Bauphysik und Schulsanierung

Transkript

1 Bauphysik und Schulsanierung Prof. Dr. Klaus Sedlbauer Auf Wissen bauen

2 Herausforderungen an den Schulen Zurücknehmen der unmittelbaren Steuerung durch die Lehrperson Lernen mit Neuen Medien Selbstgesteuertes Lernen Lernen in Gruppen gewinnt an Bedeutung Infrastruktur von Schulen ist stark auf den Vormittagsbetrieb ausgerichtet: keine Arbeitsräume für Lehrer und Projektgruppen Zunahme von Ganztagsschulen Quelle: Montag Stiftungen Urbane Räume, 2007

3 Bevölkerungsentwicklung Deutschlands Schulpflichtige Quelle: Statistisches Bundesamt 2009

4 Entwicklung der Anzahl der Schüler seit 1990 Prognose zur Jahrhundertmitte: Kinder 6-15 Jahre: Jugendliche Jahre: - 2 Mio - 1,4 Mio bei durchschnittlich 300 Schüler/Schule: Schulen (auf Basis Kinder 6-15 Jahre) Quelle: Just 2010 nach: Lederer, A. et al.: Schulen in Deutschland ein Situationsbericht zu Schulbau, Schulsanierung und Schulschließung, S In: Wüstenrot-Stiftung (Hrg.): Schulen in Deutschland. Neubau und Revitalisierung. Verlag K. Krämer, Stuttgart (2004). und Krämer, S.: Der Schulbau in Deutschland im Spiegel der Statistik, S In: Wüstenrot-Stiftung, siehe Lederer et al.

5 Mehr Zeit in der Schule Anteil der Ganztagsschüler an Grundschulen Quelle: Bildungsmonitor 2009

6 Mittel für Zukunftsinvestitionen der Kommunen (KP 2) Quelle: ifo Schnelldienst 7/2010

7 Einsparpotential bei der Sanierung Gebäude und Energie Anteil [ % ] Focus Altbau gebaut nach 1982 gebaut vor zahlenmäßig energetisch

8 Lebenszykluskosten eines Gebäudes 2 % Planungskosten 15 % Errichtungskosten 80 % Folgekosten Davon ½ für Bewirtschaftung (Energie-, Betriebs- und Wartungskosten von Anlagen) und ½ sonstige Kosten (Reinigung, Instandhaltung,...) 3 % Abbruch und Entsorgung

9 Lebenszykluskosten eines Gebäudes (Beispiel) 2 % Planungskosten 15 % Errichtungskosten 80 % Folgekosten Davon ½ für Bewirtschaftung (Energie-, Betriebs- und Wartungskosten von Anlagen) und ½ sonstige Kosten (Reinigung, Instandhaltung,...) 3 % Abbruch und Entsorgung z.b.: 1,5 Mio. Gebäudeerrichtungskosten 4 Mio. Bewirtschaftungskosten 37,5 % Einsparung der Bewirtschaftungskosten entspricht den gesamten Errichtungskosten!

10 Energetische Bestandsaufnahme

11 Energetische Bestandsaufnahme 81% Trinkwarmwasser Beleuchtung Hilfenergie Heizung 4% 6% 9% (Heizwertbezogen)

12 Einsparpotential bei der Sanierung

13 Folie 12 SB3 diese drei Bilder passen noch gut in den Schulvortrag. Bitte einfügen Prof. Dr. Klaus Sedlbauer;

14 Einsparpotential bei der Sanierung

15 Meilensteine des energiesparenden Bauens

16 Sanierung der Uhlandschule in Stuttgart-Zuffenhausen Ziel: Plus-Energie-Schule Beispielhafte Maßnahmen: Dämmung Dach: bis 40 cm Dämmung Außenwand: 30 cm Dämmung Boden: VIP Niedertemperatur-Flächenheizung Lüftungsanlage mit 85 % WRG Wärmepumpe mit Erdsonden Neues, effizientes Beleuchtungssystem Stromerzeugung: Photovoltaik Keine Kälteerzeugung für Kühlzwecke Haupthaus Baujahr 1954

