Vorstudie zur Optimierung von Lüftungsstrategien für Nichtwohngebäude im Hinblick auf Gesundheit und Energieaufwand

Abstract

Während der COVID-19-Pandemie führten Maßnahmen zur Eindämmung der Neuinfektionen zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten. Angesichts der steigenden Wahrscheinlichkeit künftiger Pandemien werden in dieser Vorstudie Lüftungsstrategien zur Infektionsprävention untersucht. Ziel ist die Minimierung des monetären Aufwands durch krankheitsbedingte Arbeitsunfähigkeit und Energieverbrauch des Gebäudes. Im Rahmen dieser Vorstudie wird ein Simulationsmodell einer Büroetage mit maschineller, CO2-bedarfsgeregelter Lüftung in Matlab/Simulink weiterentwickelt. Anhand von automatisiert erstellten Bewegungsprofilen werden individuelle Infektionsrisiken durch aerogene Virustransmission berechnet und daraus die jährlichen Arbeitsunfähigkeitskosten abgeleitet. Als Energiekosten werden Heizung, Kühlung, Lufttransport und Befeuchtung berücksichtigt. Anhand von Parametervariationen wird für einen Jahreszeitraum das wirtschaftliche Optimum für verschiedene CO2-Sollwerte ermittelt. Mit niedrigen CO2-Sollwerten kann das Infektionsgeschehen reduziert und andere Schutzmaßnahmen ersetzt werden. Hierfür sind jedoch CO2-Sollwerte unterhalb der Pettenkoferzahl von 1.000 ppm notwendig. Zudem wird eine Lüftungsregelung mit tagesinzidenzabhängigen CO2-Sollwerten und der Einfluss der Infektiosität des Krankheitserregers untersucht.