Diskussion:Luftwechsel
Rate?
Was ist an dem Begriff "...rate" falsch. Der Luftwechsel bezieht sich doch auf eine Zeiteinheit. 91.65.80.195 10:47, 12. Feb. 2008 (CET)
Alter Text aus Ventilation
Nach x-Jahren in der Redundanz: hier der Text, der unter Ventilation stand, ist bestenfalls von historischem Interesse, da er aus dem Meyers von ca. 1890 stammt:
Als Ventilation (lat.) bezeichnet man die Lufterneuerung in geschlossenen, bewohnten Räumen zur Beseitigung der Verunreinigungen der Luft durch den Atmungsprozess oder durch die Tätigkeit der Bewohner.
Ventilation bezeichnet in der Biologie die Versorgung der Organe des Gasaustausches (Kiemen, Lungen) mit Sauerstoff-reichem Medium (Wasser, Luft) und das Abführen des Kohlenstoffdioxid-reichen Mediums.
Natürliche und künstliche Lufterneuerung in geschlossenen Räumen
Bei der Verunreinigung der Luft durch den Atmungsprozess kommen vorzüglich die organischen Substanzen in Betracht, die in der ausgeatmeten Luft enthalten sind und sich sehr bald durch den Geruch bemerkbar machen. Da diese Substanzen nicht quantitativ bestimmbar sind, so beurteilt man die Beschaffenheit der Zimmerluft nach dem Kohlensäuregehalt derselben, da die durch den Atmungsprozess hervorgerufene Kohlensäureausscheidung zu den übrigen Exhalationen in einem bestimmten Verhältnis steht.
Allgemein macht eine Luft den Eindruck, dass sie verunreinigt sei, sobald der Kohlensäuregehalt durch Atmungsluft 0,6 pro Mille beträgt. Da nun in der freien Luft bereits 0,4 pro Mille Kohlensäure enthalten sind und von einem Erwachsenen stündlich 20 Liter Kohlensäure ausgeatmet werden, so müssen in dieser Zeit mindestens 100 m³ Luft pro Kopf und Stunde in einen bewohnten Raum eingeführt werden, wenn die erwähnte Grenze nicht überschritten werden soll.
Dabei spielen die näheren Verhältnisse der bewohnten Räume selbstverständlich eine große Rolle, und man wird z. B. für Krankensäle unbedingt eine viel stärkere Ventilation fordern müssen als für eine Kirche.
Modifiziert wird das Ventilationsbedürfnis außerdem durch die spontane Ventilation, die ohne weiteres Zutun durch die Poren der Wände, durch Fugen und Risse erfolgt, und Morrin verlangt mit Rücksicht auf diese, dass bestimmte Luftmengen pro Kopf und Stunde künstlich durch besondere Ventilationsvorrichtungen eingeführt werden.
Durch die künstliche Beleuchtung wird der Kohlensäuregehalt der Luft in bewohnten Räumen ganz erheblich gesteigert; allein hier hat die Kohlensäure keineswegs die Bedeutung wie dort, wo sie lediglich Produkt der Atmung ist, und das Ventilationsbedürfnis würde hier in viel geringerem Maß mit dem Kohlensäuregehalt der Luft steigen, wenn nicht mit intensiver Beleuchtung eine so starke Erwärmung (z. B. in Theatern) verbunden wäre, dass hier mehr als an irgend einem anderen Ort eine kräftige Ventilation geboten erschiene.
Die spontane oder natürliche Ventilation ist sehr viel stärker, als man gewöhnlich annimmt. In einem Arbeitszimmer von 75 m³ Rauminhalt wurden bei -1° im Freien und 18° im Zimmer in einer Stunde 75 m³ Luft ausgewechselt; als aber Tür- und Fensterritzen verklebt waren, sank der Luftaustausch unter sonst gleichen Verhältnissen auf 54 m³. Bei einem Temperaturunterschied von 20° betrug der Luftwechsel 95 und bei 4° Differenz 22 m³. Dazu kommt nun überdies der Luftwechsel beim gelegentlichen Öffnen der Fenster und Türen, und man kann daher annehmen, dass unter gewöhnlichen Verhältnissen bei einigermaßen geräumigen Wohnstuben, in denen nicht zu viele Menschen verweilen, eine besondere Ventilationsvorrichtung nicht unbedingt nötig sei.
