Luftqualität

Die meisten Luftgütesensoren geben eine Zahl aus: TVOC, die Summe aller flüchtigen organischen Verbindungen. Diese Zahl steigt, wenn jemand Formaldehyd ausdünstende Möbel aufstellt — und sie steigt genauso, wenn jemand mit Alkohol desinfiziert. Wer daraus eine Entscheidung ableiten will, braucht nicht die Summe, sondern die Aufteilung.

Was sich am 6. August 2026 geändert hat

Seit dem 6. August 2026 gilt in der Europäischen Union eine verschärfte Beschränkung für Formaldehyd in Erzeugnissen. Die Verordnung (EU) 2023/1464 fügt dem Anhang XVII der REACH-Verordnung den Eintrag 77 hinzu und begrenzt, wie viel Formaldehyd ein Erzeugnis in die Innenraumluft abgeben darf.

Umrechnung bei 25 °C und 1013 hPa, molare Masse 30,03 g/mol. Quelle der Grenzwerte: Verordnung (EU) 2023/1464 zur Änderung des Anhangs XVII der REACH-Verordnung, Eintrag 77.

Für Hersteller von Möbeln, Bodenbelägen, Dämmstoffen und Elektronik ist das eine harte Anforderung mit Prüfpflicht. Und es verschiebt den Massstab: Formaldehyd ist damit in einer Grössenordnung reguliert, in der ein Summenwert nichts mehr aussagt.

Warum ein Summenwert zu wenig ist

Ein klassischer VOC-Sensor misst eine Widerstandsänderung seiner Sensorschicht. Reduzierende Gase senken diesen Widerstand — praktisch alle, unterschiedlich stark, aber ununterscheidbar. Das Ergebnis ist eine einzige Zahl, die als „TVOC" ausgegeben wird.

Diese Zahl hat drei Schwächen, die im Innenraum alle gleichzeitig auftreten:

• Sie ist nicht stoffbezogen. 200 ppb Ethanol und 200 ppb Formaldehyd erzeugen unterschiedliche Ausschläge, aber beide sind nur ein Ausschlag. Aus dem Messwert lässt sich nicht zurückrechnen, welcher Stoff ihn verursacht hat.
• Sie gewichtet falsch. Die gesundheitlich relevanten Stoffe sind nicht die, die den grössten Ausschlag erzeugen. Ein Reinigungsvorgang übertönt regelmässig eine dauerhafte Formaldehydquelle, die um Grössenordnungen wichtiger wäre.
• Sie lässt keine Schwelle zu. Jede Schwelle, die tief genug für frühe Erkennung liegt, wird von alltäglichen Vorgängen ausgelöst. Wer die Schwelle anhebt, um Ruhe zu haben, misst am Ende nur noch grobe Ereignisse.

Die Stoffe, für die das Datenblatt Grenzen zusichert

Der NZGS 2 trägt vier Sensorelemente auf einem Chip von 1,15 × 1,15 mm, davon Schichten aus Zinndioxid und Wolframtrioxid. Weil jedes Element eine andere Schicht, eine andere Lage zum Heizer und damit eine andere Arbeitstemperatur hat, erzeugt ein Gasereignis vier verschiedene Signalverläufe. Aus deren Verhältnis zueinander wird der Stoff bestimmt, nicht aus der Höhe eines einzelnen Ausschlags.

Im Datenblatt Rev. 3.3.0 zugesicherte Werte, bestimmt unter Laborbedingungen: 24 h Stabilisierung, 25 °C, 45 % relative Feuchte. Es handelt sich um typische Kennwerte, die von Chip zu Chip schwanken. Ethylen (400 ppb) ist der fünfte zugesicherte Wert und gehört zum Thema Lebensmittel.

Darüber hinaus nachgewiesen, aber ohne zugesicherte Nachweisgrenze im Datenblatt: BTEX — also Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol —, Stickstoffdioxid, Ozon, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff, Methan und Lachgas. Messwerte und Prüfbedingungen dazu gibt es projektbezogen.

Formaldehyd im Verhältnis zum Grenzwert

Der zugesicherte Wert von 30 ppb entspricht bei 25 °C und 1013 hPa rund 0,037 mg/m³. Der strengere der beiden neuen Grenzwerte liegt bei 0,062 mg/m³, also bei etwa 50 ppb.

Das ist bewusst als Verhältnis formuliert und nicht als Konformitätsaussage. Die Nachweisgrenze bezeichnet, ab welcher Konzentration ein Stoff überhaupt sicher erkannt wird — nicht, mit welcher Genauigkeit seine Konzentration angegeben werden kann. Für eine Konzentrationsangabe braucht es eine Kalibrierung auf den Anwendungsfall.

