Innenraumklima – Bezwinger der Schüler?
Maturastudent Eric Zimmermann beschäftigte sich in seinem Schlussbericht intensiv mit dem Wohlbefinden und der Leistungsfähigkeit in Schulen. Er untersuchte die verschiedenen Auswirkungen der Parameter Temperatur, Feuchte und CO2 bis zur Auswertung von Prüfungsnoten.
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Auszug: Abstrakt
Die Mehrzahl der Menschen in den westlichen Industrienationen hält sich im Schnitt zwischen 80 und 90 % des Tages in geschlossenen Räumen auf. Wir atmen dabei pro Tag etwa 15‘000 Liter oder 15 kg Luft durch unsere Lungen. Zum Vergleich: Das ist etwa 10 bis 15 Mal mehr als wir durch Trinken zu uns nehmen. Luft ist somit das mit Abstand wichtigste Lebensmittel, das wir zu uns nehmen.
Parameter des Innenraumklimas wie Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und CO2-‐Gehalt haben einen enormen Einfluss auf unsere Gesundheit und Leistungsfähigkeit.
Für diese Arbeit wurden in acht Räumen der Kantonsschule Baden Messungen des Innenraumklimas zwischen Mai und Juni 2017 durchgeführt (Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und CO2-‐Gehalt). Die erhaltenen Messwerte wurden ausgewertet und den nationalen Normen gegenübergestellt. Ferner wurden Studien herbeigezogen, die sich mit den Auswirkungen des Innenraumklimas auf den Menschen befassen, um nachzuprüfen, ob die nationalen Normen überhaupt Sinn machen.
In einem zweiten Teil der Arbeit werden Schülerfeedbacks zum Wohlbefinden während den Schulstunden in den acht betrachteten Zimmern analysiert. Diese werden den Messdaten gegenübergestellt, um zu versuchen, eine mögliche Korrelation zwischen den drei Parametern (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, CO2-Gehalt) und dem Wohlbefinden der Studierenden herzustellen. Ferner werden Schülerleistungen (Prüfungs-‐ Durchschnittsnoten) betrachtet, um allfällige Tendenzen im Zusammenhang mit der Luftqualität zu ermitteln.
Wenn man die Auswertung mit den nationalen Normen vergleicht, so kann man erkennen, dass die Grenzwerte für alle drei Parameter teilweise überschritten werden. Der CO2-Gehalt scheint dabei am wenigsten problematisch. Dank der meist vorhandenen, mechanischen Lüftungen wurden die Grenzwerte nur vereinzelt überschritten. Besonders oft zu Überschreitungen kam es im provisorischen Gebäude 9, welches über keine Lüftung verfügt. Weitaus problematischer ist die Temperatur in den Gebäuden der Kanti. Im Zimmer 9113 war die Temperatur zu Unterrichtszeiten praktisch während 50% der Zeit über 26°C. Dies ist weit weg vom Einhalten der gesetzlichen Norm. Auch bei der Luftfeuchtigkeit kam es zur Unterschreitung der Richtlinien. Allerdings ist das Bild nicht ganz so extrem wie bei der Temperatur, weil hier die Norm deutlich grosszügiger formuliert ist, obwohl es wissenschaftlich erwiesen ist, dass die relative Luftfeuchtigkeit zwischen 40 und 60% rF gehalten werden sollte.
Ein Wert unter 40% rF hat Konsequenzen auf die Übertragung von Viren und Bakterien sowie auf die Dehydrierung des Körpers, welche wiederum deutliche Einbussen bei der Leistungsfähigkeit zur Folge hat. Die tiefen Werte erstaunen im Mai und Juni, lag doch die relative Luftfeuchtigkeit der Aussenluft im Schnitt bei etwa 75% rF. Die niedrigeren Werte in den Innenräumen sind zum einen den steigenden Temperaturen geschuldet und zum anderen eine Konsequenz zu hoher Luftwechselraten der mechanischen Lüftungen.
Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt einerseits, dass die nationalen Normen beim Innenraumklima im Vergleich zu den wissenschaftlichen Erkenntnissen etwas zu grosszügig formuliert sind. Dahinter könnten wohl politische Interessen stecken. Andererseits kommen aus den Schülerfeedbacks interessante Tendenzen hervor, welche die Theorie bestätigen und auch zum Nachdenken anregen. Das Wohlbefinden der Schüler korreliert stark mit der Temperatur und dem CO2-Gehalt. Einzig zur relativen Luftfeuchtigkeit kann kein Bezug hergestellt werden. Dies verwundert nicht, da der Mensch kein Sinnesorgan für die Wahrnehmung der Feuchte hat. Die Temperatur hingegen wird in einer Schwankung von +/-‐ 0.5°C wahrgenommen. Und der CO2‐Gehalt kann stellvertretend als Mass für den Luftwechsel verstanden werden, womit man z.B. Gerüche eher wahrnimmt.
