteln Parameter wie CO₂, Feinstaub, Temperatur, Feuchte und Druckverluste (Δp), um den Betrieb kontinuierlich zu überwachen. Facility Manager nutzen diese Messwerte zur Einhaltung von Normen (z. B. DIN EN 16798, VDI 6022) und zur Optimierung der Lüftung ohne unnötigen Energieeinsatz.

Interpretation von Luftqualitätsdaten in RLT-Anlagen

Rolle der Luftqualitätsüberwachung im RLT-Betrieb

Die kontinuierliche Überwachung der Raumluftqualität liefert sowohl Echtzeit- als auch historische Daten, mit denen Facility Manager die Wirksamkeit von Lüftungsstrategien bewerten und Betriebsineffizienzen erkennen können. Die Dateninterpretation unterstützt Entscheidungen zu Luftmengenanpassungen, Wartungsplanung und Energieeinsparung.

Zu den wichtigsten Zielen der Analyse zählen:

  • Gesundheit und Komfort: Sicherung guter Luftbedingungen für Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit.

  • Normenkonformität: Einhaltung von Zielwerten und Hygienestandards (z. B. CO₂-Grenzwert 1000 ppm nach ASR A3.6).

  • Fehlersuche: Aufspüren von Schadstoffquellen oder Systemstörungen (z. B. Lecks, falsche Steuerung).

  • Effizienzsteigerung: Optimierung der Frischluftzufuhr und Reduzierung des Energiebedarfs, z. B. durch bedarfsgeregelte Steuerung.

Wesentliche Luftqualitätsparameter in RLT-Anlagen sind unter anderem CO₂, Partikel, Temperatur, Feuchte und Druckdifferenzen.

Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über typische Messgrößen:

Parameter

Typische Sensorposition

Überwachungszweck

CO₂-Konzentration

Rückluftkanäle, Aufenthaltsbereiche

Indikator für belegungsabhängige Frischluftversorgung

Partikel (PM)

Zuluftfilter oder Raumluftsonden

Erkennung von Feinstaub und Schadstoffen

Temperatur

Zuluft- und Raumbereiche

Steuerung des thermischen Komforts

Relative Luftfeuchte

Zuluft und Abluft

Vermeidung zu trockener Luft oder Mikrobenwachstum

Differenzdruck (Δp)

Über Filterstufen und Wärmetauschern

Anzeige von Verschmutzung und Strömungswiderstand

Diese Messgrößen bilden die Grundlage für die Performance-Bewertung des Lüftungssystems. Durch Korrelation mit Nutzerzahlen und Raumbedingungen lässt sich der Lüftungsbetrieb flexibel anpassen.

CO₂-Grenzwertbewertung – Klassifizierung der Luftqualität

Die CO₂-Konzentration gilt als zentraler Indikator für die Luftqualität in besetzten Räumen. Hohe CO₂-Werte deuten auf unzureichenden Luftaustausch bei gegebener Belegung hin.

Typische Einteilungen der Luftqualität nach CO₂ lauten beispielsweise (Lungenliga Schweiz):

CO₂-Konzentration

Luftqualitätsklasse

Bedeutung

< 800 ppm

Hoch

Lüftung ausreichend, sehr guter Komfort

800–1000 ppm

Akzeptabel

Normale Betriebsbedingungen

1000–1400 ppm

Mäßig

Lüftung erhöhen erforderlich

> 1400 ppm

Niedrig

Raumluft „stickig“ – sofort lüften

Diese Klassifizierung zeigt, wann ein Raum „frisch“ belüftet ist und ab welchen Werten eine Belüftungsanpassung nötig ist. Facility Manager prüfen CO₂-Trends, um festzustellen, ob die Luftmengen der tatsächlichen Belegung entsprechen.

Dabei wird überprüft:

  • Ob die eingebrachten Volumenströme der prognostizierten Belegung gerecht werden.

  • Ob die bedarfsgeregelte Lüftung (DCV) korrekt funktioniert und CO₂-Sensoren aktiv die Zuluft steuern.

  • Ob die Luftverteilung in den Zonen ausgeglichen ist.

Langfristige CO₂-Daten helfen zudem, VAV-Anlagen zu optimieren und Zeitpläne anzupassen, um Überlüftung zu vermeiden. So lassen sich Lüftungsspitzen in Zeiten geringer Belegung reduzieren, ohne die Raumluftqualität zu gefährden.

Filterwirkungsgrad – Anpassung an Schadstoffprofile

Luftfilter schützen Gebäude und Nutzer vor in der Außen- und Umluft enthaltenen Schadstoffen. Die Auswahl und Beurteilung der Filterklasse erfolgt nach dem zu erwartenden Belastungsprofil und den Hygieneanforderungen (vgl. VDI 6022).

Wichtige Filtertypen sind:

Filtertyp

Typische Klassifizierung

Einsatzbereich

Grobfilter

ISO Coarse

Vorfiltration von Grobstaub

Feinfilter

ISO ePM1 / ISO ePM2,5

Standardfilter in Büro- und Verwaltungsgebäuden

HEPA-Filter

H13–H14 (DIN EN 1822)

Hochrisikobereiche wie OP-Säle, Labore

Nach der ISO 16890-Norm werden Filter grob als ISO Coarse und nach Feinstaubklassen ePM1, ePM2,5, ePM10 klassifiziert. Entsprechend der Luftqualität vor Ort kann es nötig sein, Filter höherer Effizienzstufen einzusetzen (z. B. in Städten oder Industrieumgebung).

Die Bewertung der Filterleistung erfolgt anhand mehrerer Kriterien:

  • Partikelfiltration: Abscheidegrad für relevante Partikelgrößen (z. B. ePM1-Wert).

