Gute Luft in Kölner Gesamtschule

Schluss mit Lernen im Container. Schüler und Lehrkräfte der städtischen Gesamtschule am Wasseramselweg in Köln sind zum Schuljahr 2019/2020 endlich in neue Räumlichkeiten im Gebäudekomplex Snake eingezogen. Das Gebäude beherbergt seit Ende August die Klassen fünf bis zehn der neuen sechszügigen Gesamtschule. Eine freie Fensterlüftung war aufgrund der nahen Bahntrasse und des damit verbundenen Verkehrslärms nicht möglich. Außerdem entspricht diese Art der Lüftung durch eine immer luftdichter werdende ­Gebäudehülle nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik. Um den erforderlichen Mindestluftwechsel ­sicherzustellen, sollte ein ausgeklügeltes Belüftungssystem eingebaut werden. Dieses wurde mit insgesamt 28 dezentralen Lüftungsgeräten des Lüftungsspezialisten Airflow Lufttechnik realisiert. Mit dem Ziel, Lernende und Lehrende jederzeit mit ausreichender frischer Luft zu versorgen. Zudem ist diese Art der Belüftung wesentlich energie- und damit kostensparender, weil Wärmeverluste vermieden werden.

Der geschwungene Gebäudekörper mit markanter Klinkerfassade legt schon bei ersten Assoziationen den Namen des Gebäudes nahe: „Snake“. Die Architektur des dreigeschossigen Gebäudes stammt vom Kölner Architekten Bernhard Trübenbach in Kooperation mit Claudia Kis­ter. Das 6800 m2 große Neubauprojekt im Kölner Stadtteil Vogelsang ist ein mo­derner Gebäudekomplex, der vor allem für Büroräume ausgelegt ist. Ab 2024 soll ­„Snake“ auch als Bürogebäude genutzt werden. In der Zwischenzeit nutzt die Stadt Köln das Gebäude ab dem Schuljahr 2019/2020 für fünf Jahre als Interimsgebäude für die neue Gesamtschule am Wasseramselweg.
Eine Interimsnutzung von „Snake“ als Schule ist möglich, weil das Gebäude von Anfang an für eine multifunktionale Nutzung konzipiert war. „Flächen für Unternehmen müssen heute immer flexibler gestaltet werden und Raum für die unterschiedlichsten Nutzungen und Arbeitsformen bieten. Deshalb haben wir ­,Snake‘ multifunktional konzipiert. Dass wir ­,Snake‘ in Nachbarschaft des von der Stadt Köln geplanten endgültigen Neubaus einer Gesamtschule in Vorbereitung hatten, ist ein glücklicher Zufall“, sagt Bauherr Anton Bausinger, Geschäftsführender Gesellschafter der Bauunternehmung Friedrich Wassermann.
Der als Bürogebäude geplante Komplex musste im Vorfeld an die Anforderungen der Schule angepasst werden. Neben Planung und Neuaufteilung der Räumlichkeiten war ein neues, ausgefeiltes Belüftungssystem gefordert, das die Luftzufuhr für 1000 Schüler gewährleistet. Für die Realisierung blieben eineinhalb Jahre. Zum Einsatz kamen Lüftungsgeräte der Airflow Lufttechnik GmbH.

Gutes Klima für gute Leistungen
Bei der Planung waren einige Herausforderungen zu meistern. So sollte ein perfektes Umfeld für Schüler und Lehrer geschaffen werden. Frische Luft ist ein Faktor für konzentriertes Arbeiten und damit auch Erfolg in der Schule. Studien belegen, dass ein zu hoher CO₂-Gehalt bei Schülern und Lehrern zu Konzentrationsschwächen, verminderter Leistungsfähigkeit, Müdigkeit, Kopfschmerzen und weiteren Symptomen führen kann. In einem Klassenraum ist kurz nach Unterrichtsbeginn die Luft verbraucht, der CO₂-Wert erreicht kritische Werte. Stoßlüften reicht nicht aus, um die Luftqualität zu verbessern und wird darüber hinaus ohnehin oft vergessen. Eine kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung aber ist Vorsorge in die Gesundheit, schont den Geldbeutel und auch die Umwelt.
Fensterbänder ermöglichen zwar ein Arbeiten und Lernen in lichtdurchfluteten Räumen, die dadurch im Sommer aber auch sehr warm werden. „Neben den Klassenräumen mussten zudem Küche, Mensa und Foyer eingeplant und ebenfalls mit Lüftungsgeräten ausgestattet werden“, sagt Anne Tangermann, Dipl.-Ingenieurin für Versorgungstechnik und Projektleiterin für „Snake“ bei Peter Zeiler und Partner Ingenieurgesellschaft.
Ein weiterer Aspekt: Aufgrund der knapp bemessenen Zeitspanne zur Planung und Realisierung wurde ein Anbieter für Lüftungsgeräte gesucht, der die gewünschten Geräte auch termingerecht liefern konnte.  Im Beratungsgespräch zeigte Udo Rausch, zuständiger Außendienstmit­-
arbeiter bei Airflow, die Vorteile der verschiedenen Lüftungsgeräte auf. Am Ende fiel die Wahl auf die dezentralen Lüftungsgeräte der „DUPLEX Vent Serie“. Aus drei Gründen:

• Die verschiedenen Räume des Schulgebäudes lassen sich individueller steuern,
• der Einbau ist weitaus schneller und unkomplizierter und
• damit auch kostengünstiger als bei zentralen Geräten. 

Unkomplizierter Einbau der Lüftungsgeräte
Den Einbau der Lüftungsgeräte übernahmen die Spezialisten für Luft- und Klimatechnik, Kältetechnik und Gebäudeautomation Otto in Köln. Dabei kamen Geräte mit zwei unterschiedlichen Volumenströmen zum Einsatz. So wird sichergestellt, dass die unterschiedlich großen Räume genau die Luftzufuhr erhalten, die sie auch benötigen. Jetzt sorgen 3 „DUPLEX Vent 300“ sowie 25 „DUPLEX Vent 800“ für gute Luft und warten dabei mit mehreren Besonderheiten auf. „Der Einbau erfolgte nahe der Außenwand, sodass nur ein kurzer Kanal nach außen gelegt werden musste. Durch ein Wetterschutzgitter kann somit die Innenluft nach außen geführt und neue, frische Luft angesogen werden“, sagt Volker Höhne, Technischer Leiter bei der in Bad Berleburg  im Kreis Siegen-Wittgenstein ansässigen Firma Otto mit Niederlassung in Köln.
Ein flüsterleiser Betrieb sorgt dafür, dass der Unterricht nicht gestört wird. Dabei kommt eine besondere Technik zum Einsatz: Der Schall wird dank integrierter Richtmikrofone mit Gegenschall gedämpft. Es gibt einen weiteren Pluspunkt der Airflow-Lüftungsgeräte: Dank der integrierten, leistungsstarken und effizienten Kreuzgegenstrom-Wärmetauscher können die Geräte auch im Winter die Raumluft auf ein angenehmes Klima temperieren und unterstützen damit die Heizungsanlage. Der Wärmebereitstellungsgrad beträgt bis zu 95 %. Dabei sind die Geräte kompakt und platzsparend.
Nach zwei Monaten waren die 28 Lüftungsgeräte eingebaut, inklusive der Kanalsysteme. Anschließend stand die ebenfalls problemlos verlaufende Inbetriebnahme der Lüftungsgeräte an. „Wir waren sehr zufrieden mit dem Service, der technischen Abwicklung und den Lüftungsgeräten selbst. Es ist nicht das erste Mal, dass wir Airflow-Geräte verbaut haben und es wird auch ganz sicher nicht das letzte Mal gewesen sein“, sagt der 54-jährige Höhne rückblickend. Auch Planerin Anne Tangermann lobt: „Die Beratung war ausgezeichnet und die Zusammenarbeit hat sehr gut geklappt.“
Bis zum Start des Schuljahrs 2024/25 will die Stadt Köln am Wasseramselweg einen endgültigen Neubaukomplex für die Gesamtschule mit einer Einfach- und Dreifach-Sporthalle errichten. Nach fünf Jahren Nutzung durch die Schule können die Räume 2024 dann einfach zurückgebaut werden. Und „Snake“ kann dann wieder als reines Bürogebäude fungieren. Volker Höhne sagt vorausschauend: „Wenn es dann soweit ist, müssen die Lüftungsgeräte und die Aufteilungen natürlich neu besprochen, geplant und montiert werden.“

Autor: Udo Rausch, technischer Vertrieb ­Lüftungsgeräte bei Airflow
Bilder: Airflow

Nachgefragt

Ralf Nitschke ist Vertriebsleiter Lüftungs­geräte und Ventilatoren bei Airflow Lufttechnik.

