Wie wirkt sich eine erhöhte CO2-Konzentration auch in Innenräumen aus?
Der Einfluss von CO2-Emissionen auf die globale Erwärmung ist mittlerweile bekannt. Dabei sammelt sich CO2 auch infolge Verbrennung fossiler Brennstoffe in der Atmosphäre an. Mit möglichen Auswirkungen auf das Klima der Erde.
Kohlendioxid ist ein Gas und besteht aus einem Drittel Kohlenstoff und zwei Dritteln Sauerstoff. Pflanzen nutzen es um Kohlenhydrate zu produzieren. Dieser Prozess nennt sich Photosynthese. Mensch und Tier sind auf Pflanzen angewiesen. Die Photosynthese ist also lebensnotwendig.
So ist Kohlendioxid oder CO2 als farb- und geruchloses Gas (Treibhausgas) in kleinen Mengen natürlich und harmlos. Bei steigender Konzentration können jedoch die kognitiven Fähigkeiten und der Schlaf negativ beeinflusst werden. In schlecht gelüfteten Innenräumen sammelt sich CO2 durch das ausatmen von Anwesenden.
In Innenräumen konzentriert sich das Kohlendioxid, Atmung, Maschinen, Gerätschaften. Seit Jahren werden Gebäude, Büros und Wohnungen energieeffizienter und entsprechend luftdichter gebaut. Mit dem Resultat, dass oftmals weniger Frischluft in die Räumlichkeiten gelangt. Die Folge ist eine hohe CO2-Konzentration wie auch eine qualitativ schlechtere Raumluft.
Risiken
Auf einen direkten Zusammenhang hoher CO2-Werte mit verminderter Produktivität und erhöhtem Krankheitsrisiko in entsprechenden Wohn- und Arbeitsräumlichkeiten aber auch in Schulen wurde seitens Forscherinnen und Forschern hingewiesen. Hierbei sind Kopfschmerzen, Unruhe, Müdigkeit bis hin zu erhöhter Herzfrequenz und erhöhtem Blutdruck zu nennen. Studien zeigen, dass die Ausführung täglicher Aufgaben bei steigender CO2-Konzentration generell schwerer fällt.
In Innenräumen steigt und sinkt der CO2-Gehalt. Viele Faktoren beeinflussen die CO2-Konzentration. Beispielsweise Belüftungsweise, Personenzahl und deren Anwesenheitsdauer in geschlossenen Räumen. Frische Luft unterstützt ein gesundes Schlafklima. Grundsätzlich empfiehlt sich Türen und Fenster zu öffnen, um das Gefühl von „dicker“ Luft zu vermeiden, was während kalter Jahreszeit und je nach Lüftungssystem oftmals unmöglich ist.
Lange Zeit wurde auf Pflanzen hingewiesen. So sollten die CO2-Werte von Raumpflanzen gesenkt werden können. Obwohl Pflanzen den CO2-Gehalt weltweit durch Photosynthese reduzieren, wäre eine nicht zu erreichende Anzahl nötig, um die Raumluftqualität in Innenräumlichkeiten zu verbessern.
Über Forschungsarbeiten zu Auswirkungen von Kohlendioxid (CO2) auf das menschliche Gehirn wurde viel berichtet. Die Auswirkungen von CO2 auf die menschliche Kognition und Entscheidungsfindung betreffen nicht nur Arbeitnehmende in stark umweltbelastenden Industrien. Es gibt Hinweise darauf, dass sich CO2 in Innenräumen negativ auf Testergebnis und Lernfähigkeit in Schulen und Universitäten auswirke. Es kann sich generell nachteilig auf die Produktivität auswirken. Viele Forscher weisen deshalb darauf hin, dass die Auswirkungen von Kohlendioxid auf die kognitive Funktion und Entscheidungsfindung proportional zur CO2-Konzentration in der Luft sind.
Bedeutung von CO2-Werten
250-400ppm
Normale Hintergrundkonzentration in der Aussenluft.
