Lüftungstechnik senkt Energieverbrauch um mehr als 70 Prozent

Im April 2024 konnten die rund 900 Schüler und 86 Lehrkräfte der Gertrud-Koch-Gesamtschule im Troisdorfer Stadtteil Sieglar den ersten Teil des neuen Gebäudes beziehen. Insgesamt 39 Klassenzimmer, zehn Fachräume und weitere Nebenbereiche stehen ihnen hier auf drei Etagen zur Verfügung – ausgestattet mit moderner Technik, Smartboards in sämtlichen Unterrichtsräumen und Internetzugang an jedem Platz. 60 Millionen Euro wurden in das Gesamtprojekt investiert, das neben dem Abriss der alten Schule auch den Bau eines weiteren Klassenhauses, einer Aula, Mensa sowie Bibliothek vorsieht und bis 2026 abgeschlossen sein soll. 

Die neue Gesamtschule sollte auch gebäudetechnisch hohen energetischen Standards entsprechen. So sorgen nun 509 Photovoltaikmodule auf dem Schuldach für eine jährliche Einsparung von rund 95 Tonnen CO₂. Auch die Lüftungstechnik von Airflow trägt zum hohen Nachhaltigkeitsstandard der Schule bei: Laut dem Planungsbüro pbr sparen die 49 dezentralen und drei zentralen Lüftungsgeräte gegenüber der manuellen Fensterlüftung bis zu 490 000 kWh Energie pro Jahr ein – das sind 73 Prozent weniger als im alten Schulgebäude und so viel wie 100 Vier-Personen-Haushalte jährlich verbrauchen.

Wie schädlich ist schlechte Luft?

Um eine hohe Luftqualität sicherzustellen, bei der CO₂-Werte zwischen 1000 und 1200 ppm nicht überschritten werden, müssen Innenräume kontinuierlich mit Frischluft versorgt werden. Insbesondere in Klassenzimmern, wo sich viele Menschen gleichzeitig aufhalten, ist die Luft nach kürzester Zeit verbraucht und der CO₂-Gehalt in der Raumluft auf einem kritischen Niveau. Unwohlsein, Kopfschmerzen, Müdigkeit und Konzentrationsschwierigkeiten können die Folge sein. Normales Fensterlüften ist während des Unterrichts jedoch oft störend: Straßenlärm, Schadstoffe, Pollenflug, Kälte oder Hitze hindern das konzentrierte Lernen. Im schlimmsten Fall kann durch fehlerhaftes Lüftungsverhalten auch die Bausubstanz Schaden nehmen.

Lüftungsgeräte für Schulen die effizienteste Lösung

Lüftungsgeräte stellen in Schulen und anderen Bildungseinrichtungen die sinnvollste Lösung dar, um Nachteile zu verhindern und eine gesunde Lernatmosphäre mit ausreichend Frischluft zu schaffen. Im Vergleich zum manuellen Lüften punkten Lüftungsgeräte mit weiteren Vorteilen: Viren und Bakterien, aber auch Staub und Pollen werden zuverlässig aus der Luft gefiltert – das kommt Allergikern im Klassenraum zugute. Außerdem sind Lüftungsgeräte deutlich energieeffizienter als manuelles Lüften, da sie die benötigte Luftzufuhr immer zu 100 Prozent bedarfsangepasst durchführen und keine Raumwärme durch das Öffnen der Fenster verloren geht. 

In der neuen Gesamtschule kam eine Kombination aus zentralen und dezentralen Geräten zum Einsatz. Während zur Versorgung der Flure und Nebenräume drei zentrale Lüftungsgeräte eingeplant wurden, entschied man sich bei der Planung der 39 Klassenzimmer und zehn Fachräume für die Installation der dezentralen Lüftungsgeräte Duplex Vent S 1000. Denn die deckenmontierten Geräte lassen sich raumweise, individuell und zielgerichtet steuern und beanspruchen zudem keinen zusätzlichen Platz für lange Kanalführungen. Die Installation aller Lüftungsgeräte wurde zwischen Juni 2022 und Dezember 2023 ausgeführt.

Frischer Wind im Klassenzimmer

Mit einem Volumenstrom von 1000 m³/h ist das dezentrale Lüftungsgerät Duplex Vent S 1000 eines der größten dezentralen Airflow-Lüftungsgeräte und deckt den Lüftungsbedarf in den Unterrichtsräumen der Schule auch bei Vollbelegung zuverlässig ab. Der Wärmerückgewinnungsgrad von bis zu 95 Prozent stellt sicher, dass die Geräte selbst im Vollbetrieb energiesparend arbeiten. Alle 49 Geräte wurden deckenmontiert – so sind sie besonders platzsparend und optisch unauffällig.

Die gute Luftversorgung der Räume unterstützt der Coanda-Effekt: Dieser sorgt für eine gleichmäßige Verteilung über die gesamte Fläche und beugt Zugerscheinungen vor. Ein für Schulen entscheidender Vorteil der Duplex-Vent-Geräte ist ihr niedriger Schallpegel. Bei Nennleistung erzeugen sie lediglich einen Schallpegel von < = 35 db(A). Bei einer Auslastung von 80 Prozent liegt dieser noch niedriger bei < = 30 db(A). Damit sind sie im Betrieb besonders leise und beeinträchtigen die Konzentrationsfähigkeit der Schüler während des Unterrichts nicht. Um diesen niedrigen Schallpegel auch bei den Typen Duplex Vent S 1000 zu erreichen, setzt Airflow auf aktive Geräuschunterdrückung mittels ANC-Technik, womit vor allem niederfrequenter Schall gut gedämpft wird.

