Luftqualität im Klassenraum – “schlechte Luft” während des Unterrichts

„Verbrauchte Luft“ während des Unterrichts – Unzureichende Luftqualität in Klassenräumen.

Es gibt viele Einflussfaktoren während einer Unterrichtsstunde, die das Lernen unserer Kinder positiv, aber auch negativ beeinflussen können. Beispielsweise wurde in den vergangenen Monaten die Beleuchtung im Klassenraum als ein möglicher Ansatzpunkt diskutiert, um optimale Rahmenbedingungen für die Schüler zu schaffen. Eine Literaturrecherche zu diesem Themenkomplex ergab, dass die Helligkeit (Beleuchtungsstärke) im Klassenraum einen weitaus wichtigeren Einfluss auf die Konzentrationsfähigkeit und die Lernbereitschaft hat als die Art der Beleuchtung (konventionelle Beleuchtung oder Vollspektrumlicht). Bei der Frage, welche weiteren Faktoren sich negativ auf die Aufmerksamkeit und die Lernfähigkeit der Schüler auswirken, kommt der Innenraumluft-Qualität ein besonders hoher Stellenwert zu. Nach Durchsicht der entsprechenden Fachliteratur wurde deutlich, dass die Luftqualität während des Unterrichts in den Klassen einen noch bedeutsameren Einfluss ausübt als die bisher diskutierten Einflussgrößen. Dies entspricht im Wesentlichen auch der subjektiven Wahrnehmung von Schülern und Lehrern, die häufig den Extremzustand „verbrauchte Luft“ am Ende einer Stunde beklagen. Es ist nicht überraschend, dass die Konzentrationsfähigkeit bereits deutlich vor der subjektiven Wahrnehmung von „schlechter Luft“ beeinträchtigt ist.

Beitrag zum Thema Luftqualität in Innenräumen aus der Zeitung DIE ZEIT – Stimmt’s? Mief macht müde

Stimmt es, dass »verbrauchte Luft« in einem stickigen Raum einen niedrigeren Sauerstoffgehalt hat als frische? Man kennt das: Viele Menschen sitzen zusammen in einem Raum, und nach einer Stunde setzt das Gähnen ein. »Lasst doch mal Sauerstoff rein!«, ruft dann jemand, und die Fenster werden aufgerissen. Aber es ist nicht der mangelnde Sauerstoff, der uns müde macht und auch nicht die eventuell übel riechenden Ausdünstungen der Mitmenschen. »Verbrauchte Luft« zeichnet sich vor allem durch einen höheren Anteil an Kohlendioxid aus, und das macht uns schon in sehr kleinen Mengen müde. Wenn wir atmen, dann reichern wir die Luft mit CO2 an: In der normalen Raumluft sind etwa 21 Prozent Sauerstoff und nur 0,03 Prozent CO2. Unser Atem dagegen enthält nur noch 14 Prozent Sauerstoff, aber 5,6 Prozent Kohlendioxid – dessen Menge hat sich also mehr als verhundertfacht. Und schon ab 2,5 Prozent CO2 gilt Luft als toxisch. Ich habe einmal eine Rechnung aufgestellt, was passiert, wenn zehn Menschen sich in einem 60-Kubikmeter-Raum befinden, der luftdicht abgeschlossen ist. In der Modellrechnung atmet jeder Mensch pro Minute acht Liter Luft ein und wieder aus, jeder also pro Stunde etwa einen halben Kubikmeter. Auf die gesamte Sauerstoffmenge hat das recht wenig Einfluss – nach einer Stunde ist der O2-Anteil in der Luft von 21 auf 20,3 Prozent gesunken. Aber der Kohlendioxidgehalt hat sich mehr als verzehnfacht: von 0,03 Prozent auf 0,5 Prozent. Da stirbt zwar noch niemand, aber es schlägt eindeutig aufs Wohlbefinden.

