air-Q im Einsatz: Kurt-Masur-Schule Leipzig – Ursachenanalyse für Temperaturprobleme im Sommer
Erfahren Sie hier, wie der air-Q in einer Schule für die Verbesserung der Innenraumluftqualität eingesetzt werden kann.
Worum geht es in der Messung?
Seit 2019 kämpft die Kurt-Masur-Schule mit überhitzten Klassenräumen und unzureichender Luftzirkulation, insbesondere in den Sommermonaten. Lehrende und Kinder berichten von Konzentrationsproblemen, Kopfschmerzen und einem eingeschränkten Unterrichtsbetrieb. Auch im Winter treten Temperaturprobleme auf, mit unangenehm kalten Räumen zu Wochenbeginn. Ziel des Projekts ist es, diese Bedingungen zu verbessern und nachhaltige Lösungen zu finden.
Die Schule wandte sich 2019 wegen überhitzter Räume und schlechter Luftqualität an den Elternrat. Auch Eltern, Lehrkräfte und der Hort bestätigten die Probleme, die sowohl im Sommer als auch im Winter auftraten. Eine Arbeitsgemeinschaft (AG Hitze) wurde gegründet, um Lösungen zu finden, doch Hindernisse wie Kosten, Planung und Brandschutz erschwerten Maßnahmen.
2024 begann die Schule, Raumtemperaturen systematisch zu dokumentieren und schickte die Ergebnisse an das Architekturbüro.
Auf Initiative des Elternrates hat sich air-Q bereit erklärt, Messungen relevanter Raumluftparameter in vordefinierten Räumen durchzuführen und auszuwerten. In einem Raum wurde parallel ein Kleinklimagerät betrieben, da die Schulleitung deren Installation in besonders belasteten Räumen als einen möglichen Lösungsschritt untersucht.
Wie wurde die Messung durchgeführt?
Um die Situation zu analysieren, wurden im Zeitraum vom 21.08. bis 09.09. in zwei Klassenräumen Raumluftanalysegeräte des Typs air-Q light platziert. Die Geräte erfassten alle 2 Minuten neben dem Luftdruck die Temperatur, die Kohlenstoffdioxidkonzentration, die relative Luftfeuchtigkeit sowie die Konzentration an flüchtigen organischen Verbindungen.
Während mit der Temperatur die Erwärmung der Räume erfasst wird, gestattet die Erfassung der Luftfeuchtigkeit, der Konzentration von flüchtigen Kohlenwasserstoffen und des Kohlenstoffdioxids eine Aussage über die Empfindung der Raumtemperatur, die Intensität des erzielten Luftaustauschs sowie einiger grundlegender Parameter zur Einschätzung der Luftqualität.
Durch die Messung der Kohlenstoffdioxidkonzentration kann abgelesen werden, wann der Raum genutzt wird und ob dessen Ansammlung als Ursache von Unwohlsein, Kopfschmerzen oder Schwindel infrage kommt. Die Auswahl als auch die hohe zeitliche Auflösung der Messwerte lässt damit nicht nur Rückschlüsse auf die im Mittel vorliegenden Belastungen durch diese Größen zu, sondern erlaubt auch einen Einblick in die zeitlichen Zusammenhänge zwischen diesen Größen.
Zusätzlich wurden frei zugängliche als auch vorhandene Temperaturdaten aus dem Außenbereich hinzugezogen, um den Einfluss der Außentemperaturen auf die Innentemperaturen qualitativ interpretieren zu können.
Was sind die Ergebnisse der Messung?
Temperatur
- Die Raumtemperaturen während des Unterrichts waren konstant zu hoch (zwischen 26 °C und über 30 °C).
- Die Hauptursachen sind direkte Sonneneinstrahlung auf die Fensterfronten und die Wärmeabgabe durch Personen und Geräte.
- Eine spürbare nächtliche Abkühlung findet aufgrund der hohen Wärmespeicherung des Gebäudes nicht statt.
Luftqualität
- CO2-Werte und Luftfeuchtigkeit blieben in einem akzeptablen Bereich.
- VOC-Konzentrationen zeigten nur gelegentliche Spitzen, die vermutlich auf Raumnutzung oder Materialien im Raum zurückzuführen sind.
- Die Lüftungsanlage sorgt für ausreichende Frischluftzufuhr, kühlt die Räume jedoch nicht aktiv.
