Luftqualität / Lüften

In den meisten Schweizer Schulen ist die Qualität der Raumluft ungenügend. Grund dafür ist vor allem ein nicht ausreichendes Lüftungsverhalten.

In einem Grossteil der Schweizer Schulen ist die Qualität der Raumluft nicht genügend. Das Bundesamt für Gesundheit BAG hat von 2013 bis 2015 in drei Kantonen die Luftqualität von 94 Schulzimmern mit manueller Fensterlüftung gemessen. In mehr als zwei Dritteln der Schulzimmer war die Luft nicht zufriedenstellend.

Lüften ohne System führt zu ungenügender Luftqualität.
Die meisten Schulen in der Studie zeigten zwar ein aktives Lüftungsverhalten. Oft wurde aber nach Gefühl und ohne System gelüftet. Dadurch waren das Lüften nicht effizient genug und die Lüftungsdauer häufig zu kurz. Manchmal wurde der Unterricht morgens in ungelüfteten Schulzimmern begonnen, was sich ungünstig auf die Luftqualität im Tagesverlauf auswirkte. Mit einigen wirkungsvollen Massnahmen kann die Luftqualität ohne viel Aufwand erheblich verbessert werden.

Beim Ausatmen geben wir rund 3000 unterschiedliche Substanzen in die Umgebung ab. Ohne regelmässiges Lüften kumulieren sich diese und führen in Schulzimmern zu schlechter Luftqualität.

Der wichtigste Einflussfaktor der Raumluftqualität in Schulzimmern ist der Mensch selbst. Faktoren wie die Aussenluft oder bestimmte Bau- und Einrichtungsmaterialien beeinflussen die Luftqualität in Schulzimmern ebenfalls.

Raumvolumen, Personenzahl und Lüftungs¬verhalten bestimmen Luftqualität.
Beim Ausatmen und durch Transpiration gibt der Mensch mehr als 3000 verschiedene Substanzen in die Umgebung ab, darunter auch CO₂. Meistens vermischen sich diese Stoffe mit genügend frischer Umgebungsluft. Wenn sich aber viele Personen in einem Schulzimmer aufhalten, kumuliert sich verunreinigte Luft im Raum sehr schnell. Wichtig ist: Auch in belasteter Raumluft ist genügend Sauerstoff vorhanden. Ein Mangel davon ist im Schulalltag nicht zu erwarten.

CO₂-Pegel ist ein zuverlässiger Indikator für Luftqualität.
Es ist aufwendig, die mehreren Tausend abgegebenen Substanzen in der Luft zu messen. Das ausgeatmete CO₂ hingegen kann gut gemessen werden. Weil der CO₂-Pegel in der Luft proportional zu allen anderen Substanzen ansteigt, ist er ein verlässlicher Indikator für die Luftqualität. Der CO₂-¬Pegel wird also nicht gemessen, weil CO₂ problematischer ist als andere Stoffe, sondern weil er die Gesamtbelastung der Luft im Schulzimmer anzeigt.

Das Geruchsempfinden ist nicht der einzige Indikator für die Luftqualität. Technische Hilfsmittel helfen bei der Einschätzung der Situation in Schulzimmern.

Unser Geruchssinn ist nur beim Betreten eines Schulzimmers ein zuverlässiger Indikator für die Luftqualität. Während des Unterrichts gewöhnen wir uns immer mehr an die Luftverhältnisse. Die Einschätzung der Luftqualität ist daher nicht immer einfach. Als technische Hilfsmittel bieten sich ein CO₂-Fühler oder der Lüftungssimulator SIMARIA des BAG an.

Präzise Messungen mit CO₂-Fühler
Ein CO₂-Fühler ist ein präzises Echtzeitmessgerät zur Feststellung des CO₂-Pegels in der Luft. Der ermittelte Messwert kann anhand einer Skala sofort eingestuft und die Luftqualität im Schulzimmer eingeschätzt werden.

