Der Zusammenhang zwischen der Nutzung eines Gebäudes als Arbeitsplatz oder als Wohnung und dem Auftreten von in bestimmten Fällen auftretenden Beschwerden und Symptomen, die die eigentliche Definition einer Krankheit sein können, ist eine Tatsache, die nicht mehr bestritten werden kann. Die Hauptursache sind verschiedene Arten von Verunreinigungen innerhalb des Gebäudes, und diese Verunreinigungen werden gewöhnlich als „schlechte Qualität der Raumluft“ bezeichnet. Die Beeinträchtigungen durch schlechte Luftqualität in geschlossenen Räumen betreffen eine beträchtliche Anzahl von Menschen, da Stadtbewohner nachweislich zwischen 58 und 78 % ihrer Zeit in einem mehr oder weniger stark belasteten Innenraum verbringen. Diese Probleme haben mit dem Bau von Gebäuden zugenommen, die luftdichter konstruiert sind und die Luft mit einem geringeren Anteil an Frischluft von außen zurückführen, um energieeffizienter zu sein. Die Tatsache, dass Gebäude, die keine natürliche Belüftung bieten, das Risiko einer Exposition gegenüber Schadstoffen darstellen, ist mittlerweile allgemein anerkannt.

Die Raumluft wird normalerweise in nicht-industriellen Innenräumen angewendet: Bürogebäude, öffentliche Gebäude (Schulen, Krankenhäuser, Theater, Restaurants usw.) und Privatwohnungen. Die Konzentrationen von Schadstoffen in der Innenluft dieser Strukturen liegen normalerweise in der gleichen Größenordnung wie die üblicherweise in der Außenluft gefundenen und sind viel niedriger als die in der Luft in Industriegebäuden, wo relativ bekannte Standards zur Beurteilung der Luft angewendet werden Qualität. Trotzdem beschweren sich viele Gebäudenutzer über die Qualität ihrer Atemluft und müssen daher untersucht werden. Bereits Ende der 1960er-Jahre wurde die Raumluftqualität als Problem bezeichnet, erste Studien erschienen jedoch erst rund zehn Jahre später.

Obwohl es logisch erscheint zu glauben, dass eine gute Luftqualität auf dem Vorhandensein der notwendigen Komponenten in der Luft in angemessenen Anteilen basiert, ist es in Wirklichkeit der Benutzer, der durch die Atmung die Qualität am besten beurteilen kann. Denn die eingeatmete Luft wird perfekt sinnlich wahrgenommen, denn der Mensch reagiert empfindlich auf die olfaktorische und reizende Wirkung von etwa einer halben Million chemischer Verbindungen. Wenn also die Bewohner eines Gebäudes insgesamt mit der Luft zufrieden sind, spricht man von einer hohen Qualität; wenn sie unzufrieden sind, ist es von schlechter Qualität. Lässt sich also anhand ihrer Zusammensetzung vorhersagen, wie die Luft wahrgenommen wird? Ja, aber nur teilweise. Diese Methode funktioniert gut in industriellen Umgebungen, wo spezifische chemische Verbindungen im Zusammenhang mit der Produktion bekannt sind und ihre Konzentrationen in der Luft gemessen und mit Grenzwerten verglichen werden. Aber in nichtindustriellen Gebäuden, in denen Tausende von chemischen Stoffen in der Luft sein können, aber in so geringen Konzentrationen, dass sie vielleicht tausendmal unter den für Industrieumgebungen festgelegten Grenzwerten liegen, ist die Situation anders. In den meisten dieser Fälle erlauben uns Informationen über die chemische Zusammensetzung der Raumluft nicht vorherzusagen, wie die Luft empfunden wird, da die kombinierte Wirkung von Tausenden dieser Schadstoffe zusammen mit Temperatur und Feuchtigkeit eine als irritierend empfundene Luft erzeugen kann , faul oder veraltet – das heißt, von schlechter Qualität. Die Situation ist vergleichbar mit der detaillierten Zusammensetzung eines Lebensmittels und seinem Geschmack: Die chemische Analyse reicht nicht aus, um vorherzusagen, ob das Lebensmittel gut oder schlecht schmeckt. Aus diesem Grund ist bei der Planung einer Lüftungsanlage und deren regelmäßiger Wartung eine umfassende chemische Analyse der Raumluft selten erforderlich.

