Frische Luft dank zentraler oder dezentraler Lösung
Immer häufiger finden sich in Deutschland Ganztags- oder Gemeinschaftsschulen, die eine noch umfassendere und längere Betreuung der Schüler sicherstellen. Dieses Konzept stellt ganz neue Ansprüche an viele verschiedene Bereiche: Es braucht mehr Personal, ganzheitliche Lernkonzepte und entsprechende Räumlichkeiten. Nicht zu vernachlässigen sind ebenfalls effiziente Lüftungslösungen, die Schüler den ganzen Tag mit frischer Luft versorgen und so für eine durchgehend hohe Konzentration und Wohlbefinden sorgen.
Moderne Lüftungslösungen sind mittlerweile ein elementarer Bestandteil beim Thema Bauen. Gebäudehüllen werden immer dichter und sorgen damit für einen geringen Energieverlust, doch bei unsachgemäßer Klimatisierung bzw. einem falschen Lüftungsverhalten entstehen hier auch Gefahren: hohe Luftfeuchte, Kondensat und Schimmelbildung. Darum ist es sowohl bei Neubauten als auch bei Altbauten mit Sanierungen wichtig, für eine gleichbleibend hohe Raumluftqualität zu sorgen. Doch eine optimale Lüftung ist nicht nur wichtig, um das Gebäude in gutem Zustand zu erhalten, auch die Menschen darin profitieren in hohem Maße. Tatsächlich halten sich Personen ungefähr 90% des Tages innerhalb von Gebäuden auf – ein hoher Prozentsatz, der bereits klar macht, wie wichtig ein optimaler Luftaustausch ist. Hält man sich zusätzlich vor Augen, dass ein Erwachsener ca. 20 Atemzüge pro Minuten macht, lässt sich nachvollziehen, wie schnell die Luft in einem geschlossenen Raum verbraucht ist.
Frische Luft: wichtig für das Wohlbefinden und den Erfolg
Ein gutes Beispiel sind Schulen, denn hier kommen viele Menschen auf relativ kleinem Raum zusammen und müssen über längere Zeit effizient arbeiten und lernen. Der Trend zu mehr Ganztags- oder Gemeinschaftsschulen erhöht die Ansprüche an eine Lüftung zusätzlich. Steigt die CO2-Sättigung in einem Raum zu sehr an, hat dies ganz konkrete Folgen für Schüler und Lehrer: Die Leistungsfähigkeit sinkt, Kopfschmerzen und Müdigkeit sind nur die ersten Symptome. Mit Lüftungsanlagen lassen sich alle Räume problemlos in sauerstoffreiche Lernoasen verwandeln, in denen Luftschadstoffe und hohe Kohlendioxid-Konzentrationen sicher abgeführt werden. Auch die Luftfeuchtigkeit wird vollautomatisch auf ein unschädliches Maß begrenzt – das sorgt für ein angenehmes Raumklima. Weitere Vorteile von Lüftungsanlagen: Fenster müssen in der Heizperiode nicht mehr geöffnet werden, Kälte, Außenlärm und Luftschadstoffe bleiben draußen. Filter reinigen die einströmende Luft von Staub und Pollen, das kommt besonders Allergikern zugute. Sind die Räumlichkeiten beispielsweise in den Ferien ungenutzt, sorgen Lüftungsanlagen lediglich für die notwendige Mindestlüftung und somit für den Bestandsschutz des Gebäudes.
