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      • Veröffentlicht am 1. Feb. 2023
      • Zuletzt bearbeitet am 29. Aug. 2023
    • 10 min

    Mit CO2-Messgeräten zu besserer Luftqualität

    Der CO2-Gehalt in der Raumluft ist ein wichtiger Indikator für die Luftqualität: bei hoher Konzentration kann dieser die Gesundheit beeinflussen. Mit einem CO2-Messgerät können Sie die die Kohlendioxid-Belastung in Innenräumen genaustens ermitteln.

    CO2-Messgeräte

    Was sind Luftmessgeräte?

    Mithilfe handlicher CO2-Messgeräte lassen sich schädliche Kohlendioxid-Konzentrationen in der Luft schnell und unkompliziert erkennen. So können gezielt Gegenmaßnahmen wie Lüften eingeleitet werden, um die Raumluft zu verbessern.

    Klassische Luftmessgeräte lassen sich wie ein Thermometer an der Wand anbringen, auf dem Tisch aufstellen oder mobil einsetzen. Die meisten messen außer dem CO2-Anteil in der Raumluft auch noch andere physikalische Größen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit. Solche Kombi-Geräte sind nicht nur für die Überwachung der Belüftung gut, sondern helfen dabei, das Raumklima zu analysieren und können so zum Beispiel auch der Schimmelbildung vorbeugen (mehr darüber in unserem Ratgeber zu Thermo-Hygrometern). Auf einem Display zeigen sie die Luftqualität kontinuierlich an, warnen beim Überschreiten kritischer Werte mit einem Signal; Smart Devices benachrichtigen gar via APP oder Mail.

    Zum kontinuierlichen Überwachen eignen sich CO2-Datenlogger. Sie sind vorwiegend fest installiert und zeichnen Messerwerte über einen längeren Zeitraum auf. Die Daten bereitet man dann entweder direkt am Gerät oder mit einer Software über den PC auf und wertet sie anschließend aus.

    CO2-Konzentration in der Luft: Ab wann wird es gefährlich?

    Kohlendioxid ist ein Bestandteil der Luft. Es entsteht als natürliches Abbauprodukt bei der Zellatmung von Lebewesen, beim Verbrennen kohlendioxidhaltiger Substanzen wie Pflanzenresten, Öl oder Kohle. Das Problem: Ist es einmal in der Atmosphäre, baut sich Kohlendioxid nicht von selbst ab. Es kann entweder durch Gewässer physikalisch gespeichert oder bei der Fotosynthese von Grünpflanzen abgebaut werden.

    CO2 ist farblos- und geruchslos und grundsätzlich ungiftig. Dennoch haben erhöhte Konzentrationen in Räumen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit: Unwohlsein, Müdigkeit, Konzentrationsschwäche und Produktivitätsverlust können die Folgen sein. Schon CO2-Konzentrationen von 1.000 ppm (parts per million, dt. Partikel pro Million Moleküle) beeinflussen die Arbeitsleistung. Die Symptome fasst man unter dem Begriff Sick Building Syndom (SBS) zusammen. Sie treten auf, noch bevor man die Luft bewusst als schlecht wahrnimmt. Lebensbedrohlich kann es bei Extremwerten ab 80.000 ppm werden. Umso wichtiger ist hier ein proaktives Lüftungsverhalten.

    Fünf gute Gründe für ein CO2-Messgerät

    1. Ein besseres Raumklima: Wenn man weiß, wie die Werte in der Luft aussehen, können diese auch durch gezielte Maßnahmen verbessert werden. Mit einem Multifunktionsmesser optimiert man so neben dem CO2-Wert auch Temperatur und Feuchtigkeit im Raum.
    2. Höhere Betriebssicherheit: Da Bereiche mit Geräten und Anlagen, die CO2 produzieren, besonders überwacht und belüftet werden müssen – hier helfen Messgeräte, die Schutzmaßnahmen effektiv zu gestalten.
    3. Förderung der Gesundheit: Mit den Messgeräten beugen Sie Beschwerden des Sick Building Syndroms vor. Zu viel CO2 in der Raumluft kann Müdigkeit, Kopfschmerzen oder Hautjucken hervorrufen.
    4. Gesteigerte Produktivität: Zu viel Kohlendioxid in geschlossenen Räumen wie Schulen, Büros und Werkstätten senkt die Aufmerksamkeit und Konzentration.
    5. Maßnahmen werden effektiv eingesetzt: Ein Luftgütemessgerät hilft, den richtigen Moment und Zeitraum zum Lüften zu bestimmen – besonders beim Stoßlüften im Winter ist das sehr hilfreich und bewahrt vor blindem Aktionismus.

