Frischluft schnuppern Zwischenbericht 1
Frischluft schnuppern Bericht über Vergleichsmessungen zur Frischluftversorgung im Ferdinandeum Musikmittelschule in Graz im Schuljahr 2010/2011 Entstehungsgeschichte Im Rahmen des Programmes Frische Luft für Grazer Schulen wurde vom Umweltbildungszentrum Steiermark (UBZ) mit Auftrag des Umweltamtes Graz im Ferdinandeum Graz ein Workshop mit Hr. Mag. Niggler durchgeführt. Es wurde den SchülerInnen die Thematik Schadstoffe, Lüftung, Konzentrationsfähigkeit auch mittels Experimenten nähergebracht. Im Rahmen eines Besuches der Schule an einem Wintertag im Schuljahr 2009/2010 fiel mir auf, dass die Luft in den Klassen zum Schneiden war und nach einem längeren Gespräch mit Frau Dir. Fritz und Hr. Jessernig von der Fa. Wernig wurde die Idee geboren, ein Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung in einer der beiden 3.Klassen zu installieren und Vergleichsmessungen durchzuführen. 2
1. Beteiligte Alexander Ebner Musikmittelschule Graz Ferdinandeum Margareta Fritz UBZ-Steiermark Uwe Kozina, Martin Niggler Fachabteilung 17A des Landes Steiermark Robert Schlacher Umweltamt Graz Dieter Zeiringer, Hannes Binder Johann Wernig KG Gerald Jessernig MedUni Graz Hygieneinstitut Doris Haas Klassenzimmer in der Musikmittelschule Ferdinandeum Graz 3
2. Ziel Dokumentation und Demonstration der Möglichkeit zur Verbesserung der Raumluftqualität durch den nachträglichen Einbau eines dezentralen Lüftungsgerätes mit Wärmerückgewinnung und somit Verbesserung der Konzentrationsfähigkeit sowie Verringerung der Geruchsbelastung in Klassenräumen anhand zweier Vergleichsklassenzimmer der Musikmittelschule Ferdinandeum in Graz. Dokumentation der CO²-Werte, Feuchte und Temperatur, Dokumentation der Heizkosteneinsparungen durch eventuelle geringere Lüftungswärmeverluste, wobei in beiden Klassen CO2-Messgeräte mit visuellem und akustischem Signal geplant sind. Dadurch wird erwartet, dass auch in der Vergleichsklasse ohne Lüftungsgerät häufiger gelüftet wird, als allgemein üblich. Nebeneffekt: Um die Klassenräume in den Pausen regelmäßig lüften zu können, muss ein Lehrer als Aufsichtsperson anwesend sein, da bei geöffneten Fenstern Absturzgefahr besteht. Durch Einbau eines Lüftungsgerätes entfällt diese Aufsichtspflicht. Zeitraum WS/SS 2010/2011. Durch die zentrale und urbane Lage des Schulgebäudes soll es als Anschauungsmodell für bestehende Schulgebäude dienen. Der Schwerpunkt des Projektes liegt in den bewusstseinsbildenden Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität und zur Veränderung des Lüftungsverhaltens in Klassenräumen. Es besteht eine Kooperation mit dem bereits laufenden Programm Frische Luft in Grazer Schulen 2010 des UBZ (Umwelt-Bildungs-Zentrum Steiermark). In weiterer Folge bietet sich an, im Rahmen von Workshops Schulbetreiber und weitere Verantwortliche im Schulbetrieb mit den Resultaten der Messungen und mit der Thematik vertraut zu machen. Es ist das Ziel, bei Sanierung und Neubau von Schulgebäuden und Bildungseinrichtungen verbesserte Luftqualität durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung bzw. durch geändertes Lüftungsverhalten zu erhalten. 4
