29. September 2021

Demo-Dunst: Professor Dr. Hans-Martin Seipp lässt Kunstnebel in die Mensa der CBES am Standort Allendorf (Lumda) strömen, um die Wirkungsweise der Abluftventilatoren anschaulich zu machen. (Foto: Landkreis Gießen)

Mit Kippfenster und Ventilator wirkungsvoll gegen Coronaviren

Effektiver Luftaustausch in Klassenzimmern: Landkreis Gießen und THM kooperieren bei Modellprojekt

Es zischt, es qualmt, es riecht wie in der Disco. Der Kunstnebel hüllt aber keine Tanzfläche ein, sondern die Schulmensa der Clemens-Brentano-Europaschule am Standort Allendorf (Lumda). Kreis-Schuldezernent Christopher Lipp drückt einen Knopf, surrend läuft in einer Fensteröffnung ein Ventilator an.

Der Kunstnebel ist Teil eines Praxistests: Fachleute der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) und des Servicebetriebes des Landkreises Gießen arbeiten gemeinsam an der Verbesserung der Belüftungssituation in den Schulen, um in Corona-Zeiten einen ausreichenden Luftaustausch zu ermöglichen – ganz ohne unangenehmen Durchzug für die Personen im Raum. Der Landkreis Gießen testet dafür im Rahmen eines Modellprojektes ein von der THM weiterentwickeltes Abluftventilatorensystem zur effektiven Belüftung von Klassenräumen. „Mit viel Interesse haben wir die Untersuchungen der THM zum Stoßlüften von Klassenräumen mittels Abluftventilatoren verfolgt und sind auf große Kooperationsbereitschaft gestoßen“, berichtet Erster Kreisbeigeordneter und Schuldezernent Christopher Lipp. Das Team um Prof. Dr. Hans-Martin Seipp und Prof. Dr. Thomas Steffens vom Fachbereich Life Science Engineering der THM beschäftigt sich mit der Frage, wie virustragende Aerosole und CO2 in der Raumluft wirkungsvoll reduziert werden können.

In drei Minuten ist das Luftvolumen des Klassenraums bis zu 70 Prozent ausgetauscht

Bei der Lüftung mittels gekipptem Fenster und Ventilator setzt das Team auf ein Prinzip, das sich ein physikalisches Phänomen zunutze macht – den sogenannten Coanda-Effekt: Durch das gekippte Fenster wird kalte Außenluft in einen Raum gesaugt. Das gekippte Fenster wirkt wie eine Rampe, die die Luft über die Köpfe der Menschen im Raum hinweg an die Decke und dann zur gegenüberliegenden Wand lenkt. Bevor sie zu Boden fallen kann, vermischt sie sich mit der warmen Raumluft und nimmt Wärme von Decke und Wänden auf. Ein Ventilator in dem am weitesten entfernten Fenster erzeugt eine kolbenähnliche Strömung durch den Raum. Diese sorgt dafür, dass während zwei der drei Betriebsminuten ausschließlich verbrauchte und potenziell belastete Raumluft durch die Ventilatoröffnung hinausbefördert wird. Bei einmaliger Lüftung zur Hälfte einer Schulstunde können so 50 bis 70 Prozent des Luftvolumens ausgetauscht werden. In der Pause erfolgt dann eine weitere Lüftung.

„Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass mit dem Einsatz von Abluftventilatoren potentiell virenhaltige Aerosole deutlich effektiver entfernt werden können als durch den Betrieb von mobilen Luftreinigern. Zudem sind mobile Luftreiniger im Gegensatz zu dem Abluftventilatorensystem nicht in der Lage, ermüdendes CO2 zu entfernen und eine ausreichende Zufuhr von Sauerstoff zu ermöglichen“, erläutert Professor Seipp.

Das getestete Abluftventilatorensystem ist nicht nur um ein Vielfaches preiswerter als derzeit ohnehin auf dem Markt extrem gefragte raumlufttechnische Anlagen, es kann auch aus üblichen technischen Komponenten zusammengestellt und leicht montiert werden. „Im Rahmen eines Pilotprojekts werden wir zunächst sieben Klassenräume mit dem Abluftventilatorensystem ausstatten und die Rückmeldungen der Schülerinnen und Schüler sowie der Lehrerinnen und Lehrer aus dem Praxistest in unsere weiteren Entscheidungen einfließen lassen“, erklärt Dezernent Lipp. Nach Auswertung und Rückmeldung der Schulen kommt eine Ausrüstung auch für weitere Schulen infrage.

650.000 Euro wurden in Lüftungsanlagen und Luftreinigungsgeräte investiert

Grundsätzlich ist in vielen Unterrichtsräumen an den insgesamt 53 Schulen des Landkreises der Einsatz technischer Hilfsmittel zur Reduzierung der potentiellen Virenlast in der Raumluft nicht erforderlich – nämlich überall dort, wo eine effektive Fensterlüftung möglich ist oder die Gebäudetechnik bereits eine leistungsfähige Lüftung gewährleistet. „Wir unterscheiden zwischen drei Kategorien von Klassenräumen und halten uns dabei an die Handlungsempfehlungen des Umweltbundesamtes“, erklärt Lipp. Unter die erste Kategorie fallen Räume mit guter Lüftungsmöglichkeit – per Fensterlüftung oder Lüftungsanlage. Luftreinigungsgeräte sind hier nicht erforderlich. In die zweite Kategorie fallen Räume mit eingeschränkter Lüftungsmöglichkeit: In diesen Räumen kann der Einsatz von Luftreinigungsgeräten eine sinnvolle Unterstützung darstellen. In die dritte Kategorie fallen Räume, die gar nicht zu belüften sind und in denen aus innenraumlufthygienischer Sicht kein Unterricht stattfinden kann.

Alle Klassenräume an den Schulen im Landkreis Gießen, die in die zweite Kategorie fallen, wurden bereits mit Luftreinigungsgeräten, Lüftungsanlagen oder Abluftventilatoren ausgestattet oder werden kurzfristig noch eine Ausstattung erhalten. Zur Verbesserung der Belüftungssituation in den Schulen hat der Landkreis in den letzten Monaten bereits rund 650.000 Euro in Lüftungsanlagen und Luftreinigungsgeräte investiert. Für den Neueinbau corona-konformer raumlufttechnischer Anlagen an den Schulen wurden Förderanträge für eine Investitionssumme von rund 2,2 Millionen Euro gestellt. Für eine zentrale Lüftungsanlage für die neue Grundschule in Staufenberg liegt bereits eine Förderzusage über 500.000 Euro mit einer zentralen Lüftungsanlage vorliegt.