Von der Wirkung eines geöffneten Fensters darf man sich keine übertriebenen Vorstellungen machen. Bei Öffnung eines Fensterflügels von 8 QFuß Fläche stieg der Luftwechsel, der bei einer Temperaturdifferenz von 4° und bei geschlossenem Fenster nur 22 m³ betragen hatte, auf 42 m³. Das Öffnen des Fensters wirkte also noch nicht so intensiv auf die Beförderung des Luftwechsels wie bei verklebten Fugen eine Temperaturdifferenz von 19°. Daraus folgt, dass von einer Ventilation durch Fenster und Türen bei vollkommen ruhiger Luft überhaupt nur die Rede sein kann, wenn eine genügende Temperaturdifferenz vorhanden ist, und ferner, dass die Größe des Luftwechsels in gewissem Grad von den Temperaturdifferenzen abhängig ist.
Die überraschende Höhe der spontanen Ventilation erklärt sich in erster Linie aus der Porosität der Wände. Die Ventilationsgröße beträgt für 1 m² und 1° R. Temperaturdifferenz pro Stunde bei Wänden von Sandstein 1,69, Kalkbruchstein 2,32, Backstein 2,83, Kalktuffstein 3,64 und von Lehmstein 3,21 m³, wobei die größere Durchgängigkeit der Kalkbruchsteinmauern gegenüber den Sandsteinmauern auf Rechnung der verwendeten Mörtelmenge, die bei erstern ungleich größer war, zu stellen ist.
Der Mörtel ist ein überaus poröses Material, und bei Mauern aus Bruchsteinen fällt ihm der größte Teil der naturlichen Ventilation zu. Die Durchgängigkeit des Mauerwerkes wird wesentlich beeinflusst durch die Art seiner Bekleidung und zwar in folgender Stufenfolge: Kalkanstrich, Anstrich mit Leimfarbe, ordinäre Tapete, Glanztapete (die letzteren beiden verringern die Durchgängigkeit um so mehr, mit je dichterm Klebstoff sie befestigt sind), Ölfarbenanstrich, der in neuem Zustand den Luftwechsel völlig aufhebt.
Feuchtigkeit beeinträchtigt die Durchgängigkeit wesentlich und zwar um so mehr, je enger die Poren des Baumaterials sind. Sehr erheblich beeinflusst ferner der Wind die natürliche Ventilation Bei einigermaßen stark bewegter Luft presst der Wind, der die Mauer trifft, reichlich Luft durch dieselbe in die Zimmer hinein, während die saugende Kraft des Windes zur Geltung kommt, wenn er in bestimmter Richtung die Mauern bestreicht. Diese Momente sind aber von so schwankender Bedeutung, dass sich kaum mit denselben rechnen lässt, und noch viel weniger eignen sie sich zur praktischen Verwertung, wenn man nicht mehr oder weniger komplizierte Apparate anwenden will, die selten leisten, was man sich von ihnen verspricht.
Nur die Saugapparate verdienen unter Umständen größere Beachtung. Die natürliche Ventilation wird erhöht durch die gewöhnlichen Heizapparate. Der vom Zimmer aus geheizte Ofen verbraucht viel Luft, die er zunächst dem Zimmer entnimmt, und auch wenn das Feuer im Ofen erloschen ist, wirkt der warme Schornstein, solange eine Klappe oder luftdichte Ofenthür geschlossen wird, saugend und erzeugt eine anscheinend lebhafte Ventilation Über die Größe derselben hat man sich ebenso übertriebenen Vorstellungen hingegeben wie über den Wert des Öffnens der Fenster. Pettenkofer fand, dass in dem Zimmer, in dem bei 19° Temperaturdifferenz in einer Stunde 75 m³ Luft durch die Zimmerwände eindrangen, der Luftwechsel auf 94 m³ stieg, als unter sonst gleichen Verhältnissen ein lebhaftes Feuer im Ofen brannte.
Der Ventilationseffekt des Ofens betrug also nur 19 m³ und ist mithin fast bedeutungslos, wenn es sich um ein Zimmer handelt, in dem für eine größere Anzahl von Menschen die Luft rein erhalten werden soll. Der Wert des Ofens aber sinkt noch mehr herab, wenn man erwägt, dass die durch Fenster, Türen und Mauerwerk für die verbrauchte eindringende frische Luft größtenteils auf direktestem Weg dem Feuer zuströmt und für die Verbesserung der Zimmerluft ganz und gar verloren geht.
Beurteilung der Wirkung
Die Bewegung der Luft in den geheizten Räumen bewirkt eine dauernde Mischung der oberen und unteren Luftschichten, und mithin ist es nicht auffallend, dass der Kohlensäuregehalt der Luft an der Decke sich kaum höher zeigt als am Fußboden. Danach erscheint es ziemlich gleichgültig, ob man die Öffnungen, durch welche die Luft aus einem Raum fortgeschafft werden soll, in der Nähe der Decke oder am Fußboden anbringt.