3. Durchführung Im Rahmen von Projektstunden wurde das Thema Frischluft und Lüften den SchülerInnen und LehrerInnen nähergebracht sowie bewußtseinsbildende Maßnahmen (z.b. CO 2-Ampel) im Rahmen von Frische Luft in Grazer Schulen 2010 gesetzt. Als Referenzklassen wurden die 3a und 3b Klasse festgelegt. Diese liegen nur durch ein kleines Zimmer getrennt nebeneinander, haben annähernd gleiche SchülerInnenanzahl, sind beinahe gleich groß und sind beide zum Färberplatz hin orientiert. Um die Luftdichtheit der Klassenräume zu überprüfen, wurde in der 3a und 3b ein Luftdichtheitstest mit einem BlowerDoor Messgerät durchgeführt. Hier wurden kleinere Undichtheiten an den Fenstern festgestellt, die weiter nicht relevant waren, im Bereich der Sanitärstränge wurden jedoch größere Leckagen gefunden, die abgedichtet wurden. Messanordnung Klassentüre Leckageortung im Bereich Waschbecken Ende November 2010 wurde ein dezentrales Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung in einer der Klassen montiert und in Betrieb genommen. Problematik: Das Gebäude befindet sich in der Grazer Altstadtzone 1, d.h. es durften keine Öffnungen an der Straßenfassade angebracht werden. Die Abluftöffnung wurde in den über dem Klassenraum liegenden Dachraum geleitet, die Zuluftöffnung wurde in einer bestehenden Dachluke zum Innenhof eingebaut. 5
Montage des Lüftungsgerätes Abluftöffnung im Dachraum Zuluftöffnung über Dach zum Innenhof Es wurden begleitende Messungen während eines Schuljahres in beiden Referenzklassenräumen durchgeführt. Folgende Parameter wurden vergleichend gemessen: CO2-Konzentration Raumtemperatur Feuchte Licht Wärmeverbrauch (Radiatoren) wurde nicht ausgelesen Stromverbrauch am Lüftungsgerät Datenlogger war nicht funktionsbereit 6
4. Bericht der Schule mit Statements der SchülerInnen Was ist Luft? Wie viel Luft geht in einer Unterrichtsstunde durch unsere Lungen? Welchen Teil der Luft nimmt unser Körper auf? Wie viel Kohlenstoffdioxid wird dabei produziert? Wie beeinflusst dieses Gas unsere Konzentrationsfähigkeit? Wann muss man lüften? Wie lüftet man richtig? Diese und viele andere Fragen wurden bei einem Workshop bearbeitet, den Herr Mag. Niggler vom Umweltbildungszentrum mit den SchülerInnen der 3. Klassen durchgeführt hat. Man weiß, dass ein erhöhter Wert an Kohlenstoffdioxid zu Müdigkeit führt und die Konzentrationsfähigkeit ntrationsfähigkeit stark mindert. In der 3b-Klasse Klasse wird auf Initiative des LandesEnergieVerein Steiermark eine automatische Entlüftungsanlage installiert, die 3a3a Klasse kommt weiterhin nur durch Fenster aufmachen zu frischer Luft. Um die Werte zu ermitteln, teln, die sich wirklich in einer Klasse während der Unterrichtszeit anreichern, werden in beiden Klassen Messgeräte durch das Umweltamt Graz installiert. Die Messwerte abzulesen und in Diagramme einzutragen ist die Arbeit jener Schüler, die den Bereich Naturwissenschaften als Wahlpflichtfach gewählt haben. Sie sind in diesem Schuljahr die Wächter über die Luftgüte in den beiden 3. Klassen. Wir sind gespanntt auf die Ergebnisse. Start der Beobachtungszeit: Jänner 2011 Uns Lehrer/innen ist es immer mehr bewusst geworden, um wie viel besser die Luft in der Projektklasse war und das ohne Lüften. Aus Erfahrung wissen wir, dass man die schlechte, verbrauchte Luft ft zwar beim Betreten des Klassenraumes registriert (Lehrer/in betritt die Klasse: Fenster auf! ), sich aber dann langsam auch selbst daran gewöhnt. Bemerkbar war, dass das in der Parallelklasse das CO 2 Warngerät so häufig piepste, dass es schon störend war. Lüften L üften ist für Kinder vor allem in den kalten Wintermonaten äußerst unbeliebt. Kalt ist schlimmer als sauerstoffarme Luft. Es muss bei den Kindern noch viel Bewusstseinsbildung gemacht werden. 7
