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Olfaktorische Behaglichkeit – ein neuer Ansatz für die empfundene Raumluftqualität

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Olfaktorische Behaglich-keit – ein neuer Ansatzfür die empfundeneRaumluftqualität

Diotima von Kempski

Den entscheidenden Faktorbei der Bewertung der Raum-luftqualität bildet neben derthermischen Behaglichkeit dieolfaktorische. Die überragen-de Bedeutung einer positivenhedonischen Note in der In-nenraumluft beruht auf der invielen Versuchsreihen gewon-nenen Erkenntnis, dass derGeruchssinn das unmittelbareBindeglied zu dem Gefühlsle-ben und damit zu dem Wohl-befinden der Raumnutzer dar-stellt.

Olfactory comfort – a new approachto improving the perceived indoor airquality (iaq)

In addition to thermal comfort, the crucial fac-tor in evaluating Indoor Air Quality is olfactorycomfort. The benefits of a positive hedonic no-te in indoor air are substantiated by significantresearch and are based on the fact that thesense of smell directly influences humans’emotions and therefore the well-being ofroom occupants.

Keywords: olfaction, well-being, olfactorycomfort, hedonic note, indoor air quality, per-formance, AVS air vitalizing system

Nachdem ursprünglich Raumluft-qualität ausschließlich unter demAspekt von Gesundheit im Sinne

einer physiologischen Beeinträchtigunggesehen wurde, hat sich die Diskussion inden letzten Jahren mehr und mehr aufden Aspekt konzentriert, dass Raumluft-qualität auch für das Wohlbefinden undfür die Leistung der Gebäudenutzer vonhoher Bedeutung ist. Würden allein dieraumlufttechnischen Anlagen in kom-merziell genutzten Gebäuden in denVereinigten Staaten auf den Standardgebracht, wie es in den ASHRAE-Stan-dards 62 [3] und 55 [3] festgeschriebenist, würde sich hieraus eine Produktivi-tätssteigerung ergeben, die sich auf $ 55Mrd. – oder annähernd 12 $/m2 im Jahr –addieren würden. [10]

Die Forschung zur Verbesserung derRaumluftqualität hat sich in diesemZusammenhang in den letzten Jahren vorallem mit den Möglichkeiten zur Vermei-dung gesundheitsgefährdender Stoffe,wie chemischer Wirkstoffe und organischflüchtiger Zusammensetzungen (VOC’s),Microorganismen usw. in der Luft be-schäftigt. Erst in neuerer Zeit dagegenwurden zusätzlich zu der thermischenBehaglichkeit die in der Raumluft befind-lichen Geruchsstoffe als weitere Faktorenzu der Beurteilung der Raumluftqualitätherangezogen. Vor allem die Bedeutungvon Geruchsstoffen in der Raumluft wur-de hierbei jedoch jahrelang unterschätzt,obwohl die ASHRAE-Fundamentals [2]bereits deutliche Hinweise enthalten,dass gerade Geruchsstoffe eine heraus-ragende Rolle bei der Beurteilung derRaumluftqualität spielen.

Sofern Geruchsstoffe im Zusammenhangmit Raumluftqualität evaluiert werden,betrachtet die Forschung sie vor allem un-ter dem Aspekt der Vermeidung geruchs-belästigender Stoffe, wie sie beispiels-weise von Gebäudematerialien (Mobiliar,Teppiche usw.), raumlufttechnischen An-

lagen und menschlichen Biofluessenzenausgehen. Die hierzu gewonnenen Er-gebnisse sind aber nach wie vor enttäu-schend, da auch bei Einsatz optimalerFiltersysteme die Unzufriedenheitsratenoch immer zwischen 15 % and 40 %[15] beträgt. Beschwerden über stickigeund künstliche Luft werden nicht beho-ben.

Die Ursache liegt in dem Denkansatz,dass sich in der Luft ausschließlich negativwirkende olfaktorische Stoffe befinden,die es zu vermeiden gilt. Die Erkenntnisseüber die empfundene Luftqualität auf derGrundlage der Untersuchungen von Cainet al. [8] und Fanger und Berg-Munch[13] haben zwar gezeigt, dass Geruchs-verunreinigungen einen direkten Einflussauf die Unzufriedenheitsrate haben, diedurch den Luftwechsel und die Anzahlder Raumnutzer ausgedrückt wird.

