einführung in die schullüftung – anforderungen an den ... · einführung in die schullüftung...
TRANSCRIPT
Institut für Luft- und Kältetechnik Dresden gGmbHEinführung in die Schullüftung –
Anforderungen an den Auftraggeber aus normativer Sicht Prof. Dr.-Ing. Uwe Franzke
Gliederung
Einleitung
Zu beachtende Normen und Richtlinien
Möglichkeiten der Lüftung
Auswirkungen auf die Thermische Behaglichkeit und die Leistungsfähigkeit
Auswirkungen auf die Raumtemperaturen
Zusammenfassung
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
Schweiz 2019: Bundesamt für Gesundheit BAG
Zwei von drei Schulzimmer, d.h. ca. 66.000 Schulzimmer sind nach dem Bundesamt für Gesundheit ungenügend gelüftet. Eine Lern- und Leistungssteigerung von 7 bis 15 % wäre möglich.
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
Richtwerte des Ausschusses für Innenraumrichtwerte (AIR) des UBA
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
DIN EN 16798 -1
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
VDI 6040 Blatt 1 Raumlufttechnik - Schulen - Anforderungen (VDI-Lüftungsregeln, VDI-Schulbaurichtlinien)
Einführung in die Schullüftung
Nach VDI 6040 gilt für die Luftqualität in Schulräumen ein Grenzwert von 1.000 ppm als durchschnittlicher Wert über den Zeitraum der Unterrichtseinheit. Dieser Wert wird vom Umweltbundesamt als hygienisch unbedenklich eingeschätzt. Höhere Konzentrationen gelten als hygienisch bedenklich. Konzentrationen über 2.000 ppm werden als nicht akzeptabel eingestuft.
Die beschriebenen Anforderungen gelten systemunabhängig, d.h. unabhängig davon ob frei oder maschinell gelüftet wird.
17.06.2019
Einflüsse Außenluftvolumenstrom
Mechanische Lüftung
Hybride Lüftung
Fensterlüftung
Fensterkonstruktion
Außentemperatur
Windgeschwindigkeit
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
17.06.2019 Einführung in die Schullüftung
Messprogramm
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
Fenstergeometrie
17.06.2019 Einführung in die Schullüftung
Achtung:maximale Öffnungsbegrenzung aus Sicht des Unfallschutzes 140 mm Öffnungsweite
CO2-Abbau bei Dreh-Kipp-Fenstern bei 13 °C Außen
Einführung in die Schullüftung
Dreh-Kippfenster (DK), normierter Verlauf der räumlich gemittelten CO2-Konzentration (CO2-Sensoren 212, 213, 215, 216) bei 13°C Außenlufttemperatur, ohne Wind, ohne hybride Lüftung für verschiedene Öffnungsarten (Messkampagne 1a und 1b)
17.06.2019
Innentemperatur: 20 °C
CO2-Abbau bei Dreh-Kipp-Fenstern – verschiedene tAU
Einführung in die Schullüftung
Dreh-Kippfenster (DK), normierter Verlauf der räumlich gemittelten CO2-Konzentration (CO2-Sensoren 212, 213, 215, 216) bei verschiedenen Außenlufttemperaturen (0°C, 13°C, 26°C), ohne Wind, ohne hybride Lüftung für verschiedene Öffnungsarten
17.06.2019
Innentemperatur: 20 °C bzw. bis 25 °C Sommer
Themenfelder
Leistungsfähigkeit
Luftqualität
CO2 Schadstoffe
Behaglichkeit
Temperatur Feuchte Geschwindigkeit
17.06.2019 Einführung in die Schullüftung
Fensterlüftung
17.06.2019 Einführung in die Schullüftung
Thermische Behaglichkeit
DIN EN 15251 DIN EN ISO 7730
Kategorie I hohes Maß an Erwartungen; empfohlen für Räume, in denen sich sehrempfindliche und anfällige Personen mit besonderen Bedürfnissenaufhalten, z. B. Personen mit Behinderungen, kranke Personen, sehrkleine Kinder und ältere Personen