Da indes die hoch gelegenen Abzugsöffnungen erhebliche Wärmemengen in Form noch unverbrauchter erwärmter Luft entführen, so wird man wenigstens im Winter, die Luft vorteilhaft in der Nähe des Fußbodens abführen. Die Einströmungsöffnungen für die frische, nicht vorgewärmte Luft darf man dagegen niemals so niedrig legen, weil sie bei einigermaßen bedeutender Temperaturdifferenz einen unerträglichen Zug an den Füßen hervorbringen würden. Auch bei vorgewärmter Luft wird der warme Luftstrom unangenehm empfunden, wenn die Geschwindigkeit desselben nicht zu seiner Temperatur in genauem Verhältnis steht.
So wird nach Roth und Lex ein auf 14-16° erwärmter Luftstrom bei 0,5 m Geschwindigkeit nicht, bei 0,8 m Geschwindigkeit oft nicht, bei 1 m indes von den meisten Menschen unbehaglich empfunden. Bei 21° werden noch stärkere Strömungen nicht gespürt, während bei 26 bis 32° das Gefühl für Luftströmungen wieder feiner wird. Außerdem ist am Boden einströmende Luft niemals frei von Staub, und schon dieser Umstand allein macht es wünschenswert, die Luft in gewisser Hohe über dem Fußboden aus einer der senkrechten Wände austreten zu lassen.
Immerhin sprechen bei der Bestimmung über die Lage der Ein- und Ausströmungsöffnungen lokale Verhältnisse mit, und man wird z. B. überall, wo man es mit einem Wärmeüberschuss zu thun hat, wie auch meistens im Sommer, die warme Luft gern in der Nähe der Decke ableiten. Sehr vorteilhaft erscheint es, zwischen Sommer- und Winterventilation zu unterscheiden und für jede besondere Öffnungen anzubringen, die während der anderen Jahreszeit geschlossen bleiben. Die Dimensionen der Öffnungen und Kanäle müssen sich nach der Luftmenge, die jedem Zimmer zugeführt wird, und nach der Geschwindigkeit, mit der die Luft einströmen soll, richten. Letztere soll nicht mehr als 0,5-1 m pro Sekunde betragen. In den Berliner Schulen ist die Weite der Kanäle im Erdgeschoss 26x38, im ersten Stock 26x32 und im zweiten Stock 26x26 cm.
Die Luft wird in die Kanäle auf kürzestem Weg eingeführt. Bei Lokalheizung führt von jedem Zimmer ein Kanal direkt nach außen und leitet die Luft nach dem Ofen, damit sie erwärmt in das Zimmer tritt. Bei Zentralheizung dagegen gelangt sämtliche Luft zunächst in einen gemeinsamen Raum, sie wird von Staub gereinigt, entsprechend mit Feuchtigkeit versehen und erwärmt, im Sommer auch wohl durch zerstäubtes Wasser gekühlt und dann ihrem Bestimmungsort zugeführt. Über die Wirkung von Ventilationseinrichtungen macht man sich oft falsche Vorstellungen, weil es an einem einfachen Apparat fehlt, diese Wirkungen zu kontrollieren. Wie erwähnt, beurteilt man die Beschaffenheit der Zimmerluft, da man die organischen Ausatmungsprodukte, auf die es eigentlich ankommt, nicht bestimmen kann, nach dem Kohlensäuregehalt, und für den Chemiker ist es keine schwierige Aufgabe, letztern sehr genau zu bestimmen.
Für den hier in Frage stehenden Zweck ist aber eine sehr genaue Messung der Kohlensäure gar nicht erforderlich, es genügt eine annähernde Bestimmung, die mit geringem Aufwand von Mitteln, Zeit und Mühe ausführbar ist, nämlich die Bestimmung nach einer minimetrischen Methode. Solche minimetrische Methoden beruhen darauf, dass Kohlensäure in Baryt- oder Kalkwasser einen Niederschlag von kohlensaurem Baryt oder Kalk hervorbringt, und dass dieser Niederschlag in der klaren Lösung eine Trübung verursacht, die deutlich erkannt wird, sobald sie einen gewissen Grad erreicht. Hierzu geeignete Apparate haben Lunge ("Zur Frage der V.", Zürich 1877) und Wolpert konstruiert.