Tatsächlich ist dieser Denkansatz jedochunvollständig, da er nicht ausreichendberücksichtigt, dass sich in der Luft auchpositiv wirkende olfaktorische Stoffe be-finden. Neurophysiologische und psy-chologische Untersuchungen auf demGebiet der Aromakologie zeigen, dass esnotwendig ist, die Bedeutung von Ge-ruchsstoffen in der Raumluft grundsätz-lich neu zu bewerten. Ziel muss es sein,Geruchsstoffe nicht nur unter dem As-pekt der Vermeidung zu beurteilen, son-dern Raumluftqualität muss unter demAspekt der olfaktorischen Behaglichkeit –und einhergehend mit der thermischenBehaglichkeit – betrachtet werden.

Neurophysiologischer undpsychologischer Einfluss vonGeruch

Eine Anzahl von bedeutenden Untersu-chungen in den letzten Jahren haben denEinfluss von Geruch auf die elektrischeAktivität des Gehirns und seine neuro-physiologischen Wirkungen erforscht.

D. von Kempski, DVK air vitalizing system,DüsseldorfÜberarbeiteter Beitrag aus IAQ & Energy ‘98Proceedings, ASHRAE, Atlanta, USA

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Torii et al. [28], Lorig und Schwarz [21],Lorig und Roberts [2, 1] und Saito et al.[25] haben in ihren Studien insbesondereüber die Wirkung der sogenannten con-tingent negative variation (CNV) unter-sucht, von der die Gehirnaktivitäten imHinblick auf Erinnerungen und Assozia-tionen abgeleitet werden können. Insbe-sondere Torii et al. [28] hat sich dabei inverschiedenen Experimenten sowohl mitder Auswirkung von stimulierenden alsauch von sedativen Gerüchen auf die Ge-hirnaktivitäten befasst.

Bild 1 zeigt beispielhaft die Auswirkun-gen auf die CNV bei einer Probandin, dieJasmine- und Lavendergerüchen ausge-setzt ist. Die schattierten Gebiete zwi-schen 500 ms und 1000 ms, (y-Achse: Se-quenz der Stimulation [ms]) lassen eineErhöhung der CNV-Größe für Jasmineund eine Senkung bei Lavender/s-Achse:CNV Amplitude; Kalibrierung mit 10 µV)erkennen.

Diese Untersuchungen wurden von Toriiauf weitere unterschiedliche olfaktorischeStoffe angewandt, deren Ergebnisse inBild 2 dargestellt sind. – Bild 2 zeigt dieverschiedenen Muster der CNV-Änderun-gen durch verschiedene ätherische Öle,die mit den ihnen zugesprochenen Stim-mungen aus der Aromakologie überein-stimmen.

Die umfassendsten Untersuchungen überdie hedonische Bewertung und die phy-siologischen Sinneseindrücke in Verbin-dung mit Gerüchen wurde von Alaoui-Ismaïli et al. [1] durchgeführt. 15 Proban-den mussten 5 Geruchstoffe einatmen als olfaktorische Stimulanzie: Lavender(Lav), ethyl acetoacetate (EAA), camphor(CAM), acetic acid (AA), and butyric acid(BA). Bei LAV und EAA handelt es sich umeinen Geruch, der von den Probanden alsangenehm eingestuft wurde, während

AA and BA als unangenehm eingestuftwurden. CAM wurde von den Probandenteils als angenehmer, teils als unangeneh-mer Geruch differenziert (siehe Bild 3).

Zugleich wurden 6 Parameter von demautonomen Nervensystem (ANS) gemes-sen: Hautpotenziale (SPf) und Hautwider-standsfähigkeit (SRopd), Hautdurchblu-tung (SBFnod) und Hauttemperatur (STa)und die momentane Atmungsfrequenz(IRFa) und der momentane Herzschlag(IHRa). Die simultane Aufzeichnung vondiesen 6 Parametern zeigte den Zusam-menhang zwischen den spezifischenautonomen Mustern und dem dazu-gehörigen Geruchstoff. Eine starke Ver-bindung zwischen Hedonik und ANS-Ergebnissen konnte nachgewiesen wer-den.

