Kinder und Jugendliche verbringen einen Großteil ihrer Lebenszeit in Schulen. Die Anzahl der Pflichtschulstunden wird je nach Bundesland, Schulform und Jahrgang bestimmt. So halten sich Schülerinnen und Schüler mitunter acht Unterrichtsstunden am Tag in Klassenzimmern auf. Von großer Bedeutung ist hier eine Umgebung, die effizientes und nachhaltiges Lernen ermöglicht. Neben der architektonischen Gestaltung, die sich an den Bedürfnissen der Gebäudenutzer orientieren sollte, spielt insbesondere das Raumklima und damit die Lüftung eine entscheidende Rolle.
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 befindet sich oftmals eine große Anzahl von 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 führen zu einer Verunreinigung.
Um letztere zu verhindern, ist ein kontrollierter, regelmäßiger Luftaustausch erforderlich. Zudem bestätigen verschiedene Studien die Verbesserung intellektueller Leistungsfähigkeiten von Schülern bei guter Durchlüftung der Klassenräume. Die Organisation „Collaborative for High Performance Schools“ (CHPS) stellt in einer Untersuchung zu den Auswirkungen natürlicher und hybrider Lüftung unter anderem verkürzte Reaktionszeiten heraus. So waren Schüler beim Lösen mathematischer Aufgaben um bis zu 15 Prozent und beim Lesen um bis zu 23 Prozent schneller. Auch Symptome des sogenannten „Sick-Building-Syndroms“ (SBS) wie Müdigkeit, Schleimhautreizungen und Kopfschmerzen wurden insgesamt deutlich seltener beobachtet.
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 aufgesetzt 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. Ihr Energiebedarf 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 Einsatz 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, ist es aber nicht nur wichtig, die Art der Belüftung zu bestimmen. 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 1.000 und 2.000 ppm sollte das Lüftungsverhalten überprüft und bei Bedarf angepasst werden. Denn erst bei einer Gesamtkonzentration von 1.000 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 4.172 ppm im Winter und zwischen 480 bis 1.875 ppm im Sommer gemessen. Dabei lautet der nach DIN 1946-2 zumeist zitierte Höchstwert 1.500 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.
Fazit: Lernen im gesundheitsfördernden Umfeld
Maßnahmen zur Unterstützung eines gesundheitsfördernden Lernumfelds sind unabdingbar. Das belegen auch zahlreiche wissenschaftliche Studien wie unter anderem vom Fraunhofer IBP. Eine Komplettlösung, die alle Anforderungen vereint, den Bedürfnissen der Gebäudenutzer entspricht und sich zugleich simpel in Bestands- sowie Neubauten integrieren lässt, bietet WindowMaster. So rüsteten bereits zahlreiche Schulen – unter anderem in Deutschland und der Schweiz – auf ein automatisiertes, natürliches Lüftungssystem des Unternehmens um.
Weitere Informationen erhalten Interessierte unter www.windowmaster.de.