400-1,000ppm
Für bewohnte Innenräume mit gutem Luftaustausch typische Konzentrationen.
1,000-2,000ppm
Beschwerden zu Schläfrigkeit und schlechter Luftqualität.
2,000-5,000ppm
Kopfschmerzen, Schläfrigkeit, stillstehende, abgestandene, stickige Luft, Konzentrationsschwäche, Aufmerksamkeitsverlust, erhöhte Herzfrequenz und leichte Übelkeit.
40,000ppm
Die Exposition kann zu schwerem Sauerstoffmangel führen, der zu dauerhaften Hirnschäden, Koma und sogar zum Tod führt.
Die Forschung zu CO2-Auswirkungen in Innenräumen auf die menschliche Wahrnehmung wird noch als vorläufig bezeichnet. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass das menschliche Verhalten in CO2-überreicherter Umgebung beeinträchtigt ist.
So zeigten entsprechende Studien, dass der CO2-Gehalt in Innenräumen viel höher ist als im Freien. Vielen Menschen verbringen ein Grossteil des Tages in Innenräumen wie in Wohnungen, Schulen, Arbeitsplätzen, Einkaufszentren oder Institutionen wie Kliniken. Also bei CO2-Werten über den Bereich von 350-400 ppm. Die Werte können bis zu 1500–2000 ppm oder mehr betragen, abhängig von der Anzahl anwesender Personen und der Belüftungsmenge in den jeweiligen Räumlichkeiten.
Viele moderne Gebäude sind heutzutage so konzipiert, dass der Energieverbrauch reduziert werden kann. Ebenso gibt es Klimaanlagen, die bezüglich Temperatur ein Wohlfühlambiente bieten sollen. Eine ungesunde Raumluft bleibt Thema. Der Energieverbrauch wird hauptsächlich den Klimaanlagen zugeschrieben. So wird oftmals die Belüftung durch Aussenluft abgeschaltet und es zirkuliert dieselbe gekühlte Luft. Dies um zu verhindern, dass eine Belüftung durch Aussenluft entweder höhere oder niedrigere Temperatur zuführt. So arbeitet man in modernen Büros und Kinder sowie Studierende lernen in klimatisierten Schulräumen. Es scheint wenig auf schlechte Raumluftqualität geachtet zu werden oder dass man ohne Belüftung in Innenräumen den zunehmenden CO2-Gehalt mit fortschreitender Zeit eben einatmet.
Forscher der University of Berkeley hätten einen Entscheidungsfindungstest, wo das Management einer Organisation in Krisenzeiten simuliert wurde, durchgeführt. Die Probanden hätten an drei Teilen zu je zweieinhalb Stunden unter identischen Bedingungen teilgenommen. Die CO2-Konzentrationen variierten jedoch. Dabei sei aufgezeigt worden, dass eine Erhöhung der CO2-Konzentration um 400 ppm zu potentieller Abnahme des komplexen strategischen Denkens führen könne.
Eine berühmte Studie von Professor Joseph Allen der Harvard School of Public Health hat einen um fünfzehn Prozent niedrigeren kognitiven Leistungswert bei 950 ppm und einen weiteren Rückgang um fünfzig Prozent bei 1400 ppm gemessen.
So ist eine korrekte Messung des CO2 an Wohn- und Arbeitsplätzen mittels Anwendung von Monitoren nicht unbedeutend. Sobald Probleme erkannt werden, könnten Lösungen erfolgen. Die Belüftung spielt eine Schlüsselrolle bei der Reduzierung von CO2 in der Raumluft. Die Belüftung kann jedoch auch eine Vielzahl anderer Schadstoffe einführen. Es ist deshalb wichtig die richtige Balance zu finden. So sorgt frische Luft mit allenfalls sorgfältiger Filterung für ein gesundes, lebenswertes Raumklima und das allgemeine Wohlbefinden.