Simulation der Raumluft mit SIMARIA
Mit dem kostenlosen Onlinelüftungssimulator SIMARIA hat das BAG ein Hilfsmittel entwickelt, mit dem sich der Lüftungsbedarf in Schulzimmern auf spielerische Weise berechnen und die Luftqualität gezielt verbessern lässt.

Wie funktioniert der Lüftungssimulator?
Auf simaria.ch kann die Qualität der Raumluft über einen ganzen Schultag anhand von Daten zur Raum- und Klassengrösse sowie zu den Lüftungszeiten simuliert werden.
Schülerinnen und Schüler sowie Lehrpersonen können verschiedene Lüftungsszenarien mit unterschiedlichen Lüftungszeiten oder Klassengrössen simulieren. So lässt sich feststellen, wie sich diese Faktoren auf die Entwicklung der Luftqualität auswirken.

Durch die Simulation unterschiedlicher Szenarien wird auf einfache Weise verständlich:

1. Raum- und Klassengrösse haben einen grossen Einfluss auf die Luftqualität.
2. Konsequentes Lüften vor den ersten Morgen- und Nachmittagslektionen und in den grossen Pausen verbessert die Luftqualität deutlich.
3. Wird in den kleinen oder grossen Pausen zu wenig gelüftet, sinkt die Luftqualität in der nächsten Lektion erheblich.

Wenn Sie richtig lüften, erzielen Sie rasch eine Verbesserung der Luftqualität.

Richtiges Lüften:

• Vor den ersten Lektionen am Morgen und Nachmittag das Schulzimmer vollständig durchlüften.
• Während der grossen Pausen lange lüften (Dauer mit SIMARIA ermitteln).
• Im weiteren Tagesverlauf nach jeder Lektion lüften.
• Beim Lüften die Schulzimmertür grundsätzlich schliessen.
• Zum Lüften mit Durchzug die Schulzimmertür öffnen. In diesem Fall unbedingt auch die Korridorfenster öffnen (Kippfenster reichen nicht aus).
• Alle Fenster immer vollständig öffnen.
• Wenn mehrere Lehrpersonen das gleiche Schulzimmer benutzen, das Lüftungsver¬halten untereinander koordinieren.

Hinweis: Ausserhalb der Heizperiode können Fenster beliebig lange offenstehen.

Häufige Fehler

• Zu kurzes Lüften. Die Pausen deshalb voll zum Lüften ausnutzen (oder mit SIMARIA ermittelte Lüftungsdauer anwenden).
• Gegenstände auf den Fenstersims stellen. Diese verhindern ein unkompliziertes und vollständiges Öffnen der Fenster.
• Lüften mit offener Schulzimmertür, ohne Korridorfenster zu öffnen. Dadurch kann verbrauchte Luft in das Schulzimmer gelangen

Gut zu wissen

• Die Raumluft erneuert sich schneller, wenn sich niemand im Schulzimmer befindet.
• Je grösser der Unterschied von Aussen- und Innentemperatur, desto rascher vollzieht sich der Luftaustausch.
• Hohe und breite Fensterflügel bieten optimale Bedingungen für einen raschen Luftaustausch.
• Wenn es draussen windet, wird der Luftaustausch beschleunigt.

Tipps für heisse Sommertage

• Langes Lüften zum Auskühlen der Räume, wenn möglich nachts oder frühmorgens.
• Aussenstoren vor erstem Sonneneinfall runterlassen.

Tipps für den Winter

• An sehr kalten Tagen verkürzt sich die nötige Lüftungsdauer.
• In besonders kalten Zeiten allenfalls das Schulzimmer während des Lüftens verlassen.
• Zu langes Lüften in der Heizperiode kann die Luft aus¬trocknen und Augentrockenheit oder Atemwegsreizungen begünstigen. Zudem beeinflusst es die Energieeffizienz negativ.

Direktlink zum Luftqualitätssimulator.

CADR steht für „Clean Air Delivery Rate“ welche helfen soll, Luftreiniger zu vergleichen. Die CADR wird von einem Labor gemessen. Von der CADR kann die empfohlene Raumgrösse eines Luftreinigers abgeleitet werden.

