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Fenster sorgen für gesundes Tageslicht, frische Außenluft sowie den Blick nach außen und schaffen so ein gutes Lernklima. In Schulen und Kitas sind die Nutzungsbedingungen allerdings hart, so dass es bei schlechter Planung schnell zu Schäden und Schließung von Schulräumen kommen kann.
Deshalb ist eine fachgerechte Planung und Ausschreibung notwendig, um Schäden zu vermeiden und die Sicherheit und Gesundheit der Kinder zu gewährleisten – das gilt besonders in Corona-Zeiten.
Tageslicht, Sonnen- und Blendschutz
Medizinische Studien zeigen, dass ausreichendes Tageslicht die Gesundheit positiv beeinflusst, weil „Gute-Laune-Hormone“ wie Seratonin und Noradrenalin aktiviert, die Abwehrkräfte verbessert sowie die Leistungsfähigkeit und Lernfähigkeit gesteigert werden. Basis für eine gute Fensterplanung sind deshalb:
- farbneutrale Verglasung mit einem Lichttransmissionsgrad von 65% bis 75 %
- „normal“ geschnittene Räume (Verhältnis Breite:Tiefe etwa 1:2)
- Fensterfront mit ca. 20% der Raumfläche,
- Fensterhöhe ca. 1,5 m bis 2,0 m, Brüstungshöhe ca. 0,90 m sowie deckennahe Fensteroberkante.
- Keine Glasteilung durch Sprossen
- Möglichst geringe Abschattung durch Verbauung oder Pflanzen
- Steuerung Tageslicht durch Blend-/Sonnenschutz
Lüftung, CO2 Emissionen und Hygiene
Eine Frischluftversorgung ist für den Erhalt von Gesundheit, Wohlbefinden und geistiger Leistungsfähigkeit notwendig. Für eine gute Raumluftqualität wird eine mittlere CO2-Konzentration von 1.000 ppm (ppm = Partikelanzahl pro Million) empfohlen. Dieses ist auch ein guter Indikator für die Belastung der Luft mit Aerosolen, Feinstäuben und Viren – auch für das Coronavirus, wie wissenschaftliche Untersuchungen mit Grippeviren zeigen.
Ohne Lüftung steigt der CO2-Gehalt in einer Schulstunde schnell auf inakzeptable 2.000 ppm. Da sich in bestehenden Schulgebäuden Lüftungsanlagen nicht einfach nachrüsten lassen, ist die Lüftung mit geeigneten Fenstern, die einfachste Möglichkeit, um frische und virenarme Luft zu bekommen. Eine bloße Luftfilterung ist zu kurz gedacht, denn damit wird die CO2 Konzentration nicht gesenkt.
Simulationsberechnungen des ift Rosenheim für ein typisches Klassenzimmer zeigen, dass eine Fensterlüftung bei genügend öffenbarer Fensterfläche ausreicht, um die CO2 Konzentration in den Griff zu bekommen (Bild 3). Günstig ist die Kombination von Dauerlüftung mit gekippten Fenstern und Stoßlüftung mit offenen Fenstern in den Pausen. Ideal sind Fenster, die sich im unteren und oberen Bereich separat öffnen lassen (Bild 2).
Energieeffizienz und Klimawandel
Die hohen internen Wärmelasten durch die Personenbelegung in Klassenzimmern sorgen für einen geringen Heizenergiebedarf. Maßgeblich sind die Lüftungswärmeverluste im Winter und die Vermeidung von Überhitzungen im Sommer. Die Fensterlüftung sollte daher bedarfsgerecht erfolgen – idealerweise in Abhängigkeit vom CO2 Gehalt der Luft. Dies kann einfach durch eine CO2 Ampel und manuelles Öffnen erfolgen oder durch motorisierter Fenster in Verbindung mit einer CO2 abhängigen Steuerung. Aber auch ohne Steuerung kann der notwendige Luftaustauch bedarfsgerechter ermittelt werden. Zur Bestimmung der Öffnungszeit von Fenstern können Einflussgrößen wie Raumvolumen, Luftwechsel, öffenbare Fensterfläche, Öffnungsart, Raumbelegung sowie der Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenluft berücksichtigt werden. Mit einer automatischen Steuerung der Fenster-, Blend- und Sonnenschutzsysteme in Verbindung mit dezentralen hybriden Lüftungseinrichtungen können gute Lernbedingungen und eine hohe Energieeffizienz erreicht werden. Denn so kann ein Aufheizen der Räume am Nachmittag verhindert, eine Nachtkühlung ermöglicht und energieintensive Klimaanlagen vermieden werden.
