Aus Untersuchungen des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP) geht hervor, dass die Luftqualität in vielen Klassenzimmern europäischer Länder – darunter auch Deutschland – zum Teil ungenügend ist. Dies impliziert nicht nur schlechte Lern- und Arbeitsbedingungen für Schulkinder und Lehrkräfte, sondern hat auch gesundheitliche Folgen – etwa für Menschen mit Allergien oder Asthma. Grund für die schlechte Raumluft ist häufig eine dichte Belegung: Denn in Schulen drängen sich oftmals viele Personen in einem verhältnismäßig kleinen Raum. Über Atmung und Transpiration gelangen Kohlenstoffdioxid und andere organische Verbindungen in die Umgebung. Auch Stoffe aus Kleidung und Körperpflegeprodukten, Partikel, Viren und Bakterien sorgen für dicke Luft im Klassenzimmer. Um letztere zu verhindern, ist ein kontrollierter, regelmäßiger Luftaustausch erforderlich. Zudem bestätigen verschiedene Studien, dass sich die intellektuelle Leistungsfähigkeit von Schülern bei guter Durchlüftung der Klassenräume verbessert. Die Organisation „Collaborative for High Performance Schools“ (CHPS) stellt in einer Forschungsarbeit zu den Auswirkungen natürlicher und hybrider Lüftung unter anderem verkürzte Reaktionszeiten fest. So waren Schüler beim Lösen mathematischer Aufgaben um bis zu 15 % und beim Lesen um bis zu 23 % schneller. Auch Symptome des sogenannten „Sick-Building-Syndroms“ (SBS) wie Müdigkeit, Schleimhautreizungen und Kopfschmerzen reduzierten sich.
Natürlich, mechanisch, hybrid
Dem Thema Belüftung kommt daher eine wesentliche Rolle zu. Anforderungen sowie detaillierte Hinweise zu Planung, Ausführung und Betrieb von Lüftungssystemen für Schulen hat der Verein Deutscher Ingenieure e.V. in der Richtlinie VDI 6040 auf Blatt eins und zwei zusammengestellt. Auch die Prämisse einer hohen Energieeffizienz gilt es dabei zu berücksichtigen. Technisch umsetzen lassen sich die Zielsetzungen sowohl mit einer freien als auch mit einer mechanischen Lüftung. Ebenso ist eine hybride Variante möglich – wobei jede Lösung Vor- und Nachteile aufweist. So gilt es zum Beispiel, Leistungs- und Kontrollfähigkeit, Praktikabilität, Platzbedarf, Wartung und Kosten zu berücksichtigen. Welche Lüftung sich in welchem Fall eignet, sollte bei Neubau und Sanierung mit Lüftungsplanern und Architekten eruiert werden.
Dezent, effizient und geräuscharm
Als besonders platzsparend und nachhaltig erweisen sich in diesem Zusammenhang Fensterantriebe, die sich dezent aufsetzen oder verdeckt in den Fensterrahmen montieren und an bereits bestehende Elektroleitungen anschließen lassen. Solche Modelle bietet zum Beispiel WindowMaster als Lösung zur natürlichen und hybriden Lüftung für unterschiedliche Größen und Gewichtsklassen an. Der Energiebedarf solcher Konzepte ist gering und Investitions- sowie Instandhaltungskosten fallen – insbesondere im Vergleich zu konventionellen Klimaanlagen – deutlich niedriger aus. Verbunden mit der TrueSpeed-Technologie des Unternehmens lassen sich die Fenster außerdem mit einer minimalen Antriebsgeschwindigkeit von bis zu einem Millimeter in der Sekunde öffnen und schließen. Damit verläuft der Betrieb nahezu geräuschlos, was unliebsame Störungen verhindert und die Produkte wiederum für den Einbau in Schulen prädestiniert. Überdies geht aus einer Studie des skandinavischen Ingenieurbüros COWI hervor, dass sich Schüler und Lehrer in Räumen mit natürlicher Luftzufuhr besser und frischer fühlen.