Je häufiger die Raumluft pro Stunde umgewälzt wird, desto sauberer wird die Luft. Für normale Verschmutzung reicht eine Umwälzung der Raumluft von 3x (das gesamte Luftvolumen des Raumes muss 3x durch den Luftreiniger zirkulieren). Für Allergiker empfehlen wir eine Umwälzung des Luftvolumens von 5x. Je höher die Geschwindigkeitsstufe beim Luftreiniger gewählt wird, desto mehr Luft wird pro Stunde umgewälzt. Wir empfehlen in der Regel den Luftreiniger lieber im Dauerbetrieb zu betreiben als nur zeitweise, so wird die Raumluft konstant umgewälzt und gereinigt.

HEPA H13 kennzeichnet dabei für Partikelgrößen von 0,1 - 0,3 µm einen Partikelabscheidegrad ≥ 99,95 bei einem Durchlassgrad ≤ 0,05 % und HEPA H14 sogar einen Partikelabscheidegrad ≥ 99,995 bei einem Durchlassgrad ≤ 0,005 %. Beispielhaft ausgedrückt: von 100.000 durch den Filter strömenden Partikeln hält der HEPA-H14-Filter 99.995 zurück, lediglich 5 von 100.000 Partikeln passieren den Filter.

Ausschließlich Hochleistungsfilter der Klasse HEPA H14 bzw. ISO 45 H, wie sie im Luftreiniger Roger in der Spezial Edition zum Einsatz kommen, sind in der Lage, auch die kleinsten virenbehafteten Aerosolpartikel (0,1 - 0,2 μm) aus der Raumluft auszufiltern, und zwar zu 99,995 %. Damit haben H14-Filter nach EN 1822 eine 10-fach höhere Filterleistung als H13-HEPA-Filter mit 99,95 % und sogar eine1.000-fach höhere Filterleistung als E11-EPA-Standardluftfilter mit nur 95 %, wie sie in den meisten Luftreinigern Verwendung finden!

Forschung und Wissenschaft bestätigen:
"Luftreiniger schützen wirksamer vor dem Coronavirus als offene Fenster"

Mit Blick auf den kalten Winter und Aussentemperaturen im Minusbereich stellt sich die Frage, wie praxistauglich und effektiv empfohlene Fensterlüftung als Infektionsschutzmassnahme ist. Entgegen der vertretenden Meinung, dass regelmässiges Stosslüften ausreichend sei und es derzeit keine bessere technische Lösung gäbe, um potenziell infektiöse Aerosole beispielsweise aus Klassenräumen zu befördern, empfehlen viele Wissenschaftler und international renommierte Aerosol-Experten den Einsatz von Hochleistungsluftreinigern mit HEPA-Filtertechnik nach EN 1822 – als wirksamere Alternative zur Fensterlüftung.

Lüften ist problembehaftet und nur unter optimalen Bedingungen wirksam

Die vom Umweltbundesamt angeführten Studien und Erkenntnisse beziehen sich zumeist auf Raumsituationen, in denen eine Querlüftung mit gegenüberliegenden Fenstern möglich ist. Nur bei der Querlüftung findet ein guter Luftaustausch statt. Allerdings bieten die wenigsten Gebäude und Raumsituation die dafür notwendigen Voraussetzungen.

Oftmals nur Stoßlüftung und keine Querlüftung möglich

Die meisten Räume und insbesondere Klassenzimmer haben nur an einer Raumseite Fenster, sodass in diesen Räumen lediglich eine Stosslüftung möglich ist. Der Luftaustausch mit der Aussenluft findet bei der Stosslüftung jedoch wesentlich langsamer statt als bei der Querlüftung – und dies auch nur bei einer ausreichend grossen Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Aussenluft oder bei ausreichender Windstärke.

Bei nahezu identischen Temperaturen findet ohne Wind fast kein Luftaustausch statt, sodass die Fensterlüftung im Sommer und im vergleichsweise milden Herbst nur bei Dauerlüftung eine Schutzwirkung entfaltet! Im Winter findet bei einer entsprechenden Temperaturdifferenz zwar zunächst ein guter Luftaustausch statt, jedoch nur für kurze Zeit und mit abnehmender Wirkung. Durch die vom Freien zugeführte Kaltluft kühlt sich der Innenraum nach und nach ab, sodass die notwendige Temperaturdifferenz immer geringer wird.