A
Kategorie II normales Maß an Erwartungen; empfohlen für neue und renovierteGebäude
B
Kategorie III annehmbares, moderates Maß an Erwartungen; kann bei bestehendenGebäuden angewendet werden
C
Kategorie IV Werte außerhalb der oben genannten Kategorien. Diese Kategoriesollte nur für einen begrenzten Teil des Jahres angewendet werden
-
17.06.2019 Einführung in die Schullüftung
CO2-Abbau bei Dreh-Kipp-Fenstern
Einführung in die Schullüftung
Fenster-bauart Variante Öffnungsart Windeinfluss Außenluft-Temperatur
Hybride Lüftung
Mess-kampagne
DK 20180222_0_0_2AchsobenuntenKipp
2 Achsen, oben und unten gekippt
ohne 0 °C ohne MK 1a
17.06.2019
CO2-Abbau bei Dreh-Kipp-Fenstern
Einführung in die Schullüftung
Fenster-bauart Variante Öffnungsart Windeinfluss Außenluft-Temperatur
Hybride Lüftung
Mess-kampagne
DK 20180222_0_0_2AchsobenuntenKipp
2 Achsen, oben und unten gekippt
ohne 0 °C ohne MK 1a
17.06.2019
Behaglichkeit nach DIN EN ISO 7730
Operative Temperatur |Soll-Ist| Häufigkeit Zugluftrisiko 3,92 K ohne Kat. A (DR < 10%) 0% Differenz Lufttemperatur
|Kopf-Fuss| Kat. B (DR < 20%) 53% Kat. C (DR < 30%) 37%
3,22 K Kat. C (PD < 10%| ohne (DR > 30%) 11%
2. bis 10. Minute
Temperaturvorgaben nach DIN EN 15251
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
Annahmen/Randbedingungen
Einführung in die Schullüftung
U-Werte:AW: 0,369 W/m² K; FB: 0,782 W/m² K; IW: 1,961 W/m² K; AF: 1,40 W/m² K
9,0 m6,89 m
3,0 m 1,8 m
62 m²
60 % Glasfläche mit 90 % RahmenanteilFenster nach Osten orientiert
17.06.2019
Nutzung
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
Varianten
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
Ergebnisse
Einführung in die Schullüftung
0
50
100
150
200
250
300
350
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Abw
eich
ung
nach
DIN
EN
152
51 in
h
Variante
17.06.2019
Variante 24
Einführung in die Schullüftung
0
5
10
15
20
25
30
35
10 15 20 25 30 35
Ope
rativ
e Ra
umte
mpe
ratu
r °C
Außenlufttemperatur °C
17.06.2019
Fazit
Einhaltung der CO2-Grenzwerte alleine durch Fensterlüftung ist ganzjährig nicht möglich
Im Minimum Unterstützung durch aktive Lüftung – Hybride Lüftung
Stoßlüftung in Neubauschulen kaum realisierbar!!
Modernisierte Gebäude haben sowohl im Sommer als auch Winter ein Behaglichkeitsproblem im Sommer
Einführung in die Schullüftung 17.06.2019
Jährliche Stromkosten einer LüftungsanlagePersonenbezogener Außenluftvolumenstrom m³/h 36Anzahl Personen 30Volumenstrom m³/h 1080
Wirkungsgrad Ventilator % 60
Druckerhöhung Zuluft1. Filterstufe Pa 1002. Filterstufe Pa 150WRG Pa 100Kanalnetz Pa 100Klappen und Zubehör Pa 100Summe Zuluft Pa 550
Druckerhöhung Abluft1. Filterstufe Pa 100WRG Pa 100Kanalnetz Pa 100Klappen und Zubehör Pa 100Summe Abluft Pa 400
Leistung Zuluftventilator W 275Leistung Abluftventilator W 200
Tägliche Betriebsstunden h 8Wöchentliche Betriebsstunden h 40Anzahl Monate 10Jährliche Betriebsstunden h 1600
Stromkosten €/kWh 0,25Jährliche Stromkosten €/a 190
17.06.2019 Einführung in die Schullüftung
Pro Klassenraum!
Institut für Luft- und Kältetechnikgemeinnützige Gesellschaft mbHBertolt-Brecht-Allee 20, 01309 Dresden
Prof. Dr.-Ing. Uwe Franzke
Tel.: +49 351 / 4081-510E-Mail: [email protected]