Die Ergebnisse werden in Bild 4 zusam-mengefasst: Die autonomen Reaktionenbei den angehmenenn Gerüchen LAVund EAA beweisen eine spezifische Ver-haltensweise, die auf die neurophysiolo-gische Wirkung der Stoffe zurüzuführenist: Eine kurze Änderung des Hautwider-standes bei gleichzeitiger verringerterHautdurchblutung und einer Abnahmeder Herzfrequenz. Auch die unangeneh-men Gerüche (AA und BA) zeigten einspezifisches ANS-Muster: Eine längereÄnderung des Hautwiderstandes mitgleichzeitiger hoher Hautdurchblutungund einer Erhöhung der Herzfrequenz.CAM dagegen zeigte unterschiedlicheReaktionen, die sich nicht in eines derMuster einordnen ließen. Entsprechendder unterschiedlichen Einordnung derProbanden, die CAM teile als angenehmund teils als unangenehm empfanden,fiel interessanterweise auch die autono-me Reaktion entsprechend unterschied-lich aus. Alaoui- Ismaïli et al. führt diesdarauf zurück, dass CAM dafür bekanntist, trigeminale Komponenten zu besit-zen, die es von angenehmen Gerüchenunterscheidet.

Entscheidend ist aber der Umstand, dasszum ersten Mal umfassend nachgewie-sen wurde, in welchem Umfang Gerüchemit einer positiven hedonischen Note, diealso als angenehm eingestuft werden,auch einen entsprechenden positivenneurophysiologischen Effekt auf dasWohlbefinden von Probanden ausüben

Bild 1: Einfluss von Jasmine undLavender auf die CNV des Probanden

Bild 2: VariierendeMuster von CNVVeränderungendurch ätherischeÖle

Bild 3: Testresultate mit 5 Geruchs-stoffen

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können. Diese neurophysiologischen Er-kenntnisse korrespondieren mit den ent-sprechenden psychologischen Erkennt-nissen der Aromakologie.

Redd und Manne [24] ließen im Rahmeneiner onkologischen Untersuchung 57Patienten während einer Magnet-Reso-nanz-Untersuchung in 30 Sekunden-Ab-ständen Heliotropin mit einer geringenIntensität einatmen. Heliotropin gilt alsein in seiner psychologischen Wirkungrelaxierender Stoff, der darüber hinauseine angenehme hedonische Note auf-weist. Die Probanden indizierten ihrenAngstzustand vor-, während und nachder Behandlung durch Erfüllung des Sta-te-Trade Anxiety Inventory. Die Auswer-tung der Antworten der 57 Probanden(35 waren kontrollierte Testpersonen)zeigte für diejenige Gruppe, die demHeliotropin ausgesetzt war, insgesamteine Angstreduzierung (p = 0,06). Beidenjenigen, die den Geruch als besondersangenehm, relaxierend und entspannendempfanden, war auch eine größere Re-duzierung der Angstgefühle festzustellen(p = 0,02).

Ebenfalls in Laborstudien haben Demberet al. [9] bei 36 Probanden die Auswir-kungen von olfaktorischen Stimulanzienauf die Performance und Stress in einemanspruchsvollen visuellen Aufmerksam-

keitstest gemessen. Die Gerüche, die zumEinsatz kamen, waren Veilchen und Pfef-ferminze, die in der Form von 30 Sekun-den Intervallen zu 0.30 und 0.05 ppmeingeatmet wurden. Bei beiden Gerü-chen wurde eine erhebliche Steigerungder Performance in dem Test festgestellt,jedoch keiner der beiden Gerüche hatteeinen signifikanten Einfluss auf densubjektiv empfundenen Stress (siehe Bild5).

Dember und Warm haben ferner in derStudie [9], in der eine Gruppe von Nacht-arbeitern einer mit Pfefferminze ange-reicherten Luft und eine Gruppe mit einernicht angereicherten Luft ausgesetzt war,die Wachsamkeit untersucht. Diese Duft-stoffe gelten als aufmerksamkeitsför-dernd und mit einer postiven hedoni-schen Note versehen. Es wurde festge-stellt, dass die Aufmerksamkeitsrate undKonzentrationsfähigkeit bei denjenigenProbanden signifikant erhöht werdenkonnten, die in der Vergangenheit Zei-chen von Unaufmerksamkeit gezeigt hat-ten. Der Duftstoff hatte dagegen einengeringen Effekt auf diejenigen, die einehohe Aufmerksamkeitsrate sogar nocham Ende der Aufgabe besaßen.

Diese Ergebnisse decken sich mit weite-ren Untersuchungen von Steiner [26],Kirk-Smith und Booth [20], Warren und

Warrenburg [29] und Ehrlichman undBastone [12] zu dem Einfluss von Geruch-stoffen auf Stimmungen und Emotionen.

