CO2-Belastungen in Klassenräumen an Kölner Schulen

Gudrun Barth (Gesundheitsamt Köln), Wolfgang Büchel (ehemals Gesundheitsamt Köln, jetzt Gesundheitsamt Duisburg), Christof Kaesler ( Gesundheitsamt Köln); Umwelthygiene

Hintergrund

Zur Gewährleistung einer guten Raumluftqualität in Klassenräumen  ist es zwingend erforderlich den dafür notwendigen Luftwechsel herbeizuführen bzw. zu ermöglichen.

Hierbei steht die Erneuerung der Raumluft durch Abführung von gas- und staubförmiger Verunreinigungen sowie der durch den Menschen produzierten Stoffwechselprodukte im Vordergrund. Weiterhin soll ein möglichst behagliches Raumklima erzielt werden.

Ein guter Indikator für die Emissionen organischer Ausdünstungen durch Menschen ist das beim Atmen freigesetzte CO2, das sich für die Klassifizierung für Aufenthaltsräume etabliert hat (IDA1-4: CO2-Gehalt in Räumen)1. Mit steigendem Kohlendioxidgehalt nimmt die Konzentrationsfähigkeit ab2.

Im Einzelfall hängt die CO2-Konzentration in der Raumluft von der Zahl, Aufenthaltsdauer und Aktivität der anwesenden Personen sowie den baulichen Gegebenheiten (Raumvolumen, Luftwechselzahl bei geschlossenen Fenstern) ab.

Eine entscheidende Rolle für die CO2-Konzentration spielt das Lüftungsverhalten der Nutzer. Die energieeinsparenden Vorgaben3,4 zur Dichtigkeit von Fenstern und der Gebäudehülle (dadurch reduzierter natürlicher Luftwechsel) bei Neubauten bzw. Gebäudesanierungen sowie zu gering dimensionierte Öffnungsquerschnitte der Fenster können zu erhöhten CO2-Gehalten führen.

Vorgehensweise in Köln

In Anlehnung an die vom Umweltbundesamt herausgegebenen Leitwerte für die Kohlendioxidkonzentration in der Innenraumluft von Schulen5 (Tabelle 1) wird ein Vorsorgewert von 1000 ppm für Klassenräume angestrebt. Im Rahmen des Kölner Programms „Aktive Gesundheitsvorsorge“ führen Gesundheitsingenieure des Gesundheitsamtes CO2-Messungen in Schulen unterrichtsbegleitend durch.

Hygienische Bewertung der CO2-Konzentation in Schulinnenräumen gemäß des Schulleitfadens des Umweltbundesamtes3
CO2-Konzentration Hygienische Bewertung
< 1000 ppm hygienisch unbedenklich
1000-2000 ppm hygienisch unauffällig
> 2000 ppm hygienisch inakzeptabel

 Tabelle 1

Ergebnisse

Aufgrund von Beschwerden über die Raumluftqualität und möglicherweise dadurch verursachten gesundheitlichen Beeiträchtigungen (Kopfschmerzen, leichte Ermüdbarkeit) wurden in 35 Kölner Schulen CO2-Messungen (Abbildung 1) vorgenommen.

Co2-Grafik-Messergebnisse

Abbildung 1: Darstellung der Messergebnisse

.

Die Messungen wurden zu unterschiedlichen Bedingungen (Gebäudetyp, Klassenraum, Lüftungsmöglichkeit) durchgeführt.

In sieben Fällen wurde der Orientierungswert für CO2 (1000 ppm) im Unterrichtsverlauf eingehalten. Vier Messergebnisse überschreiten bereits zu Unterrichtsbeginn den Orientierungswert (keine Lüftung). 24 Fälle zeigen nach der ersten Unterrichtsstunde und 28 Fälle nach der zweiten Stunde (davon 14 Messungen > 2000 ppm = hygienisch inakzeptabel, Maximalwert: 3889 ppm) eine Überschreitung des Orientierungswertes. Trotz Pausenlüftung wurde in sieben Fällen die dritte Unterrichtsstunde mit einer Ausgangskonzentration > 1000 ppm begonnen, d.h. die Lüftung war unzureichend.

Wie sich die CO2-Konzentrationen im Laufe von  Unterrichtseinheiten verändern zeigt exemplarisch die Abbildung 2.

Co2-Grafik Verlauf der Messung

Abbildung 2: C02-Verlauf einer Messung in einem Klassenzimmer

Die in Abbildung 2 dargestellten Messergebnisse zeigen, dass trotz Kipplüftung über drei Fenster der CO2-Orientierungswert schnell überschritten wird. Erst durch Stoßlüften in der Pause konnte die erforderliche CO2-Reduktion herbeigeführt werden. Deutlich wird auch, dass in dem Klassenraum ausreichend zu öffnende Fensterflächen zur Verfügung stehen müssen, um den Luftwechsel über Stoßlüftung zu gewährleisten.

Maßnahmen in Köln

Es wurde ein Merkblatt mit folgender Lüftungsanweisung erarbeitet und an alle Schulen versandt:

  • Die Fenster müssen regelmäßig und weit für 5 -10 min (Stoßlüftung) geöffnet werden.
  • Noch effektiver - falls möglich- ist eine Querlüftung über gegenüberliegende Fenster.
  • Gelüftet werden muss nach jeder Unterrichtsstunde, auch bei Doppelstunden.


Das Gesundheitsamt ist aktiv bereits bei der Planung von Neu- und Umbaumaßnahmen zur Erzielung guter Raumluftqualität beteiligt.

In bestehenden Gebäuden wird  durch bauliche Veränderungen (Fenstertausch, Einbau von Ventilatoren) im Einzelfall eine hygienisch ausreichende Möglichkeit zur CO2-Reduktion herbeigeführt.

Literaturverzeichnis

  1. DIN EN 13779: „Lüftung von Nichtwohngebäuden“, September 2007, Beuth Verlag GmbH,10772 Berlin
  2. Ribic W. Nachweis des Zusammenhangs zwischen Leistungsfähigkeit und Luftqualität. HLH Bd. 59, 2008
  3. Internetlink Energieeinsparverordnung (ENEV) vom 24.07.2007
  4. Internetlink  Energieeinsparungsgesetz (EnEG) vom 2.04.2009
  5. „Leitfaden für die Innenraumhygiene in Schulgebäuden“, Hrsg. Umweltbundesamt, Berlin 2008,
     PDF-Dokument www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3689.pdf

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letzte Änderung am: 02.11.2015



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