Die Installation der dezentralen Geräte war mit wenig Aufwand in kurzer Zeit zu bewerkstelligen: Lediglich zwei Kernbohrungen in die Bausubstanz mussten hierfür vorgenommen werden – weitere Eingriffe - zum Beispiel für Lüftungskanäle - waren nicht nötig. Die Außen- und Fortluft der dezentralen Geräte wird durch die Außenmauer geführt. Motorgesteuerte Verschlussklappen verhindern die direkte Luftdurchströmung. So gelangt die kühlere Frischluft nur gelenkt in das Gerät und weiter in den Raum. Die warme Luft verbleibt im Raum. Fassadengitter schützen vor Wettereinflüssen und dem Eindringen von Regen oder Schnee in die Lüftungskanäle.

Zentrale Geräte für hohe energetische Anforderungen

Zur Versorgung der Flure und Nebenbereiche in der Gesamtschule kamen zwei zentrale Lüftungsgeräte Duplex 9000 Multi Eco-N zur Außenaufstellung sowie ein Duplex 2500 Multi Eco zur Innenaufstellung zum Einsatz. Die zentralen Lüftungsgeräte wurden speziell für die Anforderungen energiesparender Gebäudetechnik entworfen. Alle Geräte enthalten einen effizienten Kreuzgegenstrom-Wärmeüberträger und erzielen einen Wärmerückgewinnungsgrad von bis zu 93 Prozent.

Auf dem Dach der Schule wurde neben dem Duplex 2500 Multi Eco-N auch eines der größten zentralen Lüftungsgeräte von Airflow, das Duplex 9000 Multi Eco-N, installiert. Es deckt einen Volumenstrombereich bis zu 8000 m³/h ab und versorgt damit auch große Bereiche wie Versammlungsräume oder Sporthallen. Der Wärmerückgewinner der zentralen Geräte ist in hohem Maße korrosionsbeständig, unempfindlich gegen Verschmutzung und kann in einem Temperaturbereich von -25 °C bis +80 °C eingesetzt werden – ideal zur witterungsfesten Außenaufstellung.

Bedarfsgerechte und effiziente Luftversorgung

Während die zentralen Lüftungsgeräte über das im Schaltkasten direkt am Gerät montierte Regelmodul RD 6 gesteuert und über die Service-Cloud komfortabel ferngewartet werden können, eröffnen die 49 dezentralen Duplex-Vent-S-1000-Geräte mit der cloudbasierten Steuerungssoftware Airlinq eine weitere Steuerungsmöglichkeit. Über das Bedienpanel können Nutzer einfach den Betriebsstatus sowie das Kohlendioxidniveau einsehen und individuelle Einstellungen vornehmen. Neben diesen Anwenderparametern kann auch ein Wochenprogramm eingestellt oder das Gerät vor den Schulferien in den Urlaubsmodus geschaltet werden. Alle Funktionen wie der Volumenstrom, das Kondensat und die Ventilatoren werden automatisch überwacht, und alle Betriebsdaten kontinuierlich gespeichert. Warnhinweise und Alarme werden mit Textbeschreibung angezeigt.

Die Airlinq-Software enthält zudem die Möglichkeit, mehrere dezentrale Lüftungsgeräte zentral und gebündelt zu steuern. Zusätzlich besteht die Option, die Lüftungssteuerung automatisch über verschiedene externe Sensoren zu regeln. Diese messen beispielsweise die CO₂-Konzentration und Luftfeuchte im Raum oder reagieren auf Bewegung und regeln dementsprechend den Luftstrom: Wird ein CO₂-Wert von 1000 ppm überschritten, führen die Lüftungsgeräte automatisch frische Luft zu.

Fazit

Mit ihrer energiesparenden gebäudetechnischen Ausstattung ist die neue Gertrud-Koch-Gesamtschule ein gutes Beispiel für nachhaltigen Schulbau. Die 49 dezentralen Lüftungsgeräte Duplex Vent S 1000 und drei zentralen Lüftungsgeräte der Serie Duplex Multi Eco von Airflow versorgen alle Bereiche der Schule konstant und bedarfsangepasst mit Frischluft und schaffen so gute Lernbedingungen für Schüler und Lehrer.

Wegen der hohen Wärmerückgewinnungsraten der Lüftungsgeräte werden der Energieverbrauch und damit der Ausstoß von CO₂ deutlich reduziert. Zugleich wird auch die Bausubstanz des Neubaus geschützt, da fehlerhaftes Lüftungsverhalten mit der Lüftungstechnik kein Thema mehr ist. Damit tragen die Geräte zum hohen Nachhaltigkeitsstandard der Gesamtschule bei.

Bautafel:

• Bauherr: Stadt Troisdorf

• Projekt: Ausstattung der Gertrud-Koch-Gesamtschule mit Lüftungsgeräten

• Standort: Troisdorf

• Jahr des Einbaus: 2022/2023

• Lüftungstechnik-Hersteller: Airflow Lufttechnik

• Eingesetzte Produkte: 49 dezentrale Lüftungsgeräte Duplex Vent S 1000, 1 zentrales Lüftungsgerät Duplex 1500 Multi Eco, 1 zentrales Lüftungsgerät Duplex 2500 Multi Eco-N, 1 zentrales Lüftungsgerät Duplex 9000 Multi Eco-N

Simon Morherr ist Produktmanagermentleiter Lüftungsgeräte bei der Airflow Lufttechnik GmbH, Rheinbach.