Das Wuerfeli bringt Licht ins Unsichtbare. Mit jedem Atemzug tauscht deine Lunge Sauerstoff gegen Kohlendioxid, kurz CO2, aus. Die ausgeatmete Luft verteilt sich gleichmässig im Raum um dich herum. In einfachen Worten, der Sauerstoff Gehalt nimmt ab, während die Menge an verbrauchter Luft zunimmt. Dieser essenzielle und überlebenswichtige Prozess vom Stoffwechsel findet immer statt, doch ein Problem gibt es. Die verbrauchte Luft kann in gut isolierten Gebäuden nicht nach draussen. Die zwei Luftstudien in über 100 Schweizer Schulen haben uns gelehrt, dass sauerstoffreiche und frische Luft alles andere als selbstverständlich ist. Genau da setzt das Wuerfeli an. Es erinnert dich dezent und präzise, wann und wie lange du die Fenster öffnen sollst. Der Einfluss ist grösser als man zunächst annehmen könnte. Einmal mit dem Wuerfeli – immer mit dem Wuerfeli. Das tolle daran, es ist unglaublich einfach und intuitiv. Du brauchst es lediglich an einem schönen Ort deiner Wahl zu befestigen, Stromkabel anschliessen und dann lass die Magie wirken.
Messprinzip
Um CO2 so genau messen zu können, braucht es ein ausgeklügeltes System. Durch die Öffnungen im pyramidenförmigen Gehäuse gelangt deine Raumluft zum Sensor. Nur die kleinsten Partikel passen durch den Staubfilter des Sensors hindurch, etwa CO2, Sauerstoff, Stickstoff und andere Gase. Ist der würfelförmige Sensor erstmals mit deiner Raumluft gefüllt, kann er die Menge an Kohlendioxid Teilchen genauestens messen. Dabei wird die Luft im Inneren des Sensors mit einer Infrarot Lichtquelle bestrahlt. Der Trick hierbei, die Farbe des Lichts, also infrarot, ist so gewählt, dass nur CO2 Moleküle darauf reagieren. Eine Mikrowelle funktioniert ganz ähnlich, nur ist die Farbe da eine andere. Beide Farben sind für unser Auge nicht sichtbar.
Nun geschieht etwas eigenartiges, denn die CO2 Moleküle beginnen zu schwingen. Dieser gleichmässige Tanz regt eine winzig kleine Schallwelle innerhalb des Sensors an, die wiederum mit einem speziellen Drucksensor (Mikrofon) gemessen wird. Steigt nun der CO2 Wert im Raum, steigt auch der CO2 Wert im Sensor. Dadurch sind automatisch mehr Kohlendioxid Teilchen in Bewegung und die Schallwelle wird etwas grösser. Diese Schallwelle liegt ausserhalb der Wahrnehmung von Haustier und Mensch. Was können wir gegen diesen Anstieg unternehmen? Genau, Lüften.
Lüften
Ob das Wuerfeli nun blau, grün, orange oder rot ist – es liegt an dir, die Raumluft auszutauschen. Dabei gibt es einige Tricks, die den Prozess schon fast automatisieren. Beginnen wir aber von vorn, und zwar mit einer kleinen Analogie. Stell dir vor, die ganze Atmosphäre ist voll mit Wasser. Ausserhalb von deinem Raum gibt es unzählige Prozesse, die das CO2 abbauen – seien dies Bäume oder Algen, Meerwasser, Kalk, ja selbst Beton kann Kohlendioxid binden – und im Gegenzug Sauerstoff freilassen. Diese Prozesse sind unabdingbar für unsere Existenz auf diesem schönen Planeten. Die gute ist auch die schlechte Nachricht: Das Gas / die Luft oder um der Analogie zu folgen, das Wasser ist überall gleich. Wenn jemand das Wasser an einem Ort verschmutzt, so verteilt sich der Schmutz gleichmässig im ganzen Gefäss, also der Atmosphäre. Zur Veranschaulichung habe ich die untenstehende Grafik erstellt. Die Abbildung links zeigt ein Feuer und dessen Umwandlung von Sauerstoff in CO2 (rot) durch die Verbrennung. In deinem Körper brennt zwar kein Feuer, jedoch ist die Umwandlung sehr ähnlich und man spricht auch von einer kalten Verbrennung. Die Grafik rechts zeigt die darauf folgende, gleichmässige Verteilung der Co2 Teilchen in der Luft.