    Wie funktioniert ein CO2-Messgerät?

    RS Pro Luftqualitätsmessgerät

    CO2-Messgeräte sind mit „Fühlern“ ausgestattet, die entweder außen liegen (als Kabel oder Antenne) oder direkt im Gehäuse, und mittels Sensoren die Luftqualität messen. Die Funktionsweise des Sensors kann von Gerät zu Gerät unterschiedlich sein; in den meisten Fällen erfolgt die CO2-Messung jedoch mit Infrarotlicht. Sie nutzen ein Verfahren, das man nicht-dispersive Infrarotspektroskopie (NDIR) nennt. Das Prinzip ist dabei recht einfach: Kohlendioxid und andere Gase, die aus mindestens zwei unterschiedlichen Atomen bestehen, absorbieren Infrarotstrahlen auf unverwechselbare Weise. IR-Sensoren können diese erkennen und unterscheiden. Hierfür leitet man IR-Strahlung durch eine mit der Raumluft gefüllte Messkammer zum Sensor. Ein vorgeschalteter Filter lässt dabei nur die charakteristische Wellenlänge von CO2 durchdringen. Anhand der ankommenden Lichtintensität lässt sich die CO2-Konzentration ermitteln.

    Eine alternative Messmethode ist die photoakustische Spektroskopie (PAS), ein physikalisches Verfahren, bei dem man mit einem Mikrofon periodische Temperatur- und Dichteschwankungen aufnimmt und darüber die Molekülanteile in der Luft bestimmt.

    Diese CO2-Grenzwerte gelten in Innenräumen

    Außenluft hat gewöhnlich einen CO2-Gehalt von 400 ppm. Im Vergleich dazu weist der menschliche Atem einen Gehalt von 40.000 ppm auf, also das Zehntausendfache. Je mehr Personen sich in Innenräumen aufhalten, desto mehr leidet also die Luftqualität,. In voll besetzten Klassen-, Büro- und Seminarräumen erreicht die Kohlendioxidkonzentration schnell an die 5.000 ppm – das Zweieinhalbfache des hygienisch akzeptablen Grenzwertes von 2.000 ppm!

    Es gibt keine gesetzliche Regelungen für CO2-Werte in Innenräumen in Deutschland und Europa nicht. Die EN 13779 teilt die Luftqualität von Innenräumen nach CO2-Gehalt in vier Stufen ein, diese ppm Grenzwerte gelten als gesundheitlich-hygienische Leitwerte für Raumluft:

    AUSWIRKUNG VON CO2 AUF LUFTQUALITÄT IN INNENRÄUMEN


    CO2-Konzentration

    Bewertung

    bis 800 ppm

    gut

    bis 1.000 ppm

    akzeptabel

    bis 1.400 ppm

    mäßig

    über 1.400 ppm

    schlecht

    Anwendungsbeispiele von CO2-Messgeräten

    Luftgütemessgeräte kommen zum Einsatz, wenn aufgrund baulicher Gegebenheiten oder Nutzungskonditionen die empfohlenen Leitwerte überschritten werden könnten. Fehlende Lüftungsmöglichkeiten, kleine Räumen und viele Personen können schnell zu einer hohen CO2-Menge und schlechter Luftqualität führen. Das ist typischerweise der Fall in

    • Schulen und Kitas,
    • Büro- und Seminarräume,
    • Fitnessstudios,
    • Restaurants,
    • Supermärkte,
    • Hotels,
    • Kinos,
    • öffentliche Gebäude.