Eine Überlegung war auch, ob durch die bessere Luft in der 3b Klasse der Gesundheitszustand der Kinder besser war, also die Vermehrung von Viren und Bakterien eingeschränkt war. Leider haben wir die Fehlstunden zu spät beobachtet und konnten so nicht mehr alle nicht durch Krankheit begründeten Fehlstunden aussortieren. a. Statements der SchülerInnen Klasse mit Lüftungsanlage Klasse ohne Lüftungsanlage Fehlstunden durchschnittlich von Jänner bis Juni 29 Stunden pro Schüler/in 34 Stunden pro Schüler/in Aussagen von Kindern Mir bedeutet gute Luft sehr viel, denn wir sind konzentrierter, wenn wir frische Luft einatmen können. Die Lüftungsanlage hilft uns dabei. Kein Kopfweh, ist nicht schlecht. Man hat die Lüftungsanlage fast gar nicht gehört. Wir mussten nicht oft lüften, das Gerät hat selten gepiepst. Kein Unterschied zu früher. Cool, dass wir die Lüftung haben. Ich finde die Lüftung gut, es ist bessere Luft, aber eigentlich merkt man es gar nicht. Luft ist sehr wichtig. Es stinkt weniger in der Klasse. Wichtig, dass wir besser lernen können. Ich finde, das andere Gerät war auch Es war nervig immer das Fenster aufzumachen. Wir hatten alle Schnupfen. Das Piepsen hat genervt. Im Winter war es sehr kalt, im Frühling war es ja gut. Bei der Schularbeit mussten wir das Gerät ausstecken und so lüften. Keine Änderung bemerkt. Die Luft war vielleicht gut, aber das Piepsen hat meine Konzentration gestört. Im Winter war uns immer kalt. Durch das Querlüften hat es immer gezogen. Man glaubt an gar nicht, dass die Luft so schnell verbraucht ist. Von dem Gepiepse bekommt man Kopfweh. Wenn wir leise gearbeitet haben, hat 8
toll, weil es gepiepst hat, wenn wir schlechte Luft hatten. Bei uns war das Piepsen viel seltener als in der 3a. Es war immer ein bisschen kühl in der Klasse. Das Projekt hab ich gut gefunden. Ich hab schon das Gefühl, dass ich nicht mehr so müde im Unterricht war. Ich finde das Lüftungsprojekt nicht schlecht, aber den Unterschied zu früher habe ich gar nicht so gemerkt. Mir bedeutet gute Luft sehr viel, weil es die Gesundheit nicht schädigt. Gutes Atmen? Ehrlich, ich hab keinen Unterschied gemerkt. Jedoch im Gegensatz zum letzten Jahr war es irgendwie angenehmer Gute Luft bedeutet mir sehr viel. Allerdings habe ich von der Lüftung nicht viel bemerkt. Trotzdem war das Piepsen bei uns viel seltener. uns das Piepsen erschreckt. Bringt es so viel, wie es stört? Es hat sehr lang gedauert, bis es grün war. Kaum war das Fenster zu, hat es gepiepst. Ich finde es eigentlich sehr gut, es war im Winter zwar kalt, aber es war immer frische Luft. Wir hatten immer frische Luft, aber fast alle einen Schnupfen im Winter. Das dauernde Piepsen hat genervt, aber wir hatten meistens gute Luft. Wer hat sich das ausgedacht? Ich glaube, ich habe mich besser konzentrieren können. Stellt das Gerät mal in ein Büro es nervt wirklich. 9
5. Auswertung und Interpretation der Messergebnisse 5.1.1 CO2 pro Monat Im Vergleich ch ist ersichtlich, dass die CO 2-Belastung in der 3a-Klasse Klasse in der Hauptheizsaison am höchsten ist und einen Wert von fast 3.700ppm erreichte trotz regelmäßigem händischen Lüften aufgrund des Piepssignals der CO 2-Ampel. Die CO2-Belastung Belastung in der 3b-Klasse 3b Klasse war im Dezember kurzzeitig höhe höher, da ein kurzzeitiger Stromausfall das Lüftungsgerät außer Betrieb gesetzt hat. Die Maximalwerte waren in der Heizsaison in der 3a -Klasse Klasse trotz regelmäßigem Lüften um ca. 50% höher als in der 3b-Klasse. 3b 10
5.1.2 CO2 pro Woche Im Wochenvergleich ch ist ersichtlich, dass die CO 2-Belastung Belastung in der 3a 3aKlasse nur am Wochenende unter die 1.000 ppm-grenze abgefallen ist und der Maximalwert zu Wochenbeginn auf Spitzenwerte bis über 3.000 ppm gestiegen ist. Im Mittel konnte nur mit Hilfe der akustischen Signale der CO2-Ampel Ampel ein Wert von ca. 1.500 ppm erreicht werden. 11
Im Wochenvergleich ist ersichtlich, dass die maximale CO 2-Belastung Belastung in der 3b-Klasse Klasse nur in der Dezemberwoche aufgrund des Stromausfalls auf beinahe 2.500 ppm gestiegen ist, sonst jedoch maximal 1.800 ppm erreicht hat. Im Mittel blieb die Belastung immer unter 1.000 ppm. 12