17 Energieversorgung - Winter

18 Energieentsorgung - Sommer

19 Ideen zur Schule der Zukunft Energieeffiziente Gebäude Leistungsfördernde Räume Effizienz in mehr Dimensionen

20 Noten abhängig vom Klassenraum? Problem: Folge: Schallharte Flächen Sprachverständlichkeit zu gering Nachhallzeit zu groß

21 Raumakustik in Schulen Häufigkeitsverteilungen von Nachhallzeiten in Schulgebäuden Auf Basis der Messungen von: Schick, A.; Klatte, M. und Schmitz, A.: Lärmminderung in Schulen. Schriftenreihe Hess. Landesamt für Umwelt und Geologie, H. 4, Wiesbaden (2007).

22 Verbesserung der Nachhallzeit Nachhallzeit [s] Frequenz [Hz] Produkte für funktionale Raum-Akustik vorhanden!!

23 Tageslichtverhältnisse in Klassenzimmern Gute Lichtverhältnisse in Klassenzimmern erhöhen die Leistung von Lehrenden und Lernenden Quelle: CH. Schierz; Institut für Hygiene und Arbeitsphysiologie, Eidgenössische Technische Hochschule

24 Tageslichtverhältnisse in Klassenzimmern Tageslichtverhältnisse mit Planungssoftware ADELINE

25 Luftqualität im Raum CO 2 als Indikator Häufigkeitsverteilung von CO 2 -Konzentrationen in Klassenräumen in über 50 % der Messungen > 1600 ppm nur in ca 17 % der Messungen < 1000 ppm Auf Basis der Messungen von: Fromme, H.; Schierl, R. und Heitmann, D.: Frische Luft an bayerischen Schulen. Untersuchungen zur Verbesserung der Luftqualität. Ber. Bayer. Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit. Sept. (2006).

26 Luftqualität im Raum CO 2 als Indikator Kohlendioxidkonzentration vor der Sanierung

27 Luftqualität im Raum CO 2 als Indikator Kohlendioxidkonzentration nach der Sanierung (mechanische Lüftung, n = 1,0 h -1, und freie Fensterlüftung)

28 Luftqualität im Raum CO 2 als Indikator Kohlendioxidkonzentration nach der Sanierung (mechanische Lüftung, n = 2,8 h -1, und freie Fensterlüftung)

29 Luftqualität im Raum CO 2 als Indikator Kohlendioxidkonzentration nach der Sanierung (mechanische Lüftung, n = 1,4 h -1, und Stoßlüftung in Pausen)

30 Luftqualität im Raum CO 2 als Indikator Bewertung von mechanischen Lüftungsanlagen in Schulräumen Anteil [%] Bewertung Schüler Lehrer Sehr zufrieden 7 16 Zufrieden Unzufrieden Sehr unzufrieden > 50 % Quelle: Greml, A.; Kapferer, R. und Leitzinger, W.: Evaluierung von mechanischen Klassenzimmer-Lüftungen in Österreich. Schule u. Sportstätten 43 (2008), H. 2, S

31 Luftqualität im Raum CO 2 als Indikator Lösungsmöglichkeit Hybride Lüftung - Experimente am IBP Regelungssystem intelligent Antriebe der Fenster mechanisch

32 Zusammenfassung Bildung in Deutschland muss im Fokus stehen Trotz sinkender Schülerzahlen existiert ein Investitionsbedarf von 70 Mrd. Euro bis 2020 Baulicher Zustand vieler Schulen unbefriedigend Betriebskosten genauso wichtig wie Investitionskosten Erreichbar bei integraler Sanierung: - Energetisch % (bis Plusenergieschulen) - Luftqualität: Pettenkofer-Grenzwert einhalten - Lichttechnisch: auf Tageslichtversorgung achten - Akustisch: Nachhallzeit < 0,5 s Partizipation von Lehrern und Schülern wichtig!