Bekämpfung der Luftqualität und COVID-19 im Klassenzimmer

Wenn die Tage kälter werden, stehen Lehrer nicht nur vor der üblichen Herausforderung, die Klassenzimmer auf einer angenehmen Temperatur zu halten, sondern auch davor, die COVID-19-Virusbelastung in der Umgebung zu reduzieren. Wie sich die Virusausbreitung eindämmen lässt, ist für Lehrer wichtiges Wissen – genau wie vor einem Jahrhundert, als die Grippepandemie 1918 ausbrach.

So wie wir von Menschen erwarten, dass sie die Grundlagen der Ernährung verstehen, wenn sie einen Speiseplan erstellen, benötigen wir fundierte Kenntnisse der Bauwissenschaften, um in unseren Gebäuden eine gesunde, produktive und angenehme Umgebung zu schaffen. Wie können Lehrkräfte diesen Winter mit dem „Mief“ im Klassenzimmer und COVID-19 umgehen?

Das Mief-Problem

Im Winter ist es üblich, die Fenster im Klassenzimmer zu schließen und die Heizung einzuschalten. Betritt man jedoch einen überfüllten Raum, der eine Zeit lang gegen die Außenluft abgeriegelt war, bemerkt man einen deutlichen Übergang in eine unangenehme Atmosphäre, die man höflich als Mief bezeichnen könnte.

Dieser Mief ist durch hohe Luftfeuchtigkeit und einen hohen Kohlendioxidgehalt (CO2) gekennzeichnet und entsteht durch die Atmung des Menschen. Wird diese Luft nicht entfernt und durch Frischluft ersetzt, steigt der CO2-Gehalt. Dadurch nimmt die Stickigkeit zu und die Konzentrationsfähigkeit nimmt deutlich ab.

Gebäudedesigns zielen typischerweise auf einen CO2-Gehalt von 1000 ppm oder weniger in der Luft ab. Dieser Standard wurde vor etwa 100 Jahren entwickelt und basiert auf der Reduzierung von Körpergerüchen auf ein akzeptables Maß.

Aber Körpergeruch ist nicht die einzige Sorge.

Bei konzentrierten Aufgaben lässt unsere Konzentrationsfähigkeit bei CO2-Konzentrationen über 1000 ppm nach und bei Konzentrationen über 5000 ppm beginnen akute Gesundheitssymptome.

Moderne Technologien können uns heute sagen, wann die Werte zu hoch sind: In neuseeländischen Klassenzimmern werden Geräte installiert, die die Schulen warnen, wenn die Werte 800 ppm erreichen, damit sie Maßnahmen zur CO2-Reduzierung ergreifen können.

COVID-19 im Mix

Was können Lehrer und Schüler also tun, um die CO2- und Virenbelastung im Klassenzimmer zu senken?

In einer Zeit, in der Wärmepumpen Räume erwärmen, kühlen und die Luft durch den Raum pumpen, ist es verlockend, die stickige Luft durch den Betrieb der Wärmepumpe zu lösen. Wärmepumpen mögen die Luft zwar frischer erscheinen lassen, zirkulieren aber nur die vorhandene Luft, ohne den CO2-Gehalt zu verändern oder Viren aus der Luft zu entfernen.

Daher sind sie keine gute Möglichkeit, die Konzentration zu fördern oder das Risiko einer Virusverbreitung zu verringern.

Wie wäre es mit Luftreinigern? Sie werden in einigen Klassenzimmern installiert. Diese Geräte zirkulieren die Luft im Raum und „reinigen“ sie entweder durch UV-Strahlung oder Filter. Sie können zwar zur Reduzierung der Virenkonzentration in der Luft beitragen, senken aber nicht den CO2-Gehalt und sind nur die halbe Lösung.

Belüftung ist die Lösung zur Senkung des CO2-Gehalts.Die von außen ins Klassenzimmer geleitete Luft weist einen niedrigeren CO2-Gehalt auf als die durch das Ausatmen von CO2 durch Schüler und Lehrer „verschmutzte“ Luft. Eine dänische Forschungsgruppe fand heraus, dass „eine erhöhte Belüftung in Klassenzimmern sich positiv auf die kurzfristige Konzentration und das logische Denken von Kindern bei Schularbeiten auswirkt“.

Die Belüftung kann durch offene Fenster oder ein mechanisches System erfolgen, das Frischluft von außen ansaugt. Für einen Klassenraum mit 33 Personen sorgen 0,5 Quadratmeter offene Fenster auf gegenüberliegenden Seiten des Raumes für ausreichende Belüftung, um den CO2-Gehalt niedrig und die Konzentration hoch zu halten, indem die Luft etwa sechsmal pro Stunde ausgetauscht wird.

Dieser Ansatz ist nicht neu. Nach der Grippepandemie von 1918 wurden „Freiluft“-Klassenräume mit Fenstern an zwei Seiten des Raumes eingerichtet, die geöffnet werden konnten, um frische Luft hereinzulassen.

Das Lüften des Raumes mit Frischluft reduziert ebenfalls die Virenzahl in der Umgebung. Professor Richard Corsi, Luftqualitätsexperte an der University of California Davis, schätzt, dass die Luft in einem geschlossenen Raum mit 700 bis 800 ppm CO2 während eines Ausbruchs 0,8 bis 1 Prozent COVID-19-Viren enthalten könnte, wenn niemand eine Maske trägt. Masken reduzieren dieses Risiko zusätzlich.

Das Öffnen der Fenster kann eine stärkere Heizung erfordern – und Lärmbelästigungen von außerhalb des Klassenzimmers müssen bekämpft werden. Doch das könnte der Preis sein, den wir für komfortable und sichere Gebäude im Winter zahlen müssen.

Holtop entwickelt innovative Lüftungslösungen für Wohn- und Bürogebäude. Die Lüftungssysteme erfüllen die aktuellen Anforderungen an Energieeffizienz und Raumluftqualität. Die wandmontierten und bodenstehenden ERV-Modelle erfüllen die Anforderungen von Klassenzimmern und sorgen für ausreichend Frischluft im Raum. Deckenmontierte ERV-Modelle mit großem Luftvolumen eignen sich besser für große Bereiche wie Hallenstadien, Musikräume und Bibliotheken.