Eine andere Sichtweise ist, dass Menschen als einzige Kontaminationsquellen in der Raumluft angesehen werden. Dies wäre sicherlich der Fall, wenn es um Baustoffe, Möbel und Lüftungssysteme geht, wie sie vor 50 Jahren verwendet wurden, als Ziegel, Holz und Stahl dominierten. Aber mit modernen Materialien hat sich die Situation geändert. Alle Materialien verschmutzen, manche ein wenig, andere stark, und zusammen tragen sie zu einer Verschlechterung der Raumluftqualität bei.

Die gesundheitlichen Veränderungen eines Menschen durch schlechte Raumluftqualität können sich in einer Vielzahl von akuten und chronischen Symptomen und in Form einer Reihe spezifischer Erkrankungen zeigen. Diese sind in Abbildung 1 dargestellt. Obwohl eine schlechte Raumluftqualität nur in wenigen Fällen zu einer voll entwickelten Krankheit führt, kann sie zu Unwohlsein, Stress, Fehlzeiten und Produktivitätsverlust (bei gleichzeitigem Anstieg der Produktionskosten) führen; und Behauptungen über Probleme im Zusammenhang mit dem Gebäude können sich schnell zu Konflikten zwischen den Bewohnern, ihren Arbeitgebern und den Eigentümern der Gebäude entwickeln.

Abbildung 1. Symptome und Krankheiten im Zusammenhang mit der Qualität der Raumluft.

Inwieweit eine schlechte Raumluftqualität gesundheitsschädlich sein kann, lässt sich in der Regel nur schwer abschätzen, da keine ausreichenden Informationen über den Zusammenhang zwischen Exposition und Wirkung bei den Konzentrationen vorliegen, in denen die Schadstoffe üblicherweise vorkommen. Daher müssen Informationen, die bei hohen Dosen erhalten wurden – wie bei Expositionen in industriellen Umgebungen – und mit einer entsprechenden Fehlerquote auf viel niedrigere Dosen extrapoliert werden. Darüber hinaus sind für viele in der Luft vorhandene Schadstoffe die Auswirkungen einer akuten Exposition gut bekannt, während die Daten sowohl zu Langzeitbelastungen mit niedrigen Konzentrationen als auch zu Mischungen verschiedener Schadstoffe erhebliche Lücken aufweisen. Die bereits in der Industrietoxikologie verwirrenden Begriffe No-Effect-Level (NOEL), Schädlicher Effekt und Tolerierbarer Effekt sind hier noch schwieriger zu definieren. Es gibt nur wenige aussagekräftige Studien zu diesem Thema, egal ob es sich um öffentliche Gebäude und Büros oder um Privatwohnungen handelt.

Es gibt eine Reihe von Normen für die Außenluftqualität, auf die man sich zum Schutz der allgemeinen Bevölkerung stützt. Sie wurden ermittelt, indem die gesundheitsschädlichen Wirkungen gemessen wurden, die sich aus der Exposition gegenüber Schadstoffen in der Umwelt ergeben. Diese Standards sind daher als allgemeine Richtlinien für eine akzeptable Raumluftqualität nützlich, wie dies bei den von der Weltgesundheitsorganisation vorgeschlagenen der Fall ist. Technische Kriterien wie der Schwellenwert der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) in den Vereinigten Staaten und die gesetzlich festgelegten Grenzwerte für industrielle Umgebungen in verschiedenen Ländern wurden für die arbeitende, erwachsene Bevölkerung und für bestimmte Expositionsdauern festgelegt , und kann daher nicht direkt auf die allgemeine Bevölkerung angewendet werden. Die American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) in den Vereinigten Staaten hat eine Reihe von Standards und Empfehlungen entwickelt, die bei der Bewertung der Raumluftqualität weit verbreitet sind.

