Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von HVAC- und Frischluftsystemen beschränken sich die Erwartungen
der Nutzer an die Luftqualitätsüberwachung längst nicht mehr auf die Anzeige eines Messwerts –
und ebenso wenig auf das einfache Ein- oder Ausschalten eines Geräts. Ein wirklich leistungsfähiges System
sollte drei zentrale Fragen beantworten können:
Erstens: Wie ist die Luftqualität in dem Raum,
den die Personen aktuell tatsächlich einatmen?
Zweitens: Muss das System angepasst werden,
in welchem Umfang und für welchen Bereich?
Drittens: Hat sich die Luftqualität nach der
Regelung tatsächlich verbessert – oder wurde lediglich eine Geräteaktion ausgelöst?
Genau diese drei Fragen machen deutlich, dass Luftqualitätsüberwachung nicht bei der bloßen Existenz eines Sensors stehen bleiben kann. Sie muss zu einer Closed-Loop-Logik weiterentwickelt werden, die auf raumbezogener Erfassung, zonenbasierter Bewertung, bedarfsgerechter Regelung und ergebnisorientierter Verifikation beruht.
Aus diesem Grund ist die direkte Integration von Luftsensoren in eine 86-Steuerung weit mehr als nur eine Änderung der Installationsform. Sie ist ein entscheidender Schritt vom gerätezentrierten Ansatz hin zu einer raumzentrierten Architektur – und von grober Systemverknüpfung hin zu echtem zonenbezogenem Closed-Loop-Management.
In der Branche werden CO₂-Sensoren sowohl direkt an der Wand im Raum als auch in Rückluftkanälen oder Luftkanälen installiert. Der LEED Reference Guide des U.S. Green Building Council (USGBC) fordert ausdrücklich, dass CO₂-Sensoren innerhalb der breathing zone installiert sein müssen, und weist darauf hin, dass CO₂-Sensoren im Rückluftkanal diese Anforderung nicht erfüllen. Auch technische Unterlagen von Trane zu mehrzonigen VAV-Systemen machen deutlich, dass ein einzelner CO₂-Sensor im Rückluftkanal lediglich eine Durchschnittskonzentration erfasst, was dazu führen kann, dass einige Räume unzureichend belüftet und andere überlüftet werden. [Externe Quelle 1] [Externe Quelle 2]
Darüber hinaus zeigen Untersuchungen aus der Gebäudetechnik, dass die Position des Sensors einen erheblichen Einfluss auf die Repräsentativität der CO₂-Werte im Hinblick auf die tatsächliche Exposition der Personen hat. Die Konzentrationsverteilung innerhalb eines Raums ist nicht zwangsläufig homogen, weshalb die Position des Messpunkts die Genauigkeit der Bewertung und die Qualität der Regelung unmittelbar beeinflusst. [Externe Quelle 3] [Externe Quelle 4]
I. Warum klassische Kanalüberwachung keine echte raumbezogene Luftqualitätserfassung leisten kann
In vielen konventionellen Lösungen werden Luftqualitätssensoren im Rückluftkanal, im Luftkanal, im Aggregat selbst oder als gemeinsamer Sensor in einem öffentlichen Bereich installiert, der dann als Regelungsgrundlage für das gesamte System dient. Aus technischer Sicht ist dieses Vorgehen nachvollziehbar – beispielsweise aufgrund einfacherer Verdrahtung, geringerer Kosten und zentralisierter Steuerung. Auch Trane weist in technischen Unterlagen darauf hin, dass die Ausstattung jedes einzelnen Raums mit einem CO₂-Sensor in mehrzonigen Systemen die Kosten deutlich erhöht, weshalb in der Praxis häufig Rückluft- oder Systempunkte als Ersatzlösung gewählt werden. [Externe Quelle 5]
Das grundlegende Problem besteht jedoch darin, dass HVAC-Systeme den Luftstrom steuern, während Nutzer das Raumerlebnis bewerten. Beides ist nicht automatisch identisch.
