Was ist CO2
Kohlendioxid (CO2) in Innenräumen ist ein farbloses, geruchloses Gas, das durch Aktivitäten wie Atmen, Verbrennung und den Einsatz von Kraftfahrzeugen in Garagen entsteht. Obwohl CO2 selbst nicht giftig ist, können hohe CO2-Konzentrationen in Innenräumen auf eine schlechte Belüftung und das Vorhandensein anderer schädlicher Schadstoffe hinweisen. Erhöhte CO2-Konzentrationen in Gebäuden können die menschliche Gesundheit direkt beeinträchtigen. Bei Konzentrationen zwischen 1.000 und 2.000 Teilen pro Million (ppm) können Menschen Schläfrigkeit und schlechte Luftqualität erleben. Steigen die CO2-Werte auf 2.000 bis 5.000 ppm, kann dies zu Kopfschmerzen, Schläfrigkeit, stagnierender Luft, schlechter Konzentration, Aufmerksamkeitsverlust, erhöhter Herzfrequenz und leichter Übelkeit führen. Eine Exposition gegenüber CO2-Konzentrationen von über 5.000 ppm kann ernsthafte Symptome von Sauerstoffmangel verursachen.
Darüber hinaus haben neuere Studien gezeigt, dass selbst niedrigere CO2-Konzentrationen, wie 1.000 ppm, die bisher als sicher galten, schädliche Auswirkungen auf den Körper haben können. Dazu gehören Entzündungen, reduzierte kognitive Leistungsfähigkeit und sogar Nieren- und Knochenprobleme. Dieser Befund ist bedeutend, da solche CO2-Konzentrationen in vielen Innenräumen, insbesondere in solchen mit erhöhter Belegung und reduzierter Belüftung, häufig überschritten werden. Eine kontinuierliche Exposition gegenüber erhöhtem atmosphärischem CO2 kann ein übersehener Stressfaktor in modernen Umgebungen sein, und es ist entscheidend, die Exposition zu verringern, insbesondere für Kinder und gefährdete Personen.
Insgesamt ist es wesentlich, eine gute Belüftung in Gebäuden aufrechtzuerhalten, um die CO2-Werte zu kontrollieren und eine gesunde Innenraumumgebung zu gewährleisten
[[❞]](https://www.indoordoctor.com/blog/indoor-carbon-dioxide-levels-health/)
[[❞]](https://www.hsph.harvard.edu/healthybuildings/2021/09/09/impacts-of-indoor-air-quality-on-cognitive-function/)
[[❞]](https://airqualitynews.com/health/co2-affects-human-health-at-lower-levels-than-previously-thought/).
Unsere persönlichen Beobachtungen
CO2 wird allgemein bis zu 1000 ppm als unbedenklich erachtet. Viele Studien berichten sogar erst ab 5000 ppm von Beeinträchtigungen.
Unseren persönlichen Beobachtungen nach ist dies aber falsch. Bei keiner Studie wurde zuvor sichergestellt, dass die Probanden nicht bereits in ihrem alltäglichen Umfeld hohen CO2 Konzentrationen ausgesetzt sind und so z.b. 1000 ppm in der Testumgebung tatsächlich eine deutlich höhere Exposition als im alltäglichen leben darstellt.
Bei unseren eigenen Versuchen haben wir Wochenlang davor sichergestellt, dass die CO2 Konzentration so niedrig wie möglich war. Also mindestens eine Woche permanent unter 600 ppm. Hierdurch kamen wir zu folgender Erkenntnis:
Ab ca. 650 - 750 ppm beginnt der Körper bereits Funktionen zu Reduzieren und Energieeinsparung zu betreiben. Dies äußerte sich durch Müdigkeit, Gähnen und verminderte Konzentrationsfähigkeit.
Während unter 600 ppm nach einer Woche Temperaturen zwischen 2 und 12 Grad im T-Shirt ohne Jacke als angenehm empfunden wurden, ist ab 700 ppm bereits nach wenigen Minuten eine Umgebungstemperatur von 18 Grad erforderlich, um nicht zu frieren. Bei 1000 ppm über mehr als 30 Minuten empfindet man mindestens 21 Grad als angenehm.
Spätestens bei 750 -800 ppm werden die meisten Menschen ohne körperliche Tätigkeit, wie z.b. bei einem Kinobesuch oder in der Schule, müde und die Konzentrationsfähigkeit lässt nach.
Bei 1200 ppm beginnen die ersten Beeinträchtigungen des Sehvermögens bereits nach wenigen Minuten.
Körperliche Aktivität und Stress verzögert die Reaktion auf hohe CO2 Werte.