Abgesehen von der zusätzlichen CO2-Emission beispielsweise der Industrie ist auch der CO2- Ausstoss von Menschen interessant. Jede Person setzt auf ganz natürlichem Weg CO2 frei und atmet in sitzender Tätigkeit durchschnittlich fünfzehn bis zwanzig Liter Luft pro Stunde aus. Pro Tag summiert sich Kohlenstoffdioxid-Ausstoss einer einzigen Person auf die Menge eines Kleinwagens bei einer Strecke von zehn Kilometern.
Fazit
Physiologische Grundlagen
Verbesserte Gehirnfunktion infolge Erhöhung der Sauerstoffzufuhr bei CO2-Werten unter 430 ppm.
Aktivierter Sauerstofftransport im Blut.
Effektiver arbeitende Mitochondrien.
Leistungsunterschiede
Bei 400 ppm vs. 800 ppm: fünfzehn Prozent bessere kognitive Leistung
Merkliche Konzentrationsprobleme ab 800 ppm.
Bei 1000 ppm Leistungsreduktion um dreissig Prozen (Kreativität und komplexe Denkweise).
Wirtschaft generell
Eine bessere Luftqualität steigert die Produktivität um drei bis sieben Prozent.
Weniger Arbeitsausfälle, höhere Innovation, bessere Entscheidungsfähigkeit.
Unterschätzung von Problematiken
Veraltete Grenzwerte.
Fokusrichtung auf Mehrwert der Energieeinsparung anstatt auf Leistungsoptimierung.
Fehlende Wahrnehmung subtiler Effekte.
Messung
Grenzwerte dienen der Gesundheitsrisiko-Minimierung nicht der kognitiven Einschränkung.
Belebender, wirtschaftlicher Effekt bei einer Senkung auf 400 ppm.
Schwierig messbare Luftqualität und komplex schwierige Beweislage zur Verbesserung der Produktivität dank Luftqualität.
Die Kohlendioxidkonzentration in der Luft als wichtiger Faktor für die Luftqualität in Innenräumen
Eine zu hohe CO2-Konzentration kann zu Müdigkeit, Kopfschmerzen und Konzentrationsschwierigkeiten führen.
Möglichkeiten zur Sauerstoffanreicherung der Raumluft
Regelmässig lüften ist einfach und effektiv.
Mehrmals pro Tag eine Viertelstunde alle Fenster öffnen.
Stosslüften ist effizienter als dauerhaft die Fenster kippen.
Pflanzen als minimaler Beitrag
Zimmerpflanzen produzieren zwar Sauerstoff und verbrauchen Kohlendioxid. Ein eher minimaler Beitrag zur Verbesserung der Luftqualität von Innenräumen.
Bogenhanf oder Einblatt am effektivsten.
Lüftungssysteme
Moderne Lüftungssysteme zum automatischen Austausch und Filterung der Raumluft.
Solche Systeme sind insbesondere in gut abgedichteten Gebäuden oder Büros sinnvoll.
Sauerstoffkonzentratoren
Sauerstoffkonzentratoren filtern und konzentrieren den Sauerstoff aus der Umgebungsluft.
Diese Geräte werden meist in medizinischen Bereichen eingesetzt, finden aber ebenso in privaten Haushalten Anwendung. Achtung: Information durch Fachpersonen ist unabdingbar. Unsachgemässe Sauerstoffanreicherung der Umgebungsluft kann auch eine Gefährdung darstellen.
Luftreiniger mit Ionisatoren
Einige Luftreiniger sind mit Ionisatoren ausgestattet, die negative Ionen erzeugen. Diese können dazu beitragen, die Luftqualität zu verbessern, indem sie Staub und andere Partikel aus der Luft entfernen.
Tipp
- Auf ausgewogene Luftfeuchtigkeit achten.
- Zu trockene Luft kann ebenfalls zu Beschwerden führen.
- Rauchen in Innenräumen vermeiden.
- Regelmässige Teppich- und Vorhangreinigung. Generell empfiehlt sich die Reinigung von Textilien zur Minimierung von Staubmilben und Allergenen.