Sommerliche Behaglichkeit in Bildungseinrichtungen: Deckenventilatoren als Retter in der Not?

Sommerliche Behaglichkeit in Bildungseinrichtungen: Deckenventilatoren als Retter in der Not?

Unser kollektives Gedächtnis erinnert uns daran: Die Sommerferien sollten es den Kindern ermöglichen, ihren bäuerlichen Eltern bei der Ernte und Weinlese zu helfen.

Dies galt auch noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts: Unter der Volksfront im Jahr 1938 wurden die Sommerferien vom 15. Juli bis zum 30. September festgelegt.

Seitdem hat sich die Gesellschaft weiterentwickelt. Mit dem Rückgang der französischen Bauernschaft konzentrieren sich die Ferien seit den 1980er Jahren auf Juli und August, die wärmsten Monate des Jahres.

Da die Hitzeperioden jedoch manchmal schon im Mai beginnen und im September enden, sind die Bildungseinrichtungen zunehmend mit einem thermischen Unbehagen konfrontiert, das die Lernbedingungen verschlechtert.

Schlecht angepasste bestehende Gebäude

Erst im Jahr 2000 und mit der gleichnamigen Wärmeregelung (RT 2000) wurde der Sommerkomfort bei Neubauten endlich berücksichtigt.

Tatsächlich wurden die Gebäude, die von der Nachkriegszeit bis ins neue Jahrhundert gebaut wurden, nicht für diese einfache Tatsache konzipiert: Es ist schwieriger zu lernen, wenn es heiß ist.

Große Fenster, geringe Isolierung, wenig Sonnenschutz, selten optimierte Ausrichtung… Der Cocktail des Unbehagens ist für die Gebäude des halben Jahrhunderts nach dem Zweiten Weltkrieg zusammengestellt.

Welche Lösungen werden also möglich, um die Situation in bestehenden Gebäuden zu verbessern?

Luftumwälzer (Deckenventilatoren), um das Unbehagen zu begrenzen?

Viele Schulen und Hochschulen nutzen die Gelegenheit, im Zuge einer umfassenden energetischen Sanierung, die sich in der Regel auf den Winterkomfort konzentriert, auch den Sommerkomfort zu verbessern, insbesondere durch den Einbau von leistungsfähigen Sonnenschutzvorrichtungen oder selektiven Verglasungen. Leider wird bei den Arbeiten an der Bausubstanz selten die nähere Umgebung einbezogen: Die Höfe sind meist betoniert und die Klassenzimmer befinden sich inmitten von Wärmeinseln. Die Begrünung, ein offensichtlicher Faktor zur Verbesserung der sommerlichen Wärme, kommt leider nur sehr langsam voran. Aktive Lösungen wie Klimaanlagen sind generell verboten. Unter diesen Bedingungen erscheinen Deckenventilatoren, die sich bereits in Kindergärten, Schulen, Gymnasien, Hochschulen und Universitäten in den französischen Überseegebieten bewährt haben, als ein funktionierendes Instrument. Der Hauptvorteil ist wohlbekannt: Die Luftgeschwindigkeit führt zu einem sofortigen Anstieg des empfundenen thermischen Komforts. Seit Jahren werden zahlreiche Arbeiten durchgeführt, um dies genau zu bewerten. Die untenstehende Tabelle aus dem Woods-Lüftungsleitfaden ist einfach zu handhaben.

Abbildung 1 – Diagramm aus dem Woods Ventilation Guide

Die Arbeiten zum thermischen Komfort im Sommer, die im ICEB-Leitfaden zum passiven Sommerkomfort vorgestellt werden,haben im Laufe der Jahre Fortschritte gemacht, und die Normen ASHRAE 55 (USA) und EN 16-798 (Europa) ermöglichen es nun, die positiven Auswirkungen der Luftgeschwindigkeit auf die Bewohner der betroffenen Räume ziemlich genau zu bewerten. Das vom Zentrum für Gebäudeumwelt der Universität Berkeley in Kalifornien entwickelte Werkzeug ist übrigens besonders gut durchdacht. Es ist hier ici[i]zugänglich.

Abbildung 2 – Visualisierung des Tools zur thermischen Behaglichkeit der Universität Berkeley

Die Stadt Toulon (Frankreich) als Vorbild?

n der Region Var hat sich die Stadtverwaltung von Toulon dafür entschieden, in einigen ihrer Schulen eine Testkampagne mit Luftbefeuchtern durchzuführen, wie France Info in seinem Artikel vom 13. August 2022 berichtet. Die Stadtverwaltung hat im Übrigen eine breite und relevante Vision zur Bekämpfung von Hitzewellen angewandt, die einen Strauß sehr praktischer Lösungen integriert, die die Luftbefeuchter ergänzen:

• Weißer Anstrich der Dächer, um die Rückstrahlung der Sonnenstrahlen in die Atmosphäre zu fördern (die hohe Albedo sorgt dafür, dass die lokale Erwärmung begrenzt wird),
• Nächtliche Überventilation (natürlich, mechanisch oder hybrid)[ii],
• Sonnenschutz,
• UV-Filter.

