Kontrollierte natürliche
Lüftung in Schulen
In unseren Klassenzimmern herrscht dicke Luft. Gerade dort, wo sich Kinder und Jugendliche einen großen Teil ihres Tages aufhalten, wird immer wieder mangelhafte Raumluftqualität festgestellt. Zu Recht ist die Schaffung eines gesunden Innenraumklimas in Schulgebäuden Gegenstand aktueller öffentlicher Diskussionen. Die gute Nachricht vorweg: Es gibt ein Lüftungssystem, das kostengünstig und energieeffizient für gute Luft beim Lernen sorgt. Auch wenn der Lehrer in der Hektik des Unterrichts vergisst, die Fenster zu öffnen.
Frische Luft im Bereich von 20-23°C steigert die Leistungsfähigkeit von Schülern und Lehrern. Studien zeigen, dass Schüler bei regelmäßigem Lüften die ihnen gestellten Aufgaben in deutlich kürzerer Zeit lösen können und dabei weniger Fehler machen. In den meisten Schulräumen wird im Alltag allerdings eine Lüftung von Hand oftmals nicht konsequent, oder im schlimmsten Fall gar nicht durchgeführt. Die Folge der zum Teil erheblichen Lüftungsmängel ist nicht nur ein zu hoher Kohlendioxyd-Anteil, sondern auch eine steigende Anzahl von gesundheitsgefährdenden Viren und Bakterien in der Luft.
Kohlendioxyd als Indikator für verbrauchte Luft
Der Anteil an Kohlendioxyd (CO2) in der Raumluft gilt als wesentlicher Indikator zur Beurteilung der Raumluftqualität. Dieses Gas ist in geringen Mengen unschädlich und in einer Konzentration zwischen 350 und 500ppm in der natürlichen Außenluft enthalten. In Innenräumen ist die Konzentration jedoch höher, da Menschen CO2 mit ihrer Atemluft abgeben: Ein erwachsener Mensch produziert auf diese Weise je nach körperlicher Aktivität zwischen 10 und 200l/h. Wird die Raumluft nicht ausgetauscht, sammelt sich das CO2 im Raum und kann bei erhöhter Konzentration deutliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zeigen. Zur hygienischen Beurteilung von Innenräumen wird die sogenannte Pettenkoferzahl von 1.000ppm (0,1 Volumen-Prozent) CO2 eingesetzt, welche einen lufthygienisch akzeptablen Bereich kennzeichnet. Wird dieser Wert überschritten, verschlechtern sich Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit. Um diesen Grenzwert einzuhalten, benötigt ein Erwachsener in Innenräumen pro Stunde etwa 32m3 Frischluft, also umgerechnet etwa 9l/s. Betrachtet man einen Klassenraum mit bis zu 40 Schülern und einem Lehrer, wird die Relevanz dieses Themas sehr schnell deutlich.
Erhebliche Lüftungsmängel sind die Regel
Immer wieder wird in Schulen und Fortbildungseinrichtungen eine mangelhafte Luftqualität festgestellt, die Konzentrationsschwierigkeiten, Ermüdungserscheinungen und Kopfschmerzen zur Folge hat. Wird nicht regelmäßig gelüftet, hat bereits etwa 20 Minuten nach Unterrichtsbeginn die Luftqualität eine kritische, nicht mehr zumutbare Qualität erreicht. Konzentriertes Arbeiten wird immer schwieriger, was für Schüler und Lehrer anstrengend und ermüdend ist. Doch wie kann der notwendige Luftwechsel auch während der Unterrichtsstunden sichergestellt werden? Die zuständigen Behörden raten dazu, neben der Stoßlüftung in den Pausen, die Schulräume auch während des Unterrichts alle halbe Stunde etwa 5 Minuten lang ausgiebig zu lüften. Die Lüftungszeiten seien im Unterrichtsablauf fest einzuplanen. Die Realität zeigt leider, dass diese Regelmäßigkeit im Schulalltag schlicht nicht eingehalten werden kann, weil hier die Zuständigkeiten oft nicht ausreichend geregelt sind und der Mensch letztlich als ‚Sensor‘ für verbrauchte Luft nicht zuverlässig genug ist. Es sind neue Lösungen gefragt, die den erforderlichen Luftwechsel nutzerunabhängig und insbesondere auch bei schwer zugänglichen Fenstern sicherstellen.
