Recknagel
Raumluftqualität: Beeinflusst die Leistungsfähigkeit von Schülern. (Quelle: © F.Schmidt - Fotolia.com)

Experten-Interview: Wie lässt sich die Raumluftqualität in Schulen verbessern?

Klimaziele: Energieeffiziente Sanierungslösung

GI-Redaktion: Angesichts der ambitionierten Klimaziele wächst der Druck auf Kommunen, Bestandsgebäude nicht nur kosteneffizient, sondern auch energieeffizient mit Lüftungssystemen nachzurüsten. Könnten Sie uns anhand eines Beispiels aufzeigen, wie die ideale energieeffiziente Sanierungslösung aussehen könnte?   

Professor Dr.-Ing. Dirk Müller: Inhaber des Lehrstuhls für Gebäude- und Raumklimatechnik des E.ON Energy Research Centers an der RWTH Aachen.

Dirk Müller: Für die Energieeffizienz einer Sanierungsmaßnahme sind im Wesentlichen drei Punkte entscheidend:

  • Die Lüftungsanlage sollte wenig Energie für den Lufttransport benötigen. Dieses Ziel kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Fassadenintegrierte Lösungen profitieren von den kurzen Luftwegen, zentrale Lüftungsanlagen können effizientere Ventilatoren einsetzen.
  • Eine gut auf den Lastfall abgestimmte Wärmerückgewinnung spart Heiz- und Kühlenergie. Dabei ist jedoch nicht der Spitzenwert des Wärmerückgewinnungsgrades alleine entscheidend. Vielmehr muss der Wärmerückgewinnungsgrad an die Lastsituation im Raum angepasst werden können.
  • Die Luftmengen sowie die Heiz- und Kühlleistungen müssen bedarfsgerecht in jedem Raum geregelt werden. Zusätzlich sollte die Erzeugung von Wärme und Kälte mit wenig Primärenergie auskommen beziehungsweise regenerative Energien sollten genutzt werden.
Dr.-Ing. Jürgen Wildeboer: Geschäftsführer der Wildeboer Bauteile GmbH.

Jürgen Wildeboer: Es sind eine Anzahl von Randbedingungen zu berücksichtigen, die zu der Wahl eines passenden Lüftungssystems führen. Eine sehr geeignete Möglichkeit ist ein speziell auf die Anforderungen von Schulen abgestimmtes hybrides Lüftungssystem, das freie und maschinelle Lüftung kombiniert und über eine auf den Betrieb in Schulen abgestimmte Regelung verfügt. Eine energieeffiziente und energetisch optimierte Konstruktion und Betriebsweise und niedrige Betriebskosten sind erforderlich.

Dazu werden die Fenster motorisiert und an der Fassadenseite des Klassenraums dezentrale Lüftungsgeräte mit einer Zu- und Abluftfunktion und integrierter Wärmerückgewinnung montiert. Die Geräteanordnung bildet optimaler Weise ein durchgehendes Lüftungsband entlang der gesamten Fensterfront. Eine quellluftartige Zulufteinbringung mit einer entsprechend guten Lüftungseffektivität führt zu einer guten Durchspülung des Raumes mit Frischluft. Die Lüftungsgeräte müssen strömungstechnisch günstig für einen kombinierten Betrieb mit einer freien Lüftung ausgelegt sein um Kurzschlusseffekte zu vermeiden und konstruktiv für einen Schulalltag geeignet sein.

Die Regelung ist energetisch und betriebstechnisch optimiert auf den Schulbetrieb und das jeweilige Gebäude ausgelegt, inkl. Teillastbetrieb. Es sind verschiedene Betriebsmodi erforderlich in Abhängigkeit der Tages- und Jahreszeit, der Raumnutzung, der Raumbelegung und der jeweiligen Wettersituation. Die Belüftung erfolgt entweder über freie Lüftung der Fenster, über die Lüftungsgeräte bei geschlossenem Fenstern oder kombiniert, also mit geöffneten Fenstern und den Lüftungsgeräten zur Unterstützung. Auch ein Umluftbetrieb für eine Nutzung als statische Heizung bei niedrigen Außentemperaturen ist möglich. Ein separates Heizungssystem entfällt. Der Focus liegt auf dem Erreichen eines Leistungsmaximums bei freier Lüftung.