Die Messergebnisse bestätigen die hohen Temperaturen als größte Belastung für den Schulbetrieb. Die vorgeschlagenen Maßnahmen zur verbesserten Lüftung und Verschattung bieten kurzfristige Lösungen, während eine mögliche aktive Kühlung längerfristig geprüft werden muss. Vorrangig ist die Umsetzung eines Freikühlprogramms zur effizienten Nutzung kühler Außenluft in der Nacht, um eine nachhaltige Verbesserung des Raumklimas zu erreichen.
Wichtige Funktionen des air-Q für die Messung in der Kurt-Masur-Schule
Umfassende Datenerfassung: Das air-Q-Messgerät ermöglicht die gleichzeitige Messung von mehreren Luftschadstoffen wie Temperatur, Kohlendioxid (CO2), relative Luftfeuchtigkeit und flüchtige organische Verbindungen (VOC). Zur Messung wurden zwei air-Qs light verwendet. Die hochfrequente Messung (alle 2 Minuten) ermöglicht genaue Analysen von Temperatur- und Luftqualitätsverläufen.
Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit: Der air-Q ist kompakt, einfach zu installieren und leicht zu transportieren, was ihn ideal für den Einsatz in verschiedenen Räumen macht. Diese Flexibilität hat es ermöglicht, in den verschiedenen Klassenräumen detaillierte Daten zu sammeln.
Überwachung in Echtzeit: Die Fähigkeit des air-Q, Luftqualitätsdaten in Echtzeit an die air-Q Cloud zu übermitteln, bietet auch Laien die Möglichkeit, schnell auf die Daten zuzugreifen, spezifische Verschmutzungsquellen schnell zu identifizieren und das Verständnis für Luftqualität zu erweitern. Dies kann nicht nur das Bewusstsein für die Luftverschmutzung in Innenräumen schärfen, sondern auch zu praktischen Änderungen im Schulalltag der Lehrenden und der Kinder führen, wie z. B. regelmäßiger Lüften.
Interview mit der Kurt-Masur-Schule
Entdecken Sie spannende Einblicke in unserem Interview mit der stellvertretenden Schulleiterin der Kurt-Masur-Schule Christiane Dubiel sowie einem engagierten, fachkundigen Ingenieur und Vater eines Kindes an der Schule, Robert Pohl.
Erfahren Sie mehr über die Messung, die an der Kurt-Masur-Schule mit drei air-Q-Geräten durchgeführt wurde. Das Interview wurde im Februar 2025 geführt und gibt praktische Einblicke und Lösungsideen, die sich auch auf andere Schulen übertragen lassen.
Frage 1: Wie kommt es zu den hohen Temperaturen an der Kurt-Masur-Schule? Welche Rolle spielt das Raumklima für Konzentration und Wohlbefinden von Kindern und Lehrkräften?
Robert Pohl, Ingenieur und Vater eines Kindes an der Schule:
Hohe und unzumutbare Raumtemperaturen werden vorwiegend in den beiden Obergeschossen auf der östlichen, südlichen und westlichen Gebäudeseite sowie auf der Dachterrasse ermittelt. Dafür sind mehrere Ursachen zu nennen:
1. Die dauerhafte Überbelegung des Schulhauses führt dazu, dass im Betrieb beide Obergeschosse gleichzeitig genutzt werden müssen, obwohl die Planungsgrundlage der verbauten Lüftungsanlage nur die Lüftung eines genutzten Obergeschosses vorsieht, während das nicht genutzte Obergeschoss nur auf einem Minimallevel gelüftet werden soll. Daneben gibt es weitere ungünstige Raumanordnungen: die dauerhaft von anwesenden Kindern genutzten Hort-, Klassen- und Pausenräume liegen zum weit größten Teil in eben jenen Obergeschossen und in genau den drei der Sonne ständig ausgesetzten Gebäudeteilen. Hingegen befinden sich Lehrerzimmer, Schulleitung, Sekretariat, Garderoben, Toiletten oder nur zeitweise genutzte Kunst- oder Werkräume auf der spürbar kühleren Nordseite des Gebäudes. Im kühlen Erdgeschoss sind Werkraum und einige Hortangebotsräume sowie der Speisesaal, also nur temporär genutzte Räume, angeordnet. In der Kinderküche des Horts gibt es kein zu öffnendes Fenster.