Ein weiterer Aspekt, der bei der Qualität der Raumluft berücksichtigt werden sollte, ist der Geruch, denn der Geruch ist oft der Parameter, der letztendlich zum bestimmenden Faktor wird. Die Kombination eines bestimmten Geruchs mit der leicht irritierenden Wirkung einer Verbindung in der Raumluft kann dazu führen, dass wir ihre Qualität als „frisch“ und „sauber“ oder als „abgestanden“ und „verschmutzt“ definieren. Der Geruch ist daher sehr wichtig, wenn es darum geht, die Qualität der Raumluft zu bestimmen. Während Gerüche objektiv von der Anwesenheit von Verbindungen in Mengen oberhalb ihrer Geruchsschwelle abhängen, werden sie sehr oft streng subjektiv bewertet. Es sollte auch bedacht werden, dass die Wahrnehmung eines Geruchs aus den Gerüchen vieler verschiedener Verbindungen resultieren kann und dass auch Temperatur und Feuchtigkeit seine Eigenschaften beeinflussen können. Aus Sicht der Wahrnehmung gibt es vier Merkmale, mit denen wir Gerüche definieren und messen können: Intensität, Qualität, Verträglichkeit und Schwelle. Bei der Betrachtung der Raumluft ist es jedoch sehr schwierig, Gerüche chemisch zu „messen“. Aus diesem Grund geht die Tendenz dahin, „schlechte“ Gerüche zu eliminieren und an ihrer Stelle solche zu verwenden, die als gut gelten, um der Luft eine angenehme Qualität zu verleihen. Der Versuch, schlechte Gerüche mit guten zu überdecken, scheitert meist, weil Gerüche ganz unterschiedlicher Qualität separat erkannt werden und zu unvorhersehbaren Ergebnissen führen.

Ein Phänomen, das als bekannt ist Sick-Building-Syndrom tritt auf, wenn mehr als 20 % der Bewohner eines Gebäudes sich über die Luftqualität beschweren oder eindeutige Symptome haben. Dies wird durch eine Vielzahl von physikalischen und Umweltproblemen belegt, die mit nicht-industriellen Innenumgebungen verbunden sind. Die häufigsten Merkmale des Sick-Building-Syndroms sind: Die Betroffenen klagen über unspezifische Symptome ähnlich einer Erkältung oder Atemwegserkrankungen; die Gebäude sind hinsichtlich der Energieeinsparung effizient und modern gestaltet und gebaut oder kürzlich mit neuen Materialien umgebaut; und die Bewohner können die Temperatur, Feuchtigkeit und Beleuchtung des Arbeitsplatzes nicht kontrollieren. Die geschätzte prozentuale Verteilung der häufigsten Ursachen des Sick-Building-Syndroms sind unzureichende Belüftung aufgrund mangelnder Wartung; schlechte Verteilung und unzureichende Zufuhr von Frischluft (50 bis 52%); Kontamination in Innenräumen, einschließlich Büromaschinen, Tabakrauch und Reinigungsmittel (17 bis 19 %); Kontamination von der Außenseite des Gebäudes aufgrund unzureichender Platzierung von Lufteinlass- und -auslassöffnungen (11 %); mikrobiologische Kontamination durch stehendes Wasser in den Kanälen der Lüftungsanlage, Befeuchter und Kühltürme (5%); und Formaldehyd und andere organische Verbindungen, die von Bau- und Dekorationsmaterialien emittiert werden (3 bis 4 %). Daher wird die Belüftung in den meisten Fällen als wichtiger Faktor genannt.

Eine andere Fragestellung betrifft weniger häufige, aber oft schwerwiegendere baubedingte Erkrankungen, die mit sehr eindeutigen klinischen Zeichen und eindeutigen Laborbefunden einhergehen. Beispiele für baubedingte Erkrankungen sind Überempfindlichkeitspneumonitis, Befeuchterfieber, Legionellose und Pontiac-Fieber. Eine ziemlich allgemeine Meinung unter Forschern ist, dass diese Zustände getrennt vom Sick-Building-Syndrom betrachtet werden sollten.

Es wurden Studien durchgeführt, um sowohl die Ursachen von Luftqualitätsproblemen als auch ihre möglichen Lösungen zu ermitteln. In den letzten Jahren hat das Wissen über die in der Raumluft vorhandenen Schadstoffe und die Faktoren, die zu einer Verschlechterung der Raumluftqualität beitragen, erheblich zugenommen, obwohl noch ein langer Weg zu gehen ist. Studien, die in den letzten 20 Jahren durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass das Vorhandensein von Schadstoffen in vielen Innenraumumgebungen höher ist als erwartet, und darüber hinaus wurden andere Schadstoffe identifiziert als diejenigen, die in der Außenluft vorhanden sind. Dies widerspricht der Annahme, dass Innenräume ohne Industrietätigkeit relativ schadstofffrei sind und im schlimmsten Fall die Zusammensetzung der Außenluft widerspiegeln. Schadstoffe wie Radon und Formaldehyd werden fast ausschließlich im Innenraumklima nachgewiesen.