Beobachtungen im Kino
In einem Kino ohne Frischluft konnten wir beobachten, dass der CO2 Gehalt recht schnell bis auf 750 ppm anstieg, sich dann aber nur noch langsam bis zu einem Pegel von 1200 ppm entwickelte. Wir gehen daher davon aus, dass ab etwa 750ppm der Körper in Ruhezustand Funktionen drosselt um den erhöhten CO2 Gehalt auszugleichen. Ab 800 ppm begannen die ersten Menschen zu gähnen.
Ab 950 ppm begannen die ersten Menschen zu frieren. Diese hatten bereits Decken dabei, da sie dies wohl von Kinos gewöhnt waren. Die Temperatur im Kinosaal blieb aber während der gesamten Vorstellung konstant bei 21,2°C und auch die Luftströmung änderte sich nicht.
Bei 1100 ppm verließen einige Personen den Kinosaal kurz vor ende der Vorstellung, da sie der Handlung nicht mehr folgen konnten.
Beobachtungen im Einkaufszentrum
In einem Einkaufsgeschäft ermittelten wir 2400 ppm CO2. Personen, die auf ihren Partner oder die Eltern warteten, waren extrem unruhig und hatten den Drang das Gebäude zu verlassen. Personen, welche nicht wesentlich in Bewegung waren, wie z.b. das Wachpersonal waren ausnahmslos unkonzentriert und schläfrig. Lediglich Personen, die aktiv im Kaufhaus unterwegs waren, blieben teilweise von diesen Auswirkungen verschont, bis zu dem Zeitpunkt, als diese sich in die Schlange vor der Kasse einreiten.
Beobachtungen in Warteschlangen
In allen Warteschlangen von Magic Kingdom und Universal Studios in Florida konnten wir identische Beobachtungen machen.
Während Menschen in der Warteschlange im Freien bei unter 650 ppm CO2 noch ausgiebig miteinander kommunizieren, genügt bereits ein überdachter Bereich um CO2 auf über 800 ppm ansteigen zu lassen. Selbst Personen, welche zuvor noch rege miteinander kommunizierten, reduzierten die Gespräche auf ein minimum. Spätestens ab 900 ppm findet kaum noch eine fortlaufende Kommunikation der Menschen untereinander stat. Spätestens ab 1000 ppm greifen 90% der Menschen, welche zuvor noch ununterbrochen miteinander redeten, zum Handy und reagieren kaum noch auf den Gesprächspartner. Andere Personen, welche nur gelegentlich zum Handy griffen, starrten ab diesem Punkt beinahe ausschließlich auf das Handy und reagierten nur noch sehr verzögert auf das weitergehen der Warteschlange. Zu diesem Zeitpunkt setzen sich bereits viele auf den Boden oder stützen sich an Wänden ab.
Kleinere Kinder und Säuglinge begannen hierbei bei spätestens 900 ppm mit Quengeln und gelegentlichem weinen oder schreien. Ab 1100 ppm weinten alle Säuglinge in den Warteschlangen zumindest kurzzeitig oder bis die Eltern die Warteschlange verließen, während under 800 ppm nichts auffälliges vorgefallen war.
Im vorliegenden Beispiel herrschte etwa 45 Minuten ein CO2 Gehalt unter 600 ppm. Dieser stieg dann innerhalb von 3 Minuten wegen einer Überdachung auf 800 ppm und verblieb dort weitere 20 Minuten. Daraufhin stieg der CO2 Gehalt innerhalb 30 Sekunden auf über 1100 ppm, da die Menschen dann den Innenraum betraten. Die Reaktionen auf die verschiedenen CO2 Level waren bei allen Menschen nahezu unmittelbar innerhalb von 30 bis 120 Sekunden zu beobachten. Dabei verhielten sich alle beobachteten nahezu gleich.
Nach dieser Expositionszeit ist allerdings mindestens eine Stunde ein Wert unter 650 ppm erforderlich, um sich davon zu erholen. Außerdem scheinen Ereignisse, welche man bei mehr als 900 ppm CO2 erlebt, nicht so detailliert im Gedächtnis gespeichert zu bleiben. So erinnerten sich mehr Leute an Details während der Wartezeit, als der eigentlichen Attraktion, sofern diese im Innenraum statt fand.
Diese Beispiele sind kein Einzelfall.
In allen Geschäften ohne Frischluftzufuhr fanden wir CO2 Konzentrationen zwischen 2000 und 2400 ppm.
In allen Bereichen, wo die Menschen überwiegend untätig waren, wie im Kino oder in einer Warteschlange fanden wir CO2 Werte stets um die 1000 bis 1400 ppm vor.
In Räumen mit viel Aktivität, wie z.b. Gemeindehallen pendelte sich der CO2 Gehalt zwischen 2500 und 5000 ppm ein.