Ist der Sensor auf der Rückluftseite installiert, misst er in der Regel den gemittelten Wert mehrerer Räume. Trane weist ausdrücklich darauf hin, dass ein einzelner Sensor im Rückluftkanal lediglich die durchschnittliche CO₂-Konzentration erfasst und dadurch einige Bereiche unzureichend, andere dagegen übermäßig belüftet werden können. Das bedeutet konkret: Wenn sich beispielsweise in einem Kinderzimmer bei geschlossenen Türen und Fenstern über längere Zeit Personen aufhalten und der CO₂-Wert schnell ansteigt, kann ein System, das nur den Mittelwert der Rückluft oder eines öffentlichen Bereichs betrachtet, diese Verschlechterung unter Umständen gar nicht rechtzeitig erfassen. [Externe Quelle 6]
Vaisala weist in einem Fachbeitrag zur Installation wandmontierter HVAC-Sensoren darauf hin, dass selbst leistungsfähige Sensoren bei ungeeigneter Platzierung verfälschte Werte liefern können. Sind Raumsensoren dagegen korrekt installiert, kann das HVAC-System deutlich präziser auf die tatsächlichen Innenraumbedingungen reagieren, den Komfort verbessern und gleichzeitig Energieverluste reduzieren. [Externe Quelle 7]
Aus der Perspektive einer präzisen Erfassung des realen Luftzustands in jedem einzelnen Raum eignet sich die klassische Kanalüberwachung daher eher für systemweite Trendanalysen als für eine fein abgestimmte, echte Closed-Loop-Regelung auf Raumebene.
II. Die eigentliche Stärke der Integration von Luftsensoren in 86-Steuerungen liegt nicht nur in der Einsparung eines Einbauplatzes
Eine 86-Steuerung befindet sich naturgemäß direkt am lokalen Raumknotenpunkt. Jedes Schlafzimmer, Wohnzimmer, Arbeitszimmer, jeder Besprechungsraum, jedes Hotelzimmer, Behandlungszimmer oder Klassenzimmer benötigt ohnehin eine lokale Steueroberfläche. Werden Luftsensoren direkt in die 86-Steuerung integriert, wird die Sensorik ganz selbstverständlich in jeden einzelnen Raum verlagert. Genau diese Architektur bringt mehrere klar erkennbare Vorteile mit sich.
Der größte Mehrwert dieser Integrationsform liegt nicht nur darin, einen separaten Montageplatz für den Sensor einzusparen, sondern vor allem darin, dass der Sensor sich direkt im Raum befindet. Da jeder Raum ohnehin eine Steuerung benötigt, entsteht automatisch auch ein Messpunkt für die Luftqualität. Das sorgt für eine natürlichere Installation, ein aufgeräumteres Wandbild sowie für eine effizientere Verdrahtung und Inbetriebnahme.
Noch wichtiger ist, dass sich der Sensor direkt im Raum befindet und somit den tatsächlichen Luftzustand genau dieses Raums erfasst – statt ihn indirekt aus Luftkanaldaten, Rückluftmittelwerten oder anderen Bereichen abzuleiten. Dadurch kann das System Veränderungen von CO₂, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, VOC oder anderen Luftparametern für jeden einzelnen Raum präzise erfassen und diese Daten als belastbare Grundlage für eine nachgelagerte Steuerungslogik nutzen.
III. Kernvorteil 1: Direkte Erfassung im Raum und Vermeidung von Fehlinterpretationen durch Durchschnittswerte
In vielen Projekten liegt das eigentliche Problem nicht darin, dass keine Luftüberwachung vorhanden wäre, sondern darin, dass der Messpunkt nicht in dem Raum sitzt, der tatsächlich im Fokus stehen sollte. Wenn ein System auf Daten aus Luftkanälen, Rückluft oder öffentlichen Bereichen angewiesen ist, betrachtet es meist nur den überlagerten Zustand mehrerer Räume – und nicht das konkrete Problem eines einzelnen Raums.