Soll-Richtwerte bestimmen
Um die Raumluftqualität zu optimieren, kommt es aber nicht nur auf die Art der Belüftung an. Auch konkrete Zielwerte müssen definiert werden. So empfiehlt der Ausschuss für Innenraumluftrichtwerte des deutschen Umweltbundesamtes zum Beispiel, eine Überschreitung des CO2-Pegels von über 2 000 parts per million (ppm) zu vermeiden. Bei einem Pegel zwischen 1000 und 2000 ppm sollte das Lüftungsverhalten überprüft und bei Bedarf angepasst werden. Denn erst bei einer Gesamtkonzentration von 1000 ppm (Pettenkofer-Zahl) wird die Luftqualität dem Ausschuss zufolge als sehr gut und hygienisch vollkommen unbedenklich angesehen. Dass dieser theoretische Wert jedoch sehr hoch angesetzt ist, belegt eine Reihe von Untersuchungen. So wurden beispielsweise im Rahmen einer Studie des Bayerischen Landesamts für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit zur Raumluftqualität in Schulen CO2-Konzentrationen zwischen 598 ppm und 4172 ppm im Winter und zwischen 480 bis 1875 ppm im Sommer gemessen. Dabei begrenzt sich der nach DIN 1946-2 zumeist zitierte Höchstwert auf 1500 ppm. Zu beachten ist zudem, dass das Behaglichkeitsempfinden je nach Person und Befindlichkeit variiert.
Intelligente Funktion
Da sich allerdings beispielsweise der Geruchssinn adaptiert, je länger eine Person im Raum ist, nehmen Lehrende und Lernende den Qualitätsabfall in vielen Fällen erst spät oder gar nicht wahr. Komplettsysteme wie NV-Embedded von WindowMaster schaffen hier Abhilfe. Sie messen die Raumluftwerte und veranlassen – anhand festgelegter Soll-Angaben – automatisierte Öffnungs- sowie Schließvorgänge. Dabei werden neben dem CO2-Gehalt auch die Luftfeuchtigkeit sowie Temperaturen berücksichtigt. Denn erweisen sich letztere als zu gering oder aber zu hoch, kann dies ebenfalls für Unwohlsein sorgen. Um das zu verhindern, werden bei NV-Embedded sowohl die Innen- als auch die Außenbedingungen mit Hilfe von Sensoren beziehungsweise einer Wetterstation berücksichtigt. Je nach Bedarf kontrolliert das System zudem die Steuerung der Heizung sowie andere mechanische Systeme wie die Lüftungsanlage und sorgt damit für ein stabiles Raumklima zu jeder Tages- und Jahreszeit. So ist beispielsweise im Sommer eine Nachtauskühlung möglich, während im Winter auf zu lange Lüftungszeiten verzichtet wird. Aufgrund des menschlichen Bedürfnisses, die Raumumgebung den individuellen Ansprüchen anzupassen, sollte dabei auch das unabhängige Ansteuern beziehungsweise Öffnen der Fenster jederzeit ermöglicht werden.
WindowMaster GmbH, 22763 Hamburg
Tel. (040) 87409479, www.windowmaster.de
WindowMaster
Mit intelligenten Fensterantrieben und Steuerungen sowie durchdachten Regelsystemen bietet WindowMaster nachhaltige Lösungen für das Raumklima mit kontrollierter natürlicher Lüftung. Das Unternehmen ist in Dänemark, Deutschland, Großbritannien und Norwegen sowie der Schweiz und den USA mit eigenen Vertriebsbüros vertreten. Zudem verfügt es über ein internationales Netzwerk zertifizierter Partner. Neben den Lösungen zur natürlichen und hybriden Lüftung liefert WindowMaster zertifizierte Komplettsysteme und Komponenten für den Rauch- und Wärmeabzug. Im Fokus steht dabei die Entwicklung von technisch ausgefeilten und energetisch optimierten Lösungen. Die Produkte von WindowMaster werden in über 20 Ländern vertrieben und finden sich einer Vielzahl von Gebäuden – zum Beispiel im Büro-, Sport- und Bildungsbereich.
