IRL2024 - A45 | Umweltbundesamt

Disclaimer: Dieser Artikel ist ein Beitrag im Rahmen der Konferenz "Innenraumluft 2024" und spiegelt nicht die Meinung des Umweltbundesamtes wider. Für die Inhalte sind die genannten Autoren und Autorinnen verantwortlich.

Autorin
Maria José da Costa Zemsch
Landeshauptstadt München
Referat für ⁠Klima⁠- und Umweltschutz
Bayerstr. 28a
80335 München

Projektpartner: Hochschule München und InnovationLab, IT@M

Empfohlene Zitierweise: da Costa Zemsch, M. J. (2024). Pilotprojekt an Schulen in München „gute Luft für besseres Lernen“. Beitrag A45 zur Fachtagung „Innenraumluft 2024 - Messen, Bewerten und Gesundes Wohnen“, 6.-8. Mai 2024, Dessau-Roßlau. https://www.umweltbundesamt.de/irl2024-a45

Pilotprojekt an Schulen in München „gute Luft für besseres Lernen“

Optimierung der Fensterlüftung durch Echtzeitüberwachung der Raumluftqualität

Lüftung und Luftqualität in Klassenräumen im realen Schulbetrieb – Istzustand

Bei der Teilnahme der Münchner Schulen an der Studie der Hochschule München „Sicheres Klassenzimmer“ im postpandemischen Schuljahr 2022/23 lag der Schwerpunkt auf der Überprüfung der tatsächlichen Luftqualität im realen Schulbetrieb in Bildungseinrichtungen mit unterschiedlichen Lüftungskonzepten - von der klassischen reinen Fensterlüftung über die Hybridlüftung bis hin zur reinen mechanischen Lüftung über raumlufttechnische Anlagen, RLT-Anlagen. Im Rahmen der Studie wurde in 18 Münchner Schulen in ca. 100 Klassenräumen u.a. die Luftqualität (⁠CO2⁠-Gehalt der Raumluft) im realen Unterrichtsbetrieb mit LoRa-Sensoren über das gesamte Schuljahr kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet.

Die Ergebnisse bestätigen, was ähnliche Untersuchungen in vielen Schulen in ganz Deutschland schon Jahrzehnte vor der Pandemie gezeigt haben: Besonders im Winter ist die Luftqualität in Klassenräumen mit Fensterlüftung während des Unterrichts problematisch. Nach der Pandemie ist die Situation die gleiche wie vor der Pandemie. Die Ursache für die schlechte Luftqualität ist seit langem bekannt: Wenn es draußen kalt ist, wird nicht ausreichend gelüftet.

Solange in Klassenräumen eine regelmäßige manuelle Lüftung über Fenster / Türen, sei es als reine Fensterlüftung oder als zusätzliche Fensterlüftung in hybriden Lüftungskonzepten, notwendig ist, um eine gesunde und lernförderliche Luftqualität im Unterricht zu erreichen und zu erhalten, sind die direkten Raumnutzer*innen - Lehrer*innen und Schüler*innen - diejenigen, die die notwendige und regelmäßige Lüftung im Schulalltag sicherstellen müssen.

Lüftungskonzepte in Bildungseinrichtungen müssen daher auf die Bedürfnisse der Lehrkräfte und den Schulalltag abgestimmt sein und praxistaugliche Lösungen/Maßnahmen beinhalten, die von der Schulleitung und den Raumnutzer*innen akzeptiert, in den Schulalltag integriert und somit tatsächlich umgesetzt werden können.

Nur durch eine kontinuierliche Überwachung der Luftqualität in Klassenräumen und Echtzeitinformationen können Lehrkräfte und Schüler*innen im Schulalltag auf Veränderungen der Luftsituation mit bedarfsgerechtem Lüften reagieren, um eine gute Luftqualität und damit eine bessere Lehr- und Lernumgebung im Klassenzimmer sicherzustellen. Wie können Informationen über die Luftqualität dargestellt werden und welche Art von Feedback kann Lehrkräften helfen, auf die Luftsituation mit bedarfsgerechtem Lüften zu reagieren, so dass der Unterricht möglichst wenig gestört wird?

Projektziel

Das Pilotprojekt soll dazu beitragen, eine effektive und praktikable Lösung für die Überwachung und Visualisierung der Luftqualität in Klassenzimmern in Echtzeit zu entwickeln, die Lehrkräfte dabei unterstützt, bewusst, bedarfsgerecht und energieeffizient zu lüften, ohne den Unterricht wesentlich zu stören.