Wie der für Schulgebäude zuständige Beigeordnete Erick Mascaro erläuterte, ist es das Ziel der Stadt, alle diese Geräte ab Frühjahr 2023 an allen 84 Schulen in Toulon einzuführen, je nachdem, wie die Ergebnisse in den ersten ausgestatteten Klassen ausfallen. Andere Bauherren haben übrigens ähnliche Schritte mit Testklassen eingeleitet: die Region Okzitanien, das Département Bouches-du-Rhône, das Département Hautes-Pyrénées, das Département Ain, das Département Hérault sowie die Städte Nizza, Lyon, Grenoble, Toulouse, Montpellier…

Abbildung 3 – Die Stadt Toulon von der Reede aus gesehen

Deckenventilatoren in Bildungseinrichtungen: Wo liegen die Grenzen?

Die erste Grenze ist ganz einfach: Der Deckenventilator sorgt für eine gefühlte Temperaturerhöhung, die theoretisch bis zu 4 Grad betragen kann, in der Praxis aber selten über 3 Grad liegt. Es ist allgemein anerkannt, dass Unbehagen auftritt, sobald die Temperatur der ruhenden Luft 28 °C übersteigt. Sobald also in einem Raum 31 °C erreicht werden, können Deckenventilatoren allein nicht mehr zur Zufriedenheit der Bewohner beitragen. Diese Situation, in der die 31°C in Innenräumen überschritten werden, ist in Frankreich glücklicherweise nicht sehr häufig[iii]. Dennoch wird der Einsatz einer dynamischen thermischen Simulation (DTS) dringend empfohlen, um die Gesamtzahl der Stunden mit verbleibendem Unbehagen zu ermitteln. In dem Beispiel, das wir oben mit der Stadtverwaltung von Toulon behandelt haben, war die physische Sicherheit der Schüler ein entscheidendes Kriterium für die Wahl der Deckenventilatoren, die in Schulen installiert werden sollten. Tatsächlich sind einige Räume durch niedrige Deckenhöhen (2,50 m oder weniger) gekennzeichnet, wobei zu beachten ist, dass die Norm NF EN IEC 60335-2-80 eine Mindesthöhe von 2,30 m unter den Rotorblättern vorsieht[iv]. Die meisten Deckenventilatoren mit Schaufeln und langen Schäften sind jedoch in der Regel nicht mit dieser Norm kompatibel. Glücklicherweise gibt es ultraflache Paddel-Lufterfrischer oder Paddellose Lufterfrischer[v], die der Norm entsprechen und somit das Risiko von Verletzungen der oberen Gliedmaßen vermeiden. Diese Wahl hat die Stadt getroffen, in der sich der wichtigste Marinestützpunkt Frankreichs befindet. Ein letzter Punkt sollte bedacht werden: In einigen Gymnasien und erst recht in Mittelschulen versuchen einige unruhige Schüler, den Luftumwälzer als Wurfgerät zu benutzen. Bei Luftumwälzern ohne Schaufeln ist dieser “Schleuder-Effekt” jedoch unmöglich. Dieser Punkt sollte für eine erfolgreiche Implementierung im Hinterkopf behalten werden.

Abbildung 4 – Exhale Air Breaker in einem Klassenzimmer – Gisèle Halimi College, Lyon

Schlussfolgerung: Auf dem Weg zu einer allgemeinen Verbreitung von Deckenventilatoren in Unterrichtsräumen?

Die Hitzeempfindlichkeit hat in den letzten Jahren eindeutig zugenommen. Gleichzeitig sind die Aussichten auf eine globale Erwärmung besonders besorgniserregend. Die heute tabuisierte Annahme, dass in Bildungseinrichtungen Klimaanlagen installiert werden sollten, könnte sich in Zukunft ändern. In jedem Fall erscheint der Deckenventilator als eine intelligente Lösung :

• ohne Klimaanlage bringt er sofortigen thermischen Komfort.
• mit Klimaanlage macht es möglich, den Sollwert der Klimaanlage zu erhöhen[vi]Dies hat den Vorteil, dass der Energieverbrauch stark sinkt (ca. 10 % pro gewonnenem Grad Sollwert).
• Auf praktischer Ebene ist es einfach zu installieren, nutzt vorhandene Stromkreise und erfordert keine Eingriffe in die Gebäudestruktur.

Angesichts der sich abzeichnenden Einschränkungen steht das Thema Energiesparen mehr denn je auf der Tagesordnung. Aus diesem Grund sind Deckenventilatoren ein Muss für den Sommerkomfort in Schulen.

[i] Für eine noch bessere Nutzung empfehlen wir Ihnen, einen Browser mit automatischer Übersetzung ins Deutsche zu verwenden, wie z. B. Google Chrome. [ii] Siehe insbesondere die Artikel « Natürliche Intensivbelüftung im Sommer » und « Mechanische Intensivbelüftung im Sommer ». [iii]In den überseeischen Departements und Regionen, in denen die Temperaturen insgesamt höher sind, entsprechen die Schulferien auch den wärmsten Zeiten des Jahres. [iv] Siehe unseren Artikel zu Sicherheitsregeln in Bezug auf die Höhe von Rotorblättern. [v] Ultraflache Deckenventilatoren mit Schaufeln Samarat oder blattlose Deckenventilatoren Exhale [vi] So kann man den Sollwert der Klimaanlage von 26 auf 28 °C anheben, wenn die Luftgeschwindigkeit 2 Grad weniger gefühlte Temperatur mit sich bringt. Darüber hinaus sorgt der Deckenventilator für eine bessere Verteilung der kalten Luft, die dazu neigt, zum Boden zu sinken. Schließlich trägt der Deckenventilator dazu bei, die gerichteten Klimaströme, die ein sehr großes Unbehagen verursachen, zu “unterbrechen”.