CO2-Konzentration als Maß für die Raumluftqualität

Um die Innenraumluft-Qualität zu bewerten, hat sich die Bestimmung der CO2-Konzentration bewährt. Die normale CO2-Konzentration in der Außenluft liegt bei 360 ppm (parts per million) in Reinluftgebieten und etwa 500 ppm in städtischen Gebieten. Der vielen Studien zugrunde liegende Grenzwert von 1000 ppm ist die sogenannte “Pettenkoffer Zahl”. Dieser Wert wird von vielen Experten weiterhin als wichtige Zielgröße für eine noch ausreichende Raumluftqualität angesehen (3, 5). Der ebenfalls häufig zitierte Wert von 1500 ppm (Lufthygienewert, DIN 1946-2) ist nicht gleichzusetzen mit Problemfreiheit in Bezug auf die Innenraumluftqualität. Bei 1500 ppm CO2 geben ca. 35% der Raumnutzer Unzufriedenheit mit der Raumluftqualität an (1). Aus diesem Grund sind CO2-Konzentrationen von <>Wie verändert sich die Raumluftqualität im Verlaufe des Unterrichts?

In Klassen ohne Ventilation und bei geschlossenen Fenstern steigt der CO2-Gehalt in der Rauluft im Verlaufe einer Schulstunde um durchschnittlich 1500 ppm an (1). Je nach Ausgangswert, d.h. je nach Lüftungsaktivität in der vorausgehenden Pause, und in Abhängigkeit von der Zahl der Schüler, lagen die Werte am Ende der Stunde zwischen 1900 und 3300 ppm (5 Schulen unterschiedlicher Bauart)(2). Ein mehrstündiger Unterricht bei geschlossenen Fenstern führt bei den üblichen Raumbelegungszahlen im Verlaufe des Vormittags zu CO2-Werten von ca. 5000 ppm (5). Bereits nach einer Doppelstunde wurden trotz zeitweilig offenstehender Tür Werte von 1980 ppm erreicht (5). Zwei Untersuchungen aus den USA bestätigen diese Zahlen: In 9 Schulen, aus denen es zuvor keine Klagen über schlechte Luftqualität gab, lagen die CO2-Konzentrationen zwischen 400 und 5000 ppm, wobei der Leitwert von 1000 ppm in 74% aller untersuchten Räume überschritten wurde (3). In der zweiten Studie aus Michigan lagen die Werte zwischen 2700 und 3300 ppm (4). Die CO2-Konzentrationen, die in den Schulen dokumentiert wurden, stellen mit großer Wahrscheinlichkeit kein akutes gesundheitliches Risiko dar. Sie sind allerdings ein wichtiger Indikator für die Luftqualität und weisen darauf hin, dass der Luftaustausch in der überwiegenden Zahl der Klassen absolut unzureichend ist. Bedingt durch den mangelnden Luftaustausch kommt es neben dem CO2 zu einem Temperaturanstieg, einer Zunahme von Luftfeuchtigkeit und Ausdünstungen von Bekleidung, Einrichtungsgegenständen und Baumaterialien. Untersuchungen in niedersäsischen Schulen bestätigen diese Zahlen auch für Deutschland und dokumentieren, dass im Tagesverlauf (9 – 15 Uhr) aufgrund unzureichender Lüftungsaktivitäten in den Pausen und Freistunden die CO2-Konzentration stetig zunimmt und sich ab 14 Uhr bei bedenklich hohen Werten von etwa 5000 ppm stabilisiert(1).

Das diese Zahlen als repräsentativ für die Situation an vielen Schulen gelten können, machen die sehr übereinstimmenden Rahmenbedingungen in der Studie mit den realen Bedingungen in vielen Schulen deutlich. Untersucht wurden Klassenräume der 5. Klassen mit einer durchschnittlichen Belegung von 27 Schülern und einer vergleichbaren Pausenlänge:
An 7 niedersäsischen Schulen wurde an 58 Tagen die CO2-Konzentration der Raumluft bestimmt (1). Im Sommer lagen 32% der Messungen über dem Lufthygienewert von 1500 ppm (DIN 1946-2), im Winter lagen hingegen 89% der Messungen oberhalb des Grenzwertes. Das folgende Zitat aus der Veröffentlichung dieser Studie charakterisiert sehr zutreffend die Situation in vielen Klassenräumen: “…die Messungen erfolgten bei kühler Außenwitterung in einer 5. Klasse, die von 9:50 -15:45 Uhr Unterricht hatte. Die CO2-Werte lagen bei Unterrichtsbeginn bei ca. 800 ppm. Vor Ablauf der ersten Unterrichtsstunde ist bereits der DIN-Wert von 1500 ppm überschritten. Lüftungsaktivitäten in den Pausen sind kaum wahrnehmbar…”

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