und 11 der ift-Richtlinie FE-16/2 „Fenster in Schulbauten“, kostenloser Download unter www.ift-rosenheim.de/shop/ift-richtlinien)
Gestaltung und Ausschreibung n. Produktnorm EN 14351-1
Anforderungen finden sich in Normen, Sonderbauvorschriften, Gesetzen, Arbeitsstätten-Richtlinien und der Gesetzlichen Unfallversicherung (GUV). Charakteristisch für Fenster in Schulen und Kitas sind der hohe Lüftungsbedarf, optimale Tageslichtversorgung inkl. Blend- und Sonnenschutz, Schallschutz sowie die hohen mechanischen Belastungen bei der Nutzung. Gerade für Klassenzimmer sollten deshalb die höchsten mechanischen Beanspruchungsklassen für Beschläge, Fensterrahmen sowie Verglasungen definiert werden. Folgende Grundsätze helfen bei der Planung und Ausschreibung:
- einfache Konstruktionen mit „robuster“ Ausführung (Beschläge, Profile etc.) und geeigneter Klassifizierung für mechanische Festigkeit und Dauerfunktion gemäß ift Richtlinie FE-16/02,
- Begrenzung der max. Flügelgröße zur Verringerung der mechanischen Belastung
- Vermeidung von Fehlbedienung (Falzhindernis, Öffnungsbegrenzer)
- geeignete Öffnungsarten mit gut dosierbarer, effizienter Lüftung durch Kippflügel an Ober-/Unterlichtern sowie eine leichte Bedienbarkeit für Kinder
- Verwendung von VSG-Verglasungen und absturzsicheren Verglasungen im Brüstungsbereich
- Automatische, bedarfsgerechte Lüftung in Kombination mit manueller Stoßlüftung
- Ausreichendes Tageslicht in Verbindung mit Sonnen-/Blendschutz und Lichtlenkungssystemen.
Infokasten
Die ift-Richtlinie FE 16/1 „Einsatzempfehlung für Fenster in Schulbauten“ enthält praxisbezogene Empfehlungen auf Basis der GUV-Vorschrift 81, „Unfallverhütungsvorschrift Schulen“ und der DIN 58125 „Schulbau“ sowie den Erfahrungen des ift Rosenheim. Für die Planung, Ausschreibung und Ausführung werden geeignete Klassifizierungen und Kennwerte gemäß den Leistungseigenschaften der Produktnorm EN 14351-1 empfohlen.
(kostenloser Download unter www.ift-rosenheim.de/shop/ift-richtlinien)
Literatur
- ift-Richtlinie FE-16/2 – Einsatzempfehlung für Fenster in Schulbauten
ift Rosenheim, Dezember 2019 - Kommentar zur DIN EN 14351-1 Fenster und Türen – Produktnorm, Leistungseigenschaften,
Prof. Ulrich Sieberath; Prof. Christian Niemöller, 3. Auflage, ift Rosenheim November, 2013 - GUV-Vorschrift 81, Unfallverhütungsvorschrift Schulen
Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.V. (DGUV), Berlin - DIN 58125 : 2002-07 – Schulbau – Bautechnische Anforderungen zur Verhütung von Unfällen
Beuth Verlag GmbH, Berlin - Leitfaden zur Planung und Ausführung der Montage von Fenstern und Haustüren, RAL-Gütegemeinschaft Fenster und Haustüren e.V. / ift Rosenheim, März 2020
- Leitfaden für die Innenraumhygiene in Schulgebäuden. Bundesumweltamt/Innenraumluft-Hygiene Kommission des Umweltbundesamts Dessau-Roßlau, Berlin 2008
- DIN EN 13779:2007-09 Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsysteme. Beuth Verlag, Berlin
Jürgen Benitz-Wildenburg
Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Benitz-Wildenburg leitet im ift Rosenheim den Bereich PR & Kommunikation. Als Schreiner, Holzbauingenieur und Marketingexperte ist er seit 30 Jahren in der Holz- und Fensterbranche in verschiedenen Funktionen tätig. Als Lehrbeauftragter, Referent und Autor gibt er seine Erfahrung weiter.