2. Es gibt keine wirksame Verschattung, so dass bedingt durch die hohe Sonneneinstrahlung die Gebäudehülle in den drei genannten Bereichen trotz Dämmung erwärmt/aufheizt. In der Folge kann z. B. die Dachterrasse auch während der Sommermonate tagsüber wegen akuter Gesundheitsgefahren durch Hitzeschlag nicht genutzt werden. Verschärfend kommt hinzu, dass die zur Verschattung der Fensterfronten angeordneten Rollos schon bei leichtem Luftzug automatisch wieder hochgefahren sind und dadurch leider nur bei nahezu Windstille sehr selten zur Verschattung beitragen. Dann schirmen sie bauartbedingt leider auch jeden weiteren Luftzug zwischen Rollo und Fenster ab, was zur Erwärmung beiträgt.
3. Mutmaßlich arbeitet die Steuerung der Lüftungsanlage innerhalb der baulich gegebenen Möglichkeiten nicht ideal. Ein zumindest ausreichender Luftwechsel ist nachweisbar, jedoch ist keine Abkühlung spürbar, selbst wenn in kalten Sommernächten die Temperatur unter 15 °C fällt.
4. Das Gebäude wurde architektonisch so konzipiert, dass die Deckenhöhen eher geringer gehalten wurden. Gemäß einem Passivhaus entschied man sich für die notwendigen Lüftungen eher eine technische Anlage als große, manuell zu öffnende Fenster zu nutzen.
5. Städtebaulich betrachtet kommt noch hinzu, dass das Schulgebäude in einem stark versiegelten Bereich der Stadt liegt. Somit sind heiße Tage und Tropennächte schneller erreicht als am Stadtrand. Das wenige Straßenbegleitgrün in Form von schattenspendenden Bäumen kann keine spürbare Kühle fürs Gebäude bieten.
Christiane Dubiel, stellvertretende Schulleiterin:
Die Hitze im Gebäude bleibt auch über Nacht bestehen, sodass keine Abkühlung in den Klassenzimmern und Fluren erfolgt. Diese hohen Temperaturen beeinträchtigen die Konzentration der Kinder und Erwachsenen erheblich. Zusätzlich leiden die Menschen im Haus unter Kopfschmerzen, Müdigkeit und allgemeinem Unwohlsein. Es wurden bereits Anträge auf Befreiung von der Schulbesuchspflicht aufgrund der Hitze in den Räumen eingereicht. Die anhaltende Wärme führt zu einer erhöhten Belastung für alle im Gebäude, was sich negativ auf die Lern- und Arbeitsfähigkeit auswirkt.
Frage 2: Warum können die Probleme nicht so schnell gelöst werden wie es nötig wäre?
Robert Pohl, Ingenieur und Vater eines Kindes an der Schule:
Es gibt im Rahmen der umfassend und fein ziselierten Weisungswege und verteilten Verantwortlichkeiten keinen gangbaren und etablierten Weg, der zur Lösung dieser Probleme nach bekanntem Verwaltungshandeln zwischen Schulleitung, Hortleitung, LaSuB, Hortträger, Gebäudeeigentümer und Gebäudebetreiber sowie Organisationen wie Gesundheitsschutz, Arbeitsschutz, Jugendamt oder Unfallkasse beiträgt. Die Problemlage ist vergleichsweise neu. Gemessen an Überbelegung, dem anspruchsvollen energetischen Standard des Gebäudes als Passivhaus sowie der zunehmend und besonders in dicht bebauten Stadtteilen signifikanten Steigerung des Temperaturniveaus im Sommer ist die Erwärmung des Schulgebäudes wahrscheinlich heute auch anders einzuschätzen als es damals zum Stand der Planung absehbar war.
Zudem ist die Stadt Leipzig nach wie vor eine wachsende Stadt mit allen damit in Zusammenhang stehenden Herausforderungen (finanzielle und personelle Kapazitäten sowie Umgang mit den Herausforderungen des Klimawandels).
Im Laufe der Jahre wurden über 20 Maßnahmen zur Kühlung oder zur Verschattung des Gebäudes diskutiert und mit nur begrenztem Erfolg umgesetzt. Und es bestand Unklarheit über die Potentiale, Funktionsweise und Flexibilität der bestehenden Lüftungstechnik.