Die Raumluftqualität, einschließlich der von Wohngebäuden, ist zu einer Frage der Umweltgesundheit geworden, genauso wie dies bei der Kontrolle der Außenluftqualität und der Exposition am Arbeitsplatz der Fall war. Obwohl, wie bereits erwähnt, ein Stadtmensch 58 bis 78 % seiner Zeit in Innenräumen verbringt, sollte man bedenken, dass die anfälligsten Personen, nämlich ältere Menschen, Kleinkinder und Kranke, die meiste Zeit verbringen drinnen. Besonders aktuell wurde dieses Thema ab etwa 1973, als sich die Energiesparbemühungen aufgrund der Energiekrise darauf konzentrierten, den Eintrag von Außenluft in Innenräume so weit wie möglich zu reduzieren, um die Heiz- und Kühlkosten zu minimieren Gebäude. Obwohl nicht alle Probleme im Zusammenhang mit der Luftqualität in Innenräumen das Ergebnis von Maßnahmen zur Energieeinsparung sind, ist es eine Tatsache, dass mit der Verbreitung dieser Politik die Beschwerden über die Luftqualität in Innenräumen zuzunehmen begannen und alle Probleme auftauchten.

Ein weiterer Punkt, der Aufmerksamkeit erfordert, ist das Vorhandensein von Mikroorganismen in der Raumluft, die Probleme sowohl infektiöser als auch allergischer Natur verursachen können. Es sollte nicht vergessen werden, dass Mikroorganismen ein normaler und wesentlicher Bestandteil von Ökosystemen sind. Beispielsweise kommen saprophytische Bakterien und Pilze, die ihre Nahrung aus totem organischem Material in der Umwelt beziehen, normalerweise im Boden und in der Atmosphäre vor, und ihre Anwesenheit kann auch in Innenräumen nachgewiesen werden. In den letzten Jahren haben Probleme der biologischen Kontamination in Innenraumumgebungen beträchtliche Aufmerksamkeit erfahren.

Der Ausbruch der Legionärskrankheit im Jahr 1976 ist der am meisten diskutierte Fall einer Krankheit, die durch einen Mikroorganismus in Innenräumen verursacht wird. Andere Infektionserreger wie Viren, die akute Atemwegserkrankungen verursachen können, sind in Innenräumen nachweisbar, insbesondere wenn die Aufenthaltsdichte hoch ist und viel Luft umgewälzt wird. Tatsächlich ist nicht bekannt, inwieweit Mikroorganismen oder deren Bestandteile am Ausbruch von gebäudeassoziierten Erkrankungen beteiligt sind. Protokolle zum Nachweis und zur Analyse vieler Arten von mikrobiellen Wirkstoffen wurden nur in begrenztem Umfang entwickelt, und in den Fällen, in denen sie verfügbar sind, ist die Interpretation der Ergebnisse manchmal uneinheitlich.

Aspekte des Lüftungssystems

Die Raumluftqualität in einem Gebäude ist eine Funktion einer Reihe von Variablen, darunter die Qualität der Außenluft, die Konstruktion des Lüftungs- und Klimaanlagensystems, die Bedingungen, unter denen dieses System arbeitet und gewartet wird, die Unterteilung des Gebäudes und das Vorhandensein von Schadstoffquellen in Innenräumen und deren Ausmaß. (Siehe Abbildung 2) Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die häufigsten Mängel auf unzureichende Belüftung, Verschmutzung im Innenbereich und Verschmutzung von außen zurückzuführen sind.

Abbildung 2. Diagramm eines Gebäudes mit Quellen von Schadstoffen in Innenräumen und im Freien.

Was das erste dieser Probleme anbelangt, können die Ursachen einer unzureichenden Belüftung sein: eine unzureichende Zufuhr von Frischluft aufgrund eines hohen Umwälzungsgrades der Luft oder eines geringen Ansaugvolumens; falsche Platzierung und Orientierung im Gebäude von Ansaugstellen für Außenluft; schlechte Verteilung und folglich unvollständige Vermischung mit der Luft der Räumlichkeiten, was zu Schichtung, unbelüfteten Zonen, unvorhergesehenen Druckunterschieden führen kann, die zu unerwünschten Luftströmen und kontinuierlichen Änderungen der thermohygrometrischen Eigenschaften führen, die sich bemerkbar machen, wenn man sich im Gebäude bewegt – und inkorrekte Filterung der Luft aufgrund mangelnder Wartung oder unzureichender Auslegung des Filtersystems – ein Mangel, der besonders schwerwiegend ist, wenn die Außenluft von schlechter Qualität ist oder ein hoher Umwälzungsgrad vorhanden ist.

