Das Maß für die Erneuerung der Luft in einem Raum ist die Luftwechselzahl oder der Luftwechselkoeffizient. Das ist der Quotient aus dem ausgetauschten Zuluftvolumenstrom (in m3/h) in einem Raum und dem Raumvolumen (in m3). Eine Luftwechselzahl von 1 h-1 bedeutet, dass rein rechnerisch das gesamte Raumluftvolumen eines Raumes innerhalb von einer Stunde vollständig ausgetauscht wird. Hierbei wird zwischen dem natürlichen Luftwechsel, welcher durch Winddruckdifferenz und thermischem Auftrieb entsteht und dem mechanischen Luftwechsel mittels Lüftungsgeräten unterschieden.
Der Mensch scheidet mindestens 0,25 l Kohlendioxid in der Minute, das heißt 0,015 m3 in der Stunde aus. Die Außenluft enthält bereits einen Anteil von 300 ppm Kohlendioxid. Damit der für 8 Stunden am Arbeitsplatz geltende MAK-Wert von 5000 ppm nicht überschritten wird, ergibt sich die Außenluftmenge, die für eine ausreichende Versorgung einer Person am Arbeitsplatz erforderlich ist, mit 5,3/h m3 pro Person. Es muss jedoch betont werden, dass die für gesunde, exponierte Arbeitnehmer ausgelegten MAK-Werte nicht für die Beurteilung der Luftqualität in Wohn- und Aufenthaltsräumen oder gar in Schulen anzuwenden sind.
Rein durch die CO2-Belastung bedingte gesundheitliche Auswirkungen sind ab Konzentrationen von 15.000 ppm beschrieben (EPA, 2002). Untersuchungen zeigen jedoch (ECA, 1992), dass etwa 25 Prozent der Probanden die Luftqualität schon bei einer CO2-Konzentration ab 0,1 Prozent, das entspricht 1000 ppm, als nicht befriedigend einstuften. Bei höheren Konzentrationen können vereinzelt Müdigkeit, Konzentrationsschwächen etc. auftreten (Umweltbundesamt, 2000). In den USA setzt die ASHRAE einen Richtwert von 0,1 Prozent für die CO2-Innenraumkonzentration fest.
Die Ad-hoc-Arbeitsgruppe der Innenraumlufthygienekommission und der Obersten Landesgesundheitsbehörde (Ad-hoc AG IRK/AOLG) hat eine Bewertung für Kohlendioxid in der Innenraumluft vorgelegt (Umweltbundesamt 2008). Danach werden folgende Leitwerte für die Kohlendioxidkonzentrationen in der Innenraumluft festgelegt:
- unter 1000 ppm: hygienisch unbedenklich,
- 1000 bis 2000 ppm: hygienisch auffällig, Lüftungsmaßnahmen intensivieren, beziehungsweise Luftwechselzahl erhöhen,
- über 2000 ppm: hygienisch inakzeptabel, Belüftbarkeit des Raumes prüfen, gegebenenfalls weitgehende Maßnahmen prüfen.
Die DIN 1946-6 (2009/5) sowie DIN 4108-2 (2003/7) fordern aus Gründen der Hygiene und der Begrenzung der Raumluftfeuchte zur Vermeidung von bauphysikalischen Schäden wie Schimmelpilzbefall einen etwa 0,5 fachen Luftwechsel je Stunde, bei dem das Luftvolumen aller Räume innerhalb von zwei Stunden einmal komplett ausgetauscht wird.
Die Energiesparverordnung von 2007 (in der Fassung vom 29.4.2009, EnEV 2009) hat die Obergrenze für den zulässigen Jahres-Primärenergiebedarf um durchschnittlich 30% verschärft, die energetischen Anforderungen an die Wärmedämmung der Gebäudehüllen wurden um durchschnittlich 15 Prozent erhöht.
Auch bei der Altbau-Modernisierung mit größeren baulichen Änderungen an der Gebäudehülle werden die energetischen Bauteilanforderungen um durchschnittlich 30 Prozent verschärft (zum Beispiel Erneuerung der Fassade, der Fenster des Daches). Deshalb sollen aus energieökonomischen Gründen die Lüftungswärmeverluste so gering wie möglich gehalten werden.
So heißt es in § 6: „Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass die wärmeübertragende Umfassungsfläche einschließlich der Fugen dauerhaft luftundurchlässig entsprechend den anerkannten Regeln der Technik abgedichtet ist“.
In der EnEV (2009) wird aber auch gefordert: „Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass der zum Zwecke der Gesundheit und Beheizung erforderliche Mindestluftwechsel sichergestellt ist“.
Wie dieser Nachweis zu erbringen ist, wird zunächst nicht weiter geregelt.
Im Anhang 4 zu Paragraph 6 der Energieeinsparverordnung sind Höchstluftwechselzahlen vorgegeben, wenn eine Überprüfung der Anforderungen mit der „Blower-Door“ durchgeführt wird:
- ohne raumlufttechnische Anlagen 3 h-1 und
- mit raumlufttechnischen Anlagen 1,5 h-1
Bei einer natürlichen Be- und Entlüftung ist der am Gebäude vorhandene Druck aber erheblich geringer, das heißt, die mit der Blower-Door-Methode gemessenen Werte sind durch 10 – 15 zu teilen. Daraus resultiert in der Praxis bei einer Erfüllung oben genannter Anforderungen an ein Gebäude ohne raumlufttechnische Anlagen, dass eine Luftwechselzahl von 0,2–0,3 h-1 vorliegt. Diese Luftwechselzahl ist aus hygienischer Sicht unzureichend (siehe oben). Deshalb muss zusätzlich zur Grundlüftung von 0,2-0,3 h-1 (Energiesparverordnung bei geschlossenen Fenstern und Türen siehe oben) eine zusätzliche Fensterlüftung von 0,2-0,3 h-1 durchgeführt werden, um die Differenz bis 0,5 auszugleichen.
In der DIN 4108-6 (2000/11) wird als mittlere Standard-Luftwechselrate n für nicht luftdichtheitsgeprüfte Gebäude ein Wert von n = 0,7 h-1, für luftdichtheitsgeprüfte Gebäude ein Wert von n = 0,6 h-1 angesetzt. Bei maschineller Lüftung ist der anlagenbedingte Luftwechsel mit nA = 0,4 h-1 anzusetzen.
Da die Wärmeverluste gut gedämmter Häuser im Wesentlichen durch die Lüftung erfolgen, ist bei einer mechanischen Entlüftung eine Wärmerückgewinnung sehr zweckmäßig.
Der finanzielle Gewinn, der durch maximale Energieeinsparung bei guter Wärmedämmung und dichter Gebäudehülle zu erreichen ist, sollte stets auch in Beziehung zu den möglichen gesundheitlichen Schäden durch ungenügende Feuchtigkeitsabfuhr und Schimmelpilzentwicklung gesetzt werden.