Erster Arbeitskreis KEiM Lüften in Schulen

Transkript

1 Warum Klassenzimmer Lüften? CO 2 und VOC Messungen

2 Warum besteht die Notwendigkeit, besonders Klassenzimmer zu lüften? viele Menschen auf vergleichsweise kleinem Raum stundenlange und regelmäßige Aufenthaltsdauer evtl. bauliche Mängel, evtl. schadstoffbelastete Baustoffe hohe Feuchte- und Kohlendioxidemissionen, Gerüche Energieeinsparverordnung (seit 2002): hohe Luftdichtigkeit der Gebäudehülle CO 2 -Abgabe pro Person: 6-jähriges Kind 10 l/h, Erwachsener 22 l/h Feuchteproduktion bei leichter Aktivität: g/h*person Die Problematik wurde bereits 1858 von dem Hygieniker Pettenkofer erkannt (Qualität der Innenraumluft von Wohnungen): Kohlendioxid (CO 2 ) als Leitindikator für die Luftqualität

3 Kohlendioxid Kohlendioxid (chemische Kurzbezeichnung CO 2 ) ist ein farb- und geruchloses anorganisches Gas; wird beim Atmen freigesetzt. Konzentration in Außenluft ca ppm. typische Folgen einer erhöhten CO 2 -Konzentration (> ppm): erhöhte Atemfrequenz, verminderte Konzentrationsfähigkeit, Kopfschmerz und verstärkte Müdigkeit. Studie zu Leistungsfähigkeit und CO 2 -Konzentration (Werner Ribic, 2007), 152 Schüler in Graz, Aufmerksamkeits-Belastungstest d2: Niedrige CO 2 -Werte: 870 bzw. 880 ppm Hohe CO 2 -Werte: bzw ppm Ergebnis: Verringerung der Konzentrationsleistung (ca. 10%) Quelle: Ribic, Unser Weg, Heft 5, 2007 Quelle: Evaluierung von mechanischen Klassenzimmerlüftungen in Österreich und Erstellung eines Planungsleitfadens, 14/2008. A. Greml, E. Blümel, A. Gössler, R, Kapferer, W. Leitzinger, J. Suschek-Berger, P. Tappler

4 VOC VOC (Volatile Organic Compounds) sind flüchtige organische Verbindungen, welche als Luftverunreinigungen praktisch immer in der Raumluft vorkommen. Herkunft: Außenluft, Verkehr, Baumaterialien, -produkte, Lösemittel etc. Für Schulinnenräume von Bedeutung: Alkane und Alkene, aromatische Verbindungen, Terpene, Alkohole, Glykole, Aldehyde, Ketone, Ester, halogenierte organische Verbindungen, Siloxane, Stickstoff- und schwefelhaltige organische Verbindungen. Innenraumrichtwerte je nach Einzelstoffbetrachtung: Richtwert I = hygienisch unbedenklich. Bei in normalen Innenräumen vorkommenden Konzentrationen: unspezifische Beschwerden wie Reizungen der Haut, Augen und Schleimhäute, Reizungen der Atemwege, Kopfschmerzen, Müdigkeit, Konzentrationsschwäche, teilweise erhebliche geruchliche Beeinträchtigungen.

5 Grenzwerte Kohlendioxid Verschiedene Grenzwerte, Fachwelt nicht ganz einig. Pettenkofer ppm CO 2 DIN EN , 4 Stufen (Bauherr soll entscheiden): hohe Raumluftqualität < 800 ppm CO 2 mittlere Raumluftqualität ppm CO 2 mäßige Raumluftqualität ppm CO 2 niedrige Raumluftqualität > ppm CO 2 Umweltbundesamt (Leitfaden für die Innenraumhygiene in Schulgebäuden, 2008) und Arbeitsstättenrichtlinie (ASR A3.6, 2012): ab ppm soll grundsätzlich gelüftet werden, ab ppm muss (verstärkt) gelüftet oder Personenzahl im Raum reduziert werden. Maximale Arbeitsplatzkonzentration ppm CO 2 bei z.b. Industriearbeitsplätzen (Gefahrstoffverordnung). Bsp.: ppm CO 2 bedeuten gemäß Norm eine Lüftungsrate (Außenluftvolumenstrom) von ca. 36 m 3 /h*person. Bei 30 Schülern und Raumgröße 300 m 3 bedeutet das einen Luftwechsel von 3,6x pro Stunde. Bsp.: bei ppm CO 2 (ca. 22 m 3 /h*person): Luftwechsel 2,2x pro Stunde.

6 Ursprüngliche Ausgangspunkte: Beschluss Bau- und Vergabeausschuss : Einbau von Lüftungsanlagen in Schulen und KiTas bei Leichtbauweise Anlass: Schadstoffproblematik in Neubauten Beschluss Bau- und Vergabeausschuss : Analyse von Messungen in Leicht- und Massivbauten Maßnahmenplan für Entwicklung eines Vorschlags u.a. Messprogramm

7 KiTa Waldmünchener Straße - ohne Lüftungsanlage, Febr Kita Waldmünchener Straße: Messwerte Gruppenraum 1 vom bis CO 2 schlecht 0,25 R aumlufttemperatur C relative Luftfeuchte im R aum % CO2-Konzentration Raumluft % 0, , , ,05 0