Herkunft von Schadstoffen

Die Kontamination von Innenräumen hat unterschiedliche Ursachen: die Bewohner selbst; unzureichende Materialien oder Materialien mit technischen Mängeln, die beim Bau des Gebäudes verwendet wurden; die darin verrichtete Arbeit; übermäßige oder unsachgemäße Verwendung normaler Produkte (Pestizide, Desinfektionsmittel, Reinigungs- und Poliermittel); Verbrennungsgase (aus Rauchen, Küchen, Kantinen und Labors); und Kreuzkontamination aus anderen schlecht belüfteten Zonen, die sich dann in benachbarte Bereiche ausbreitet und diese beeinträchtigt. Es ist zu berücksichtigen, dass die in die Raumluft emittierten Stoffe aufgrund der unterschiedlichen verfügbaren Luftmengen viel weniger verdünnt werden können als die in die Außenluft emittierten Stoffe. Was die biologische Kontamination anbelangt, ist ihr Ursprung am häufigsten auf das Vorhandensein von stehendem Wasser, mit Wasser imprägnierten Materialien, Abgasen usw. sowie auf mangelhafte Wartung von Luftbefeuchtern und Kühltürmen zurückzuführen.

Schließlich müssen auch von außen kommende Verunreinigungen berücksichtigt werden. In Bezug auf menschliche Aktivitäten können drei Hauptquellen genannt werden: Verbrennung in stationären Quellen (Kraftwerken); Verbrennung in sich bewegenden Quellen (Fahrzeugen); und industrielle Prozesse. Die fünf Hauptschadstoffe, die von diesen Quellen emittiert werden, sind Kohlenmonoxid, Schwefeloxide, Stickoxide, flüchtige organische Verbindungen (einschließlich Kohlenwasserstoffe), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und Partikel. Die Verbrennung in Fahrzeugen ist die Hauptquelle von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen und eine wichtige Quelle von Stickoxiden. Die Verbrennung in stationären Quellen ist der Hauptursprung von Schwefeloxiden. Industrielle Prozesse und stationäre Verbrennungsquellen erzeugen mehr als die Hälfte der Partikel, die durch menschliche Aktivitäten in die Luft emittiert werden, und industrielle Prozesse können eine Quelle flüchtiger organischer Verbindungen sein. Es gibt auch natürlich erzeugte Schadstoffe, die durch die Luft geschleudert werden, wie Partikel von Vulkanstaub, Boden- und Meersalz sowie Sporen und Mikroorganismen. Die Zusammensetzung der Außenluft variiert von Ort zu Ort, abhängig sowohl vom Vorhandensein und der Art der Kontaminationsquellen in der Umgebung als auch von der Richtung des vorherrschenden Windes. Wenn es keine Quellen gibt, die Schadstoffe erzeugen, sind die Konzentrationen bestimmter Schadstoffe, die typischerweise in „sauberer“ Außenluft gefunden werden, wie folgt: Kohlendioxid, 320 ppm; Ozon, 0.02 ppm; Kohlenmonoxid, 0.12 ppm; Stickoxid, 0.003 ppm; und Stickstoffdioxid, 0.001 ppm. Stadtluft enthält jedoch immer viel höhere Konzentrationen dieser Schadstoffe.

Abgesehen von den von außen stammenden Schadstoffen kommt es manchmal vor, dass kontaminierte Luft aus dem Gebäude selbst nach außen geblasen wird und dann durch die Ansaugöffnungen der Klimaanlage wieder ins Innere zurückkehrt. Ein weiterer möglicher Weg, auf dem Schadstoffe von außen eindringen können, ist das Eindringen durch die Fundamente des Gebäudes (z. B. Radon, Kraftstoffdämpfe, Abwasser, Düngemittel, Insektizide und Desinfektionsmittel). Es hat sich gezeigt, dass mit zunehmender Konzentration eines Schadstoffs in der Außenluft auch dessen Konzentration in der Luft im Inneren des Gebäudes zunimmt, wenn auch langsamer (entsprechender Zusammenhang besteht bei abnehmender Konzentration); man spricht daher von einer abschirmenden wirkung von gebäuden gegen äußere verunreinigungen. Das Raumklima spiegelt jedoch natürlich nicht exakt die Bedingungen draußen wider.