Fehler in Abschnitt Rechenbeispiel
Die Rechnung am Schluss kann nicht richtig sein: Wenn bei 50% Luftfeuchtigkeit noch weitere 8,7 g Wasser pro Kubikmeter Luft aufgenommen werden können, kann die mögliche Menge Wasser bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65% nur kleiner sein und nicht 11,3 g betragen. --Fettbacke 18:21, 9. Sep. 2010 (CEST)
Rechenbeispiel, Theorie und Praxis
"Bei einem vollständig fugendichten Haus müsste 11 mal am Tag stoßgelüftet werden. Nimmt man für die Stoßlüftung eine Luftwechselzahl von 9–15 an, muß demnach eine Stunde stoßgelüftet werden, bei Querlüftung (Luftwechselzahl 40) entsprechend rund 17 Minuten." Der Rückschluss, wie lange gelüftet werden müsse ist nicht ganz richtig - als eher ein theoretischer Wert. Denn es gibt keine absolut dichten Wohngebäude. Des Weiteren sind zur Ermittlung eines Luftwechsel-Volumenstroms neben Temperatur- und Druckdifferenzen von Innen / Außen auch Windgeschwindigkeiten und -richtung eine heranzuziehende / wichtige Größe. Nebenbei erwähnt, wird hier auch nicht die Anzahl der Lüftungsintervalle berücksichtigt. Denn einmal 17 Minuten am Tag lüften führt nicht zu einem anhaltenden (pro Tag) Feuchtetransport und außerdem bei Außentemperaturen ab unter +5° C energetisch gesehen extrem suboptimal. -- Sander (14.02.2011)
P.S. Luftwechsel(rate) ≠ Lüftungsvorgänge (nicht signierter Beitrag von 78.54.147.248 (Diskussion) 22:35, 14. Feb. 2011 (CET))
Sauerstoffzufuhr: Was stimmt denn nun?
Im Artikel Luftwechsel steht: "Die Zuführung von Sauerstoff spielt eher eine unterordnete Rolle." Im Artikel Lüftung steht: "Ziel ist [...] der Einlass insbesondere von Sauerstoff." Das widerspricht sich zwar nicht, aber entweder ist der erste Satz falsch oder das "insbesondere" ist fehl am Platz. Weis jemand mehr dazu? (nicht signierter Beitrag von 87.154.142.103 (Diskussion) 21:30, 20. Jul 2011 (CEST))
- In der Tat ist eher die Abfuhr von Kohlenstoffdioxid relevant. Bei einer CO2-Konzentration von etwa 5 % Vol. in der eingeatmeten Luft beispielsweise kippst Du aus den Latschen (Bewusstlosigkeit durch Azidose, sprich Übersäuerung des Blutes). Normale Luft enthält 21 % Vol. Sauerstoff und nahezu überhaupt kein Kohlenstoffdioxid (0.038 % Vol.). Wenn Du nun normale Luft nimmst und die CO2-Konzentration auf 5 % erhöhen würdest, indem Du Sauerstoff durch CO2 "ersetzt" (was bei der Atmung passiert), würde die Sauerstoffkonzentration auf 16 % sinken, was vom Partialdruck her 21 % Sauerstoff in einer Höhe von (ganz grob geschätzt - habe jetzt keine Lust tatsächlich mit der barometrischen Höhenformel nachzurechnen) etwas mehr als 2.000 Metern entspricht. In 2.000 Metern Höhe können sich die allermeisten noch ohne Probleme langfristig aufhalten. Noch extremer wird es, wenn Du eine "künstliche Atmosphäre" schaffen kannst. Dann kannst Du Leuten enorm viel Sauerstoff (sagen wir 40 % Vol.) "unterschieben". Wenn genug Kohlendioxid dabei ist (sagen wir Du würdest irgendwas zusammenmischen wie 40 % Stickstoff, 40 % Sauerstoff, 20 % Kohlendioxid - sind jetzt "erfundene Werte"), kippen die trotzdem um, was zeigt, dass die Reaktion nichts mit Sauerstoffmangel zu tun hat. Langfristig darfst Du sogar höchstens 0.5 % Vol. (MAK-Wert für eine Exposition von 8 Stunden pro Tag) bzw. 0.3 % Vol. (MIK-Wert für dauerhafte Exposition) Kohlenstoffdioxid ausgesetzt sein. Sowohl die Zufuhr von Sauerstoff, als auch die Abfuhr von Kohlenstoffdioxid dürften für die Raumbelüftung allerdings eine untergeordnete Rolle spielen (außer z. B. bei großen Veranstaltungshallen, in denen sich viele Menschen aufhalten). Hier geht es vornehmlich um die Beseitigung von Feuchtigkeit. 91.61.94.83 08:45, 28. Jan. 2014 (CET)