Olfaktorischer Komfort

Die Untersuchungen sowohl in neurophy-siologischer als auch in psychologischerHinsicht auf dem Gebiet der Aromakolo-gie zeigen gerade in den letzten Jahren,dass Wohlbefinden und Behaglichkeitvon Raumnutzern nicht nur durch negativempfundene Geruchsstoffe beeinflusstwerden, sondern auch durch positive.Wenn daher sämtliche Geruchsstoffe ausder Luft herausgefiltert werden, erhältman lediglich eine sogenannte neutraleLuft, die aber nicht zu einer Steigerungder Zufriedenheitsrate der Raumnutzerim Hinblick auf die empfundene Raumluftführen kann. Beschwerden über einekünstliche Luft, die nach wie vor alsstickig empfunden wird, bleiben auch beieiner in olfaktorischer Hinsicht sauberenLuft [5].

Die ist um so verständlicher, da unserWohlbefinden in erheblichem Maß vonolfaktorischen Substanzen in der Innen-raumluft abhängt. Mit jedem Atemzugnehmen wir zusammen mit der Luft Ge-ruchsmoleküle auf, die durch unsere Na-senlöcher zum olfaktorischen Epitheliumgelangen. Die Sinneszellen im Epitheliumsind mit dem Hypothalamus und anderenlimbischen Strukturen inklusive des Cor-tex durch sensorische Nerven und demRiechkolben verbunden, welcher die ent-scheidenden Informationen über die Ge-ruchsmuster enthält und zugleich unsereFähigkeiten zu lernen, zu denken, zuerinnern und zu betrachten koordiniertverwaltet. Dieses limbische System istausschließlich verantwortlich für dasGefühlsleben, Emotionen, Erinnerungen

Bild 5: Ergebnisse derEinflüsse olfak-torischer Stimu-lation auf Per-formance undStress

Bild 4: Autonome Muster von 5 GerüchenPattern of automatic responses related to each odorant onthe part of all subjects. Two-by-two comparison revealedthat autonomic responses distinguished between pleasantand unpleasant odorants. Skin resistance (SRopd) and skinblood flow (SBFnod) are expressed through their temporalindices (unit being second) respectively, ohmic perturba-tion duration (opd) and non-oscillartory duration (NOD).To compare these patterns, some units have been norma-lized: skin temperature (Sta), analysed by amplitude varia-tion (a), should be multiplied by 100 to assess the exactvalues in °C. Instantaneous respiratory frequency (IRFa),analysed by amplitude variation (a), should be multipliedby 10 to assess the exact values in b.p.m. (IHRa) instanta-neous heat rate estimated by amplitude variation (a). Ar-bitary units have been used in skin potential (SPf) estima-ted by elementary form code (f): 60 in C-form; 40 in B-form.Wilcoxon test.***P < 0.001; **P < 0.02; NS. nonsignificant

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die olfaktorische Stoffe der Raumluft bei-mischen.

Aromakologische undtechnische Anforderungen fürOlfaktorische SystemeIn aromakologischer Hinsicht dürfen nurnatürliche Essenzen eingesetzt werden,die eine positive hedonische Note aufwei-sen und eine Raumluft schaffen, die inihrer olfaktorischen Zusammensetzungder natürlichen Atmosphäre gleichen.

Diese Duftstoffe haben nichts mit dem zutun, was gemeinhin unter „Parfum“ oder„Raumduft“ verstanden wird. Bei letzte-ren Stoffen geht es um verkaufsfördern-de ästhetische Lock- oder Reizmittel, dieaus Marketing-Gesichtspunkten einge-setzt werden. Bei der Produktbeduftungwiederum, wie man sie beispielsweisevon Waschmitteln her kennt, bilden Duft-stoffe Teil des Warendesigns.

Die im Zusammenhang mit der Raumluft-qualität eingesetzten Essenzen bildendagegen komplexe olfaktorische Struk-turen, die jeweils auf die Aktivitäten unddie Erwartungen der Raumnutzer in demjeweiligen Gebäude abgestimmt seinmüssen. Häufig anzutreffende „Mono-düfte“ oder Düfte „von der Stange“ kön-nen nicht eingesetzt werden. Vielmehrmuss der Auswahl und dem Design derrichtigen olfaktorischen Stoffe eine Ana-lyse vorausgehen, die sich im wesentli-chen mit 4 Faktoren [18] befasst:

• durchschnittliche Anzahl der Raumnut-zer

• vorhandene Geruchsemissionen bei-spielsweise aus Baustoffen, Teppichbö-den, Reinigungsmaterialien

• Aktivitäten in dem Gebäude

• Erwartungshaltung der Raumnutzer andie Raumluft in Korrelation zu der je-weiligen Aktivität.