In der Innenluft vorhandene Schadstoffe werden in der Außenluft verdünnt, die in das Gebäude eintritt, und sie begleiten es, wenn es es verlässt. Wenn die Konzentration eines Schadstoffs in der Außenluft geringer ist als in der Innenluft, führt der Austausch von Innen- und Außenluft zu einer Verringerung der Schadstoffkonzentration in der Luft innerhalb des Gebäudes. Wenn ein Schadstoff von außen und nicht von innen stammt, führt dieser Austausch, wie oben erwähnt, zu einem Anstieg seiner Innenraumkonzentration.

Modelle für die Mengenbilanz von Schadstoffen in der Raumluft basieren auf der Berechnung ihrer Akkumulation in Masse-Zeit-Einheiten aus der Differenz zwischen der Menge, die in die Luft eintritt, plus der Menge, die in Innenräumen erzeugt wird, und der Menge, die mit der Luft austritt, plus der Menge, die darin enthalten ist mit anderen Mitteln beseitigt. Wenn geeignete Werte für jeden der Faktoren in der Gleichung verfügbar sind, kann die Innenraumkonzentration für eine Vielzahl von Bedingungen geschätzt werden. Die Verwendung dieser Technik ermöglicht den Vergleich verschiedener Alternativen zur Kontrolle eines Kontaminationsproblems in Innenräumen.

Gebäude mit geringen Austauschraten zur Außenluft werden als dicht oder energieeffizient eingestuft. Sie sind energieeffizient, da im Winter weniger kalte Luft eindringt, wodurch der Energiebedarf zum Aufheizen der Luft auf Umgebungstemperatur reduziert und somit die Heizkosten gesenkt werden. Bei heißem Wetter wird auch weniger Energie zum Kühlen der Luft verbraucht. Wenn das Gebäude diese Eigenschaft nicht hat, wird es durch offene Türen und Fenster durch einen Prozess der natürlichen Belüftung belüftet. Obwohl sie geschlossen sein können, zwingen Druckunterschiede, die sowohl aus dem Wind als auch aus dem zwischen dem Inneren und dem Äußeren bestehenden Temperaturgefälle resultieren, die Luft dazu, durch Spalten und Ritzen, Fenster- und Türfugen, Schornsteine ​​und andere Öffnungen einzudringen, was zu einer Entstehung führt zur sogenannten Belüftung durch Infiltration.

Die Belüftung eines Gebäudes wird in Erneuerungen pro Stunde gemessen. Eine Erneuerung pro Stunde bedeutet, dass stündlich eine Luftmenge von außen eindringt, die dem Volumen des Gebäudes entspricht; Auf die gleiche Weise wird jede Stunde eine gleiche Menge Innenluft nach außen geleitet. Ohne forcierte Beatmung (mit Beatmungsgerät) ist dieser Wert schwer zu bestimmen, obwohl angenommen wird, dass er zwischen 0.2 und 2.0 Erneuerungen pro Stunde schwankt. Wenn die anderen Parameter als unverändert angenommen werden, wird die Konzentration der in Innenräumen erzeugten Schadstoffe in Gebäuden mit hohem Erneuerungswert geringer sein, obwohl ein hoher Erneuerungswert keine vollständige Garantie für die Qualität der Raumluft ist. Außer in Gebieten mit starker Luftverschmutzung haben offener gebaute Gebäude eine geringere Schadstoffkonzentration in der Raumluft als geschlossener gebaute Gebäude. Offenere Gebäude sind jedoch weniger energieeffizient. Der Konflikt zwischen Energieeffizienz und Luftqualität ist von großer Bedeutung.

Viele Maßnahmen zur Senkung der Energiekosten wirken sich mehr oder weniger stark auf die Raumluftqualität aus. Neben der Verringerung der Geschwindigkeit, mit der die Luft innerhalb des Gebäudes zirkuliert, umfassen Bemühungen zur Verbesserung der Isolierung und Wasserabdichtung des Gebäudes die Installation von Materialien, die Quellen für die Verunreinigung von Innenräumen sein können. Andere Maßnahmen, wie die Ergänzung alter und häufig ineffizienter Zentralheizungssysteme mit Sekundärquellen, die die Raumluft erwärmen oder verbrauchen, können ebenfalls die Schadstoffwerte in der Raumluft erhöhen.