Christiane Dubiel, stellvertretende Schulleiterin:
Seit Jahren existiert an der Schule die Arbeitsgruppe Hitze, die verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Hitzesituation diskutiert hat. Zu den vorgeschlagenen Maßnahmen gehören:
• Baumpflanzungen
• Verschattungen der Dachterrasse und des Hofes
• Fassadenbegrünung
• Regelmäßiger Raumwechsel der Klassen
• Rundgänge mit Klimaarchitekten
• Versagung weiterer Klassenaufnahmen zur Vermeidung von Überbelegung
• Bewegliche Klimageräte in den Klassenzimmern
• Werbung für die Problematik im Stadtbezirksrat
• Bekleben der Scheiben mit Folie
• Gespräche mit Architekten
Es mangelt jedoch an Aufgeschlossenheit gegenüber dem Thema sowie der Kooperation zwischen den verschiedenen Ämtern, was zu Nicht-Verantwortlichkeiten und einem geringeren Informationsfluss führt.
Im vergangenen Jahr wurde die Betriebsärztin durch den Personalrat der Schule hinzugezogen. Sie bezog Stellung und bat erneut in verschiedenen Ämtern um Abhilfe. Daraufhin wurde die Schulleitung aufgefordert, Gutachten der Unfallkasse und der Fachkraft für Arbeitssicherheit zum Thema „Hitze an der KMS“ einzuholen. Wir warten nun noch auf das Gutachten der Fachkraft für Arbeitssicherheit.
Frage 3: Wie liefen die Messungen ab, und welche Räume wurden untersucht? Welche besonderen Herausforderungen gab es bei der Messung an dieser Schule? Wieso kann der air-Q hier helfen?
Robert Pohl, Ingenieur und Vater eines Kindes an der Schule:
Im zweiten Obergeschoss wurden zeitgleich in zwei belegten Klassenräumen (26 Kinder + 2 Pädagogen) jeweils ein air-Q direkt neben der Tür jeweils gegenüber der nach Osten ausgerichteten Fensterfront auf einer Konsole aufgestellt, der die Raumluftparameter in der Höhe der Köpfe der sitzenden Kinder misst. Sie wurden über jeweils 2 Wochen betrieben. Herausforderung war eine möglichst gute Vergleichbarkeit der Räume zu erreichen (Ausrichtung im Gebäude) und den air-Q sicher, aber in der Nähe der Kinder und in der Nähe einer Steckdose zu positionieren.
Der air-Q kann hier eingesetzt werden, da er anhand der Leuchtdioden auch für Kinder eine interessante Rückmeldung liefert und nicht nur ein passives Gerät darstellt. Die hochfrequente Messung aller 2 min lässt es zu, die zeitlichen Zusammenhänge zwischen den Raumluftparametern und der Raumnutzung zu erkennen, z. B. wie lang vor Unterrichtsbeginn gelüftet wurde oder ob am Nachmittag noch eine Raumnutzung erfolgte. Dennoch bleibt das zu analysierende Datenvolumen über Zeiträume von Wochen handhabbar und aussagekräftig darstellbar.
Das Limit der Nähe (< 2 m) zu einer Steckdose kann durch eine ausreichend dimensionierte Powerbank überwunden werden.
Christiane Dubiel, stellvertretende Schulleiterin:
Da der air-Q die Daten digital aufnimmt/sammelt, konnten bei der Auswertung weitere Vergleichsdaten (z. B. Messungen der Außentemperaturen) in die Darstellung mit aufgenommen werden. Auf diesem Weg haben wir als Schule eine Dokumentation der bisher nur gefühlten Themen (überhitzte Räume). Gleichzeitig konnte aufgrund der komplexen gemessenen Werte die Luftqualität in den Räumen dokumentiert werden.
Mit der schriftlich vorliegenden Auswertung der Messreihen haben wir nun Grundlagen für weitere Gespräche. Die Empfindungen der Gebäudenutzenden können nun nicht mehr so leicht negiert werden.
Frage 4: Waren die Ergebnisse wie erhofft? Gab es Überraschungen?
Robert Pohl, Ingenieur und Vater eines Kindes an der Schule:
In Bezug auf die Raumtemperatur bestätigen die Messungen leider die von Schülern, Pädagogen und Eltern subjektiv empfundenen und beschriebenen Bedingungen. Bei 30 °C Raumtemperatur ist kein konzentriertes Lernen und keine repräsentative Leistungsüberprüfung möglich, was dem Zweck der Schule sowie dem Sinn ihrer Nutzung entgegenläuft. Leider sind die gemessenen Temperaturen nach Aussage der langjährig in der Schule aktiven Menschen nicht nur ein temporärer Kurzzeiteffekt, sondern können, je nach Lage der Sommerferien, den Schulbetrieb über zwei Monate und den Hortbetrieb auch während der Sommerferien unhaltbar beeinflussen.