Wird der Luftsensor in die 86-Steuerung integriert, kann das System direkt erkennen, in welchem Raum der CO₂-Wert kontinuierlich ansteigt, wo die Luftfeuchtigkeit zu hoch ist, in welchem Bereich VOC-Werte auffällig schwanken oder welcher Raum sich konstant in einem komfortablen Bereich befindet. Das System muss dann nicht mehr auf Durchschnittswerte des gesamten Gebäudes zurückgreifen, sondern erkennt die tatsächliche Luftqualität jedes einzelnen Raums direkt.
Für private Anwender ist dieser Vorteil unmittelbar nachvollziehbar. Kinderzimmer, Schlafzimmer älterer Personen, Master Bedroom oder Arbeitszimmer unterscheiden sich in ihrer Nutzung und Bedeutung deutlich voneinander. Nutzer interessiert in der Praxis nicht, ob der Durchschnittswert des Gesamtsystems akzeptabel ist, sondern ob die Luft im Kinderzimmer während des Schlafs gut ist, ob das Zimmer älterer Personen komfortabel bleibt oder ob das Arbeitszimmer bei längerem Aufenthalt bereits als stickig wahrgenommen wird.
IV. Kernvorteil 2: Ein Controller pro Raum schafft die ideale Grundlage für zonenbezogene Überwachung und Regelung
Soll mit klassischen Ansätzen eine echte Mehrraum-Luftüberwachung umgesetzt werden, müssen in der Regel mehrere zusätzliche Sensorknoten installiert werden. Damit gehen Anforderungen an Installationsposition, Stromversorgung, Kommunikation, Wandöffnungen, Oberflächenkoordination und Systemmapping einher, wodurch die Projektkomplexität spürbar steigt. Durch die Integration des Sensors in die 86-Steuerung wird dieser gesamte Aufwand auf natürliche Weise reduziert.
Da ohnehin jeder Raum eine Steuerung benötigt, verfügt automatisch auch jeder Raum über einen eigenen Luftmessknoten. Auf dieser Basis kann das System sehr einfach eine Strategie nach dem Prinzip „ein Raum, eine Logik“ etablieren: ein Datensatz pro Raum, eine Regelstrategie pro Raum und eine Statusanzeige pro Raum.
Gerade für eine echte Zonenregelung ist diese Architektur von zentraler Bedeutung. An die Stelle einer einheitlichen, groben Regelung für das gesamte Gebäude tritt eine bedarfsorientierte Steuerung, die auf dem tatsächlichen Zustand jedes einzelnen Raums basiert. So kann entschieden werden, welcher Bereich priorisiert belüftet, welcher Bereich bevorzugt entfeuchtet und welcher Bereich im energiesparenden Standby-Modus gehalten werden soll. Auf diese Weise entwickeln sich HVAC- und Frischluftsysteme von einer Durchschnittsregelung hin zu echter Demand-Control-Steuerung.
V. Kernvorteil 3: HVAC- und Frischluftlogik werden wirklich miteinander verknüpft und bilden einen geschlossenen Regelkreis
Viele Systeme werben zwar mit einer „vernetzten Luftqualitätsregelung“, bleiben in der Praxis jedoch bei einfacher Trigger-Logik stehen – etwa nach dem Muster: Steigt CO₂, wird die Frischluft etwas erhöht; steigt die Luftfeuchtigkeit, wird die Entfeuchtung aktiviert; schwanken VOC-Werte, startet der Ventilator. Das ist eher eine konditionale Reaktion als ein echter Closed-Loop-Prozess.
Ein wirklicher geschlossener Regelkreis umfasst vier Schritte: Erfassen, Bewerten, Ausführen und Verifizieren. Das System sammelt zunächst in Echtzeit Luftdaten über die im Raum installierte 86-Steuerung. Anschließend bewertet es diese Werte anhand von Raumtyp, Zeitfenster, Belegung, Schwellenwertstrategie und Änderungsdynamik. Danach werden HVAC-, Frischluft-, Reinigungs-, Fan-Coil-, Ventil- oder Volumenstromfunktionen angesteuert. Abschließend werden die Raumdaten erneut geprüft, um zu verifizieren, ob die Regelung tatsächlich den gewünschten Effekt erzielt hat.