    Hier kann die Luftqualität mit einem CO2-Messgerät unkompliziert überwacht und so deutlich verbessert werden.

    Auch in vielen industriellen Bereichen ist eine CO2-Überwachung unerlässlich. Manche Geräte und Anlagen benötigen die Frischluftzufuhr, zum Beispiel wenn sie sich nicht zu stark erhitzen sollen oder Raumluft nach außen leiten. Besonders gefährlich sind Bereiche, in denen z. B. motorbetriebene Anlagen CO2 produzieren. Mit den Daten zur Luftqualität, die ein Messgerät liefert, kann man geeignete Maßnahmen für eine bedarfsgerechte Belüftung gewährleisten. Eine hohe Bedeutung kommt CO2-Messgeräten in öffentlichen Räumen zu, in denen man die Personengesundheit besonders schützen muss, zu. Dazu gehören Krankenhäuser, Tiefgaragen und Tunnel.

    CO2- oder CO-Sensor?

    RS Pro Gasdetektor

    Kohlenmonoxid entsteht bei unvollständigen Verbrennungsprozessen, beispielsweise bei unzureichendem Sauerstoffgehalt oder niedrigen Temperaturen. Dabei regiert nur halb so viel Sauerstoff mit dem Kohlenstoff und es entsteht CO statt CO2. Kohlenmonoxid ist deutlich gefährlicher als Kohlendioxid, weil es den Sauerstofftransport im Blut blockiert. Da das Gas farb-, geruchs- und geschmacklos ist und auch keine Reizungen hervorruft, lässt es sich ohne spezielle CO-Sensoren nicht erkennen.

    Gefährliche Konzentrationen von Kohlenmonoxid können beim Verbrennen fossiler Brennstoffe zum Beispiel in Gasöfen, Gastrocknern oder offenen Kaminen in Wohn- und Büroräumen oder in Fahrzeugen entstehen. Im industriellen Bereich sind oft Verbrennungsmotoren die Quelle schädlicher CO-Emissionen: zum Beispiel bei Arbeiten in Garagen, Tunneln, Lagerhallen und Kfz-Werkstätten. Bei der Herstellung einiger Metalle, Chemikalien und Pharmaprodukte sowie bei der Halbleiterherstellung kommt das Gas als Werkstoff zum Einsatz. Überall hier sorgen Gasdetektoren für Sicherheit. Sie messen die Konzentration von Kohlenmonoxiden und anderen Gasen und warnen, wenn festgelegte Grenzwerte überschritten werden.

    Diese Auswahlkriterien sind beim Kauf eines CO2-Messgerätes zu beachten

    Einfache Bedienung: Einschalten und sofort die erste Messung erhalten – ein gutes CO2-Warngerät kommt fast ohne Bedienungsanleitung aus. Produkte der Marke und testo schneiden in Tests besonders gut ab.

    Messbereich: Gewöhnliche Messgeräte zeigen CO2-Konzentrationen bis zu 10.000 ppm an. Dies ist für nicht industrielle Anwendungen ausreichend, denn bereits ab 2.000 ppm gilt die Luftqualität von Räumen als hygienisch nicht mehr akzeptabel und signalisiert dringenden Handlungsbedarf.

    Messauflösung und Messgenauigkeit: Für qualitativ hochwertige CO2-Messungen kommt es auf Genauigkeit an. Je kleiner die vom Hersteller angegebene prozentuale Abweichung vom tatsächlichen Messergebnis und je höher die Auflösung, desto genauer sind die Ergebnisse.

    Einsatzbereich: Geräte müssen bei industriellen Anwendungen ziemlich viel aushalten können. Temperaturbereich und maximale Luftfeuchtigkeit geben Aufschluss, unter welchen Einsatzbedingungen exakte Messungen möglich sind.

    Anzeige: Wichtig ist ein ausreichend großes, gut beleuchtetes Display, das die Messdaten übersichtlich und selbsterklärend darstellt. CO2 Ampeln bilden die CO2-Konzentration mit verschiedenfarbigen LED-Leuchten ab.