Die Entwicklung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den Lehrkräften, um eine praxistaugliche Lösung für die Echtzeit-Visualisierung der Messdaten mit einem unauffälligen Rückmeldesystem zu finden, das die Lehrkräfte dabei unterstützt, bei Bedarf ausreichend zu lüften, ohne den Unterricht wesentlich zu stören. Durch die Einbindung der direkt Betroffenen soll die Akzeptanz des Konzeptes bei den Lehrkräften erreicht werden, so dass es im Schulalltag realistisch umgesetzt werden kann.

Durchführung

Für das Pilotprojekt wurden Schulen ausgewählt, die an der Studie 2022-23 teilgenommen haben. Im Rahmen des Projekts wurden in jeder Schule 10 Klassenräume mit den LoRa-⁠CO2⁠-Sensoren ausgestattet, die kontinuierlich die CO2-Konzentration messen und aufzeichnen.

Fünf der Räume fungieren als Kontrollräume. In fünf Klassenzimmern - Pilotklassenzimmern - sind zusätzlich Smartphones am Lehrerpult installiert, zunächst mit einer funktionierenden Basisversion der Visualisierung mit:

• Visuelle Anzeige des CO2-Verlaufs der letzten Stunde
• Visualisierung der Auswirkungen auf die Raumnutzer*innen (z.B. Müdigkeit, Konzentrationsschwäche)
• Handlungsempfehlungen (z.B. gute Luftqualität - viel Erfolg beim Lehren&Lernen! / Lüften bei Gelegenheit / Lüften notwendig!)

Für jeden Pilotraum gibt es eine*n Ansprechpartner*in - Pilotlehr*in - für Tests, Feedback und Ideenaustausch, um das Konzept und die Visualisierungslösung an die Bedürfnisse der Lehrkräfte anzupassen und zu verbessern.

Testphase und Optimierung

Test- und Optimierungsphase findet von Ende Februar bis Juni statt. Besonders wichtig ist die Erprobung bei niedrigen Außentemperaturen, da die Fensterlüftung in Klassenräumen in der Praxis in der Regel problematischer ist und nach Untersuchungen unzureichend durchgeführt wird.

Getestet wird die Eignung des Visualisierungskonzeptes als Unterstützung für eine bedarfsgerechte Lüftung während des Unterrichts und des allgemeinen Schulalltags, so dass die Lehrkräfte auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen für eine Verbesserung der Luftqualität in ihren Klassenräumen sorgen können.

Das Feedback der Lehrkräfte spielt bei der Entwicklung und Optimierung die wichtige Rolle.

Projektergebnisse und Ausblick

Die Ergebnisse der ersten Wintertestphase und die Entwicklung der Echtzeitvisualisierung in den Pilotklassenzimmern werden präsentiert und diskutiert.

Bei der Umsetzung des Konzeptes im laufenden Schulbetrieb treten viele Aspekte und auch Probleme des realen Schulalltags auf, die in Lüftungskonzepten für Bildungseinrichtungen berücksichtigt werden müssen, um den Schulen praxistaugliche Konzepte anbieten zu können, die in der Praxis erfolgreich umgesetzt werden können.

Durch die enge Zusammenarbeit mit den Lehrkräften und deren aktive Einbindung in die Lösungsentwicklung soll sichergestellt werden, dass die Visualisierung der Luftqualität nicht nur einen effektiven Beitrag zur Verbesserung der Lüftung und der Luftqualität in den Klassenräumen leistet, sondern auch praktikabel in den Schulalltag integriert werden kann. Die teilnehmenden Pilotklassen können als Beispiele und Multiplikatoren dienen, um das System in weiteren Klassenzimmern zu implementieren oder auf andere Schulen auszuweiten.

Danksagung

Ich danke den Projektpartnern für die gute Zusammenarbeit, das Interesse und die fachlichen Anregungen und Diskussionen:

C. Schwarzbauer (Hochschule München): Systemkonzeption zur Datenerhebung, Datenauswertung
F. Kors und G. Neumann (InnovationLab, IT@M): Echtzeitvisualisierung der Luftqualität dem Referat für ⁠Klima⁠- und Umweltschutz, dem Referat für Bildung und Sport und dem Baureferat für die Zustimmung und das Interesse am Pilotprojekt