Effektivität von Stoßlüften im Klassenraum zur Verringerung der CO2-Konzentration

Hintergrund und Methodik der Studie

Angesichts der Coronapandemie ist die Lüftung in Klassenräumen ein zentrales Thema für die Sicherheit und Gesundheit von Schülern und Lehrern geworden. Eine Studie der RWTH Aachen, veröffentlicht als White Paper unter der Leitung von P. Ostmann und Kollegen, untersucht die Wirksamkeit der einseitigen Fensterlüftung, speziell das Stoßlüften, in Klassenräumen. Die Studie nutzt numerische Strömungssimulationen, um die CO2-Konzentration in einem modellierten Klassenraum während einer 45-minütigen Unterrichtseinheit zu analysieren.

Methode der Studie

Unter Verwendung des ANSYS CFX Simulationstools wurde ein dreidimensionales Modell eines Klassenraums erstellt, das 28 Schüler und einen Lehrer umfasst. Alle Personen im Raum wurden als zylindrische Manikins modelliert, die kontinuierlich CO2 ausatmen. Das Modell simuliert verschiedene Szenarien der Fensteröffnung nach dem 20/5/20-Muster, wobei die Fenster nach 20 Minuten Unterricht für 5 Minuten geöffnet und anschließend wieder geschlossen werden. Diese Methode ermöglicht es, den Einfluss der Fensterlüftung auf die Raumluftqualität unter verschiedenen äußeren Temperaturbedingungen zu beurteilen.

Ergebnisse der Studie zum Stoßlüften im Klassenraum

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Stoßlüften effektiv die CO2-Konzentration in Klassenräumen senken kann. Während der Lüftungsphasen fiel die CO2-Konzentration deutlich unter den kritischen Wert von 1000 ppm, was auf eine erfolgreiche Reduzierung der Aerosolbelastung hinweist. Allerdings wurde festgestellt, dass die Effizienz des Stoßlüftens stark von der Außentemperatur abhängt. Bei niedrigeren Temperaturen war die Lüftung effektiver, da kalte Luft schneller in den Raum strömt und eine bessere Durchmischung ermöglicht. Bei höheren Außentemperaturen war der Luftaustausch weniger effektiv, was darauf hinweist, dass zusätzliche Lüftungsmaßnahmen oder angepasste Lüftungszeiten erforderlich sein könnten, um optimale Luftqualität zu gewährleisten.

Fazit und Ausblick

Die RWTH-Studie liefert wichtige Erkenntnisse über die Bedeutung und Wirksamkeit von Stoßlüften in Schulen. Für Schulen ohne automatische Lüftungssysteme bleibt das regelmäßige, manuelle Lüften durch Fenster eine essentielle, kostengünstige und sofort umsetzbare Maßnahme, um die Gesundheit in Lernumgebungen zu schützen. Es wird weiterhin empfohlen, dass Schulen Lüftungskonzepte entwickeln, die sowohl die Luftqualität als auch den thermischen Komfort berücksichtigen, um optimale Lernbedingungen zu gewährleisten.

Literatur:

P. Ostmann, D. Derwein, M. Kremer, K. Rewitz, D. Müller, Wirksamkeit der einseitigen Fensterlüftung in Klassenräumen – Stoßlüftung, White Paper, 2., überarbeitete und korrigierte Auflage RWTH-EBC 2023-003, Aachen, 2023, DOI: 10.18154/RWTH-2023-05165