Prüfung der Luftqualität im Fahrzeuginnenraum (Vehicle Interior Air Quality Testing - VIAQ)

Perspektivwechsel: Von Abgasemissionen zur Innenraumluft

Traditionell lag der Fokus bei Fahrzeugemissionen auf den Abgasen von Verbrennungsmotoren. Diese sind zweifellos ein großes Umwelt- und Gesundheitsproblem. Doch zunehmend rückt ein weiterer Aspekt in den Vordergrund: die Luftqualität im Fahrzeuginnenraum.
Da diese Luft direkt von den Insassen eingeatmet wird, ist sie entscheidend für deren Gesundheit und Komfort. Materialien, Herstellungsprozesse, Umweltbedingungen und das Verhalten der Insassen beeinflussen die Luftqualität. Es ist Zeit, die Perspektive zu erweitern und die Luftqualität im Fahrzeuginnenraum (VIAQ) als integralen Bestandteil moderner Fahrzeugentwicklung zu betrachten.

Gesundheitliche Auswirkungen & gesetzliche Standards

Die Innenraumluft kann Schadstoffe wie flüchtige organische Verbindungen (VOCs), Feinstaub (PM), Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffdioxid (NO₂) und Ozon (O₃) enthalten. Eine langfristige Exposition kann zu Atemwegserkrankungen, Allergien und chronischen Krankheiten wie Asthma und Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen. Besonders gefährdet sind Kinder, ältere Menschen und Personen mit Vorerkrankungen.
Internationale Normen wie die ISO 12219 legen Grenzwerte für Schadstoffe fest und geben Herstellern Richtlinien zur Einhaltung vor.

Materialien und Komponenten

Eine der Hauptquellen für Schadstoffe im Fahrzeuginnenraum sind die verwendeten Materialien. Dazu gehören Kunststoffe, Klebstoffe, Textilien und Lacke, die im Laufe der Zeit VOCs freisetzen können. Diese Emissionen, die gemeinhin als „Ausgasungen“ bezeichnet werden, können noch Monate oder sogar Jahre nach der Herstellung des Fahrzeugs anhalten.

Externe Umwelt

Schadstoffe aus der Umwelt können ebenfalls in den Innenraum des Fahrzeugs eindringen. Dazu gehören Abgase anderer Fahrzeuge, Industrieemissionen und Staub. Das Luftsystem des Fahrzeugs kann diese externen Schadstoffe in den Innenraum leiten, wenn es nicht ordnungsgemäß gefiltert wird.

Aktivitäten der Passagiere

Die Aktivitäten der Passagiere, wie Rauchen, Essen und die Verwendung von Körperpflegeprodukten, können ebenfalls zur Luftqualität im Fahrzeuginneren beitragen. Diese Aktivitäten können zusätzliche Schadstoffe und Gerüche verursachen und die Luftqualität verschlechtern.

Techniken zur Probenahme

Um die Luftqualität im Fahrzeuginneren zu beurteilen, sind genaue Probenahmetechniken unerlässlich. Es gibt verschiedene Methoden zur Entnahme von Luftproben, darunter passive Probenahme, aktive Probenahme und Echtzeitüberwachung.

• Passive Probenahme: Bei dieser Methode werden Diffusionsprobenahmegeräte verwendet, die Schadstoffe über einen bestimmten Zeitraum absorbieren. Die passive Probenahme eignet sich für die Langzeitüberwachung und liefert eine durchschnittliche Schadstoffkonzentration.
• Aktive Probenahme: Bei der aktiven Probenahme wird Luft durch ein Probenahmegerät, z. B. einen Filter oder ein Sorptionsröhrchen, gepumpt, um Schadstoffe zu sammeln. Diese Methode ermöglicht die Entnahme größerer Luftmengen und liefert genauere Messwerte.
• Echtzeitüberwachung: Bei der Echtzeitüberwachung werden Sensoren und Analysegeräte eingesetzt, um die Schadstoffkonzentrationen kontinuierlich zu messen. Diese Methode liefert sofortige Daten und kann Schwankungen der Luftqualität erkennen. (ASTM, 2018)

Analysetechniken

Nachdem die Luftproben entnommen wurden, müssen sie analysiert werden, um die Schadstoffkonzentration zu bestimmen. Zu diesem Zweck werden verschiedene Analysetechniken eingesetzt, darunter Gaschromatographie (GC), Massenspektrometrie (MS) und Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC).

• Gaschromatographie (GC): GC ist eine weit verbreitete Technik zur Trennung und Quantifizierung von VOCs in Luftproben. Dabei wird die Probe durch eine Säule geleitet, in der die Verbindungen anhand ihrer Flüchtigkeit getrennt und anschließend von einem Detektor erfasst werden.
• Massenspektromie (MS): MS wird häufig in Kombination mit GC (GC-MS) zur Identifizierung und Quantifizierung von Schadstoffen eingesetzt. Sie misst das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis von Ionen und liefert detaillierte Informationen über die chemische Zusammensetzung der Probe.
• Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC): Die HPLC wird zur Analyse nichtflüchtiger und halbflüchtiger organischer Verbindungen eingesetzt. Sie trennt Verbindungen anhand ihrer Wechselwirkung mit einer stationären Phase und einer mobilen Phase und detektiert sie mit verschiedenen Detektoren. (ASTM, 2018)

Entwicklung emissionsarmer Materialien

Eine der wichtigsten Fortschritte bei der Verbesserung der Luftqualität im Fahrzeuginnenraum ist die Entwicklung emissionsarmer Materialien. Die Hersteller verwenden zunehmend Materialien, die weniger Schadstoffe abgeben, wie beispielsweise VOC-arme Klebstoffe und Farben auf Wasserbasis. Diese Materialien tragen dazu bei, die Gesamtkonzentration von Schadstoffen im Fahrzeuginnenraum zu reduzieren.