Sehr überraschend sind zwei Ergebnisse: Erstens: der Luftaustausch ist ausreichend gut, so dass selbst im vollen Klassenraum keine signifikant ermüdende CO2-Konzentration oder eine unhygienische Konzentration an VOC (flüchtigen Kohlenwasserstoffen, umgangssprachlich „Gerüche“) ermittelt werden. Auch die Luftfeuchtigkeit ist nicht zu beanstanden. Daraus folgt: Die Lüftungsanlage lüftet ausreichend gut, es ist nicht notwendig, die Fenster dauerhaft zu öffnen – was eine notwendige Bedingung für den Betrieb im Passivhausstandard ist. Die subjektive Belastung kommt nur durch die hohe Temperatur zustande. Zweitens: das morgendliche Lüften führt zu einer spürbaren Abkühlung, die jedoch mit Schließen des Fensters zu Schulbeginn praktisch sofort ihre Wirkung verliert. Daraus folgt: Der Zeitraum der manuellen Lüftung ist zu kurz, damit nicht nur die Raumluft, sondern auch der Baukörper insgesamt abgekühlt werden kann.
Frage 5: Haben Sie als Raumluftexperte Tipps für eine schnelle Reduzierung der Temperaturen? Welche Sofortmaßnahmen könnten helfen, die Raumluftqualität kurzfristig zu verbessern?
Robert Pohl, Ingenieur und Vater eines Kindes an der Schule:
Ideal wäre es, dass immer, wenn während des Frühlings, Sommers und zunehmend des Herbstes die Außentemperatur niedriger ist als die Raumtemperatur (zwischen 20 und 22 °C), eine spürbare Lüftung mit Außenluft ermöglicht wird. Dabei ist vorzugsweise die vorhandene Lüftungsanlage zu nutzen, um ein manuelles und nur eingeschränktes Querlüften zu vermeiden. Vorhandenes Personal vorausgesetzt, ist manuelles Lüften sofort möglich, darf aber nicht während der Anwesenheit von Schülern oder Abwesenheit von Personal erfolgen.
Vorausgesetzt die Spezifikationen sind klar und die Auftragsvergabe erfolgt, ist die Optimierung der Lüftungsanlage ebenfalls eine erfolgversprechende kurzfristige Lösung, welche ergänzt um vielleicht zwei bis drei Iterationsschleifen über zwei Jahre auch langfristig sinnvoll ist.
Frage 6: Gibt es nachhaltige bauliche oder technische Maßnahmen, die langfristig Abhilfe schaffen können?
Robert Pohl, Ingenieur und Vater eines Kindes an der Schule:
Durch bauliche und technische Maßnahmen lässt sich die Erwärmung des Gebäudes definitiv und auch nachhaltig verhindern. Vorausgesetzt die Mittel dafür wären vorhanden und würden nicht in anderen öffentlichen Einrichtungen mit ähnlichen oder gravierenden Problemen fehlen, könnte theoretisch z. B. mittels aktiver Kühlung die Temperatur auf ein Komfortmaß eingestellt und gehalten werden, wofür z. B. die Energie aus der jüngst installierten Aufdach-Photovoltaikanlage mit einer Nennleistung von über 90 kW verwendet werden kann. Auch eine Verschattung durch Begrünung verspricht langfristig Abhilfe. Beide Maßnahmen verursachen jedoch nicht nur hohen Investitionsbedarf, sondern auch im Betrieb kenntnisreiche, regelmäßige und protokollierte Wartung, Pflege, Instandhaltung und Reparatur. Vor dem Hintergrund der sich ständig ändernden Randbedingungen, wie z. B. spezielle Lüftungsanforderungen unter Pandemiebedingungen oder lange Trockenperioden, müssen dazu Verantwortlichkeiten auch auf personeller Ebene am besten über mehrere Einrichtungen hinweg entwickelt werden. Vorteilhaft dabei wäre, dass dadurch eine Anpassung auf andere Einrichtungen leichter und zielgerichteter gelingen kann, als wenn jedes Haus seine eigenen Strukturen irgendwie nach bestehenden Möglichkeiten und Grenzen entwickelt.
Christiane Dubiel, stellvertretende Schulleiterin:
Ich werde oft von Eltern angesprochen, ob nicht eine weniger stark überbelegte Schule die Hitzethematik in den Räumen entschärfen kann. Leider muss ich den Eltern dann immer sagen, dass ich dies nicht einschätzen kann und wir es auch nicht kurzfristig überprüfen können, da die nächste erste Klassenstufe wieder aus 5 Klassen bestehen wird.