Ob der Raum nun so klein wie dein Büro und das CO2 von dir stammt, oder so gross ist wie die Atmosphäre und ein Lagerfeuer brennt, spielt keine Rolle. Die physikalischen Prozesse in der Luft bleiben dabei dieselben. Was können wir also daraus lernen? Zum einen heisst dies, dass der Messort, also die Position des Wuerfelis im Innenraum nicht besonders relevant ist. Hauptsache, es gefällt dir. Zum anderen erklärt dieser Vorgang aber auch das menschenverursachte Problem in der Atmosphäre. So steigt die Konzentration an CO2 in der Aussenluft jährlich an, wobei der Sauerstoffgehalt abnimmt. Lüften ist draussen leider keine Option. Zurück in dein Zuhause. Das Wuerfeli leuchtet orange und es ist an der Zeit, die Luft auszutauschen. Bevor wir aber das Fenster öffnen, stellen wir uns vor, der Raum ist voll mit Wasser. Wie können wir ihn am schnellsten leeren? Soviele Fenster und Türen auf, wie möglich. Man spricht auch vom Stosslüften. Wichtig ist dabei, dass die Fläche zur Aussenluft – oder zum Frischwassertank – möglichst gross ist. Je grösser, desto schneller läuft der Wechsel ab. Mir persönlich hilft auch der Fakt, dass die Teilchen um dich herum zusammenhängen. Findet ein Luftteilchen den Weg nach draussen bedeutet dies, dass zeitgleich ein neues Luftteilchen von draussen den Weg reingefunden hat. Ansonsten wäre dein Raum bald leer und wir würden von einem Vakuum sprechen. Dies lässt die nächste Erkenntnis zu: Indirekt Lüften – nicht das Fenster in unmittelbarer Nähe öffnen, sondern weiter weg. Besonders im Winter ist dieses Prinzip Gold wert, da die kalte Aussenluft als störend empfunden werden kann. Wichtig ist nur, einen Kanal für die Luft zu schaffen. Sei dies eine offene Türe zum Büro, offene Türe zum Gang, und hinten links das Fenster auf. Gibst du dem Luftkanal zwei Öffnungen, so fungiert einer stets als Einlass und der andere als Auslass. Umgangsprachlich wird dies als Durchzug betitelt und entspricht der effizientesten Methode, die Luft in kurzer Zeit zu ersetzen.
Energie, Luft und gekippte Fenster
Während der Pandemie musste man dauerhaft lüften, während der Energiekrise möglichst wenig. Zwei gegensätzliche Situationen mit gravierenden Auswirkungen. Sind die Fenster zu lange offen, kühlen sich die Bausubstanzen aus und der Energieverlust ist riesig. Sind die Fenster zu lange geschlossen, nimmt die Menge an Bakterien, Viren und weiteren Substanzen wie Schimmelsporen in der Luft drastisch zu, während der Sauerstoffgehalt abnimmt und die Konzentration am Tag sowie die Erholung bei Nacht leidet. Ein Paradebeispiel, weshalb Luftsensoren in Innenräumen ihre Berechtigung finden. Starten wir hierzu bei der spezifischen Wärmekapazität von Luft und Beton. Sie gibt an, wieviel Energie man einem Kilogramm Material zuführen muss, um es zu erwärmen. Dabei ist ersichtlich, dass Luft und Beton etwa dieselbe spezifische Wärmekapazitäten aufweisen. Jetzt wenden wir uns der Dichte von Luft und Beton zu, oder in einfachen Worten: Wie gross ist ein Kilogramm Beton im Vergleich zu einem Kilogramm Luft. Die Dichte von Beton ist rund 2000x grösser als diejenige der Luft, oder vereinfacht: ein Kilogramm Beton ist etwa so gross wie deine Faust, während ein Kilogramm Luft einen Kubikmeter (1m x 1m x 1m) gross ist. Daraus schliesst sich direkt, dass der grösste Anteil der Wärmeenergie in Innenräumen nicht in der Luft, sondern in den Bausubstanzen steckt. Zur Veranschaulichung nehmen wir ein Schlafzimmer mit 40 Kubikmeter Volumen – und somit auch 40 Kubikmeter Luft. Alleine die Bausubstanzen rund um ein normales Fenster betragen ein vielfaches von 40 Kilogramm, weshalb nicht das Lüften zum Problem wird, sondern dauerhaft offene Fenster. Das gekippte Fenster gehört im Winter der Vergangenheit an. Denn wie wir oben gelernt haben, braucht es eine maximale Fläche für einen effizienten Luftaustausch. Diese Fläche ist beim gekippten Fenster minimal, trägt also kaum zu einem gesunden Raumklima bei, doch kühlen sich umliegende Materialien aus und der Energieverlust nimmt zu. Unglücklicherweise sind vielerorts die Heizkörper direkt unter dem Fenster. Da die warme Luft stets zum kältesten Punkt wandert und umgekehrt, heizt man dabei wortwörtlich die Aussenluft.
Eine gemessene Balance
Diverse Lüft-Verhaltensmuster konnten wir in den zwei umfangreichen Luftstudien vermehrt feststellen, worauf das Wuerfeli zwei weitere Funktionen erhielt. Zum einen die Farbe Blau. Sie symbolisiert das Ende deiner Lüftperiode, die Fenster können und sollten geschlossen werden. Maximale Frischluft bei minimalem Energieverlust.
Zum anderen die Wuerfeli-Atemfunktion. Sie visualisiert die Luftwechselrate. Kippt man die Fenster, pulsiert das Wuerfeli selten oder nie. Stellst du aber einen Luftkanal mit grossen Flächen zur Aussenluft her – Stosslüften – pulsiert das Wuerfeli in kurzen Abständen. Die verbrauchte Luft wird rasch ausgetauscht, während die Baustubstanzen kaum an Wärmeenergie abgeben. Die Atemfunktion hilft dir, die unsichtbaren Wege der Luft zu verstehen und deine Trickkiste zu erweitern. Nun sind wir bereit für einen Winter ohne Krankheiten und Energieengpässe – mit der perfekten gemessenen Balance.
Bilder: Simon Haldimann / Laurin Schwitter
Autor: Laurin Schwitter
