En-Sol – Solare Lüftung für Schulen | 2016-10

Lüftung und Klimatisierung werden in Zukunft immer wichtiger. Zum einem bringt der Klimawandel heißere Sommer und größere Temperaturschwankungen, zum anderen ist konventionelles Lüften in modernen Niedrig- und Passivenergiehäuser für bis zu 50% der Wärmeverluste verantwortlich. Schulen, wo Schüler tagsüber dichtgedrängt zusammensitzen und lernen, die nachts aber leer stehen, stellen Architekten vor eine besondere Herausforderung. Im Jahr 2008 förderte der Innovationsfonds bereits ein Projekt in Offenburg mit dem Ziel, Schulen ohne herkömmliche Klimaanlagen zu klimatisieren. Ein weiteres Projekt der Hochschule Offenburg erforschte 2010 die klimafreundliche Lüftung von sanierten Gebäuden.

Diese Ergebnisse floßen in dieses Projekt, das ein solares, dezentrales Lüftungssystem an der Offenburger Waldbachschule einsetzt. Während der durchgeführten energetischen Sanierung wurde dort ein innovatives solares Lüftungssystem mit Wärmetauschern und CO2-Sensoren eingebaut. Diese Kombination kommt vereinzelt schon in Wohngebäuden zum Einsatz; in Schulen war sie noch unerprobt. In einem an der Fassade angebrachten Luftkollektor erwärmen Sonne und Gebäudewand hierfür die Außenluft; ein Ventilator steuert, wie viel warme oder kalte Frischluft ins Gebäude gelangt. Die Frischluft durchfließt anschließend das Gebäude in einem genau durchdachten Muster. Dezentrale Lüftungssysteme haben wesentliche Vorteile. Sie sind langfristig günstiger und wartungsärmer als herkömmliche Anlagen, verbrauchen kaum Energie und sparen so CO2 ein. Außerdem benötigen sie keine Lüftungskanäle und lassen sich platzsparend nachträglich in die Fassade einbauen, beispielsweise während einer Sanierung.

Ziel des Projektes war es, eine Steuerungssoftware und Messtechnik zu entwickeln, die Temperatur, Feuchtigkeit und CO2-Konzentration an verschiedenen Stellen im Gebäude misst und auf die Bedürfnisse einer Schule anpasst. Aus diesen Daten erstellten die Projektmitarbeiter in Zusammenarbeit mit der Firma Enersearch Solar und Wärmetechnik Stuttgart einen Steuerungsalgorhythmus. Messdaten und Ergebnisse standen später der Öffentlichkeit zur Verfügung und machten die Waldbachschule so zum Modell für andere Schulen. Außerdem informierte ein Workshop interessierte Fachleute, und auch die Schule selbst macht das neue System zum Thema im Unterricht und in Veranstaltungen.

Drei wesentliche Erkenntnisse aus dem Projekt

• Das Projekt hat einen wesentlichen Innovationsschub für die dezentrale Be- und Entlüftung von Klassenzimmern geleistet. Die Regelung des Luftaustauschs über die CO2-Konzentration im Raum hat sich bewährt und zur zuverlässigen Einhaltung der definierten Grenzwerte geführt. Im Nachgang zum Projekt konnte mit der dafür installierten Mess- u. Übertragungstechnik nachgewiesen werden, dass der im Rahmen der Pandemiebekämpfung geforderte Luftaustausch stattfindet.
• Im Projekt konnte durch eine Versuchsanordnung die gleichmäßige Verteilung der CO2-Konzentration im Klassenzimmer praktisch nachgewiesenwerden und hat damit die zuvor angestellten theoretischen Überlegungen nach der sogenannten Brownschen Molekularbewegung bestätigt.
• Im Projekt wurde nachgewiesen, dass mit dem eingesetzten dezentralen Be- und Entlüftungssystem der hygienisch notwendige Luftwechsel mit vergleichsweise sehr geringem Strom- und Wartungsaufwand gewährleistet werden kann.