5.2.1 relative Luftfeuchtigkeit pro Monat Im Vergleich ist ersichtlich, dass die Feuchtigkeitsbelastung beider Klassen beinahe identisch war. Es liegt die Vermutung nahe, dass durch regelmäßiges Lüften in der 3a-Klasse 3a - angeregt durch das akustische Warnsignal der CO2-Ampel der Luftaustausch recht gut funktioniert hat und die Feuchtigkeitsbelastung nicht angestiegen is ist. Bei den Spitzenwerten ist ein leichter Unterschied zu bemerken. In der 3a-Klasse Klasse liegen die Spitzenwerte knapp bei oder über 80%. In der 3b Klasse liegt der Spitzenwert im Dezember unter 80%, in den kältesten Wintermonaten über 80% und im März wieder knapp k napp unter 80%. Vom Hausverstand her müsste die Klasse mit Lüftungsanlage geringer e Spitzenwerte aufweisen, da durch den geregelten Luftaustausch die Luft trockener wird.. Hier ist die höhere Feuchtigkeitsbelastung darauf zurückzuführen, dass aufgrund der geringeren eringeren Fehlstunden in der 3b 3bKlasse eine höhere Personenbelegung und somit ein höherer Feuchtigkeitseintrag stattgefunden hat. 13
5.2.2 relative Luftfeuchtigkeit pro Woche Im Wochenvergleich ch ist ersichtlich, dass die Feuchtigkeitsbelastung wie schon im Monatsvergleich svergleich in der 3a-Klasse 3a Klasse durch das regelmäßige Lüften nicht auffällig war. In den schneereichen Tagen (nasse Bekleidung) ist sie leicht angestiegen. an 14
Im Wochenvergleich ist ersichtlich, dass die Feuchtigkeitsbelastung wie schon im Monatsvergleich svergleich beinahe identisch war. 15
5.3.1 Raumlufttemperatur pro Monat Im Wochenvergleich ist ersichtlich, dass die Raumlufttemperaturen ebenso wie die Feuchtigkeitsbelastung beinahe identisch waren. war 16
5.3.2 Raumlufttemperatur pro Woche Im Wochenvergleich ist ersichtlich, dass d ass die Raumlufttemperaturen ebenso wie die Feuchtigkeitsbelastung beinahe identisch waren. war 17
Im Wochenvergleich ist ersichtlich, dass d ass die Raumlufttemperaturen ebenso wie die Feuchtigkeitsbelastung beinahe identisch waren. war 18
6. Resümee Trotz regelmäßigem Lüften motiviert durch das akustische und optische Signal der CO 2Ampel war die CO2-Konzentration in der Klasse ohne Lüftungsgerät weit höher (ca. 50%) als in der Klasse mit Lüftungsgerät. Es ist also zu erwarten, dass ohne Verwendung der CO2-Ampel der Unterschied noch weit größer ist. Um den SchülerInnen und LehrerInnen verbesserte Lernbedingungen zu ermöglichen, und da händisches Lüften (Fensterquerlüftung in Intervallen und Pausen) keine ausreichende Senkung der CO2-Konzentration bewirkt, empfehlen wir den Einbau einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ob zentral oder dezentral hängt von den baulichen Gegebenheiten ab. 19
7. Weitere Schritte Bei Schulgebäudesanierungen und auch bei Schulneubauten fließt noch viel zu selten die Überlegung mit ein, Lüftungsanlagen zu installieren. Der Zusammenhang von Wohlbefinden, Lernkonzentration, Betriebskosten und Bauschadensminimierung soll durch diese Initiative verdeutlicht werden. Es ist geplant, noch ein weiteres Schuljahr vergleichend zu messen, jedoch ohne akustisches Signal bei der CO2-Ampel in der 3a-Klasse zukünftig 4a-Klasse - (ohne Lüftungsgerät). Des Weiteren ist geplant, eine EDV-Klasse mit dem Auslesen der Wärmemengenzähler an den Radiatoren und des Datenloggers für den Stromverbrauch des Lüftungsgerätes zu betrauen. Daraus soll ersichtlich werden, ob der Betrieb des Lüftungsgerätes eine Heizkostenersparnis bringt oder nicht. Noch zu klären ist eine Untersuchung über etwaiges unterschiedliches Wohlbefinden und Fehlstunden der SchülerInnen und LehrerInnen sowie eventuelle Unterschiede in der Lernleistung (Notenschnitt). Die Resultate sollen in einen erweiterten Abschlussbericht einfließen und allen steirischen Schulbetreibern und politischen Entscheidungsträgern zur Verfügung gestellt werden. 20