Aktuelle Forschungsprojekte: DACBE

Direct Air Capture in the Built Environment (DACBE)

Stoffliche Lasten beeinflussen die Raumluftqualität. Luftgetragene Spurenstoffe resultieren aus raumausstattungs- (z. B. Materialemissionen) sowie raumnutzungsbedingten (z. B. CO₂ aus der Atmung) Quellen. CO₂ ist der anerkannte Leitparameter zur hygienischen Bewertung der Raumluftqualität, da die CO₂-Konzentration mit anderen Spurenstoffkonzentrationen korreliert. Zudem verursachen zu hohe CO₂-Konzentrationen Kopfschmerzen, Müdigkeit, Schwindel und Konzentrationsschwäche. Eine CO₂-Konzentration von unter 1000 ppm gilt als hygienisch unbedenklich. Bei konventionellen Lüftungsmethoden geht man davon aus, dass eine Minderung der CO₂-Konzentration auch zu einer Minderung anderer Spurenstoffkonzentrationen führt. Allerdings kann auch die Außenluft beim Lüften zur Verunreinigung der Raumluft beitragen. Hier spielen insbesondere O₃, NO_x, organische Verbindungen und Partikel eine Rolle. Nach aktuellem Stand der Technik wird ein normales Maß an Erwartungen an die Raumluftqualität über eine CO₂-Raumluftkonzentration festgelegt, die die Außenluftkonzentration von CO₂ (ca. 400 ppm) um maximal 800 ppm überschreitet. Mit konventionellen Lüftungsmethoden und bei Erfüllung eines normalen Maßes an Erwartungen ist der Leitwert von 1000 ppm CO₂ in der Raumluft nicht mehr einzuhalten und es sind weitere raumlufthygienische Maßnahmen erforderlich.

DACBE stellt einen Lösungsansatz vor, bei dem durch CO₂-Abscheidung unter Verwendung des Direct-Air-Capturing (DAC) sowie unter Luftrezirkulation die raumlufthygienischen Anforderungen eingehalten werden können. Des Weiteren birgt dieser Ansatz das Potential zur Auflösung des Zielkonflikts zwischen energieeffizientem Gebäudebetrieb und hoher Raumluftqualität. Es ist hervorzuheben, dass in Deutschland raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) mit einem Gesamtfördervolumen von ca. 5 ∙ 10⁹ m³ h^-1 installiert sind. Unter der Annahme, dass diese Anlagen kontinuierlich mit Atmosphärenluft betrieben werden, transportieren sie im Jahresverlauf ca. 40 % der CO₂-Emissionen Deutschlands. Daraus ergibt sich ein enormes Potential für die CO₂-Bereitstellung durch Abscheidung aus dem Gebäudesektor. DACBE widmet sich der Forschungsfrage: „Wie kann durch neuartige Kopplung bestehender RLT-Anlagen mit DAC die Raumluftqualität verbessert werden bei gleichzeitiger Senkung des Gebäudeenergieverbrauchs sowie paralleler Gewinnung von CO₂?“ Hierzu muss untersucht werden, (i) wie eine RLT-Anlage mit DAC zur Verbesserung der Raumluftqualität beitragen kann, (ii) wie eine RLT-Anlage mit DAC zur Senkung des Gebäudeenergieverbrauchs beitragen kann und (iii) wie CO₂ aus Gebäudeluft energetisch sinnvoll abgeschieden sowie einer weiteren energetischen und/oder stofflichen Nutzung in dezentralen Anwendungen zugeführt werden kann.