Woher die Störgrössen kommen

Ein Innenraum ist für einen Gassensor eine unruhige Umgebung. Die Stoffe, die einen TVOC-Sensor am zuverlässigsten in die Irre führen, sind gerade die harmlosen:

• Ethanol aus Desinfektions- und Reinigungsmitteln. Seit 2020 in Innenräumen allgegenwärtig, in Konzentrationen, die jede Formaldehydquelle überdecken.
• Aceton und Lösungsmittel aus Kosmetik, Klebstoffen und Farben.
• Kochvorgänge, die eine ganze Mischung freisetzen — Aldehyde, Alkohole, Fettsäuren.
• Menschen selbst. Ausgeatmete Luft enthält Aceton, Ethanol und Hunderte weiterer flüchtiger Verbindungen in messbaren Mengen.

Genau hier entscheidet sich, ob eine Messung brauchbar ist. Ein Sensor, der Ethanol von Formaldehyd unterscheiden kann, meldet beim Desinfizieren nichts und beim neuen Schrank etwas. Ein Summenwert macht es umgekehrt — er meldet beim Desinfizieren viel und beim Schrank wenig, weil der eine Vorgang kurz und stark, der andere dauerhaft und schwach ist.

Kohlenmonoxid ist ein anderer Fall

CO gehört nicht zu den VOC und wird auf einer anderen Schicht erkannt: Wolframtrioxid statt Zinndioxid. Der zugesicherte Wert liegt bei 900 ppb, also rund 0,9 ppm.

Zur Einordnung: Das ist eine Grössenordnung, in der CO als Hinweis auf eine unvollständige Verbrennung taugt — ein Gasgerät, das nicht sauber brennt, ein Kamin mit schlechtem Zug, ein Fahrzeug in einer angrenzenden Garage.

Aussenluft: Stickstoffdioxid und Ozon

Für die Aussenluft sind andere Stoffe massgeblich, vor allem Stickstoffdioxid aus Verkehr und Verbrennung sowie bodennahes Ozon. Beide werden über die Wolframtrioxid-Schicht erkannt. Das Datenblatt nennt für sie keine zugesicherten Nachweisgrenzen — Werte und Prüfbedingungen lassen sich projektbezogen bestimmen.

Interessant wird es, wenn beide Richtungen zusammenkommen: Ein Gerät, das innen VOC und CO und aussen NO₂ und O₃ erfasst, kann die Frage beantworten, ob Lüften die Luft gerade verbessert oder verschlechtert. Für eine Lüftungssteuerung ist das die eigentlich entscheidende Information, und sie lässt sich aus einem Summenwert nicht gewinnen.

Was der Sensor in dieser Anwendung nicht leistet

• Er ist kein Referenzmessgerät. Für rechtsverbindliche Aussagen gelten genormte Verfahren mit kalibrierten Geräten. Ein MOx-Sensor liefert eine kontinuierliche Beobachtung, keine gerichtsfeste Messung.
• Er weist keine REACH-Konformität nach. Der Grenzwert des Eintrags 77 wird an Erzeugnissen in der Prüfkammer nach EN 16516 geprüft, nicht an der Raumluft.
• Er muss auf den Anwendungsfall trainiert werden. Welche Stoffe im Merkmalsraum sauber auseinanderfallen, hängt vom Gemisch und von den Störgrössen am Einbauort ab. Ohne Messkampagne gibt es keine belastbare Klassifikation.
• Er altert und ist empfindlich. Basislinienverschiebung durch Alterung ist kompensierbar, wenn Temperatur und Feuchte mitgemessen werden. Silikonverbindungen vergiften die Zinndioxid-Schicht dagegen irreversibel — das gehört bei der Auswahl von Gehäuse, Dichtungen und Klebstoffen berücksichtigt.

Wie ein Projekt beginnt

Am Anfang steht die Frage, ob sich die Zielstoffe in der konkreten Umgebung sauber trennen lassen. Das lässt sich nicht aus Kennwerten ableiten, sondern nur messen. Dafür gibt es das Evaluation Kit mit Auswerteelektronik und Software: Es nimmt die vier Signalverläufe auf, extrahiert die Merkmale und zeigt, ob die Zielstoffe im Merkmalsraum getrennte Bereiche bilden.

Aufgenommen werden dabei Referenzluft für die Basislinie, die Zielstoffe in bekannten Konzentrationen und die Störgrössen, die am Einbauort realistisch vorkommen. Der letzte Punkt wird regelmässig unterschätzt und entscheidet über die spätere Fehlalarmrate. Dazu die Randbedingungen Temperatur und Feuchte über den erwarteten Bereich sowie mehrere Sensorexemplare, weil die Kennwerte streuen.

Zur Einordnung des Bauteils selbst: QFN-8 mit 2,8 × 2,8 × 1,6 mm, rund 70 mW Leistungsaufnahme, Lieferung auf Tape and Reel. Alle Kennwerte stehen im Datenblatt-Auszug, das Messprinzip auf der Technologieseite.

Quellen: Verordnung (EU) 2023/1464 der Kommission vom 14. Juli 2023 zur Änderung des Anhangs XVII der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) hinsichtlich Formaldehyd und Formaldehydabspaltern; NANOZ NZGS 2, Datenblatt Rev. 3.3.0.