Der CO₂-Wert in Klassenzimmern sollte  normalerweise 1.000 ppm (1.400 ppm als oberstes Maximum) nicht überschreiten.
Näheres dazu finden Sie in CO₂ als Lüftungsparameter.

Die empfohlenen Werte lassen sich nur durch ständig gekippte Fenster, Stoßlüftung alle 10 bis 15 Minuten oder durch eine mechanische Lüftungsanlage erreichen. Da ständig gekippte Fenster und eine Stoßlüftung alle 10 – 15 Minuten einerseits unkomfortabel, bzw. nicht praktikabel sind und zudem hohe Wärmeverluste bedeuten, bleibt im Normalfall nur eine mechanische Lüftungsanlage als praktikable Lösung.

Welche Luftmenge pro Schüler welche CO₂-Werte der Raumluft bedeutet, kann man mit einem kostenlosen Programm des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes berechnen. Download: www.nlga.niedersachsen.de

 

Abbildung 0.1: Beispielberechnung mit CO2_Modellrechner des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes.

 

Modellvariationen über das Alter und den Aktivitätsgrad führen zu folgenden Ergebnissen für die CO₂ Belastung von Klassenzimmern.

In den folgenden Modellvariationen wurden folgende Bereiche immer gleich belassen.

• Spezifische Raumgröße pro Schüler: Die Mindestgröße für Schulklassen beträgt 5 m³ pro Schüler (unabhängig vom Alter).
• Zeitraum: Es wurde immer über den Zeitraum von 1 Std. und 40 min simuliert, da dies der typische Zeitraum zwischen zwei Pausen – in denen zusätzlich durch das Fenster gelüftet werden kann (bzw. muss) - ist.
• Die Infiltration durch eine undichte Gebäudehülle ist in der zugeführten Luftmenge enthalten.
• CO₂ Werte der Außenluft wurden mit 450 ppm (Stadt) angenommen.

Ohne Lüftungsanlage:

Abbildung 0.2: Beispielberechnung ohne mechanische Lüftungsanlage

Hier sieht man, dass nach 10 Minuten der Wert von 1.000 ppm und nach ca. 20 Minuten der Grenzwert von 1.500 ppm überschritten wird. D.h. zumindest alle 20 Minuten müsste in der Klasse gelüftet werden. Auch sehr undichte Fenster, wie sie mit einem 0,6fachen Luftwechsel durch die Fugenlüftung dargestellt sind, stellen keine Lösung für die Luftqualität dar. Mit gekippten Fenstern (5facher LW) wird ein maximaler Wert von 1.180 ppm erreicht und mit offenen Fenstern (15facher LW) kommt man auf maximal 650 ppm. Dauernd gekippte bzw. offene Fenster würden die CO₂- Problematik zwar lösen, sind jedoch aus vielen Gründen unrealistisch bzw. unsinnig.

Abbildung 0.3: Beispielberechnung mit CO2_Modellrechner des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes. Schüler 7 - 9 Jahre, 20 Liter CO2/h,  5 m³Raumvolumen pro Schüler.

Typische Verläufe für CO₂-Werte in Klassenzimmern über einen längeren Zeitraum mit aktiver Fensterlüftung lassen sich mit dieser Modellsoftware ebenfalls gut nachbilden. Eine Klasse mit 40 m² (2,5 m Raumhöhe) und 20 Schülern mit einer großen Pause von 20 min nach 2 Unterrichtsstunden und einer kleinen Pause (5 Minuten) nach der 4. Stunde ergibt folgendes Bild: Variiert wurde in diesem Fall die Undichtigkeit des Gebäudes. Man sieht, dass auch ein extrem undichtes Gebäude keine Lösung für das Lüftungsproblem darstellt.

Abbildung 0.4: Beispielberechnung mit CO2_Modellrechner des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes. Schüler 7 – 9 Jahre, 20 Liter CO2/h,  5 m³Raumvolumen pro Schüler. Verlauf über den Vormittag.

 

Diese theoretische Kurve stimmt auch sehr gut mit gemessenen Werten in vielen Schulen überein.

So wurden z.B. große Übereinstimmungen mit den Werten der Volksschule Virgen (Klasse ohne Lüftungsanlage) festgestellt, in der zum Messzeitpunkt ähnliche Verhältnisse geherrscht haben.

 

Abbildung 0.5: Beispielberechnung mit tatsächlicher Messauswertung bei der Volksschule in Virgen (Klasse ohne Lüftungsanlage).











Mit Lüftungsanlage:

Variation 2: Schüler 7 - 9 Jahre, leichte Aktivität (28,3 Liter CO2/h) und Ruhe (14,3 Liter CO2/h)

  

Abbildung 0.6: Beispielberechnung mit CO2_Modellrechner des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes. Schüler 7 - 9 Jahre, Leichte Aktivität, 5 m³ Raumvolumen pro Schüler.

Abbildung 0.7: Beispielberechnung mit CO2_Modellrechner des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes. Schüler 7 - 9 Jahre, Ruhe, 5 m³ Raumvolumen pro Schüler

Man sieht aus dieser Modellrechnung sehr gut wie stark die Aktivität der Schüler die Kurve beeinflusst. Bei etwas höheren Aktivitätsgraden wären theoretisch bis zu 45 m³/h Frischluft notwendig, um den CO₂-Gehalt der Luft unter 1.000 ppm zu halten. Bei Ruhe reichen dazu 25 m³/h.

Wenn man von einem Durchschnittswert von 20 Liter CO₂ pro Schüler ausgeht, was einem Aktivitätsgrad zwischen Ruhe und mäßiger Aktivität entspricht, ergeben sich Verhältnisse wie in Abbildung 0.6. Es sind dann ca. 30 - 35 m³/h notwendig, um den Wert von 1.000 ppm einzuhalten.

Eine einfache Vergrößerung des Klassenraums, wie es aus lufthygienischer Sicht oft gefordert wird, ist in den folgenden beiden Abbildungen zu sehen.

  

Abbildung 0.8: Beispielberechnung mit CO2_Modellrechner des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes. Schüler 7 - 9 Jahre, 20 Liter CO2/h, 5 m³Raumvolumen pro Schüler.

Abbildung 0.9: Beispielberechnung mit CO2_Modellrechner des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes. Schüler 7 - 9 Jahre, 20 Liter CO2/h 10 m³Raumvolumen pro Schüler.

Eine reine Vergrößerung des Klassenraumes bringt keine ausreichende Verbesserung, bzw. bedeutet keine Problemlösung. Ein doppelt so großes Raumvolumen pro Schüler, in diesem Fall von 5 m³/Schüler auf 10 m³/Schüler bringt nur eine Verbesserung von ca. 10 - 25 % je nach Bezugszeitpunkt. D.h. aus lufthygienischer Sicht ist es wesentlich besser, eine angemessene Klassengröße zu wählen und eine dafür entsprechende Lüftungsanlage vorzusehen, als das  spezifische Raumvolumen pro Schüler zu erhöhen.