IAQ für den IQ

Heutige Wissenschaftler wie Pavel Wargocki haben die Auswirkungen guter Raumluftqualität auf die Leistungen der Schüler gemessen und u.a. festgestellt, dass bei Verdopplung der Außenluftrate die Geschwindigkeit, mit der Rechen­aufgaben gelöst wurden, durchschnittlich um bis zu 14 % gestiegen ist. Nach aktuellem Wissensstand besteht keinerlei Zweifel mehr, dass sich durch eine bessere Raumluftqualität Leistungsvermögen und Wohlbefinden steigern lassen, Allergien und Infektionen und daraus resultierend die Fehltage deutlich abnehmen.

Labore für die Forscher von morgen

Das Gymnasium Marianum in Meppen ist eine katholische Privatschule in Trägerschaft der Schul­stiftung des Bistums Osnabrück. Rund 1.150 Schüler werden von rund 90 Lehrkräf­ten unterrichtet. Die parkähnlichen Anlagen auf der Südseite des Klostertraktes, die 1,3 ha große Streuobstwiese, der Schulgarten und die Imkerei regen zu Lernaktivitäten an und ergänzen das Schulgebäude sinnvoll und stimmig. 

Das bestehende Gebäudeensemble mit dem denk­malgeschützten Klostertrakt aus dem Jahr 1901 wurde jetzt durch einen dreigeschossigen Neubau für die Naturwissenschaften Biologie, Physik und Chemie ergänzt.

Schüler der Leistungskurse Biologie, Physik und Chemie finden im neuen Gebäude ideale Voraus­setzungen für eine fundierte und innovative natur­wissenschaftliche Ausbildung. Hier wird nach neuesten Erkenntnissen experimentiert, analysiert und geforscht. Die neuen Chemieräume sind wie Forschungslabore ausgestattet: mit fachgerechten Laboreinrichtungen und -schränken sowie einem pro­fessionell ausgestatteten Lagerraum für die Subs­tanzen und Laborgerätschaften, die zu Versuchs­zwecken bereitstehen.

Laborbedingungen brauchen ein spezielles Lüftungskonzept

Wo mit gesundheitsgefährdenden und gefährli­chen Substanzen wie im naturwissenschaftlichen Trakt des Marianum-Gymnasiums experimentiert wird, muss das raumlufttechnische Konzept für die notwendige Sicherheit sorgen: In die Laborräume dürfen keine Gase, Dämpfe oder Stäube in gefähr­licher Konzentration aus dem Inneren der Labor­abzüge gelangen.

Für jeden der Laborräume im 2. OG des neuen naturwissenschaftlichen Gebäudes sorgen Abluft­ventilatoren auf dem Dach für den notwendigen Abluftvolumenstrom aus den Laborabzügen. Der Abluftverbrauch bestimmt die erforderliche Höhe der Zuluftvolumenströme. Die Abluftvolumenströ­me definieren sich je nach Art und Größe des La­borraums und den eingesetzten Laborabzügen und Absaugvorrichtungen. Neben der Einhaltung der Raumluftbilanzen muss die raumlufttechnische Regelung außerdem unterschiedliche Druckver­hältnisse schaffen, um den Austritt von Stoffen aus dem Labor ins Gebäudeinnere zu unterbinden. Auch die Schubschränke des Lagerraums, in denen Chemikalien gelagert werden, sind in das Abluftsystem integriert, damit die Abluft aus den Schränken abgeführt werden kann.

Lüftungsintelligenz

Um die Sicherheit und den höchsten Komfort in den Klassenzimmern zu jeder Tageszeit sicherzu­stellen, sind die Komponenten des raumlufttechni­schen Systems miteinander vernetzt. Ein intelligen­tes Luftmanagement erfasst alle relevanten Daten, wertet sie aus und sorgt für die Regelung des Sys­tems nach den vorgegebenen Parametern.

Der naturwissenschaftliche Neubau wird von ei­nem RLT-Gerät der Serie „X-Cube“ mit einer Luftvolu­menstromleistung von insgesamt 22.000 m³/h versorgt, das mit hocheffizienten PM-Motoren ausgestattet ist. Die Klima- und Lüftungsanlage beheizt und kühlt die Räume des Neubaus. Laut Jens Hawig­horst, technischer Leiter des Bistums, ist aufgrund der Passivbauweise des Gebäudes die Beheizung der Räume ganz selten und nur an sehr kalten Tagen erforderlich.

Lüftungskomfort aufgrund „intelligenter“ Raumregelung

Im Zentralgerät ist das Regelungssystem „X-Cube con­trol“ integriert. Das Regelungssystem steuert zum einen das Klimazentralgerät. Zum anderen ist es durch intelligente Vernetzung der Lüftungskomponenten für eine energieeffiziente Versorgung der Gebäude­abschnitte und Räume je nach Belegungssitua­tion verantwortlich. Sensoren für Raumbelegung, Luft­qualität oder Temperatur melden ihre Messwerte über die Regelmodule an die übergeordnete Regel­instanz „X-Aircontrol“, so dass eine bedarfsgerechte Raumregelung erfolgt. In 28 Zonen der drei Etagen sind Zonenmastermodule mit Schnittstellen zur Gebäude­leittechnik für die geregelte Luftversor­gung verantwortlich. Durch „X-Aircontrol“ war eine Vernetzung mit den Schnittstellen der Gebäudeleit­technik der bisherigen Gebäude per Plug & Play einfach zu bewerkstelligen. Im Schaltschrank des Neu­baus wurde zudem ein Modem geschaltet, so dass eine Fernüberwachung der Anlage möglich ist.