Die beiden ersten Komplexe dienen derBestimmung des Einflusses von olfaktori-schen Substanzen auf das Wohlbefindender Raumnutzer. Die Analyse der beidenletzteren Komplexe soll dagegen sicher-stellen, dass nur solche Raumluft-Essen-zen zum Einsatz gelangen, die die Erwar-tungshaltung der Raumnutzer treffen.

Auf der Grundlage dieser Analyse werdendann die geeigneten olfaktorischen Stof-fe zusammengestellt, wobei auf die Kate-gorisierung der Aromakologie zurück-gegriffen wird. Diese orientiert sich an 8 verschiedenen Stimmungskategorien(siehe Bild 6).

Wenn man die 4 Stimmungskategorien inBild 6 rechts von einer gedachten vertika-len y-Achse betrachtet, repräsentieren sie

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und das gesamtes Verhalten des Men-schen. Der Mensch kann nicht die olfak-torischen Impulse unterdrücken, die zumlimbischen System [16] überführt wer-den. Wenn deshalb eine Luft olfaktorischunbelebt ist, dann ist die Situation miteinem völlig dunklen oder schalltotenRaum vergleichbar, in dem der Menschseine Orientierung verliert. Eine geruchs-lose Luft nimmt dem Mensch – in glei-chem Maße wie das Fehlen von Licht oder von Geräuschen - die Möglichkeit,sich in seiner Umwelt zurechtzufinden.Der Wechsel in eine olfaktorisch tote Luftführt damit zwangsläufig zu dem Ausfalleines Sinnesreizes und damit einerzwangszweise herbeigeführten Orientie-rungslosigkeit. Die Steigerung der Unzu-friedenheitsrate ist die Folge.

Dies führt zu der Konsequenz, dass dasZiel nicht die Schaffung einer geruchslo-sen Luft sein muss, sondern einer Luft, inder negativ wirkende olfaktorische Stoffevermieden und die Luft selbst in ihrerolfaktorischen Zusammensetzung einernatürlichen Luft gleicht, wie sie einer na-turbelassenen Außenluft entspricht. [17]

Im Vergleich zur thermischen Behaglich-keit kann die olfaktorische Behaglichkeitdefiniert werden als ein Ausdruck, derZufriedenheit mit seiner olfaktorischenUmgebung darstellt, die durch positivestimulierende olfaktorischen Substanzenin der Raumluft geschaffen werden.

Diese positiv wirkenden olfaktorischenStoffe sind allerdings gerade in der ge-ruchsbelasteten Außenluft von Innen-städten nicht in dem notwendigen Um-fang anzutreffen. Darüber hinaus erfasstdie Ausfilterung negativ wirkender ol-faktorischer Stoffe auch die positiv wir-kenden. Damit müssen derartige positivstimulierende olfaktorische Stoffe derRaumluft zusätzlich beigemischt werden.Diese Beimischung darf allerdings nichtdazu führen, dass die Luft gleichsam par-fümiert oder beduftet wird. Die in diesemZusammenhang häufig angetroffenenVerfahren dienen in der Regel ausschließ-lich der Verkaufsförderung und sind unterdem Gesichtspunkt der Raumluftqualitätkritisch zu beurteilen. Tatsächlich wirdhier „eine olfaktorische Luftverschmut-zung“ verursacht, die den Forderungennach guter Raumluftqualität diametralentgegensteht. Deutlich wahrnehmbaregeruchsaktive Stoffe führen zu einerSteigerung der Unzufriedenheitsrate derRaumnutzer und können nicht die not-wendige olfaktorische Behaglichkeitschaffen.Hohe Anforderungen sind deshalb so-wohl in technischer als auch in aromako-logischer Hinsicht an Systeme zu stellen,

die positiven Stimmungen, die durch diejeweils eingesetzten Duftstoffe verstärktwerden, während die 4 negativen Stim-mungskategorien auf der linken Hälftesich reduzieren. Darüber hinaus zeigt derHalbkreis oberhalb einer horizontalen ge-dachten x-Achse die sogenannten aktivenStimmungen, während sich im unterenHalbkreis die sogenannten passiven be-finden.