Das Resultat: Der Luftaustausch beim Lüften kommt praktisch zum Erliegen.

„Im Moment halten wir bereits seit 10 Minuten die Fenster geöffnet und trotzdem geht der Co2-Gehalt nicht runter.“ so ein Lehrer einer Primarschule.

Meist wird gerade im Winter zu kurz gelüftet, damit es im Raum nicht zu kalt wird. Dabei wird dann allerdings bei Weitem nicht genügend Luft ausgetauscht. So äusserte sich Eberhard Bodenschatz, Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen, im Spiegel zum Thema Lüften: „Man muss nur den Temperaturunterschied zwischen drinnen und draussen ermitteln. Herrschen vor der Tür 10 °C und im Innenraum 20 °C, dann haben sie 50 % der Luft erneuert, sobald Sie im Innenraum nach dem Lüften 15 °C messen. Bereiche, in denen ... sich die Temperatur beim Lüften nicht ändert, sollte man besser meiden".

Ist Lüften wirklich ausreichend?

Bei einer Aussentemperatur von 0 °C im Winter wären also 50 % der Aerosole erst dann aus dem Raum gelüftet, wenn die Raumtemperatur bei nur noch 10 °C liegt! Die Aussage des Umweltbundesamtes in der Handreichung zum Lüften in Schulen, die Temperatur im Raum sinke sowohl beim Quer- wie auch beim Stosslüften nur um wenige Grad ab, ist daher höchst fragwürdig. Um auf diese Art und Weise alleine den empfohlenen 3-fachen Luftwechsel zu erreichen, müsste dementsprechend der Raum 6mal pro Zeitstunde durch das Lüften auf 10 °C heruntergekühlt werden.

Die Aussage, dass durch 3-5 Minuten Lüften alle 20 Minuten ´die Raumluft dreimal pro Stunde komplett gegen Frischluft von aussen ausgetauscht´ wird, ist zumindest missverständlich. Insbesondere bei der Stosslüftung findet kein kompletter, direkter Austausch der Luft im Raum statt, sondern es handelt sich ein Mischen der verbrauchten, virenbelasteten Raumluft mit frischer, sauberer Aussenluft. Bei diesem Vorgang werden die virenbelasteten Aerosolpartikel also nicht komplett aus dem Raum gelüftet, wie die Formulierung suggeriert, sondern wie beim Luftreiniger auch, wird deren Konzentration verdünnt. Mit dem Unterschied, dass die Leistung eines Luftreinigers bekannt, verlässlich und einstellbar ist, während die Wirksamkeit der Fensterlüftung je nach Wettersituation stark schwankt.

Regelmässiges Lüften erhöht den Energieverbrauch

Unabhängig von der Wirksamkeit sind offene Fenster bei kalten Aussentemperaturen pure Energieverschwendung. Durch das mehrfache Lüften pro Stunde kühlen die Innenräume aus, die wichtige Wärmenergie entweicht ungenutzt aus dem Fenster – während die Personen im Innenraum frieren. Zusätzlich muss die zugeführte Aussenluft immer wieder erwärmt werden, bis sie beim nächsten Lüftungsintervall erneut durch kalte Luft ersetzt wird. Das widerspricht nicht nur den Anstrengungen der nationalen Klimapolitik. Es wird auch unweigerlich zu immensen Mehrkosten führen.

