Produktives Büroklima

In der US-amerikanischen Stadt Berkeley haben Forscher den Einfluss der Raumluftqualität auf die Arbeitsproduktivität untersucht und den ökonomischen Nutzen für die US-Volkswirtschaft errechnet.

Sie haben nachgewiesen, dass durch die Steigerung der Zuluftrate die Produktivität im Büro um bis zu 4 % (Abb. 1) gesteigert werden kann. Noch weitaus interessanter sind die Beobachtungen zur Zufriedenheit der Raumnutzer. Denn sie hängt in starkem Maße von den Erwartungshaltungen und den subjektiven Empfindungen ab. Mit zunehmender Außenluftrate zeigt sich auf jeden Fall ein signifikantes Anwachsen der Anzahl zufriedener Personen (Abb. 2) – ein immens wichtiger Aspekt, da Motivation und Wohlgefühl, aber auch die Abwesenheitsraten (Abnahme von bis zu 35 %) in hohem Maße mit der Arbeitsstättenzufriedenheit korrelieren.

Leider wird die Modernisierung maschineller Lüftungsanlagen wegen der hohen Investitionskosten vielfach auf die lange Bank geschoben. Auch eine Erhöhung der Außenluftrate, die zu höheren Energieverbräuchen führt, unterbleibt sehr oft.

Die volkswirtschaftliche Bedeutung guter Büroluft ist unumstritten: In einer Cost-Benefit-Analyse hat der US-Forscher William J. Fisk nachgewiesen, dass der wirtschaftliche Vorteil die Investitionen in gute Raumluftqualität bei Weitem übersteigt. Bei der Sanierung des gesamten Bestands an Bürogebäuden in den USA (Anpassung der Luftraten auf 10 l/s pro Person, Raumtemperatur nicht über 23 °C im Winter sowie weitere technische Maßnahmen) beziffern Untersuchungen den jährlichen Nutzen allein in Amerika auf 20 Mrd. US-Dollar durch bessere Arbeitsleistung und weniger krankheitsbedingte Fehlzeiten.

Das wichtigste Kriterium für die Systemwahl „Nur-Luft- oder Luft-Wasser-System“ sind neben dem auf die Grundfläche bezogenen Außenluftbedarf in m3/h.m2 und der Kühllast in W/m2 natürlich die Kosten. Rechnet man aber die Einsparung an umbautem Raum mit ein, sind keine allzu großen Unterschiede bei den Lebenszykluskosten der Nur-Luft- und Luft-Wasser-Systeme festzustellen.

In Räumen mit hoher Personenbelegung lässt sich eine gute Luftqualität nur mit einem ausreichend bemessenen, auf die Personenzahl bezogenen Außenluftvolumenstrom erreichen. In der Regel spricht das für ein klassisches Nur-Luft-System.

Moderne Büro- und Verwaltungsgebäude sind mit vielen technischen Geräten ausgestattet und weisen oft große Glasflächen auf. Die Wärmeabgabe der Geräte und die solare Einstrahlung durch die Fensterflächen können den Raum erheblich erwärmen, ohne dass die Luftqualität durch Verunreinigungen wesentlich beeinträchtigt wird.

Ein Nur-Luft-System würde zur Raumkühlung große Luftströme erfordern, mit entsprechend hohen Energiekosten für Luftaufbereitung und -förderung. Hier bieten sich Luft-Wasser-Systeme und dezentrale Lüftungsysteme mit integriertem Luft-Wasser-Wärmeübertrager an, da bei beiden die Heiz- und Kühlleistung unabhängig vom Außenluftvolumenstrom dimensioniert werden kann. Zusätzlich bieten Luft-Wasser-Systeme den Vorteil, dass Wasser Energie viel effizienter trans­portiert als Luft, sodass bei gleicher Heiz- oder Kühlleistung weniger Transportenergie sowie weniger Platz gebraucht wird.

Regenerative Energien in der Klima- und Lüftungstechnik.
Moderne Klima- und Lüftungskonzepte leisten einen wesentlichen Beitrag zum Erreichen der CO2-Minderungsziele. Allein heute schon verfügbare Technologien zur Nutzung regenerativer Energien wie Solarkraft, Geothermie, freie Kühlung, Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung können bis 2020 rund 9% zum Erreichen der Klimaschutzziele der Bundesregierung beitragen.

Primärenergie-Kennwerte bei unterschiedlichen energetischen Ausführungsqualitäten:
Im Bürogebäude zeigen sich erhebliche Einsparungspotenziale durch den Einsatz moderner RLT-Systeme und durch die Erneuerung veralteter Technik.

Misch- oder Quelllüftung?
Die Mischlüftung zeichnet eine gleichmäßige Temperaturverteilung und Luftqualität aus. Die Zuluft wird mit 2 bis 5 m/s Strömungsgeschwindigkeit eingebracht und vermischt sich gut mit der Raumluft, verdünnt so die Schadstoffe. Mit einer turbulenten Mischlüftung lassen sich höhere Luftwechselraten und eine größere Raumdurchdringung erzielen. Sie wird deshalb vorzugsweise dort eingesetzt, wo eine hohe Personendichte vorherrscht und die RLT-Anlage auch für die Beheizung der Räume zuständig ist.

Die Quelllüftung ist von niedrigen Luftgeschwindigkeiten bei geringen Turbulenzen und hoher Luftqualität im Aufenthaltsbereich geprägt. Zuluft strömt möglichst bodennah mit niedriger Geschwindigkeit in den Raum und breitet sich abhängig von der Möblierung und Raumgeometrie über die Bodenfläche aus. An Wärmequellen wie Menschen und Geräten bildet sich eine Auftriebsströmung, sodass die Luft primär in diesen Bereichen ausgetauscht wird.

Misch-Quelllüftung. 
Eine Kombination der Vorteile beider Strömungsarten wird mit der Misch-Quelllüftung erreicht. Die Zuluft, die im Nahbereich des Durchlasses mit einer Geschwindigkeit zwischen 1 und 1,5 m/s senkrecht nach oben steigt, vermischt sich dabei mit der Raumluft. Nach Abbau des Strahlimpulses geht sie in eine Quelllüftung über. Dank niedriger Turbulenzgrade erfüllen die Misch-Quelllüftung wie die Quelllüftung die Anforderungen der Raumluftkategorie A. 

Zentrale – Dezentrale Raumluftsysteme. 
Eine zentrale Luftversorgung braucht entsprechenden Platz für das Leitungsnetz. Bei einer Sanierung jedoch ist dieser Platz meist nicht vorhanden. Hier eignen sich für die Modernisierung, aber auch für den Neubau, dezentrale, fassadennah installierte Geräte als perfekte Alternative. Die Außenluftversorgung erfolgt auf direktem Wege über Lüftungsöffnungen in der Gebäudehülle. Dezentrale Lüftungsund Klimageräte können abhängig von der Raumgeometrie und der Möblierung für eine Raumtiefe von bis zu sieben Metern eingeplant werden.