Handlungsleitfaden Lüftung in Schulen. Prof. Dr.-Ing. habil. Birgit Müller. Referent von xx Seiten

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1 Handlungsleitfaden Lüftung in Schulen Prof. Dr.-Ing. habil. Birgit Müller Referent von xx Seiten

2 Leitfaden Veröffentlich in September 2014, 2015 zurückgezogen

3 Leitfaden Handlungsanweisung für die SenStadtUm Planungshilfe für Baudienststellen Berlins Für Berufsgruppen: Planung Errichtung Renovierung oder Sanierung Bewirtschaftung und Nutzung von Schulgebäuden Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

4 Einflüsse auf den Nutzen und die Behaglichkeit

5 Belastung der Luft in Innenräumen Personen Baustoffe, Möbel VOC Schimmelpilze Sporen, Allergene Rauch Partikel etc. 90% des Tages in Innenräumen! 40% Primärenergie für Gebäude! Quelle: LumaSense

6 Rechtliche Regelungen, normative Grundlagen Stand der Technik

7 Stand der Wissenschaft und Technik Stand der Wissenschaft: Unzureichendes Wissen über Nutzung und Nutzerintegration von maschineller Lüftung in Schulen, insbesondere in Zusammenhang mit Feuchterückgewinnung Energiebedarf Einfluss auf Komfortparameter Korrelationen von Luftqualität, Nutzerverhalten, thermischer Komfort und Raumluftfeuchte sind unzureichend bekannt

8 Stand der Wissenschaft und Technik Normen / Richtlinien für Schulen VDI 6040 [DIN EN 15251, DIN EN 13779, DIN V 18599] CO 2 Indikator für Luftqualität: Annahme schadstoffarmes Gebäudes 1000 ppm sollten nicht überschritten werden Grenzwerte für Raumluftfeuchten werden nicht vorgegeben (VDI 6040) Trockene Luft fördert den Austausch von Erkältungsviren Atemwegsinfektionen -> Fehltage Feuchteregulierung dient dem Schutz der Gebäudesubstanz (z.b. Denkmalgeschützte Schulen)

9 Empfohlene CO 2 Konzentration Ad-hoc-Arbeitsgruppe <1000 ppm CO 2 in Innenräumen (hygienisch unbedenklich) bei der Einhaltung von 1000 ppm weisen auch andere Schadstoffe gesundheitlich unbedenkliche Konzentrationen auf UBA Leitfaden- Leitwert Kohlendioxid Konzentration

10 Produktivität und Luftqualität Aussenluftwechsel: 3 L/s/Person (0,6 h -1 ) 10 L/s/Person (2,0 h -1 ) 30 L/s/Person (6,0 h -1 ) Quelle: Danish Technical Research Council

11 Quelle: Danish Technical Research Council Produktivität und Luftqualität Produktivität [%] Luftwechsel [L/s/olf] [L/(s*Pers)]

12 Zusammenhang zwischen Leistungsfähigkeit und Raumtemperatur Seppänen Summary of studies on the link between temperature and performance Leistungsabfall in % Berglund.1990 Wyon.1996 Pepler.1968.com Johansson.1975.combined Niemela.2002 Niemela.2001 Federspiel.2002 Link.Pepler.1970 Meese.1984 Model of Seppänen Temperatur in C

13 Lüftungskonzepte

14 Freie Lüftung Quelle: BINE Themeninfo I/2015

15 Typischer CO 2 -Konzentrationsverlauf Messung in einer Berliner Schule (Freie Lüftung) CO 2 -Konzentration [ppm] :45 8:45 9:45 10:45 11:45 12:44 Uhrzeit gemessene CO gemessene Konzentration 2 -Konzentration Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

16 Zentrale RLT-Anlage Quelle: BINE Themeninfo I/2015

17 CO 2 -Konzentrationsverlauf (zentrale RLT- Anlage) CO 2 -Konzentration [ppm] :00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 Uhrzeit gemessene gemessene Konzentration CO 2 -Konzentration Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

18 Dezentrale RLT-Anlage Quelle: BINE Themeninfo I/2015

19 Hybride Lüftung Quelle: BINE Themeninfo I/2015

20 Daten aus dem Feldversuch CO2-Konzentration in ppm Bestandsfassade Hybride Fassade Wintertag Raummitte Atemzone inakzeptabel akzeptabel 0 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 Zeit in hh:mm D. Müller, P. Matthes, RWTH Aachen

