Lüftungskonzepte in Klassenräumen

Klassenräume weisen in der Regel eine hohe Belegungsdichte bei langen Nutzungszeiten auf. Eine Erfrischung der Raumluft durch Lüften wird häufig vernachlässigt, insbesondere in der kalten Jahreszeit oder bei schlechter Außenbewitterung. Die Konzentration an Kohlendioxid (CO2) ist als Stoffwechselprodukt des Menschen ein guter Indikator für die Luftqualität und kann daher in Klassenzimmern schnell den zulässigen Leitwert übersteigen. »Verbrauchte Luft« sorgt nicht nur für Unbehagen der Raumnutzer, sondern beeinflusst auch entscheidend die menschliche Konzentrationsfähigkeit. Um Lernende und Studierende nicht einer hygienisch bedenklichen Luftqualität auszusetzen, ist die Einführung eines geregelten Lüftungskonzepts zwingend erforderlich. 

Abb. 1: Konzentrationsverlauf von Kohlendioxid während einer Vorlesungsstunde.

Kohlendioxid (CO2) kann als Maß für die Nutzungsintensität eines Innenraums dienen und folglich als Indikator für die durch den menschlichen Stoffwechsel abgegebene Gesamtmenge an organischen Emissionen. Die Konzentration an Kohlendioxid wird daher auch als Leitparameter zur Beurteilung der Lüftungssituation verwendet. CO2 steigt in der Regel bei Anwesenheit vieler Personen in einem verhältnismäßig kleinen Raum und unzureichender Lüftung schnell an. Direkt beeinflusst wird dieser Konzentrationsanstieg durch die Personenanzahl (Belegungsdichte), deren Tätigkeit (Sitzen, Sport), die Raumnutzungsdauer und die Bauweise des Gebäudes. In nicht oder wenig gedämmten Häusern wird die Luft bereits durch natürliche Fugenlüftung zu einem gewissen Teil ausgetauscht. In energiedichten Gebäuden mit einer entsprechend geringen Luftaustauschrate (Luftwechselrate) kann die CO2-Konzentration auch bei Nutzung durch wenige Personen bereits zunehmen. 

Schulräume als Daueraufenthaltsräume

Klassenräume werden regelmäßig über einen langen Zeitraum von vielen Personen gleichzeitig genutzt. Kinder, Jugendliche und junge Erwachsene zählen zu einer gegenüber Umwelteinwirkungen besonders sensiblen Bevölkerungsgruppe. Studien haben belegt, dass die Aufmerksamkeit und das Konzentrationsvermögen direkt durch die Luftqualität und somit durch die CO2-Konzentration beeinflusst werden. Neben anderen Aspekten, wie den Emissionen aus Bauprodukten und Mobiliar, dem Eintrag von (Fein-)Stäuben und mikrobiellem Befall, zählt die CO2-Belastung zu den Haupt(luft)verunreinigungen in Schulen.

 

Notwendige Lüftungskonzepte und Zuständigkeitenregelungen

Wie in Untersuchungen gezeigt wurde, wird die Raumlüftung häufig vernachlässigt und hängt besonders stark von den herrschenden Außenlufttemperaturen ab. Nach Empfehlung der Innenraumlufthygiene-Kommission des Umweltbundesamtes ist bei einer durchschnittlichen Klassengröße ein mehrfacher Luftwechsel pro Stunde zu empfehlen (ca. 25-30 m³/h und Person), aber durch eine ausschließlich natürliche Lüftung nicht zu erreichen. Es müssen daher konkrete Lüftungskonzepte eingeführt und als transparente Anweisung an den Lehrkörper und die Lernenden weitergeleitet werden.

Eine in regelmäßigen Intervallen durchzuführende, kurzzeitige Stoßlüftung (5-10 min) ist in jeder Pause und während der Unterrichtsstunden ggf. halbstündlich erforderlich. Es ist eine klare Regelung der Zuständigkeiten zu treffen, insbesondere in der kalten Jahreszeit. Ist eine hygienisch einwandfreie Luftqualität durch eine rein manuelle Lüftungstätigkeit nicht zu erreichen, so kann das Installieren mechanischer Lüftungssysteme notwendig werden. Zur Aufrechterhaltung der hygienischen Anforderungen an die Raumluftqualität ist eine regelmäßige Wartung entsprechender Systeme dringend einzuhalten. Für Schulen mit technischen Lüftungseinrichtungen gilt seit 2007 die EN 13779. Die Norm gibt Empfehlungen für die Planung und Ausführung lüftungstechnischer Anlagen in Nichtwohngebäuden sowie für Lüftungsraten je Person und m² Grundfläche auf Basis einer vierstufigen Raumluftklassifizierung.

Abb. 2: CO2-Ampel
© Fraunhofer WKI | E. Uhde

Abb. 2: CO2-Ampel

Als visuell leicht erfassbare Unterstützung können in Klassenzimmern auch sogenannte CO2-Ampeln (Abb. 2) angebracht werden, die bei Überschreiten bestimmter CO2-Konzentrationen den Lüftungsbedarf über die Stufen grün, gelb und rot anzeigen. Abbildung 1 zeigt den CO2-Konzentrationsverlauf während einer Vorlesungsstunde, gemessen mittels photoakustischer Spektroskopie (PAS) und einer CO2-Ampel. Der typische sägezahnartige Verlauf der Kurve ist durch Stoßlüftung während der Pausen und bei Überschreiten einer Konzentration von 2000 ppm CO2 bedingt.