Nur wenn sich der Sensor direkt im Raum befindet, kann das System wirklich erkennen, ob eine zuvor erhöhte Frischluftmenge den CO₂-Wert im Kinderzimmer tatsächlich gesenkt hat, ob die aktivierte Entfeuchtung die Luftfeuchtigkeit im Schlafzimmer wieder in den Komfortbereich zurückgeführt hat oder ob eine Energiesparabsenkung die Luftqualität im Arbeitszimmer dennoch stabil gehalten hat. Genau darin liegt der Unterschied zwischen einem Ergebnis-Closed-Loop und einem bloßen Geräte-Closed-Loop.
VI. Kernvorteil 4: Weniger unnötige automatische Eingriffe und geringerer Energieverbrauch
In klassischen Regelstrategien auf Basis von Durchschnittswerten treten häufig zwei Probleme auf: Einerseits kann sich die Luftqualität in einem einzelnen Raum bereits verschlechtern, während das System aufgrund stabiler Mittelwerte noch nicht reagiert. Andererseits kann eine kurzfristige lokale Schwankung eine gebäudeweite Regelung auslösen, die zu unnötigem Betrieb und damit zu Energieverlusten führt.
Der EPA-Leitfaden zur Platzierung von Luftsensoren empfiehlt, Innensensoren möglichst in typischer Höhe der Atemzone zu installieren und dabei lokale Emissionsquellen, Luftreiniger, Ecken, Möblierung sowie Türen, Fenster und HVAC-Zu- bzw. Rückluftöffnungen zu vermeiden, da diese die Daten verzerren können. Anders ausgedrückt: Je näher der Messpunkt an der tatsächlichen Nutzungssituation liegt, desto belastbarer ist die spätere Regelungslogik. [Externe Quelle 8]
Durch die Integration des Luftsensors in die 86-Steuerung kann das System Regelungsaktionen deutlich präziser auf jene Räume oder Bereiche begrenzen, in denen tatsächlich Bedarf besteht. Es geht also nicht einfach darum, das System „empfindlicher“ zu machen, sondern darum, es gezielter und relevanter reagieren zu lassen – mit einem ausgewogenen Ergebnis aus Komfort und Energieeffizienz.
VII. Typische Anwendungsszenarien
Szenario 1: Kinderzimmer / Babyzimmer. Kinderzimmer sind nachts oft klein, geschlossen und über lange Zeiträume belegt. Häufig kommt hinzu, dass sich Eltern zum Einschlafen, Stillen oder zur Betreuung im Raum aufhalten. In solchen Räumen schwanken CO₂, Temperatur und Luftfeuchtigkeit oft stärker als in tagsüber genutzten öffentlichen Bereichen. Wird nur der Mittelwert aus Wohnzimmer, Rückluft oder Allgemeinbereich betrachtet, kann die Situation entstehen, dass das Gesamtsystem unauffällig erscheint, während das Kinderzimmer tatsächlich bereits eine schlechte Luftqualität aufweist. Befindet sich der Sensor direkt in der 86-Steuerung des Kinderzimmers, kann das System genau diesen Raum priorisieren und gezielt Frischluft oder Luftverteilung anpassen.
Szenario 2: Schlafzimmer in der Nacht. Schlafzimmer sind typische Räume mit langer Aufenthaltsdauer, geringer Luftbewegung und geschlossenen Türen. Während der Nacht steigt der CO₂-Wert durch kontinuierliche Atmung oft schrittweise an. Ein im Raum installierter Sensor kann diese Entwicklung fortlaufend erfassen. Sobald CO₂ oder Temperatur- und Feuchtewerte definierte Schwellen erreichen, kann das System bedarfsgerecht die Frischluft erhöhen oder die Klimaregelung anpassen. Nach der Stabilisierung kehrt es automatisch in einen energiesparenderen Betriebszustand zurück.