Am Display des RLT-Geräts können die Parameter abgerufen, aber auch automatisierte oder manuelle Funktionstests visualisiert, verfolgt und dokumentiert werden, beispielsweise von Brand­schutzklappen, die durch das „Troxnetcom“-Sys­tem angebunden sind. Der Anschluss an die über­geordnete Gebäude­automation erfolgt problemlos über standardisierte Protokolle.

In den Chemieräumen wird nicht ständig experi­mentiert. Sie dienen auch als „normale“ Klassenzim­mer. Deshalb hat der Lehrer die Möglichkeit, bei Nicht-Laborbetrieb durch einen Schlüsselschalter am Lehrerpult die Lüftung von Labor- auf Normalbetrieb umzuschalten. Das heißt, die Luftzufuhr wird abgesenkt, da der Luftaustausch bei einer Nutzung als Klassenzimmer bei Weitem nicht so hoch sein muss wie beim Laborbetrieb. So wird wertvolle Energie gespart und Klimakomfort gesteigert.

Effiziente Luftführung

Am Ende des Luftwegs sorgen in den Schulräu­men und den Fluren in das Deckenraster integrierte Dralldurchlässe der Serie „Xarto“ für einen komfor­tablen Lufteintritt ohne störende Geräusche und mit geringen Luftgeschwindigkeiten im Aufenthalts­bereich. Für den hohen Lüftungskomfort ist der schnelle Geschwindigkeitsabbau aufgrund strömungs­optimierter, dreidimensionaler Lamellen für die einströmende Mischlüftung verantwortlich. Trox fertigt das hinter der Durchlassfront befindliche Drallelement aus hochwertigem Kunststoff, der – anders als Metall – eine strömungstechnisch opti­male Verformung der Lamellen ermöglicht. Die Abluft wird über eine zweite Reihe dieser Luftdurch­lässe abgeführt, so dass sich ein symmetrisches Deckenbild ergibt und keine Abluftgitter benötigt werden.

Sensibler Umgang beim Brandschutz

Beim Brandschutz in Schulen ist hohe Sensibilität und Sicherheit gefordert. Das Marianum beheimatet über 1.000 Schüler. Das erfordert ein absolut zuverlässiges Sicher­heitssystem. Das intelligente Steuer- und Über­wachungssystem „Troxnetcom“ vereint in diesem Gymnasium Brandschutz- und Entrauchungsklap­pen, Rauchmelde- und Rauchauslöseeinrichtungen zu einem höchst zuverlässigen System. Aufgrund „Troxnetcom“ sind die Komponenten im ständigen Austausch. Zustände werden kontinuierlich er­fasst und analysiert. So sorgt das System für absolute Sicherheit und verhindert im Brandfall die Rauchübertragung über die Lüftungsleitungen, indem es die Brandschutz- und Entrauchungsklappen gezielt ansteuert.

Alles aus einer Hand

Jens Hawighorst, der Planungsverantwortliche des Bistums, wollte eine Komplettlösung: „Zu viele Schnittstellen schaffen Reibungsverluste. Kompo­nenten aus verschiedenen Quellen sind nicht opti­mal aufeinander abgestimmt, die Anbindung an die Gebäudeleitechnik gestaltet sich kompliziert. Des­halb haben wir uns für eine Lösung aus einer Hand entschieden, um Schnittstellen und den Planungs- sowie Abstimmungsaufwand zu minimieren. Die Kos­ten für die Anlagenkomponenten waren zwar etwas höher, aber insgesamt, durch eine geringere Schnittstellenproblematik, deutlich niedriger.“ 

Unterstützung vor Ort

Eine Automatisierung der Systeme verlangt spezi­elles Know-how hinsichtlich Parametrierung und Monitoring einer Anlage. Roland Becker, der zu­ständige Projektleiter für die Mess- und Regeltech­nik, war zur Inbetriebnahme der Anlage in Meppen vor Ort, um alles durchzuchecken. Mit dem zustän­digen Elektriker überprüfte er sämtliche Funktionen der RLT-Anlage. Störmeldungen wurden analysiert und beispielsweise eine fehlerhafte Verdrahtung korrigiert. Trox-Servicemitarbeiter kennen ihre RLT-Komponenten in- und auswendig, sie vernet­zen sie intelligent und bieten vor Ort vor allem Unterstützung in der Mess-, Steuer- und Regel­technik – nicht gerade klassische Bereiche der Kälte-Klima-Branche. 

Fazit

Jens Hawighorst fühlt sich in seiner Entscheidung und Einschätzung bestätigt: „Ich habe wesentlich weniger Zeit auf der Baustelle verbracht, weil alles aus einer Hand geliefert wurde. Die RLT-Anlage arbeitet äußerst effizient und zuverlässig. Das innovative MSR-System informiert mich zu jeder Zeit über alle relevanten Lüftungsparameter oder meldet Unregelmäßigkeiten. Das Monitoring gibt mir die Möglichkeit, Effizienz und Effektivität der Anlage zu analysieren und gegebenenfalls vorge­gebene Parameter zu korrigieren. Die Unterstützung vor Ort war einfach großartig.“