In Anbetracht der komplexen Wirkungender Stoffe muss jeweils für ein bestimm-tes Gebäude eine olfaktorische Gesamt-struktur erstellt werden. Zum Beispielkönnen einige Substanzen sowohl rela-xierend als auch stimulierend wirken,während andere relaxierende oder auchantidepressive Wirkungen haben. Diesbedeuted, dass sehr komplexe olfaktori-sche Strukturen unabdingbar sind, umspezifische Kriterien zu erfüllen. [23].

Außerdem ist es wichtig zu wissen, dassnicht alle Substanzen sich für die Anrei-cherung der Innenraumluft eignen. Esgibt eine Vielzahl von Charakteristikendieser Substanzen, die unbedingt beach-tet werden müssen. Dieses schließt für dieStoffe die empfundene Intensität, dieFlüchtigkeit, die Stabilität in bezug aufDruck und Temperatur im Raum und imKanal, das Trägermaterial und irgendwel-cher Änderungen dieser Werte bei ver-schiedenen Feuchtigkeitsgraden ein. DieSubstanzen müssen den Bedingungen imKanal als auch den erforderlichen Cha-rakteristiken in der Innenraumluft stand-halten.

Schließlich müssen alle Stoffe sowohl aro-makologisch als auch toxikologisch unbe-denklich sein. Es finden sich mitunter insogenannten Duftapparaten, wie sie ausMarketing-Gründen eingesetzt werden,Duftstoffe, die beispielsweise aus der Par-fümerie bekannt sind, und die in geringenKonzentrationen gesundheitsunschädlichsind. In höheren Konzentrationen aber,bei denen bestimmte Grenzwerte über-schritten werden, kann eine Toxizität ein-treten (zum Beispiel bei Zitrusdüften).

Bild 6: Stimmungs-Kategorien nachIFF

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Ähnlich rigide Anforderungen [19] sindan die technischen Anforderungen für dieBenutzung olfaktorischer Systeme zu stel-len.

Zwei Anforderungen sind der Schlüsselbei der Wahl eines olfaktorischen Sys-tems:

• Die olfaktorischen Substanzen müssenin der Innenraumluft in einer konstan-ten und gleichmäßigen minimalen Do-sierung eingebracht werden;

• die Konzentration der olfaktorischenSubstanzen in der Innenraumluft musszwischen der Wahrnehmungs- und Er-kennungsschwelle gehalten werden.

Die Bedeutung der Konzentrationsmengeund einer ungleichmäßigen Verteilungmit der Folge der Überdosierung wurde inverschiedenen Untersuchungen von Cainet al. [7] und Fanger et al. [14] dargelegt.

Zwei Fallstudien haben darüber hinausdie Auswirkungen bei Erhalt der korrek-ten Konzentration auf das Wohlbefindenvon Kunden im Einzelhandel untersucht.

Teerling [27] untersuchte die Effekte vonRaumluft, die mit olfaktorischen Stimu-lanzien aufbereitet wurde, in bezug aufdas Kaufverhalten in Geschäften.

Drei große Textilgeschäfte in drei ver-schiedenen holländischen Städten wur-den für diese Studie ausgewählt. Wäh-rend einer Zeitperiode von neun Wochenwurden 5 Beobachter in jeweils einemdieser Geschäfte positioniert mit einemcounter balance design. Die Probandenwurden am Eingang ausgewählt undbeobachtet. Außer „Verweildauer“, „Ge-schlecht“, „geschätztes Alter“ und„Kaufverhalten“ wurden die „Ankunfts-zeit“ und die „Wetterkonditionen“ regis-triert.

Geruchstoffe wurden direkt in die Klima-anlage eingebracht. Dies schuf eine odo-

risierte Atmosphäre mit einem Geruchs-niveau um die Wahrnehmungsschwelle.

Bild 7 zeigt das Ergebnis dieser Studie.Um der abnehmenden Verweildauer derKunden gegen Abend entgegenzuwir-ken, wurden olfaktorische Stoffe einge-setzt. Die Tatsache, dass die Gerüche indiesem Experiment um die Wahnehmbar-keitsschwelle lagen, zeugt davon, dass essich hier nicht um maskierende Fremd-gerüche handelte, die diesen Effekt er-zielten. Es war vielmehr der Effekt, deraus diesem Environment herrührte. DieTatsache, dass der positive Effekt wenigerwurde bei Regenwetter, konnte durch dierelative Feuchtigkeit in der Luft, die denGeruch über die Erkennungsschwellebringt, erklärt werden.