Einleitung
Beim Vergleich der CO2-Konzentration in einem Raum mit vorgegebenen Werten ist ein entscheidender Aspekt zu berücksichtigen: die Luftzirkulation.
Selbst wenn an einer Stelle des Raumes ein niedriger CO2-Wert gemessen wird, kann die tatsächlich eingeatmete Luft weitaus höhere CO2-Konzentrationen aufweisen. Dies liegt daran, dass wir Menschen CO2 in großen Mengen ausatmen. In Umgebungen wie Schulen, Kinos oder Büros kann die CO2-Konzentration ohne aktive Belüftung, die das ausgeatmete CO2 im Raum verteilt, nach nur wenigen Atemzügen auf über 2000 ppm ansteigen.
Dieser Effekt ist beim Schlafen noch ausgeprägter. Selbst bei idealen Raumluftbedingungen ist ein gesunder Schlaf ohne leichte Luftzirkulation, etwa durch einen Ventilator, kaum möglich. Ein sanfter Luftzug, der über den Kopf streicht, kann die Schlafqualität erheblich verbessern. Im Gegensatz dazu kann absolute Windstille im Raum, bedingt durch die eigene ausgeatmete Luft, gesundheitsschädlich sein, selbst wenn der Raum tagsüber gut gelüftet wurde.
Des Weiteren kann das Tragen von Masken den Anteil des wieder eingeatmeten CO2 erhöhen und somit potenziell die Gesundheit beeinträchtigen. Allerdings zeigen viele Studien, dass das Tragen von chirurgischen Masken oder Stoffmasken für die meisten Menschen keine signifikante Erhöhung der CO2-Konzentration in der Atemluft zur Folge hat.
Grenzwerte von CO2
Konzentration | Beschreibung |
---|---|
200 - 250 ppm | normale Aussenluft vor 1911 |
413 ppm | Normale Außen Luft 2013 |
< 650 ppm | Unsere persönliche max. Empfehlung. |
700 ppm | Ab hier beginnt bei neueren Messgeräten der Gelbe Bereich mit "unzureichender Lüftung" |
< 800 ppm | Offizielle Empfehlung zum schlafen. |
1,000 ppm | Lüftungsempfehlung an deutschen Schulen laut Umweltbundesamt seit der Corona Pandemie. Zuvor gab es keinen Grenzwert. Skandinavischer Grenzwert für Räume. |
> 1,000 ppm | Allgemeine Schläfrigkeit, generell schlechte Luftqualität US Gov.: Unzureichende Raumbelüftung. |
1,400 ppm | Hier beginnt bei neuen Messgeräten der Rote Bereich mit "Sehr schlechte Luftqualität" |
1,500 ppm | Empfohlener Grenzwert für Gebäude in Deutschland. Jedoch keine feste Vorgabe. |
> 2,000 ppm | Kopfschmerzen, Müdigkeit, Stagnation, Verstopfung, Konzentrationsschwäche, Konzentrationsverlust, erhöhte Herzfrequenz, Übelkeit. |
>50,000 ppm | Giftig auf grund der Sauerstoffverdrängung. Bis hin zum Tod. |
>100,000 ppm | Innerhalb von Sekunden: Krämpfe, Komma, Tod. |
Wie schnell erreicht man hohe Werte?
In einem Schlafzimmer können zwei Personen innerhalb von etwa 5 bis 10 Minuten CO2-Werte von über 1000 ppm erreichen.
Ohne Luftzirkulation kann die Konzentration direkt am Kopf innerhalb weniger Sekunden auf über 2500 ppm ansteigen.
In einem Klassenzimmer kann der CO2-Wert von 1000 ppm ebenfalls nach etwa 5 Minuten erreicht werden und übersteigt nach 20 Minuten deutlich 2500 ppm.
Selbst in einer dicht gedrängten Menschenmenge im Freien kann bei leichter Brise durchaus ein Wert von 1500 ppm erreicht werden.
In einem Einkaufszentrum in den USA wurden CO2-Werte von 2500 ppm gemessen.
In den meisten Innenräumen liegen die CO2-Konzentrationen zwischen 1200 und 1400 ppm.
Beim Autofahren mit niedrig eingestellter Lüftung und geschlossenen Fenstern erreicht man nach 5 Minuten leicht 1000 ppm und mehr. Selbst bei maximaler Lüftungseinstellung wird in den meisten Fahrzeugen mit mehr als einer Person und geschlossenen Fenstern kein Wert unter 1000 ppm erreicht.
In einem stehenden Fahrzeug mit leicht geöffneten Fenstern überschreitet die CO2-Konzentration mit einer Person im Auto nach 10 Minuten bereits 2500 ppm.