OLiS

Die kontinuierliche Verschärfung der energetischen Anforderungen führen dazu, dass Gebäudehüllen von neu errichteten oder sanierten Gebäuden hochgedämmt und luftdicht ausgeführt werden. Dies hat zur Folge, dass die Infiltration wesentlich verringert wird, so dass der hygienisch erforderliche Außenluftwechsel für das Gebäude ohne Lüftungskonzept nicht erreicht werden kann. In Schulen, die in der Regel eine hohe Personenbelegungsdichte aufweisen, wirkt sich eine unzureichende Raumluftqualität negativ auf das Lernvermögen und die Leistungsfähigkeit der Schüler aus. Mit einer Fensterlüftung kann die erforderliche Luftwechsel nicht zuverlässig sichergestellt werden und führt dadurch entweder zu erhöhten Energieaufwänden oder zu Behaglichkeitsdefiziten.

Um die geforderte Luftqualität im Aufenthaltsbereich von Schülern zu gewährleisten, ist eine maschinelle Lüftung erforderlich, die nach dem Stand der Technik mit Wärmerückgewinnung ausgeführt wird. Hierbei ist jedoch nicht nur der nominelle Außenluftstrom relevant, sondern auch die örtliche Luftverteilung im Raum, die von der Anordnung der Luftdurchlässe abhängig ist. Die Luftverteilung kann über die Lüftungseffektivität im Aufenthaltsbereich bewertet werden. Durch eine hohe Lüftungseffektivität kann bei gleichem Außenluftstrom eine verbesserte Raumluftqualität für die Personen im Raum erreicht werden. Folglich besteht bei einer verbesserten Lüftungseffektivität die Möglichkeit, den Außenluftstrom ohne Beeinträchtigung der Luftqualität zu reduzieren. Dadurch können entsprechende energetische Einsparungen für den Lufttransport und die -konditionierung und somit eine Reduktion der CO₂-Emissionen erzielt werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, einen Planungsleitfaden als Hilfestellung für Fachplaner für eine optimierte Luftführung in Klassenräumen zu erstellen. Dafür werden zunächst die Lüftungseffektivitäten von häufig eingesetzten Schullüftungskonzepten ermittelt und deren Defizite aufgezeigt. Hierzu werden für ein Referenzklassenzimmer Strömungssimulationen und experimentelle Untersuchungen durchgeführt und dabei die Auswirkungen der Luftführung im Raum analysiert. Auf Basis dieser Erkenntnisse werden Optimierungsmaßnahmen für die Luftführung entwickelt, die stabile Raumzustände und die Sicherstellung der Luftqualität bei unterschiedlichen Belegungen ermöglichen. Zur Ermittlung des Energieeinsparpotentials durch eine verbesserte Lüftungseffektivität werden thermisch-energetische Jahressimulationen eingesetzt und damit die Energieaufwände unterschiedlicher Luftführungskonzepte verglichen.