  • Druckverlustentwicklung: Anstieg des Δp unter Verschmutzung.

  • Schadstoffkonzentration: Typischer Gehalt in der Zuluft / Außenluft (z. B. ODA-Klasse nach VDI 3803).

  • Hygienestandards: Anforderungen nach VDI 6022, z. B. Filterwechselintervalle und -qualität.

In belasteten Umgebungen (z. B. Grenznähe zu Industrie) können Filter mit höherem Abscheidegrad erforderlich sein, um die Luftqualität in Innenräumen auf sicherem Niveau zu halten.

Druckverlust-Trendanalyse (Δp) – Indikator für Verschmutzung

Der Differenzdruck Δp über Filter oder Wärmetauschern ist ein wichtiger Indikator für Verschmutzungsgrad und Strömungswiderstand.

Beim Vergleich des Δp mit dem Neuzustand zeigt sich typischerweise:

Filterzustand

Δp-Verhalten

Betriebliche Bedeutung

Neuer Filter

Geringer Druckverlust

Normaler Ausgangszustand

Leicht verschmutzt

Leichter Anstieg

Filter noch betriebsbereit

Stark verschmutzt

Starker Anstieg

Filter kurz vor Wechselintervall

Sehr stark verschmutzt

Hoher Widerstand

Sofortiger Filterwechsel erforderlich

Durch kontinuierliche Überwachung des Δp können Facility Manager den Filterwechsel bedarfsgerecht planen. Ein zu hoher Druckverlust verringert nämlich den Förderstrom, da der Ventilator mehr Energie aufwenden muss, um den Luftstrom aufrechtzuerhalten. Der Nutzen des Trend-Monitorings liegt darin, Filter auszutauschen, sobald der maximal akzeptierte Verschmutzungsgrad erreicht ist. Dies verhindert einen Einbruch des Luftvolumenstroms und spart langfristig Energie- und Betriebskosten. Moderne BMS können per Grenzwertalarme vor überschrittenem Δp warnen, sodass Betreiber proaktiv eingreifen können.

Balance zwischen Energieeffizienz und Raumluftqualität

Ein zentrales Betriebsziel ist der Ausgleich zwischen ausreichender Belüftung und geringem Energiebedarf. Höhere Luftwechselraten verbessern zwar die IAQ, verursachen aber höhere Heiz-, Kühl- und Ventilatorenergie.

Die folgende Übersicht zeigt gängige Strategien und ihre Auswirkungen:

Strategie

Auswirkung auf IAQ

Energieauswirkung

Erhöhte Luftmenge (Feststrom)

Verbessert IAQ

Erhöhter Energiebedarf

Bedarfsgeregelte Lüftung (CO₂-DCV)

Hält IAQ auf Zielniveau

Vermeidet unnötige Lüftung

Wärmerückgewinnungssysteme

Neutrale IAQ-Auswirkung

Große Energieeinsparung

Optimierte Zeitprogramme (Nachtlüftung)

Komfort beibehalten

Verringerte Betriebsstunden

Zur Optimierung empfiehlt es sich beispielsweise, CO₂-gesteuerte Regelungen mit VAV-Systemen zu kombinieren. Studien zeigen, dass CO₂-basierte Bedarfs-Lüftung den Energiebedarf gegenüber fixen Lüftungsraten erheblich senken kann (in Simulationen wurden bis zu 50 % Einsparung berichtet). Auch der Einsatz von Wärmerückgewinnung ist zentral, da er deutliche Einsparungen bei Kühl- und Heizenergie ermöglicht. Ein datengetriebener Ansatz, der Langzeitdaten zur IAQ und zum Energieverbrauch auswertet, stellt sicher, dass Komfort- und Hygienestandards erfüllt werden, ohne überschüssige Energie zu verschwenden.

Integration der Luftqualitätsdaten ins Gebäudeleitsystem

Moderne Gebäudeleitsysteme (BMS) sammeln und verarbeiten Luftqualitätsdaten zentral. Sensorsignale werden erfasst und können automatisch zur Anlagensteuerung genutzt werden.

Typische Funktionen sind:

  • Echtzeit-Überwachungs-Dashboards zur Visualisierung von CO₂, Partikeln, Feuchte etc.

  • Alarmierungsfunktionen, die bei Grenzwertüberschreitungen Meldung auslösen.

  • Trendanalysen und Berichte über langfristige Anlageneffizienz und IAQ-Entwicklung.

  • Predictive Maintenance: Früherkennung von Wartungsbedarf (z. B. Filterwechsel) durch Abweichungen von Normalwerten.

Durch diese digitale Vernetzung lassen sich Lüftungsanlagen datengetrieben betreiben. Anstelle von rein reaktiven Maßnahmen ermöglichen Echtzeit-Informationen ein proaktives Management der Raumluft. So können Betreiber sofort auf kritische Situationen reagieren oder präventiv Einstellungen anpassen, bevor Komfort oder Hygiene leiden.

Fazit

Die fundierte Auswertung von Luftqualitätsdaten ist für den effizienten und hygienischen Betrieb von Raumlufttechnischen Anlagen unverzichtbar. Durch Analyse von CO₂-Konzentrationen, Filterzustand und Druckverlusttrends sowie von Energiekennwerten kann der Facility Manager ein gesundes Raumklima sicherstellen und gleichzeitig den Energieverbrauch minimieren. VDI 6022 und verwandte Normen geben hierfür Leitlinien, etwa zur Filterqualität und zur Raumluftqualität. Data-Analytics-gestützte Lüftungsstrategien und die Integration in das Gebäudeleitsystem erlauben einen vorausschauenden Betrieb: Sie senken Wartungskosten, verbessern die Luftqualität und gewährleisten bestmöglichen Komfort bei niedrigstem Energieeinsatz.