Diese Studie von Teerling wird durch eineinhouse Studie [11] in den Jahren 1995

und 1996 bestätigt. Zum Einsatz kam das AVS air vitalizing system®, ein System,mit dem in hoher Präzision olfaktorischeStoffe der Raumluft beigemischt werdenkönnen. Grundlage der Studie bildetedaher die Möglichkeit, die olfaktorischenSubstanzen besonders präzise in dergewünschten Konzentration der Innen-raumluft beizugeben.

Das AVS Verdunstungssystem wurdeinstalliert als eine Zusatzkomponente imbypass an die existierende Klimaanlage ineinem Einzelhandelsgeschäft. Ein hierfüreigens entwickeltes Kontrollsystem ga-rantierte, dass die Konzentration derolfaktorischen Substanzen in der Innen-raumluft gleichmäßig gehalten wurde.Sensoren im Kanal als auch im Geschäftlieferten die erforderlichen 4 technischenLuftparameter – Luftvolumen, Außen/In-nenluftverhältnis, Temperatur und Feuch-te –, um die Dosierung jederzeit an-zupassen. (siehe Bild 8) Die Impulse derSensoren wurden in einer Kontrolleinheit,die ein DDC-Management System ein-schließt, erfasst. Komplexe olfaktorischeSubstanzen mit einer angenehmen he-donischen Note und einer Dichte von0.945 g.ml-1 wurden in drei verschiede-nen Intensitätsgraden durch das Lüf-tungssystem in den Raum transportiert.Die Temperatur wurde gemessen bei19 °C, der Druck bei 850 mm mercury mit einer relativen Feuchte von 38 %. InIntervallen jeweils von einer Stunde wur-den die Konzentrationen in der Raumluftvon 1 ppm, 1.7 ppm und 2.4 ppm fest-gelegt. Das Lüftungssystem wurde miteiner dreifachen Luftwechselrate proStunde ausgelegt.

Bild 7: Mittlere Verweil-dauer in Shopsin 4 Zeitblöcken;Gerüche- undControllbedin-gungen

Bild 8: Anlagenschema

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40 Kunden zwischen 25 und 70 Jahrenwurden befragt, ob sie die Raumluft alsangenehm, neutral oder unangenehmempfinden. Außerdem wurden sie ge-fragt, ob sie einen starken, leichten odergar keinen Geruch feststellen.

Das Ergebnis in Bild 9 zeigt, dass bei einerKonzentration von 1.7 ppm die Unzufrie-denheitsrate ihren Tiefpunkt erreichte.Sobald die Konzentration der olfaktori-schen Substanzen weiter anstieg, stiegdie Unzufriedenheitsrate an, währendumgekehrt der Prozentsatz derjenigenKunden, die die Luft als angenehm emp-fanden, wieder sank.

Wenn man diese Ergebnisse mit den Aus-wertungen über die Wahrnehmungs-schwelle vergleicht (siehe Bild 10), zeigtsich, dass offensichtlich die optimaleZufriedenheitsrate zwischen der Wahr-nehmngsschwelle und der Erkennungs-schwelle liegt, also zwischen 1 ppm und2.4 ppm.

Bemerkenswert ist allerdings der Um-stand, dass eine Reihe von Probandenden Geruch selbst bei einer Konzentra-tion von 2.4 ppm nicht oder nicht beson-ders stark bemerkten. Eine Erklärung fürdieses Phänomen konnte nicht gefundenwerden, jedoch wird auch in vergleich-baren Studien von diesem Phänomenberichtet. Es steht zu vermuten, dass hierbesondere physiologische oder psycholo-gische Dispositionen vorliegen, die dieGeruchswahrnehmung einschränken. Inweiteren Studien müsste diesem Phäno-men nachgegangen werden.

Da aus der Aromakologie bekannt ist, inwelchem Umfang sich die Wahrnehmungvon Duftstoffen unter unterschiedlichenTemperaturbedingungen ändert, wurdedieser Versuch ein halbes Jahr später mitgeänderten raumlufttechnischen Para-metern erneut durchgeführt. Die Raum-temperatur betrug nunmehr 21°C unddie relative Feuchte 46 %. Bild 11 und

Bild 12 zeigen das Ergebnis dieser Un-tersuchung. Die Erkenntnisse der Aro-makologie über die Verschiebung derWahrnehmungsschwellen bei veränder-ten klimatischen Bedingungen werden imwesentlichen bestätigt. Im Vergleich zuder ersten Untersuchungsreihe nimmtbereits ein größerer Anteil von Probandenden Duft bei einer Konzentration von1.0 ppm wahr. Auch die Empfindung derRaumluft als angenehm verschiebt sich ineinen Bereich der niedrigeren Konzen-tration der Duftstoffe in der Raumluft,wenngleich die Ergebnisse hier nicht soeindeutig sind, wie bei der ersten Ver-suchsreihe.