8 KiTa Wilhelm-Rieger-Straße - mit Lüftungsanlage, Febr CO 2 gut Kita W.-Rieger-Straße: Messwerte Gruppenraum 1 vom bis R aumlufttemperatur C 0, relative Luftfeuchte im R aum % CO2-Konzentration Raumluft % 0, , , ,

9 Waldmünchener Straße - ohne Lüftungsanlage Wilhelm-Rieger-Straße - mit Lüftungsanlage VOC schlecht (Grenzwert 300 µg/m³) VOC gut

10 Waldmünchener Straße - VOC schlecht

11 Wilhelm-Rieger-Straße - VOC gut

12 MBG U-Raum - Frühjahr 2008, CO 2 ohne Lüftungsanlage schlecht Betrieb ohne Lüftungsanlage Betrieb mit Lüftungsanlage

13 Georg-Ledebour-Schule - mit Lüftungsampel und Fensterlüftung, Dez CO 2 schlecht

14 Südpunkt, Seminarraum - mit Lüftungsanlage, Sept (Gesamt-Messzeitraum 2009 und 2010) CO 2 gut

15 CO 2 schlecht Uhland-Grundschule - ohne Lüftungsanlage, Jan. 2012

16 Aktuelle Messungen: Neubau Ganztagesbetreuung Neues Gymnasium: Speiseraum/Cafe, Küche, Multifunktions-/EDV-Raum (zentrale Lüftungsanlagen) Neues Gymnasium: Unterrichtsräume mit zentralen und dezentralen Lüftungsanlagen (nachträglich installiert) Messaufzeichnungen Temperatur, Feuchte, CO 2 und VOC Nutzerakzeptanz und gefühlte Luftqualität

17 Lüften ist wichtig! Quelle: dena

18 Einbau in Tagesablauf (Fensterlüftung): morgens, vor/bei Unterrichtsbeginn bei Stundenwechseln in Pausen Abschlusslüftung nach letzter Unterrichtsstunde! HBA-KEM-Flyer Richtig Lüften ggf. weitere bedarfsabhängige Zwischen-Lüftungsintervalle ( Halbzeit ) ggf. Unterstützung durch Lüftungsampel (Lüftungsdienst) ppm gut (Fa. Dittrich) ppm gut (Fa. MB-Systemtechnik)

19 Stoßlüftung statt Kipplüftung Quelle: Energieagentur NRW

20 Vergleich der Lüftungseffektivität Quelle: Energieagentur NRW

21 Bitte möglichst energetisch verträglich lüften! SWZ Pommernstr. 10, Febr. 2005, 7.13 Uhr, AT -2 C

22 Heizwärmeverlust bei Kipplüftung Klassenzimmer, Büro Warmluft Heizkörper Kaltluft Quelle: heiz-tipp.de Kaltluftsee, Wasserdampfkondensation, thermische Un-Behaglichkeit (Dauer-)Kipplüftung v.a. im Winter vermeiden Thermostatventile beim Lüften schließen

23 Anhaltswerte für Mindestlüftungszeiten (abhängig von Raumgröße, Schülerzahl, Wind, Temperaturdifferenz innen-außen) Stoßlüftung im Winter 3-10 min., ggf. mehrmals wiederholen (Ziel: Luftaustausch, keine Abkühlung der warmen Raumoberflächen) Quelle: Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch Gesundheitsschutz (UBA) Stoßlüftung im Sommer ca min., ggf. mehrmals wiederholen (Ziel: Luftaustausch, kein Aufheizen des Raumes) Gegen sommerliche Überhitzung v.a. morgens mit kühlerer Außenluft lüften (vorkühlen), wenn keine nächtliche Fensteröffnung möglich ist (Einbruchschutz) + Sonnenschutz nutzen

24 Klassenraumlüftung: Leitlinien zum energieeffizienten, wirtschaftlichen und nachhaltigen Bauen und Sanieren bei städtischen Hochbaumaßnahmen: Alle Neubauten in Passivhausbauweise (Wirtschaftlichkeitsgebot): damit mit Lüftungsanlagen. Bei umfassenden Schulsanierungen werden mechanische Lüftungsanlagen in geeigneter Weise nachgerüstet. Ausreichende Belüftungsmöglichkeiten über Fenster sind sicherzustellen, da außerhalb der Heizperiode: Lüftungsanlage aus - Fenster auf. Passive Nachtlüftungsmöglichkeiten, z.b. über Fenster oder Lüftungsklappen, sind inkl. Wetter- und Einbruchschutz vorzusehen.

25 Lüftungsanlagen nicht in erster Linie energetisch motiviert, Luftqualität wichtig! nicht erst beim Passivhaus notwendig (dichte Bauweise seit EnEV)! bedarfs(präsenz-, CO 2 -)abhängige Regelung zur Minimierung des Luftwechsels nötig (Energieaufwand, Luftfeuchte) dann auch Energieeinsparung realisierbar, inkl. Wärmerückgewinnung (ca %) ggf. altersabhängige Luftmengen zur Auslegung anwenden Nachtlüftungsbetrieb zur Vorkühlung der Räume möglich Aber: Lüftungsanlagen sind kein Allheilmittel! (hohe Kosten, evtl. Geräusche, evtl. Zugerscheinungen, evtl. trockene Luft) Ziel: Lüftungsanlage in geeigneter Weise (wartungsarm, energiesparend, nutzerorientiert...) für ein gutes Raumklima unserer Schulkinder!

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!