Szenario 3: Arbeitszimmer / Home Office. Die Besonderheit des Arbeitszimmers liegt weniger in hoher Personenzahl als in langer, konzentrierter Nutzung, häufig geschlossener Tür und hoher Anforderung an Konzentrationsfähigkeit. Bereits bei nur einer Person können sich CO₂ und Komfortparameter schneller verändern als erwartet. Würde das System ausschließlich nach Wohnzimmer- oder Rückluftmittelwerten regeln, reagierte es oft zu spät. Mit einem in die Steuerung integrierten Sensor wird das Arbeitszimmer zu einer eigenständigen Luftmanagementeinheit: Während der Nutzung aktiv geregelt, bei Nichtnutzung ohne unnötigen Energieverbrauch.
Szenario 4: Hotelzimmer / Apartment-Einheiten. Hotelzimmer sind ein besonders geeignetes Einsatzfeld für integrierte 86-Luftqualitätscontroller, da ohnehin in jedem Zimmer ein lokales Bediengerät erforderlich ist. Gleichzeitig unterscheiden sich Belegung, Nutzungsintensität und Lüftungsverhalten von Raum zu Raum deutlich. Wird die Sensorik in den Controller integriert, kann das System für jedes Zimmer eine eigenständige Logik aufbauen: energiesparender Bereitschaftsbetrieb bei Leerstand, bedarfsgerechte Regelung im belegten Zustand, automatische Anpassung von Frischluft und Klimatisierung in der Nacht sowie Rückkehr in einen Grundlüftungs- und Energiesparmodus nach Check-out.
Szenario 5: Büro / Besprechungsraum. Besprechungsräume sind typische Hochdynamik-Zonen: Im Normalzustand ungenutzt, bei Meetings jedoch in kurzer Zeit mit vielen Personen belegt, wodurch der CO₂-Wert schnell ansteigt. Wird nur der Mittelwert der Rückluft betrachtet, reagiert das System auf diese Veränderung meist verzögert. Ist die 86-Steuerung im Besprechungsraum dagegen mit Luftsensorik ausgestattet, kann das System den Luftqualitätsdruck in genau diesem Bereich direkt erfassen und gezielt die Frischluftmenge oder Fan-Coil-Funktion anpassen – nach dem Prinzip: Wer Bedarf hat, erhält Priorität.
VIII. Praktische Vorteile der Integration von Luftsensoren in 86-Steuerungen aus Produkt- und Projektsicht
Aus Sicht von Produktarchitektur und Projektumsetzung bietet eine integrierte 86-Lösung mindestens fünf unmittelbar erkennbare Vorteile.
Erstens ist die Installationsposition von Natur aus sinnvoll: Die Steuerung befindet sich ohnehin an der Wand, im Raum und in der Nähe der Nutzungszone – deutlich direkter, als einen Sensor in einen Luftkanal zu integrieren und daraus anschließend auf den Raumzustand zu schließen.
Zweitens werden Messpunkte, Verdrahtung und Inbetriebnahme reduziert. Da Controller und Sensor in einer Einheit zusammengeführt sind, entfällt die Notwendigkeit, für jeden Raum zusätzlich einen separaten Installationspunkt für einen Sensor zu definieren. Das vereinfacht die Projektumsetzung und sorgt zugleich für ein einheitlicheres Wandbild.
Drittens ist die Lösung von Grund auf für eine Strategie „ein Raum, eine Regel“ geeignet. Ein Controller pro Raum bedeutet ein Datensatz pro Raum und eine Regellogik pro Raum – deutlich besser skalierbar, als nachträglich zusätzliche Sensorik in bestehende Projekte einzubringen.
Viertens erleichtert die Lösung Visualisierung und Nutzerwahrnehmung. Nutzer können im jeweiligen Raum direkt den aktuellen Luftstatus, den Betriebsmodus und die aktive Regelungslogik nachvollziehen, statt dass ein System im Hintergrund Anpassungen vornimmt, deren Ursache für den Nutzer unsichtbar bleibt.
Fünftens wird die Bildung eines echten Closed-Loop-Systems wesentlich erleichtert. Da Sensorik, Steuerung, Anzeige und Kommunikation am selben Raumknotenpunkt zusammenlaufen, kann das System den Weg von der Datenerfassung bis zur Rückmeldung der Regelwirkung wesentlich integrierter abbilden.