Lüftungsgerät DUPLEX Vent 800 als Deckenmontage im Rohbau eines Klassenzimmers. 2/3 des teilintegrierten Gerätes verschwinden später in der Zwischendecke
Zentral oder dezentral
Am Markt gibt es mittlerweile eine große Bandbreite an Geräten, die für jede Einbausituation die richtige Lösung bieten. So gibt es neben standardisierten Produkten, die schnell ab Lager verfügbar sind auch höchstflexible Geräte, die individuell an die Kundenwünsche angepasst werden. Doch die erste Frage, die sich bei der Planung einer Lüftungsanlage stellt, ist, ob zentrale oder dezentrale Geräte zum Einsatz kommen werden. Beide Möglichkeiten bieten eine Vielzahl von Vorteile, je nach Gebäudevoraussetzungen empfiehlt sich jedoch die eine oder andere Lösung eher. In Neubauprojekten ist es beispielsweise unproblematisch, zentrale Lösungen einzuplanen, bei Sanierungen kommen immer öfter dezentrale Lüftungsgeräte zum Einsatz. Das bedeutet, dass in jeden Raum, der belüftet werden soll, ein individuelles Lüftungsgerät eingebaut wird. Diese Einbauweise hat gerade für Schulen klare Vorteile: Die Planung gestaltet sich einfach und ist bautechnisch gut umsetzbar. Der Einbau einer dezentralen Lüftung lässt sich problemlos während des laufenden Betriebs umsetzen, schließlich ist immer nur ein einzelner Raum nicht verfügbar. Die Arbeiten nehmen nur einen bis anderthalb Tage in Anspruch, sodass die Schüler schnell wieder zurück in ihren Klassenraum können und der organisatorische Anspruch auf ein Minimum reduziert wird. Die Renovierung der Räume kann außerdem genau auf Möglichkeiten und Budget der jeweiligen Schule angepasst werden. Mit Kosten zwischen 7.000 € und 10.000 € kann so immer dann ein Raum nachgerüstet werden, wenn wieder Geld zur Verfügung steht. Bei zentralen Schullüftungen ist dies nicht möglich. Bereits im Vorfeld muss hier genau geplant werden, denn das benötigte Luftverteilsystem hat einen größeren Platzbedarf und einen entsprechend höheren baulichen Aufwand. Zwei Faktoren, die sich auch auf die Kosten auswirken. Für Neubauten ist die Planung gut umsetzbar, bei einem nachträglichen Einbau müssen alle Räume zeitgleich renoviert werden – im laufenden Schulbetrieb oft kaum umsetzbar. Bei beiden Lösungen ist ein Fassadeneingriff nötig, hier sind zentrale Lösungen allerdings im Vorteil, da nur zwei Bohrungen in der Fassade vorgenommen werden müssen. Bei einer dezentralen Lösung erhält jedes einzelne Gerät zwei Wanddurchführungen in der Fassade. Die immer häufiger zu findenden Ganztagsschulen können am besten mit einer Kombination aus beiden Varianten versorgt werden: Klassenräume werden über dezentrale Lüftungsgeräte versorgt, Versammlungs- und Multifunktionsräume wie Aulen, die zu Kantinen umgebaut werden, erhalten eine zentrale Lösung.
Höchste Effizienz
Lüftungsexperten wie die Airflow Lufttechnik GmbH haben beide Varianten im Portfolio und damit immer die richtige Lösung. Dabei arbeiten alle Lüftungsgeräte nach derselben Funktionsweise: Frische Außenluft wird über einen Ansaugstutzen angesogen und strömt in die Wärmerückgewinnung. Dort wird die frische Außenluft aufgewärmt und anschließend in den Raum geleitet. Dafür wird die Wärme der nach außen strömenden, verbrauchten Raumluft genutzt. Dabei sind die Ströme voneinander getrennt, sodass keine Luftvermischung entsteht. Dieser Wechselzyklus ermöglicht einen trockenen Wärmerückgewinnungsgrad von bis zu 85 Prozent. Ventilatoren sorgen für eine optimale Druck-/Volumenstromkennlinie, wodurch sich Betriebskosten reduzieren lassen. Für wechselnde Lüftungsanforderungen empfiehlt sich eine bedarfsgeführte Regelung, die die Ventilatorleistung entsprechend den tatsächlichen Anforderungen anpasst. Die energiesparenden und hocheffizienten EC-Ventilatoren sind mit 30 dB(A) dabei so geräuscharm, dass keine Lärmbelästigung für Schüler entsteht. Für die Regelung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten: Eine digitale Steuerung mit individuellen Einstellungen gewährleistet die automatische Regelung der Geräte, an der mitgelieferten Bedieneinheit kann neben zahlreichen Anwenderparametern auch ein individuelles Wochenprogramm eingestellt werden. Eine weitere Alternative ist die Regelung über verschiedene externe Sensoren, die beispielsweise Feuchte, CO2-Gehalt oder Luftqualität messen, die Lüftung entsprechend regeln und damit eine optimale Raumluft erzielen. Sowohl dezentrale als auch zentrale Geräte können optional an eine Gebäudeleittechnik angeschlossen werden. Durchdachte Schutzfunktionen verhindern das Einfrieren des Wärmetauschers, leiten Kondensat ab und stoppen die Luftzufuhr bei Bedarf automatisch. Das verhindert unnötige Schäden an der Anlage.