Obwohl die Auswertung der schulischen Leistungen statistisch nicht belastbar ist, lässt sich trotzdem eine Korrelation zu allen drei Parametern herstellen. Da sich dies mit den Erkenntnissen der wissenschaftlichen Studien deckt, kann das Ergebnis nicht so einfach weg diskutiert werden.
Um nun das Raumklima an der Kanti zu verbessern, beziehungsweise bessere Konditionen für Studierende und Lehrkräfte zu schaffen, sollten Lehrer auf jeden Fall auf die Wahl des Prüfungszimmers achten. Ferner sollten die Lüftungseinstellungen modifiziert werden. Allenfalls könnte sogar eine Feuchterückgewinnung nachgerüstet werden. Auch sollten Schülerinnen und Schüler bei jeder Prüfung eine Wasserflasche bereithalten, um der tiefen Luftfeuchtigkeit und der Dehydrierung entgegenzuwirken. Wenn sich die Kantonsschule Baden als wettbewerbsorientierte Bildungsstätte verstünde, so wie das für Schulen im angelsächsischen Raum selbstverständlich ist, täte sie gut daran, die Wahl der Prüfungszimmer zu steuern und darin mit einem gesunden Raumklima für optimale Rahmenbedingungen für schulische Leistungen zu sorgen. Dadurch liesse sich ein Wettbewerbsvorteil erzielen.
Empfehlung:
Ich komme also zum Schluss, dass die empfohlenen Zielwerte einen grossen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Schüler haben. Folgende Werte sollten angestrebt werden:
- Temperatur: 22 – 26°C je nach Jahreszeit
- Relative Luftfeuchtigkeit: 40 – 60% rF
- CO2-‐Gehalt: < 800 ppm
Da wir hier über bestehende Gebäude sprechen, fallen viele, technische Möglichkeiten weg, weil der Schule die finanziellen Möglichkeiten fehlen. Einzig wenn das provisorische Gebäude 9 je ersetzt werden sollte, könnte man modernere Konzepte umsetzen, die ein optimales Raumklima bei gleichzeitiger Optimierung des Energiebedarfs anstreben.
Gewisse technische Massnahmen an den bestehenden Gebäuden wären aber vielleicht doch möglich. Die Gebäude der Kantonsschule Baden scheinen v.a. auch ein Problem der Sonneneinstrahlung zu haben. Es gibt heutzutage perforierte Alu-‐Lamellen, die sowohl die Tageslichtnutzung als auch den Überhitzungsschutz erlauben.
Dann könnte es vielleicht möglich sein, dass man die Lüftungsgeräte in den Gebäuden mit mechanischer Lüftung mit einer Feuchterückgewinnung nachrüstet. Sollten die Lüftungsgeräte bereits über einen Wärmetauscher verfügen, kann man diesen ganz einfach durch einen sogenannten Enthalpietauscher ersetzen, der sowohl die Wärme als auch die Feuchte zurückgewinnt. Diese Massnahme ist wesentlich günstiger als eine aktive Befeuchtung.
Darüber hinaus wird man vermutlich v.a. Massnahmen ins Auge fassen wollen, die nichts kosten. Der Hauswart kann z.B. die Einstellungen der Lüftungen optimieren, um ein Gleichgewicht gegenläufiger Parameter (v.a. CO2-‐Gehalt vs. rel. Luftfeuchte) zu erzielen. Dazu sollte er die Gebäude/Zimmer überwachen und die Werte an der Schule veröffentlichen.
Dann können auch die Lehrer viel zur Verbesserung beitragen. Es ist unheimlich wichtig, dass man die Schulzimmer in der Pause während fünf Minuten stosslüftet. Im Sommer sollte man morgens die kühle Luft reinlassen und danach die Storen schliessen. Zusätzlich könnten Zimmerpflanzen die CO2-Absorption und den Feuchteeintrag unterstützen.
Ferner kann man natürlich auch die Prüfungszimmer ganz gezielt aussuchen. Ich würde grundsätzlich das Gebäude 9 für Prüfungen meiden. Solange die Werte einzelner Zimmer nicht bekannt sind, würde ich nur Zimmer wählen, die nach Norden oder nach Osten ausgerichtet sind, möglichst im Erdgeschoss liegen und grösser sind. Auch sollten Schülerinnen und Schüler bei jeder Prüfung eine Wasserflasche bereithalten, um der tiefen Luftfeuchtigkeit und der Dehydrierung entgegenzuwirken.