Fazit
Zukünftig wird sich der Wettbewerb hochwertiger HVAC- und Frischluftsysteme nicht daran entscheiden, ob Luftsensoren vorhanden sind, sondern daran, ob ein System den Luftzustand konkreter Räume tatsächlich präzise erfassen, HVAC- und Frischluftlogik miteinander verknüpfen und eine echte ergebnisorientierte Closed-Loop-Regelung aufbauen kann.
Die direkte Integration von Luftsensoren in 86-Steuerungen bedeutet im Kern, die Luftüberwachungsfähigkeit architektonisch auf jeden einzelnen Raumknoten zu verlagern. So weiß das System nicht mehr nur, wie die Luft im Kanal ist, sondern was die Menschen in jedem einzelnen Raum tatsächlich einatmen.
Das verbessert nicht nur die Genauigkeit der Luftqualitätserfassung, sondern erhöht auch die Relevanz automatischer Regelungen, steigert die Energieeffizienz und macht das raumbezogene Komforterlebnis für den Nutzer spürbar. Für Projekte, die Komfort, Gesundheit, Energieeinsparung und intelligente Systemvernetzung gleichermaßen in den Mittelpunkt stellen, ist dies ein Luftqualitätsüberwachungskonzept, das dem tatsächlichen Bedarf deutlich näherkommt.
Übersicht externer Quellen
[Externe Quelle 1] USGBC: CO₂ sensors must be located in the breathing zone; return air ducts erfüllen diese Anforderung nicht.
https://www.usgbc.org/node/2752139
[Externe Quelle 2] Trane: In mehrzonigen VAV-Systemen misst ein einzelner CO₂-Sensor im Rückluftkanal nur Durchschnittswerte, was zu Unter- oder Überlüftung einzelner Räume führen kann.
https://www.trane.com/content/dam/Trane/Commercial/global/learning-center/ashrae-articles/CO2-Based%20Demand-Controlled%20Ventilation%20with%20ASHRAE%20Standard%2062.1.pdf
[Externe Quelle 3] Forschungsunterlagen: Die Sensorposition beeinflusst die Leistungsfähigkeit CO₂-basierter Regelung.
https://escholarship.org/content/qt8n23p8c4/qt8n23p8c4.pdf
[Externe Quelle 4] ScienceDirect: CO₂-Sensoren an unterschiedlichen Positionen unterscheiden sich in ihrer Repräsentativität für Personenexposition und Raumbelegung.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778823007697
[Externe Quelle 5] Ebenfalls Trane: Eine punktgenaue Mehrraumerfassung ist präziser, geht jedoch mit höheren Kosten einher.
https://www.trane.com/content/dam/Trane/Commercial/global/learning-center/ashrae-articles/CO2-Based%20Demand-Controlled%20Ventilation%20with%20ASHRAE%20Standard%2062.1.pdf
[Externe Quelle 6] Ebenfalls Trane: Der Durchschnittswert eines einzelnen Rückluftmesspunkts repräsentiert nicht den tatsächlichen Zustand einzelner Räume.
https://www.trane.com/content/dam/Trane/Commercial/global/learning-center/ashrae-articles/CO2-Based%20Demand-Controlled%20Ventilation%20with%20ASHRAE%20Standard%2062.1.pdf
[Externe Quelle 7] Vaisala: Korrekt installierte Wandsensoren verbessern die Präzision der HVAC-Regelung und reduzieren den Energieverbrauch.
https://www.vaisala.com/en/expert-article/how-install-wall-mounted-sensors-optimal-energy-efficiency-and-indoor-air-quality
[Externe Quelle 8] EPA: Innensensoren sollten möglichst nahe an der Atemzone installiert und von Türen, Fenstern, HVAC-Öffnungen, Möbelabschattung und lokalen Emissionsquellen ferngehalten werden.
https://www.epa.gov/air-sensor-toolbox/guide-siting-and-installing-air-sensors