Veraltete Schulgebäude: Sanierung als Chance
Bundesweit warten Tausende veraltete Schulgebäude auf eine Sanierung. In Anbetracht der Bedeutung von gesunder Raumluft für diese besonders empfindliche Gruppe der Kinder und Jugendlichen darf es dabei nicht nur um energetische Aspekte gehen. Es müssen Lüftungsformen gefunden werden, die eine gesunde Innenraumluftqualität von Schulräumen sicherstellen, indem sie neben den energetischen auch den lufthygienischen Anforderungen gerecht werden. Mechanische Lüftungssysteme sprengen häufig den meist knappen Budgetrahmen der öffentlichen Kassen. Mit der Kontrollierten Natürlichen Lüftung steht dem Planer eine äußerst effektive Alternative zur Verfügung. Das Potential dieser umweltfreundlichen Technik wird immer noch nicht ausreichend genutzt, obwohl deren Wirksamkeit längst in wissenschaftlichen Studien belegt wurde.
Investitions- und Betriebskosten senken
Kontrollierte Natürliche Lüftung ist eine kostengünstige Lüftungsform, die nicht nur im Neubau sondern auch im Sanierungsfall problemlos umgesetzt werden kann. Sie regelt das Raumklima allein durch die Nutzung naturgegebener, frei verfügbarer Energiequellen und thermischer Effekte. Dabei werden motorisch betätigte Fenster durch eine intelligente Regelung und auf Basis verschiedener gemessener Raumluft- und Außenluftwerte kontrolliert geöffnet und geschlossen. Regelmäßig, nutzerunabhängig und mit geringem Energieaufwand. Gerade in Anbetracht allgemein geringer Budgets, überzeugt diese Lüftungstechnik durch ihre äußerst niedrigen Investitions- und Betriebskosten. Wartungskosten entfallen und Heizkosten werden reduziert, da ein Auskühlen der Gebäude durch die uneffektive und kostspielige Dauerkippstellung der Fenster im Winter verhindert wird. Ohne weiteren Energieaufwand werden aufgeheizte Räume im Sommer in den Nachtstunden witterungsgeschützt entlüftet und gekühlt.
Thermische Behaglichkeit durch kontrollierte natürliche Lüftung
Kontrollierte natürliche Lüftung erzeugt in dicht belegten Räumen von Schulen und Fortbildungseinrichtungen ganzjährig eine gesunde Raumluftqualität bei thermischer Behaglichkeit. Dabei kann das Prinzip der Natürlichen Lüftung in Abhängigkeit von den gegebenen Raumverhältnissen auf unterschiedliche Art und Weise genutzt werden. Stehen an nur einer Raumseite Fenster zur Verfügung, kommt die einseitige Lüftung zum tragen: Während Fenster bei dieser Anwendungsmöglichkeit im Sommer tagsüber geöffnet bleiben können, werden sie im Winter für einen kompletten Luftaustausch nur für kurze Zeit geöffnet. Die kontrollierte Querlüftung erfordert dagegen das Öffnen von Fenstern auf zwei Seiten eines Raumes. Es wird ein frisches und sehr angenehmes Raumklima erzeugt, indem von der einen Raumseite kalte, frische Luft einströmt und zur anderen Raumseite erwärmte und verbrauchte Luft entweicht. Dieses erfolgt allein durch Winddruckunterschiede an den Gebäudeaußenflächen, ohne die als unangenehm empfundene Zugluft zu erzeugen. Reicht die natürliche Lüftung allein nicht aus, wird diese bei der sogenannten Hybridlüftung durch eine mechanische Lüftung, wie z.B. einen Abluftventilator unterstützt.
Fazit
Durch kontrollierte natürliche Lüftung mit Hilfe motorisch betätigter Fenster kann während des gesamten Schultages gesunde Raumluft sichergestellt werden, unterstützt durch Stoßlüftungen in den Pausen. Es ist wissenschaftlich bewiesen, dass mit einer Erhöhung der Außenluftrate die Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit der Schüler steigt. Wir sollten diese Chance nutzen und unseren Kindern und Jugendlichen ein optimales Lernumfeld ermöglichen!