21 CO 2 -Konzentrationen im Übergangszeitraum D. Müller, P. Matthes, RWTH Aachen

22 Zusammenfassung

23 Zusammenfassung Unzureichendes Wissen über Nutzung und Nutzerintegration von maschineller Lüftung in Schulen Luftqualität und Behaglichkeit haben einen messbaren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit Korrelationen von Luftqualität, Nutzerverhalten, thermischer Komfort und Raumluftfeuchte sind unzureichend bekannt Umweltbundesamt, Ad-hoc Arbeitsgruppe der Innenraumluftkommission CO 2 Konzentration < 1000 ppm Leitfaden zur Raumluftkonditionierung Senatsverwaltung Berlin in Zusammenarbeit Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Weiter Projekte sammeln gerade weitere Daten und Erkenntnisse

24 Weitre Projekte T. Lahrz: Landeslabor Berlin-Brandenburg Raumluftqualität nach energetischer Schulsanierung - Lüftungskonzept ist erforderlich! Thomas Hartmann: ITG Dresden Grundlagen- und Konzeptentwicklung für die Analyse von praxisgerechten Lüftungskonzepten bei mechanischer oder Fensterlüftung (Forschungsprogramm: Zukunft Bau Bauqualitaet/2016/lueftungskonzepte/01-start.html?nn= Dirk Müller: RWTH Aachen E.ON Energy Research Center Institute for Energy Efficient Buildings and Indoor Climate Verschiedene Projekte zu unterschiedlichen Lüftungssystemen in Schulen

25 Referent von xx Seiten Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

26 Nutzenübergabe gelungen nicht gelungen Quelle: Prof. Bach:

27 Messergebnisse und Beispiele

28 Richtlinien Geruchsmessung DIN EN ISO und VDI 4203 Blatt 1 Eingesetzte Bewertungsmethoden: Hedonik Die Hedonik beschreibt, ob ein Geruchseindruck als angenehm oder als unangenehm empfunden wird. Empfundene Intensität Die Geruchsintensität beschreibt die Stärke der Geruchsempfindung, die durch einen Geruchsreiz ausgelöst wird.

29 Fragestellung für die Bewertung der Luftqualität mit Probandengruppen Bewertungsbogen Akzeptanz (PD) Ja oder nein Akzeptanzskala Hedonik 9 Punkte-Skala Intensität 7 Punkte-Skala Intensität mit Vergleichsmaßstab Mehrere Vergleichsintensitäten Reduzierung der Standardabweichung

30 Wertebereiche für die Geruchsbewertungen in Innenräumen aus der VDI 4302 Teil 1 Wertebereiche für die Empfundene Intensität Wertebereiche für die Hedonik Quelle: VDI 4302, Teil 1

31 Beispiel: Grundschule Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

32 Grundschule in Berlin Treptow Adresse: Berlin-Treptow (Adlershof) Baujahr: 1971 Bautyp: SK Berlin (Stahlbetonskelettbauweise) Sanierung: 2011 Nutzung: Grundschule Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

33 Typischer CO 2 -Konzentrationsverlauf Messung in einer Berliner Schule CO 2 -Konzentration [ppm] :45 8:45 9:45 10:45 11:45 12:44 Uhrzeit gemessene CO gemessene Konzentration 2 -Konzentration Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

34 Beispiel: Grundschule Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

35 Grundschule in Berlin Treptow Adresse: Berlin-Treptow (Adlershof) Baujahr: 1971 Bautyp: SK Berlin (Stahlbetonskelettbauweise) Sanierung: 2011 Nutzung: Grundschule Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

36 Raumluft- und Außentemperatur Raumlufttemperatur [ C] 23 22, , , , ,5 18 1,5 1 0,5 0-0,5-1 -1,5-2 -2,5-3 Außentemperatur [ C] 17,5-3,5 07:30:00 08:30:00 09:30:00 10:30:00 11:30:00 12:30:00 13:30:00 Uhrzeit Raumlufttemperatur Außentemperatur Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