IKZ-Klima: Welche generellen Anforderungen im Bereich der dezentralen Lüftung sind speziell in Schulen, Kindergärten oder anderen öffentlichen Einrichtungen zu beachten?
Ralf Nitschke: Besonders in Schulen kommen viele Menschen auf relativ kleinem Raum zusammen und müssen über längere Zeit effizient arbeiten und lernen. Um frische Luft in den Raum zu bringen, wird meist ganz klassisch stoßgelüftet. Dies reicht aber nicht aus, um ein Klassenzimmer konstant und ausreichend mit frischer Luft zu versorgen. Hinzu kommt noch der Wärmeverlust, dem Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung bis zu 95 % entgegenwirken. Der CO₂-Gehalt in einem Klassenraum kann bereits nach kurzer Zeit auf 2000 ppm oder höher steigen. Die Folgen: Kopfschmerzen, Konzentrationsschwierigkeiten, Müdigkeit. Bei der Planung einer Lüftungsanlage muss daher genau berücksichtigt werden, wie groß der Raum ist und wie viele Menschen sich dort zu Stoßzeiten aufhalten. Das Lüftungsgerät muss individuell regelbar sein und flüsterleise im Betrieb, sodass der Unterricht nicht gestört wird. Oft werden dezentrale Geräte im Falle einer raumweisen Sanierung eingesetzt, damit das Gebäude weiter genutzt werden kann. D. h. die Lüftungsgeräte müssen auch schnell und leicht montiert werden können.

IKZ-Klima: Inwieweit müssen bei dezentralen Geräten in öffentlichen Einrichtungen wie Schulen Aspekte des Brand- oder Schallschutzes und insbesondere der Schutz vor Vandalismus beachtet werden?
Ralf Nitschke: Um Lärmbelästigung zu vermeiden, müssen die Lüftungsgeräte geräuscharm laufen. Über Rauchschalter werden die Lüftungsgeräte im Auslösefall abgeschaltet und Außen- sowie Fortluftklappe werden umgehend geschlossen. Um Vandalismus vorzubeugen, können dezentrale Lüftungsgeräte bis zu zwei Drittel oder ganz in die Decke integriert werden. Über unser integriertes Netzwerk können alle Geräte ohne Raumbedieneinheit über einen handelsüblichen Internet-Browser von jedem Ort und ohne zusätzliche Software bedient, eingestellt und geloggt werden. Kabel werden im oberen Teil der Geräte herausgeführt, sodass diese ebenfalls geschützt sind.

IKZ-Klima: Wie sollten Geräte in öffentlichen oder halböffentlichen Bereichen angesteuert werden – zentral über eine übergeordnete Leitstelle oder dezentral über ein Regelgerät in den einzelnen Räumen?
Ralf Nitschke: Gesteuert wird die gesamte Lüftungsanlage entweder durch das integrierte Netzwerk oder mit optionalen Schnittstellen (KNX, BACNET, LON, MODBUS) über eine bauseitige Gebäudeleittechnik. Ebenfalls besteht die Möglichkeit über eine Raumbedieneinheit direkt am Gerät. Die Versorgung der Klassenräume mit Frischluft wird bedarfsgeführt über CO₂-Sensoren gesteuert.  Zudem steuert die Gebäudeleittechnik oder die Geräteregelung übergeordnete Zeitprogramme wie Ferien, Wochenende und Feiertage und übernimmt die Funktionskontrolle sowie Hinweis auf Filterwechsel. Ob eine dezentrale oder zentrale Ansteuerung sinnvoll ist, entscheidet der individuelle Fall vor Ort.

IKZ-Klima: Mit welchen Leistungen unterstützt Airflow Planer und Verarbeiter bei der Konzepterstellung und in der anschließenden Umsetzungsphase?
Ralf Nitschke: Unser Experten-Team begleitet Fachplaner und Verarbeiter von der Entwurfsplanung über die Ausführung bis hin zur Inbetriebnahme.