    Digitale Schnittstelle: Neben der Auswertemöglichkeit am PC lassen sich viele Luftqualität Messgeräte heute mit mobilen Endgeräten betreiben. Testo bietet innovative CO2-Messgeräte an, die man direkt mit dem Smartphone oder Tablet verbindet und über eine intelligente Prüfgeräte-App steuert. Messdaten ablesen, speichern und sofort als übersichtliche Auswertung anzeigen ist damit kein Problem.

    Ansprechzeit und Messhäufigkeit: Sie geben an, wie schnell der Sensor CO2-Änderungen erfassen kann und in welchem Zeitabstand die Anzeige erfolgt.

    Zusatzfunktionen: Viele Luftgütemessgeräte können mehr als nur CO2 messen. Praktisch sind Alarmfunktionen, die informieren, wenn Grenzwerte überschritten werden. Integrierte Feuchtigkeits- und Temperatursensoren machen aus einem CO2-Messgerät eine Wetterstation. Es gibt auch Geräte mit zusätzlichem Kohlenmonoxid-Melder, der dann effektiv vor gefährlichen Vergiftungen schützt.

    Die besten Bedingungen für CO2-Melder

    Rückseite eines CO2-Datenloggers mit Gassensor

    Egal ob Handmessgerät oder CO2-Datenlogger: Damit die Messungen exakt sind, sollte man sie immer unter den üblichen Nutzungsbedingungen durchführen. Das ist besonders bei Einzelmessungen wichtig, die bei normaler Bürobelegung und gewöhnlichen Belüftungsbedingungen erfolgen sollten. Aussagekräftiger sind Langzeitmessungen, die sich in Büros beispielsweise über einen ganzen Arbeitstag erstrecken. Dafür sollte man den Raum vor Beginn der Messung kräftig lüften, um die Daten der Außenluft als Ausgangspunkt zu erhalten.

    Auch die richtige Platzierung des CO2-Melders ist wichtig: Das Messgerät verwendet man am besten in etwa 1,5 m Höhe und 1 bis 2 Meter von den Wänden entfernt. Für unverfälschte Ergebnisse sollte man nicht zu nah an Belüftungsrohren, Türen und Fenstern messen und darauf achten, dass die Messung nicht direkt durch die ausgeatmete Luft einer Person beeinflusst wird. Fest installierte Datenlogger sollten außerdem zum manuellen Ablesen und für Wartungszwecke leicht zugänglich angebracht sein.

    Die richtige Einstellung: CO2-Messgerät kalibrieren

    Ein CO2-Messer ist bei Auslieferung werksseitig geeicht. Einige Geräte verfügen über eine automatische Kalibrierfunktion. Diejenigen, die es nicht tun, sollte man sie drei- bis viermal jährlich manuell kalibrieren, damit keine Messfehler passieren. Sie können auch unseren Kalibrierservice nutzen. Nähere Informationen finden Sie hier.

    Um die Messwerte zu überprüfen und anzupassen, benutzt man zwei Referenzgase: Das sogenannte Nullgas entspricht einem CO2-Gehalt von 0 ppm; das Kalibriergas sollte so ausgewählt werden, dass es dem CO2-Gehalt der zu messenden Umgebung entspricht. Falls der Hersteller keine spezielle Anweisung zur Kalibrierung liefert, gehen Sie folgendermaßen vor:

    Nullpunkt messen

    Mit dem sogenannten Nullgas lässt sich der Nullpunkt des CO2-Gerätes einstellen. Man verbindet dafür die Gasflasche über einen Druckregler mit dem Messgerät und lässt das Gas einströmen. Nach einer Minute sollte dieses einen Messwert von 0 anzeigen. Ist das nicht der Fall, stellt man den Wert manuell ein.

    Messbereich kalibrieren

    Nun geht man genauso mit dem Kalibriergas vor. Das Gerät sollte den ppm-Wert des gewählten Kalibriergases anzeigen. Wenn nicht, muss man es auf diesen den Wert anpassen.

    Nachbereiten

    Entfernen Sie unbedingt den Druckregler aus den Flaschen der Kalibriergase, damit sich diese nicht entleeren.