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Untersuchungen zur Raumluftqualität in Schulen in Rumänien

Der Branchenprimus: Gewerbliche Lüftungs- und Luftreinigungssysteme von Daikin unterstreichen die positiven Auswirkungen einer verbesserten Luftqualität auf die Leistung der Schüler.

Daikin hat vor kurzem an einer ausgedehnten Studie in einer Schule im Raum Bukarest teilgenommen, um die möglichen Auswirkungen auf die Schüler in Bezug auf Lernen und Gesundheit herauszufinden.

Kontaktiert wurde der Daikin-HLK-Spezialist von der Technischen Universität für Bauwesen Bukarest, Fakultät für Gebäudetechnik, aufgrund der anerkannten Fachkenntnisse von Daikin und einer bereits existierenden Verbindung zu einer örtlichen öffentlichen Schule im Raum Bukarest, die Schüler der Klassen Eins bis Acht unterrichtet.

Produkte im Rahmen des Geltungsbereichs

  • Airsensepro+ (Raumluftqualitätssensor)
  • Luftreinigungsgeräte (Air Purifier Units, APUs)
  • VAM-Lüftungsgerät

Raumluftqualität: Ein unsichtbares Problem

Kinder verbringen außerhalb ihres Zuhauses den größten Teil ihrer Zeit in der Schule. In Schulen, wo sich viele Kinder ein einziges Klassenzimmer teilen, können sich schnell Luftschadstoffe ansammeln. Angereicherte Konzentrationen von CO2, flüchtigen organischen Verbindungen (Volatile Organic Compounds, VOCs) in Form von Dämpfen, die von Reinigungs-, Bau- und Unterrichtsmaterialien freigesetzt werden, Staubpartikel und Allergene wie Pollen können eine Reihe von Gesundheitsproblemen auslösen. Diese reichen von Kopfschmerzen, Konzentrationsschwäche, Koordinationsstörungen, Übelkeit und Schwindel bis hin zu Atembeschwerden und Schädigung von Organen oder des zentralen Nervensystems. Bakterien und Viren, darunter Covid-19, setzen sich im Feinstaub der Luft fest, so dass die Gefahr einer raschen Ausbreitung von Krankheiten besteht, sofern nichts dagegen unternommen wird.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass weltweit rund 93 % der Kinder unter 15 Jahren jeden Tag Luft einatmen, die so schadstoffbelastet ist, dass ihre Gesundheit und Entwicklung ernsthaft gefährdet sind. 1

Eine aktuelle Studie der Harvard Gazette hat einen klaren Zusammenhang zwischen kleineren PM2,5-Partikeln, die in den Blutkreislauf aufgenommen werden können, und Demenz nachgewiesen. Dies birgt die Gefahr eines kurzfristigen Rückgangs der kognitiven Fähigkeiten und hat Auswirkungen auf die Gesundheit der Bevölkerung, da derzeit weltweit mehr als 57 Millionen Menschen von dieser Krankheit betroffen sind.2

Natürliche Lüftung kann dazu beitragen, die Qualitätsprobleme der Luft zu mildern, allerdings ist das Öffnen von Fenstern nicht immer möglich oder effektiv. Die Schule, die an der Fallstudie teilnahm, liegt beispielsweise in einem dicht besiedelten städtischen Gebiet mit schlechter Außenluftqualität und einer hohen Konzentration von PM2,5 und PM10-Partikeln. Abgesehen vom Eintritt von äußeren störenden Schadstoffen und Lärm in eine Lernumgebung sind die natürlichen Luftströmungsmuster unvorhersehbar, so dass es zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Frischluft und/oder einer unzureichenden Beseitigung von Schadstoffen kommen kann. Ein übermäßiger Verlust oder Zugewinn an Wärme durch offene Fenster kann auch die Energieeffizienz der Heiz- und Kühlsysteme des Gebäudes beeinträchtigen.

Über die Studie

In vielen Schulen und Kindergärten genügt die Luftqualität nicht den nationalen und internationalen Standards. Ohne angemessene Lüftung können sich gefährliche Konzentrationen von Kohlendioxid, Staub und Radon (ein radioaktives Gas) ansammeln. Das Projekt „Gesunde Schule” wurde mit dem Ziel ins Leben gerufen, die Richtlinien für die Gestaltung von Klassenzimmern zu verbessern und die Auswirkungen mit der Schaffung einer guten Raumluftqualität (Indoor Air Quality, IAQ) in Verbindung mit anderen Komfortfaktoren wie Temperatur, Akustik und Licht zu veranschaulichen. Die Studie dauerte sieben Monate und wurde in einem Klassenzimmer durchgeführt, in dem sich während der Studie etwa dreißig Schüler aufhielten.

Konzeption der Studie

Daikin arbeitete mit Professor Tiberiu Catalina zusammen, um vier unterschiedliche Testszenarien zum Verständnis der Probleme und zur Bestimmung geeigneter Gerätelösungen zu entwickeln:

Szenario 1: Referenzmessung

Messen der bestehenden Luftqualitätswerte ohne installierte Geräte.

Szenario 2: Luftreinigungsgeräte (APUs)

Einbau von Luftreinigern in die Klassenzimmer, mit einer Vorher-Nachher-Bewertung der Feinstaubwerte (Particulate Matters, PM-Werte).
Luftreinigung

Szenario 3: APUs + Lüftung

Einbau einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, um die Klassenzimmer mit Frischluft zu versorgen. Vorher-Nachher-Messung der Temperatur-, CO2-, PM- und VOC-Werte.
Einbau einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, #Frischluft für die Klassenzimmer

Szenario 4: APUs + Lüftung + zusätzliche Filtration

Zur Verbesserung der Luftqualität wurde die installierte Lüftungsanlage mit zusätzlichen Filtern ausgestattet, um auch kleinste Schadstoffpartikel abzuscheiden, die von außen in den Innenraum gelangen.
Die Erkenntnisse des Projekts „Gesunde Schule” bestätigen abermals, wie wichtig es ist, geeignete IAQ-Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen umzusetzen.