Das gesamte System muss so ausgelegt sein, dass Nutzereingriffe möglich sind, aber auch vom System über Zustandsdarstellungen Empfehlungen gegeben werden können, wenn ein Nutzereingriff zu einem nicht vorteilhaften Betrieb führt. Zum Beispiel weil der aktuelle Betriebszustand energetisch nicht am günstigsten ist, indem die Fenster bei einer zu niedrigen Außentemperatur geöffnet sind und so zu einem erhöhten Heizenergiebedarf führen. Eine bedarfsgerechte Lüftung, so dass nur so viel gelüftet wird, wie erforderlich ist, ist über die Regelung in Verbindung mit Temperatur- und Mischgassensoren von Vorteil.

Man wird vor Ort prüfen müssen, ob das System so vollständig installiert werden muss, wie es hier beschrieben wird, da auch die Investitionskosten eine Rolle spielen. Es sind unterschiedliche Anpassungen möglich, um das jeweils optimale und in sich abgestimmte System zu erhalten.

Dipl.-Ing. Ralf Wagner: Technischer Vorstand der LTG Aktiengesellschaft.

Ralf Wagner: Ein Schulraum unterliegt zunächst einem außergewöhnlichen Nutzungsprofil: Eine überdurchschnittlich hohe Belegung des Raumes am Vormittag und an wenigen Stunden nachmittags. Dazu nutzen zum Beispiel Volkshochschulen einzelne Räume noch in den Abendstunden. Durch diese diskontinuierliche Raumbelegung mit unterschiedlicher Personenbelegung spielt die Bedarfslüftung ihr Potential aus. Ein CO2-gesteuertes dezentrales Lüftungsgerät lüftet nur dann selbsttätig, und in dem Maße wie auch Personen anwesend sind. Das ist ein erster Baustein der Energieersparnis. Eine hochwertige Wärmerückgewinnung trägt als zweiter maßgeblich zur Reduzierung der Heizkosten bei. Ein besonderes Augenmerk muss hier jedoch auf den Fall tiefer Außentemperaturen gelegt werden wenn die WRG Gefahr läuft zu vereisen. Wird die WRG dann mit einem Bypass umfahren, wird keine Energie mehr rückgewonnen und die Außenluft muss aus Behaglichkeitsgründen thermisch nachbehandelt werden. Das Schullüftungsgerät der LTG beherrscht diese Grenzsituationen durch ein spezielles Regelkonzept, bei dem Bypass und Umluftklappe interagieren. So muss kein Wärmetauscher nachgeschaltet werden und man erspart sich neben Heizkosten auch den Aufwand an Verrohrung.

Der dritte Baustein sind der konsequente Einsatz von energieeffizienten Lüftungskomponenten wie EC-Ventilatoren, optimierte Regelstrategien und eine gute Abstimmung zwischen Hersteller, Architekt und Fachplaner.

Damit ein Lüftungsgerät für den Sanierungsfall geeignet ist, muss der Gerätehersteller eine Systemlösung anbieten. Gerade an den Schnittstellen entscheidet sich oft, ob ein Gerät hält, was der Hersteller verspricht. Hier ist besonders zu nennen: Wie werden Außen- und Fortluftöffnungen in die Fassade integriert? Dafür hat z.B. LTG ein System entwickelt, bei dem beide Öffnungen im selben Wetterschutzgitter integriert sind und ein Kurzschluss aerodynamisch ausgeschlossen ist. Dieses Gitter wird anstelle eines Oberlichtes in die Fassade eingesetzt. Solche Detaillösungen entscheiden zum Schluss über die Kosten der Sanierung und die Funktionalität der Lösung. Das gilt im selben Maße für Luftauslässe, Regelung, usw.

Verwandte Themen
ebm-paps
Neues Entwicklungszentrum: ebm-papst investiert 41 Millionen Euro weiter
Reinhaltung der Luft
Neue Roadmap „Kommission Reinhaltung der Luft 2030“ veröffentlicht weiter
getAir, Wohnraumlüftung
Experten-Interview: Dezentrale Wohnraumlüftung auf dem Vormarsch weiter
Technische Gebäudeausrüstung
Neuer Leitfaden zu hydraulischen Verteilersystemen erschienen weiter
erneuerbare Energien, Netzintegration
Integration von erneuerbaren Energien: VDE|FNN legt Fahrplan vor weiter
raumlufttechnische Anlagen, Lüftungstechnik
Fachbeitrag: Änderungen in VDI 2052 Bl. 1 zur Raumlufttechnik in Küchen kaum... weiter

Relevante Publikationen aus unserer RECKNAGEL-Edition für Sie:

"Energetische Inspektion in der Technischen Gebäudeausrüstung" von Joachim Trogisch
Leitfaden für Kompressionswasserkühlsätze
"Leitfaden für Lüftungs-und Klimaanlagen" von Lars Keller
"EnergieSynergie - optimiert planen, bauen und sanieren" von Volker Drusche