Als Schadstoffe in der Innenraumluft werden neben den von außen stammenden Schadstoffen am häufigsten Metalle, Asbest und andere Faserstoffe, Formaldehyd, Ozon, Pestizide und organische Verbindungen im Allgemeinen, Radon, Hausstaub und biologische Aerosole genannt. Zusammen mit diesen findet man eine Vielzahl von Arten von Mikroorganismen, wie Pilze, Bakterien, Viren und Protozoen. Von diesen sind die saprophytischen Pilze und Bakterien relativ gut bekannt, wahrscheinlich weil eine Technologie verfügbar ist, um sie in Luft zu messen. Dasselbe gilt nicht für Erreger wie Viren, Rickettsien, Chlamydien, Protozoen und viele pathogene Pilze und Bakterien, für deren Nachweis und Zählung noch keine Methodik zur Verfügung steht. Unter den Infektionserregern sind besonders zu nennen: Legionella pneumophila, Mycobacterium avium, Viren, Coxiella burnetii und Histoplasma capsulatum; und unter den Allergenen: Cladosporium, Penicillium und Zytophaga.

Untersuchung der Raumluftqualität

Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass die traditionellen Techniken der Betriebshygiene und der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik derzeit nicht immer zufriedenstellende Ergebnisse zur Lösung der immer häufiger auftretenden Probleme der Raumluftqualität liefern, obwohl die Grundkenntnisse dieser Techniken gute Näherungen zulassen Probleme schnell und kostengünstig zu lösen oder zu reduzieren. Die Lösung von Problemen der Raumluftqualität erfordert oft neben einem oder mehreren Experten für Heizung, Lüftung und Klima sowie Betriebshygiene auch Spezialisten für Raumluftreinhaltung, Analytische Chemie, Toxikologie, Umweltmedizin, Mikrobiologie und auch Epidemiologie und Psychologie.

Wenn eine Studie zur Luftqualität in Innenräumen durchgeführt wird, wirken sich die dafür gesetzten Ziele tiefgreifend auf ihre Konzeption und die auf Probenahme und Bewertung gerichteten Aktivitäten aus, da in einigen Fällen Verfahren erforderlich sind, die eine schnelle Reaktion ermöglichen, während in anderen Gesamtwerte erforderlich sind von Interesse. Die Dauer des Programms richtet sich nach der Zeit, die für die Gewinnung repräsentativer Proben benötigt wird, und hängt auch von der Jahreszeit und den meteorologischen Bedingungen ab. Soll eine Expositions-Wirkungs-Studie durchgeführt werden, werden neben Langzeit- und Kurzzeitproben zur Auswertung von Peaks auch personenbezogene Proben zur Ermittlung der direkten Exposition von Personen benötigt.

Für einige Kontaminanten stehen gut validierte und weit verbreitete Methoden zur Verfügung, aber für die meisten ist dies nicht der Fall. Techniken zum Messen der Konzentrationen vieler in Innenräumen gefundener Schadstoffe stammen normalerweise aus Anwendungen in der industriellen Hygiene, aber da die interessierenden Konzentrationen in der Raumluft normalerweise viel niedriger sind als die in industriellen Umgebungen auftretenden, sind diese Methoden häufig ungeeignet. Die Messmethoden der atmosphärischen Kontamination arbeiten mit ähnlichen Konzentrationsspannen, sind aber für relativ wenige Kontaminanten verfügbar und bereiten Schwierigkeiten bei der Verwendung in Innenräumen, wie sie beispielsweise bei einem großvolumigen Probenehmer zur Feinstaubbestimmung auftreten würden , was einerseits zu laut wäre und andererseits die Qualität der Raumluft selbst beeinträchtigen könnte.

Die Bestimmung von Schadstoffen in der Innenraumluft erfolgt in der Regel mit unterschiedlichen Verfahren: mit Dauermonitoren, Vollzeit-Aktivsammlern, Vollzeit-Passivsammlern, Direktprobenahmen und Personensammlern. Zur Zeit gibt es geeignete Verfahren zum Messen der Konzentrationen von Formaldehyd, Kohlenstoff- und Stickstoffoxiden, flüchtigen organischen Verbindungen und Radon, ua. Biologische Kontaminanten werden mit Sedimentationstechniken auf offenen Kulturplatten gemessen oder, heutzutage häufiger, mit aktiven Systemen, die bewirken, dass die Luft auf Platten mit Nährstoffen auftrifft, die anschließend kultiviert werden, wobei die Menge der vorhandenen Mikroorganismen in Kolonien ausgedrückt wird. Einheiten pro Kubikmeter bilden.