Lüften führt zu Raumtemperaturen unterhalb der gesetzlich geregelten Mindestwerte

Arbeitgeber wie auch Schulen haben eine Fürsorgepflicht gegenüber ihren Mitarbeitern bzw. Schülern. Sie müssen dafür Sorge tragen, dass diese nicht durch zu hohe oder zu niedrige Temperaturen Schaden erleiden. Das SECO konkretisiert gesundheitlich zuträgliche Raumtemperaturen wie folgt:

Minimale Raumtemperatur am Arbeitsplatz nach ArGV3
Überwiegende Körperhaltung	Schweregrad der Arbeit
	leicht	mittel	schwer
Sitzen	+21 °C	+18 °C	-
Stehen / Gehen	+21 °C	+18 °C	+21 °C

Die Stosslüftung im Winter bewirkt jedoch nicht nur eine Absenkung der Innenraumtemperatur um wenige Grad. Die Innenraumtemperatur sinkt in kürzester Zeit auf Werte um die 15°C ab und liegt somit ausserhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Werte.

Lüften ist „laut“ und stört den Unterricht

Laut SWI ist der Strassenverkehr seit langem die dominierende Lärmquelle und dieser Lärm gelangt über offene Fenster in die Klassenzimmer. Der Unterricht wird anfälliger für Störungen von draussen und das wiederum führt zu Konzentrationsschwächen, geben Lehrer daher zu bedenken.

Neben den bekannten Massnahmen wurden auch oft Luftreiniger angesprochen. Doch können diese Luftreiniger Viren und Aerosole wirklich zuverlässig entfernen?

Luftreiniger und COVID-19 (Coronavirus/Corona)
Laut der Studie "Können mobile Raumluftreiniger eine indirekte SARS-CoV-2 Infektionsgefahr durch Aerosole wirksam reduzieren?" von der Universität der Bundeswehr München Institut für Strömungsmechanik und Aerodynamik können die Virusaerosole relativ gut entfernt werden. Bereits nach einer halben Stunde ist ein Grossteil der Aerosole entfernt. Die Studie kommt somit zum Schluss, dass Luftreiniger speziell in der kalten Jahreszeit eine wertvolle Hilfe beim Kampf gegen den Corona Virus (COVID-19) ist.

30 Minuten mit einem Luftreiniger verringern die Aerosolbelastung von COVID-19 (Corona) stark
Der renommierte Professor für experimentelle Atmosphärenforschung (Joachim Curtius) hat an der Goethe-Universität in Frankfurt mit seinem Team fünf Tage lang vier Luftreiniger in einer Schulklasse mit Lehrkräften und zusätzlich 27 Schülerinnen und Schülern auf Herz und Niere getestet. Die Schüler sollen bestmöglich vor Corona geschützt sein.

Die Luftreiniger entfernen Grobstaub durch einen einfachen Filter. Zusätzlich entfernt ein HEPA- und ein Aktivkohlefilter Feinstaub wie auch gasförmige Stoffe aus der Luft. Ein solches Gerät wälzt die Luft mehrfach (5- bis 8-fache Umwälzung empfohlen) pro Stunde um und reinigt diese somit fortlaufend.

Neben der Aerosolbelastung bestimmten die Wissenschaftler auch noch die Feinstaubmenge und die CO2-Konzentration in der Atemluft. Ebenfalls untersuchten sie die Lärmbelastung durch die Geräte. Das Ergebnis: Werden die Geräte 30 Minuten lang betrieben, verringert sich die Belastung um und rund 90 Prozent der Aerosole werden zuverlässig aus der Luft entfernt. Somit wird das Risiko, an Corona zu erkranken deutlich reduziert.

Verhindern Luftreiniger die Ansteckung von Corona Viren (Coronavirus)?
Es ist zu beachten, dass Luftreiniger, geöffnete Fenster und leistungsstarke Lüftungen sehr gut geeignet sind, um dem indirekten Infektionsrisiko von Corona Viren zu begegnen. Allerdings ist es wichtig zu betonen, dass die Anlagen gegen direktes Anhusten oder bei langen Unterhaltungen über kurze Distanz nicht verringert werden können. Daher ist es wichtig, auch mit Luftreiniger genügend grosse Abstände zu anderen Personen zu haben und Mund- / Nasenbedeckungen oder partikelfiltrierende Masken zu tragen. Durch die Kombination dieser Massnahmen kann das Infektionsrisiko durch COVID-19 stark verringert werden.

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