Der Coanda-Luftstrom bei einem Bodengerät des Modells DUPLEX Vent 1200, platziert als Raumteiler. Luftmenge/Luftrichtung werden durch einstellbare Gitter justiert.
Optimaler Zuluftstrom mit Coanda-Effekt
Die optimale Versorgung eines Raumes mit dezentraler Lüftung garantiert der Coanda-Effekt, welcher für eine gleichmäßige Verteilung über die gesamte Fläche sorgt und Zugerscheinungen vorbeugt. Um dies zu gewährleisten, ist allerdings die richtige Platzierung der Anlage wichtig, da sonst die Gefahr einer eingeschränkten bzw. einseitigen Durchströmung des Raumes besteht. Der Grund dafür liegt in der Wirkungsweise des Coanda-Effekts: Die einströmende Luft hält sich an der Decke, bevor sie langsam absinkt und sich in diesem Prozess mit der Raumluft vermischt. Bei allen decken- und wandhängenden Geräten der dezentralen Bauweise wird die frische Luft mit relativ hoher Geschwindigkeit eingeblasen und gleitet sieben bis acht Meter an der Decke entlang. Dabei zieht sie die Raumluft mit sich, was eine effiziente Mischung der Frisch- und Raumluft sichert. Gleichzeitig sorgt das Mitziehen für eine einheitliche Luftqualität und senkt gleichzeitig die Luftgeschwindigkeit des Zuluftstroms, wodurch Zugluft vermieden wird. Hierbei müssen bauliche Restriktionen beachtet werden, damit der Luftstrom nicht abreißt und der Effekt nicht verloren geht – herabhängende Lampen, Streben oder Balken müssen bei der Planung der Platzierung bedacht werden. Bodenmodelle arbeiten ebenfalls nach diesem Prinzip. Allerdings wird bei diesen Geräten die Frischluft in aufsteigender Richtung eingeblasen und verteilt sich dann über den beschriebenen Coanda-Effekt im Raum. Sowohl Decken/Wand- als auch Standmodelle eignen sich zum Einsatz in Schulen, allerdings bieten die Decken/Wandgeräte eine zusätzliche Platzersparnis und schützen vor Vandalismus.
Ideale Lüftung dank Überwachung
Zu einer optimalen Lüftung gehört eine konstante Überwachung. Nur so kann garantiert werden, dass Luftqualität und Temperatur immer den idealen Werten entsprechen. Ausschlaggeben ist hier besonders die sogenannte Pettenkofer-Zahl, die die Obergrenze für die CO2-Konzentration angibt. Eine Sättigung von 0,1 Prozent oder von 1.000 parts per million (ppm) ist hier ein Richtwert für gute Luftqualität. Eine kurze Rechnung belegt diesen Wert: Der Mensch atmet neun Liter Luft jede Minute aus (20 Atemstöße je Minute, 450 Milliliter Atemvolumen). Die ausgeatmete Luft enthält vier Prozent CO2 (40.000 ppm). Das sind 21 Liter CO2 je Person und Stunde. 30 Kubikmeter hinausströmende Luft sind 30.000 Liter mit 0,1 Prozent (Pettenkofer-Zahl) und enthalten 30 Liter CO2 (30.000 x 0,001). Die von außen einströmende Luft bringt 30.000 x 350 ppm = 10,5 Liter CO2 hinein. Per Saldo werden 19,5 Liter CO2 hinaus transportiert. Das entspricht nahezu der ausgeatmeten CO2-Menge. Auch beim Sauerstoff unterscheiden sich eingeatmete und ausgeatmete Luft um rund vier Prozent in der Sauerstoffkonzentration. Wenn also genug CO2 abgeführt wird, kommt auch genug Sauerstoff in die Frischluft. Dieser Wert variiert allerdings je nach Gebiet, da beispielsweise Stadtluft eine höhere Belastung aufweist als Landluft.
Fazit
Besonders in Schulen sollten Lüftungsgeräte noch stärker und öfter eingesetzt werden, um die Bausubstanz zu erhalten, gesundheitliche Konsequenzen zu verhindern und die Konzentration der Schüler und Lehrer konstant hoch zu halten. Nur so ist eine fundierte Bildung sichergestellt, die den Grundstein für späteren Erfolg legt.