37 Raumlufttemperatur und relative Luftfeuchte 23,5 45 Raumlufttemperatur [ C] 22,5 21,5 20,5 19,5 18, relative Luftfeuchtigkeit [%] 17,5 0 7:30 8:30 9:30 10:30 11:30 12:30 13:30 Uhrzeit Raumlufttemperatur relative Luftfeuchte Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

38 Energetischer Vergleich maschineller und freier Lüftung am Beispiel einer Modellschule mit 30 m³/(h Pers) Ermittlung des Energiebedarfs für Beheizung und Belüftung der Modellschule für folgende Lüftungskonzepte: Lüftung Variante A1 A2 B C D Manuelle Manuelle Zentrale dezentrale dezentrale Fensterlüftung Fensterlüftung; RLT RLT mit WW- RLT mit aus der Realität CO 2 < 1000 ppm Erhitzer elek. - Erhitzer Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

39 Energetischer Vergleich Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

40 Energetischer Vergleich Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

41 Leitfaden Handlungsanweisung für die SenStadtUm Planungshilfe für Baudienststellen Berlins Für Berufsgruppen: Planung Errichtung Renovierung oder Sanierung Bewirtschaftung und Nutzung von Schulgebäuden Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

42 Messergebnisse Rechtliche Regelungen und normative Grundlagen Simulation Wirtschaftliche Analyse

43 Messergebnisse 9 ausgewählte Schulen in Berlin: Sanierungsmaßnahmen Gebäudetyp Lüftungsart Stichprobenartige Messungen in Heizund Kühlperiode: Innenraumtemperatur Rel. Luftfeuchte Behaglichkeitsuntersuchungen Luftwechsel/Dichtigkeitsprüfung CO 2 Konzentration Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

44 Beispiel 1: Philipp-Reis-Schule Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

45 Philipp-Reis-Schule in Berlin Lichtenberg Adresse: Werneuchener Str Berlin Baujahr: 1977 Bautyp: SK Berlin (Stahlbetonskelettbauweise) Sanierung: Nutzung: SG bis 1.OG Philipp-Reis-Schule (Integrierte Sekundarschule) 2.OG bis 3. OG Brodowin-Schule (Grundschule) Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

46 Auslegungskriterien der RLT-Anlage zentrale RLT-Anlage konstanter Volumenstrom ohne Regelung Nachtspülung 10 % des Volumenstroms Zuluft: 600 m³/h Abluft: 600 m³/h Belegung: 20 Personen/Klassenrum Volumenstrom: 30 m³/hp Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

47 Raumluft- und Außentemperatur 23,5 14 Raumlufttemperatur [ C] 22,5 21,5 20,5 19,5 18, Außentemperatur [ C] 17,5 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 Uhrzeit 0 Raumlufttemperatur Außentemperatur Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

48 Raumlufttemperatur und relative Feuchte 23, ,5 28 Raumlufttemperatur [ C] 21,5 20,5 19,5 18, relative Luftfeuchtigkeit [%] 17,5 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 Uhrzeit 18 Raumlufttemperatur relative Luftfeuchtigkeit Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

49 CO 2 -Konzentrationsverlauf (zentrale Lüftungsanlage) CO 2 -Konzentration [ppm] :00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 Uhrzeit gemessene gemessene Konzentration CO 2 -Konzentration Leitfaden zur Raumluftkonditionierung in Schulen M. Geier, W. Müller (SenStadtUm), B. Müller, et al.

50 Ein Vortrag im Rahmen der Diese Seite darf nicht entfernt werden. Für die in diesen Unterlagen bereit gestellten Informationen kann keine Haftung übernommen werden. Die Verantwortung für die Inhalte in diesem Vortrag, auch urheberrechtlicher Natur, liegen bei der Referentin/dem Referent. Bei Fragen oder Ansprüchen kontaktieren Sie diese bitte direkt. Eine kommerzielle Weiterverbreitung darf nur nach schriftlicher Genehmigung der Rechteinhaberin erfolgen Referent(in) / Veranstalter(in) Die Leitveranstaltung der Energiewende in Deutschland fand in 2017 vom 03. bis zum 05. Mai im Ludwig Erhard Haus in Berlin statt. Weitere Informationen und viele Vortragsunterlagen zu über 300 Vorträgen aus 50 Veranstaltungen im Rahmen der Berliner ENERGIETAGE 2017 finden Sie unter

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