Grund- und Mittelschule Dorfen setzt auf natürliche Lüftung

(7.2.2018) Bei der Sanierung und Modernisierung von Schulen ist das Raumklima in Klassenzimmern ein vordringliches Thema. Oftmals muss dabei nicht nur eine nachhaltige, sondern auch eine kostengünstige Lösung gefunden werden. Im Rahmen der Generalsanierung der Grund- und Mittelschule in Dorfen entschied man sich vor diesem Hintergrund für eine natürliche Lüftung als Einzelraumregelung und Nachtauskühlung. Das System NV Advance von WindowMaster trägt jetzt zu einer gesunde Raumluft in der Schule bei und verbessert damit die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler.

Täglich besuchen rund 500 Kinder und Jugendliche die Grund- und Mittelschule in Dorfen im oberbayerischen Landkreis Erding (siehe Google-Maps). Der Campus bietet gute Lern- und Arbeitsbedingungen in einem modernen und einladenden architektonischen Umfeld. Zu verdanken ist dies einer umfassenden Generalsanierung, die 2014 von der Stadt Dorfen in die Wege geleitet wurde.

Die Sanierung der rund 40 Jahre alten Schulgebäude wurde innerhalb von drei Jahren und - im laufenden Schulbetrieb - durchgeführt. Im ersten Bauabschnitt erfolgten die Arbeiten in den Innenräumen der Grundschule inklusive der Aula und der Neubau einer Mensa und Cateringküche. Der zweite Bauabschnitt umfasste die Sanierung der gesamten Grund- und Mittelschule sowie der Turnhalle. Das architektonische Konzept für die Sanierung und den Neubau entwickelte die Coplan AG aus München. Es wurde 2016 mit dem Fassadenpreis des Landkreises Erding ausgezeichnet.

Ziel der Generalsanierung war es, die Lern- und Arbeitsbedingungen für Schüler wie auch Lehrer maßgeblich zu verbessern. Dazu hatten neben baulichen auch raumklimatische und lüftungstechnische Aspekte Berücksichtigung zu finden. In Dorfen fiel die Wahl auf ein System zur natürlichen Lüftung, um das Raumklima zu verbessern. Es sollten sowohl die Instandhaltungskosten niedrig gehalten als auch die Anreicherung von CO₂ in der Luft reduziert werden.

CO₂ unter Kontrolle

Die Ursache schlechter und ungesunder Raumluft in Klassenzimmern liegt in der Regel in einer zu hohen CO₂-Konzentration. Diese wird entweder durch unzureichendes Lüften oder eine große Ansammlung von Personen auf kleinem Raum hervorgerufen.

Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP kommt zu dem Schluss, dass sich Kinder vielfach in Klassenzimmern aufhalten, in denen die CO₂-Konzentration über 2.000 ppm liegt. Empfohlen wird eine Konzentration zwischen 1.000 und 1.200 ppm. Forscher fanden außerdem heraus, dass sich eine Verbesserung des Raumklimas durch eine Reduzierung von Kohlenstoffdioxid positiv auf die Konzentrationsfähigkeit der Schüler auswirkt. Um einer schlechten Raumluft vorzubeugen, ist es wichtig, dass ein regelmäßiger und ausgiebiger Luftaustausch zwischen innen und außen stattfindet.

Pluspunkt natürliche Lüftung

Die natürliche Lüftung hat gegenüber einer maschinellen Lüftung durchaus einige Vorteile: Der Energiebedarf ist gering und die Investitions- und Instandhaltungskosten fallen vergleichsweise niedrig aus. Sie bietet sich gerade in Schulen an, wo beispielsweise die Geräuschentwicklung einer Lüftungsanlage einen Störfaktor darstellen kann. Das Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung Wüst & Partner aus Erlenbach am Main entwickelte für die Grund- und Mittelschule Dorfen ein Konzept, das eine Kombination aus natürlicher Lüftung und Nachtauskühlung in den Klassenzimmern vorsah. Realisiert wurde das System NV Advance von WindowMaster:

Bei NV Advance handelt es sich um ein automatisches Lüftungssystem, das mehrere Räume und Lüftungszonen unabhängig voneinander betrachtet und kontrolliert. Anhand von Sensoren ermittelt es, wann und wie viel Luftzufuhr notwendig ist, um ein optimales Raumklima zu erzielen. Dazu bezieht es eine Vielzahl von inneren und äußeren Faktoren ein. Hierzu gehören zum Beispiel der Gebäudestandort und die Umgebung. Eine Wetterstation übermittelt zudem Daten über die äußeren Bedingungen wie Windrichtung und -geschwindigkeit, Niederschlag und Außentemperatur. Ebenfalls Berücksichtigung finden die aktuelle Innentemperatur und CO₂-Konzentration in jedem Raum im Gebäude. Die gesammelten Daten werden ausgewertet und dann in Befehle für das Öffnen und Schließen der Fenster umgewandelt.

Berücksichtigung von Luftströmen

Um in allen Bereichen ein optimales Raumklima zu erreichen, wurde die Schule zunächst in 28 Zonen unterteilt. Im Rahmen einer Strömungssimulation (CFD) entwickelte WindowMaster ein Modell des Gebäudes und der Umgebung.

Anhand des Models ließen sich die Luftströme für einzelne Fenster individuell - und abhängig von Luftdruck und Windrichtung - berechnen. Auf diese Weise ist es möglich, Fenstern beim Öffnen und Schließen eine voreingestellte Position zuzuweisen. So gelangt genau die Menge an Luft in den Raum, die für die Sicherstellung eines angenehmen Klimas benötigt wird. Dabei lassen sich Wind und Thermik - als natürliche Ressourcen - effizient nutzen. Die automatische Steuerung der Fensterelemente stellt zudem sicher, dass in den Klassenzimmern immer ausreichend gelüftet wird. In der Ferienzeit stellt dies eine besondere Entlastung dar.

Berücksichtigung des sommerlichen Wärmeschutzes

Zentral für NV Advance ist das Zusammenspiel verschiedener Gewerke: So erlaubt das System auch die bedarfsabhängige Einbindung der Heizung und der Sonnenschutzanlagen der Schule. Letztere sind automatisch geregelt und sorgen für den Schutz vor Überhitzung an heißen Sommertagen.

NV Advance ermöglicht außerdem eine effiziente Nachtauskühlung über automatisch gesteuerte Fensterelemente. Dabei wird die über den Tag entstandene Wärmelast in den Nachtstunden abgeführt. Sowohl die natürliche Nachtauskühlung als auch die Einbindung des Sonnenschutzes tragen zum sommerlichen Wärmeschutz bei und schaffen gute Voraussetzungen für konzentriertes Lernen und Arbeiten bei Tag.

Weitere Informationen zur natürlichen Lüftung mit dem NV Advance-System können per E-Mail an WindowMaster angefordert werden.