Raumluftqualitätsmessung von Daikin mit nichtdispersivem Infrarotsensor (non-dispersive infrared, NDIR)

Installierte Geräte

Der Daikin IEQ-Sensor ist ein so genanntes Internet-der-Dinge-Gerät (Internet of Things, IoT), das Ihr Wohlbefinden misst. Die Raumklimaqualität (Indoor Environment Quality, IEQ) ist breiter gefasst als dieRaumluftqualität (IAQ), da sie auch Beleuchtung, Schall und elektromagnetische Felder miteinbezieht. Er verfügt über 12 integrierte Sensoren, die 15 verschiedene Parameter überwachen, und er verbindet sich mit Ihrem Wi-Fi-Netzwerk. Die Messung der Raumluftqualität umfasst die CO2-Konzentration, den Gehalt an VOC-Verbindungen sowie die Feinstaubwerte PM2,5 und PM10. ​

VAM: Für die mechanische Lüftung wurde das energiesparende VAM-Gerät von Daikin mit Enthalpie-Wärmetauscher eingesetzt, das Wärmeverluste durch die Lüftung verhindert und die Wärme-, Kälte- und Feuchterückgewinnung aus den Räumen nutzt, sowie die „freie Kühlung”, wenn die Außentemperaturen unter die Temperaturen im Gebäude fallen.

Daikin-Luftreiniger MCK55W: Die Luftreinigung wurde neben der mechanischen Lüftung mit Hilfe des Luftreinigungsgeräts MCK55W realisiert, das zudem über eine Befeuchtungsfunktion verfügt. Der elektrostatische HEPA-Filter ist so konzipiert, dass er 99,97 % der Feinstaubpartikel mit einer Größe von 0,3 μm herausfiltert. ​

Die Produkte von Daikin sind der Einfachheit halber nahtlos in eine Gesamtlösung aus Klimatisierung und Wärmepumpe integriert. Die Wärmerückgewinnung durch die VAM-Geräte hält die richtige Temperatur und Luftfeuchtigkeit für die erforderlichen Raumbedingungen aufrecht, während gleichzeitig die Energiekosten gesenkt werden und den Menschen ein Höchstmaß an Komfort geboten wird, damit sie sich noch besser konzentrieren können.

Schlussfolgerungen der Studie

Die rumänische Studie unterstrich das potenzielle Risiko geschlossener Klassenzimmer, in die kaum Luft eindringen kann, so dass sich dort Schadstoffe halten und anreichern können. Die Erkenntnisse des Projekts „Gesunde Schule” bestätigen abermals, wie wichtig es ist, geeignete IAQ-Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen umzusetzen.

Ohne eingebaute Geräte (Szenario Eins) wurden hohe PM2,5- und PM10-Feinstaubwerte gemessen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Erkrankungen geführt haben. Mit dem Einbau von Luftreinigern (Szenario Zwei) wurde ein um 29 % geringeres Risiko der PM-Werte beobachtet, allerdings wurde die größte Verbesserung durch den Einbau von VAM-Geräten zur mechanischen Lüftung in Verbindung mit Luftreinigern erreicht (Szenario Drei). Die CO2-Werte sanken hierbei beträchtlich, um bis zu 60 %. Bei der Ausstattung mit VAM+G3-Filtern (Szenario Drei) wurde eine spürbare Abnahme der Feinstaubwerte verzeichnet. Ein weiterer Rückgang wurde nach dem Einbau von hochwirksamen F7-Filtern (Szenario Vier) registriert, was darauf hindeutet, dass der Feinstaubeintrag aus dem Freien in die Klassenzimmer drastisch vermindert werden kann. ​

Dank der Kombination aus APU und mechanischer Lüftung kann die Raumluftqualität (IAQ) in den Klassenzimmern erheblich verbessert und somit eine optimale Lernumgebung für die Schüler geschaffen werden. ​

VAM mit ohne Lüftung – hohe Qualität

„Es wurden deutliche Verbesserungen festgestellt, wobei die CO2-Werte überwiegend unter dem empfohlenen nationalen Wert blieben und die Staubkonzentration im Durchschnitt um über 30 % abnahm. Bezüglich der Akustik war der Geräuschpegel minimal, was angesichts der Tatsache, dass die Luftreiniger mit ihren Höchstdrehzahlen laufen, um diese Ergebnisse zu erzielen, von besonderer Bedeutung ist. Darüber hinaus konnten wir bemerken, dass sich die schulischen Leistungen verbessert haben. Ebenso belegen wissenschaftliche Studien in anderen Ländern einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Schaffung einer guten Raumluftqualität und den Schulnoten. Die Rückmeldungen von Schülern und Lehrern der Pilotschule waren durchweg positiv: Sie fühlten sich sicherer und wohler.”

Professor Tiberiu Catalina Technische Universität für Bauwesen Bukarest

Erfahren Sie mehr über IAQ: hier

Weiterführende Informationen zu Lüftungslösungen von Daikin finden Sie unter Daikin-Lüftung

Weiterführende Informationen zu Luftreinigungslösungen von Daikin finden Sie unter Daikin-Luftreinigung

Quellen:

[1] Weltweit atmen mehr als 90 % der Kinder jeden Tag giftige Luft ein | WHO

[2] Studie führt eindeutigen Nachweis für Zusammenhang zwischen PM2,5 und kognitivem Rückgang | The Harvard Gazette

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