Innovative Luftfiltersysteme

Moderne Fahrzeuge sind mit fortschrittlichen Luftfiltersystemen ausgestattet, die Schadstoffe effektiv aus der Luft entfernen können. Diese Systeme verwenden HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Air), Aktivkohlefilter und photokatalytische Oxidation (PCO), um Schadstoffe zu binden und zu neutralisieren. Einige Fahrzeuge verfügen auch über Luftionisatoren, die Partikel entfernen, indem sie diese aufladen und auf einer Sammelplatte auffangen.

Intelligente Überwachung der Luftqualität

Die Integration intelligenter Technologien in Fahrzeugen hat zur Entwicklung von Echtzeit-Luftqualitätsüberwachungssystemen geführt. Diese Systeme verwenden Sensoren, um die Schadstoffwerte kontinuierlich zu messen und den Insassen Echtzeitdaten zur Luftqualität zu liefern. Einige Systeme können auch automatisch die Belüftungs- und Filtereinstellungen anpassen, um eine optimale Luftqualität aufrechtzuerhalten. (Lohani et al., 2022)

Umgang mit neuen Schadstoffen

Mit der Weiterentwicklung der Fahrzeugtechnologie können neue Schadstoffe auftreten, die berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise können Elektrofahrzeuge (EVs) neue Materialien und Komponenten mit unterschiedlichen Emissionsprofilen mit sich bringen. Forscher und Hersteller müssen wachsam bleiben und ihre Testmethoden anpassen, um diesen neuen Schadstoffen Rechnung zu tragen.

Verbesserte Standardisierung

Zwar gibt es mehrere Standards für die Prüfung der Innenraumluft von Fahrzeugen, doch besteht nach wie vor Bedarf an einer stärkeren Harmonisierung und Standardisierung zwischen den verschiedenen Regionen und Aufsichtsbehörden. Dies wird dazu beitragen, dass die Luftqualitätsprüfungen einheitlich und vergleichbar sind, unabhängig davon, wo das Fahrzeug hergestellt oder getestet wird.

Verbesserung des Verbraucherbewusstseins

Verbraucher spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Luftqualität im Fahrzeuginnenraum. Es ist unerlässlich, die Verbraucher über die Quellen von Schadstoffen, die Bedeutung der Luftqualität und die Maßnahmen, die sie zu deren Verbesserung ergreifen können, aufzuklären. Dazu gehören die regelmäßige Wartung von Luftfiltersystemen, die Vermeidung von Aktivitäten, die Schadstoffe verursachen, und die Verwendung emissionsarmer Produkte.

Die Prüfung der Innenraumluft von Fahrzeugen ist ein wichtiger Aspekt für die Gesundheit und das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen. Durch das Verständnis der Schadstoffquellen, die Umsetzung wirksamer Prüfmethoden und die Nutzung technologischer Fortschritte können wir eine sicherere und gesündere Umgebung im Fahrzeuginneren schaffen. Angesichts der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Automobilindustrie wird es entscheidend sein, die Herausforderungen im Bereich der Innenraumluftqualität anzugehen und die Chancen zu nutzen, um allen Passagieren frische Luft zu bieten.

• ASTM International. (2018). ASTM D6245-18: Standard Guide for Using Indoor Carbon Dioxide Concentrations to Evaluate Indoor Air Quality and Ventilation. https://www.astm.org/d6245-18.html (zuletzt abgerufen: 2. September 2025)
• International Organization for Standardization. (2021). ISO 12219-1:2021 - Interior air of road vehicles — Part 1: Whole vehicle test chamber — Specification and method for the determination of volatile organic compounds in cabin interiors. https://www.iso.org/standard/50019.html
• Lohani, D., Barthwal, A., & Acharya, D. (2022). Modeling vehicle indoor air quality using sensor data analytics. Journal of Reliable Intelligent Environments, 8, 105–115.
• Ministry of Ecology and Environment. (2007). HJ/T 400-2007: Determination of Volatile Organic Compounds and Carbonyl Compounds in Cabin of Vehicles. https://www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/bz/bzwb/jcffbz/200712/t20071213_114283.shtml
• Ministry of Land, Infrastructure and Transport. (2019). Regulation No. 2019-144: Management Standards for Interior Air Quality of Newly Manufactured Vehicles. https://law.go.kr/LSW/admRulLsInfoP.do?admRulSeq=2100000177221
• Standardization Administration of China. (2011). GB/T 27630-2011: Guideline for Air Quality Assessment of Passenger Cars. https://std.samr.gov.cn/gb/search/gbDetailed?id=71F772D7FE27D3A7E05397BE0A0AB82A
• U.S. Environmental Protection Agency. (2025). Volatile Organic Compounds' Impact on Indoor Air Quality. https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/volatile-organic-compounds-impact-indoor-air-quality (zuletzt abgerufen: 2. September 2025)
• World Health Organization. (2021). WHO global air quality guidelines: Particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228/ (zuletzt abgerufen: 2. September 2025)