Darüber hinaus müssen die Ergebnissedieser beiden Versuchsreihen insoweitkritisch betrachtet werden, als die Pro-bandenen in beiden Versuchsreihenwechselten. Eine Vergleichbarkeit ist da-her nur in beschränktem Maße gegeben.Es ist in jedem Fall notwendig, diese Ver-

Bild 9: Zufriedenheitsrate Bild 10: Wahrnehmungs-/Erkennungsschwelle

Bild 11: Zufriedenheitsrate Bild 12: Wahrnehmungs-/Erkennungsschwelle

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suche zu wiederholen, wobei darauf zuachten wäre, dass die Probanden in bei-den Versuchsreihen jeweils dieselbensind; ferner müssten Vergleiche zwischentrainierten und untrainierten Gruppengemacht werden und der Fragenkatalogauch auf den Hintergrund der Probandenim Hinblick auf Gesundheit, Nahrungs-eigenschaften, Trinkgewohnheiten, Rau-chen usw. erweitert werden.

Zusammenfassung

Sowohl die neurophysiologischen alsauch die psychologischen Erkenntnisse inder Aromakologie zeigen, dass Wohl-befinden und Behaglichkeit von Raum-nutzern nicht nur durch negativ, sondernauch durch positiv wirkende Geruchsstof-fe in der Raumluft beeinflusst wird. Ne-gativ wirkende olfaktorische Stoffe in derRaumluft erhöhen das Unbehagen undführen zu einem Anstieg der Unzufrie-denheitsrate der Raumnutzer. Umgekehrtkönnen positiv wirkende olfaktorischeStoffe diesem Effekt entgegenwirken undzu einer entsprechenden Senkung derUnzufriedenheitsrate führen.

Der traditionelle Ansatz, Geruchsstoffevöllig aus der Raumluft zu eliminieren, istunvollständig, da er im Idealfall nur zueiner neutralen Luft führt, die demMenschen seine Orientierung in der ol-faktorischen Umwelt nimmt und damitdie Unzufriedenheitsrate ansteigen lässt.Klagen über künstliche Luft werden vordiesem Hintergrund verständlich. Raum-luftqualität muss vielmehr unter demAspekt der olfaktorischen Behaglichkeitgesehen werden. In einer Raumluft müs-sen ausreichende positiv wirkende olfak-torische Stoffe vorhanden sein.

Da die in einer natürlichen gesundenAußenluft vorhandenen positiv wirken-den olfaktorischen Stoffe in der Regel inder Außenluft von Innenstädten nichtvorhanden sind und darüber hinaus auchdurch Filtersysteme von Lüftungssyste-men weitgehend eliminiert werden, ist esnotwendig, derartige Stoffe der Raumluftzuzuführen.

Die Anforderungen an eine derartige Ver-teilung sind jedoch sehr hoch. Es muss injedem Fall gewährleistet sein, dass die po-sitiven olfaktorischen Substanzen sich ineiner ständig gleichmäßigen niedrigenKonzentration in der Raumluft befinden.

Damit ist es wichtig, dass nur solche ol-faktorischen Systeme eingesetzt werden,die in der Lage sind, durch entsprechendeMess- und DDC-Steuerungssysteme einegleichmäßige Verteilung der olfaktori-schen Stoffe in der Raumluft gerade überder Wahrnehmbarkeitsschwelle zu ge-

währleisten. Hierbei müssen insbeson-dere die raumlufttechnischen Parametervor allem im Hinblick auf Temperatur undFeuchte mit einbezogen werden, da dieEmpfindung und die Akzeptanzschwellevon Gerüchen bei den Raumnutzern inhohem Maße von den thermischen Be-haglichkeitsfaktoren abhängig sind. Zielsollte es sein, Richtlinien für den Einsatzvon olfaktorischen Stoffen zu schaffen,um den hohen o.g. Standard zu erhaltenund der nicht ausreichend kontrolliertenBeduftung entgegenzuwirken.

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SchlüsselwörterOlfaktorikWohlfühlenolfaktorische BehaglichkeitHedonikRaumluftqualitätLeistungssteigerungAVS air vitalzing system

82 © KI Luft- und Kältetechnik 2/2003

LÜFTUNGSTECHNIK /RAUMLUFTQUALITÄT