Wenn ein Problem der Raumluftqualität untersucht wird, ist es üblich, im Voraus eine praktische Strategie zu entwerfen, die aus einer Annäherung in Phasen besteht. Diese Annäherung beginnt mit einer ersten Phase, der Erstuntersuchung, die arbeitshygienisch durchgeführt werden kann. Es muss so strukturiert sein, dass der Prüfer kein Fachmann auf dem Gebiet der Raumluftqualität sein muss, um seine Arbeit auszuführen. Es wird eine allgemeine Inspektion des Gebäudes durchgeführt und seine Installationen werden überprüft, insbesondere im Hinblick auf die Regulierung und ordnungsgemäße Funktion der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage, gemäß den zum Zeitpunkt der Installation festgelegten Standards. Dabei ist zu berücksichtigen, ob die Betroffenen in der Lage sind, die Bedingungen ihrer Umgebung zu verändern. Wenn das Gebäude keine Zwangsbelüftungssysteme hat, muss der Wirkungsgrad der vorhandenen natürlichen Belüftung untersucht werden. Sind die Betriebsbedingungen der Lüftungsanlagen nach Überarbeitung – und ggf. Anpassung – den Normen angemessen und bestehen die Beanstandungen trotzdem fort, muss eine technische Untersuchung allgemeiner Art zur Feststellung des Ausmaßes und der Art des Problems erfolgen . Diese erste Untersuchung soll auch eine Einschätzung ermöglichen, ob die Problematik ausschließlich aus funktionaler Sicht des Gebäudes betrachtet werden kann, oder ob die Einschaltung von Spezialisten der Hygiene, Psychologie oder anderer Fachrichtungen erforderlich ist.

Wenn das Problem in dieser ersten Phase nicht identifiziert und gelöst wird, können andere Phasen folgen, die spezialisiertere Untersuchungen umfassen, die sich auf potenzielle Probleme konzentrieren, die in der ersten Phase identifiziert wurden. Die anschließenden Untersuchungen können eine detailliertere Analyse der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage des Gebäudes, eine umfassendere Bewertung des Vorhandenseins von Materialien, die im Verdacht stehen, Gase und Partikel zu emittieren, eine detaillierte chemische Analyse der Umgebungsluft im Gebäude umfassen und medizinische oder epidemiologische Untersuchungen zur Erkennung von Krankheitsanzeichen.

In Bezug auf Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen sollten die Kühlgeräte überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie kein mikrobielles Wachstum oder Wasseransammlungen in ihren Auffangwannen aufweisen, die Lüftungsgeräte müssen überprüft werden, um festzustellen, ob dies der Fall ist Bei einwandfreier Funktion müssen die Luftansaug- und Rückführungssysteme an verschiedenen Stellen auf Dichtigkeit und das Innere einer repräsentativen Anzahl von Kanälen auf Keimfreiheit überprüft werden. Diese letzte Überlegung ist besonders wichtig, wenn Luftbefeuchter verwendet werden. Diese Geräte erfordern besonders sorgfältige Wartungs-, Betriebs- und Inspektionsprogramme, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern, die sich im gesamten Klimaanlagensystem ausbreiten können.

Die allgemein in Betracht gezogenen Optionen zur Verbesserung der Raumluftqualität in einem Gebäude sind die Eliminierung der Quelle; seine Isolierung oder unabhängige Belüftung; Trennung der Quelle von den möglicherweise Betroffenen; allgemeine Reinigung des Gebäudes; und verstärkte Überprüfung und Verbesserung der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage. Dies kann von Modifikationen an bestimmten Stellen bis hin zu einem neuen Design alles erfordern. Der Prozess ist häufig repetitiver Natur, so dass die Studie mehrmals neu begonnen werden muss, wobei jedes Mal ausgefeiltere Techniken angewendet werden. Eine ausführlichere Beschreibung der Steuerungstechniken findet sich an anderer Stelle in diesem Dokument Enzyklopädie.

Abschließend ist zu betonen, dass es selbst mit den umfassendsten Untersuchungen der Raumluftqualität unmöglich sein kann, einen klaren Zusammenhang zwischen den Eigenschaften und der Zusammensetzung der Raumluft und der Gesundheit und dem Komfort der Bewohner des untersuchten Gebäudes herzustellen . Nur das Sammeln von Erfahrungen einerseits und die rationelle Gestaltung von Lüftung, Belegung und Abschottung von Gebäuden andererseits sind mögliche Garantien, von vornherein eine für die Mehrheit der Bewohner eines Gebäudes ausreichende Raumluftqualität zu erreichen.

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