Räumliche CO₂-Verteilung
Lüftungshygiene · Schulräume · Natürliche Lüftung
CO₂-Lüftungsnachweis für Schulen und Klassenräume
Thema
Gesunde Raumluft planbar machen
Reicht die Fensterlüftung bei voller Belegung wirklich aus?
In dicht belegten Klassenräumen steigt die CO₂-Konzentration schnell an. Eine zeitabhängige Strömungssimulation verbindet Belegung, Fenstergeometrie, Öffnungsstellung und Wetter. So wird sichtbar, wie lange eine Lüftungsstrategie wirksam bleibt und ob Komfort, Temperatur und Energiebedarf zusammenpassen.
Zeitlicher CO₂-Verlauf
Wann wird welcher CO₂-Wert erreicht?
Aus der Belegung und der CO₂-Abgabe der Schüler berechnen wir den Konzentrationsverlauf über die gesamte Unterrichtszeit. Die Auswertung zeigt, nach welcher Zeit definierte CO₂-Werte erreicht werden und wie Kippstellung oder Stoßlüftung den Verlauf verändern.
- Anstieg ab Beginn der Belegung
- Zeitpunkte für 1000, 1500 und 2000 ppm
- Absenkung und Erholungszeit nach dem Lüften
Die dargestellten Zeitpunkte dienen als Beispiel. Belastbare Werte ergeben sich aus Raumvolumen, Schülerzahl, Aktivität, Fensterstellung und Wetter des jeweiligen Projekts.
Stoßlüftung im Winter
Saubere Luft, aber schnelle Abkühlung
Beim vollständigen Öffnen der Fenster wird die verbrauchte Raumluft sehr schnell ausgetauscht. Gleichzeitig folgt die Raumlufttemperatur der kalten Außenluft und kann innerhalb weniger Minuten deutlich sinken.
- Schneller Rückgang der CO₂-Konzentration
- Gleichzeitiger Abfall der Raumlufttemperatur
- Optimierung von Öffnungsdauer und Lüftungsintervall
Deshalb werden Luftqualität, thermischer Komfort und Heizenergie gemeinsam bewertet. Ziel ist eine kurze wirksame Lüftung ohne unnötig starke Auskühlung.
CFD Ergebnis im Klassenraum
Wo reichert sich CO₂ im Raum an?
Der Mittelwert allein beschreibt die Luftqualität nicht vollständig. Die Simulation zeigt die räumliche Verteilung im Aufenthaltsbereich, lokale Konzentrationsspitzen über den Schülern und den zeitlichen Abtransport nach dem Öffnen der Fenster.
Verlauf bei Belegung und Lüftung
Drei Betriebszustände
Geschlossen, gekippt und vollständig geöffnet im direkten Vergleich
Alle Varianten werden mit derselben Raumgeometrie, Belegung und Außenbedingung berechnet. Dadurch lässt sich die tatsächliche Wirkung der Fensterstellung nachvollziehbar vergleichen.
01
Fenster geschlossen
Der Referenzfall zeigt die CO₂-Anreicherung durch die anwesenden Personen. Der Außenluftwechsel beschränkt sich auf vorhandene Fugen und sonstige Undichtigkeiten.
02
Fenster gekippt
Die Kippstellung ermöglicht einen kontinuierlichen, aber wetterabhängigen Luftwechsel. Untersucht werden CO₂-Abfuhr, winterliche Zugluft und Wärmeverlust.
03
Stoßlüftung
Vollständig geöffnete Fenster erzeugen kurzfristig einen hohen Luftaustausch. Bewertet werden Absenkung der CO₂-Konzentration, notwendige Öffnungsdauer und thermischer Komfort.
Vorgehensweise
Von Belegung und Wetter zum zeitabhängigen Lüftungsnachweis
Raum, Fenster und Öffnungswinkel werden im Modell entsprechend der Planung abgebildet. Die CO₂-Abgabe der Personen, Unterrichtszeiten, Außenkonzentration, Temperatur und Windbedingungen bilden die Randbedingungen. Anschließend wird für jede Fensterstellung berechnet, wie sich Strömung, Luftwechsel, CO₂-Konzentration und Raumtemperatur im Zeitverlauf entwickeln.
- 01
Raumgeometrie, Fensterflächen und Öffnungsstellungen aus der Planung übernehmen
- 02
Belegung, Nutzungszeiten und CO₂-Abgabe der Personen festlegen
- 03
Wetter, Außenkonzentration und thermische Randbedingungen definieren
- 04
Geschlossenen Zustand, Kippstellung und Stoßlüftung zeitabhängig simulieren
- 05
CO₂-Verlauf, Luftwechsel, Temperatur, Zugluft und Wärmeverlust vergleichen
Bewertungsgrößen
Nicht nur den Luftwechsel, sondern die Wirkung im Raum bewerten
Ein hoher theoretischer Volumenstrom allein reicht nicht aus. Entscheidend ist, ob die frische Außenluft die belegten Bereiche erreicht und wie schnell verbrauchte Raumluft abgeführt wird.
CO₂-Konzentration
Zeitlicher Verlauf und räumliche Verteilung im belegten Klassenraum.
Außenluftwechsel
Tatsächlicher Volumenstrom durch die Fenster bei der jeweiligen Wetterlage.
Temperatur und Zugluft
Lokale Abkühlung und Luftgeschwindigkeit im Aufenthaltsbereich.
Lüftungsdauer
Erforderliche Häufigkeit und Dauer der Stoßlüftung im Unterrichtsbetrieb.
Ergebnis für Planung und Betrieb
Eine belastbare Lüftungsstrategie statt pauschaler Öffnungszeiten
Die Auswertung zeigt, ob Fensterlüftung ausreicht, welche Öffnungsstellung sinnvoll ist und wann eine mechanische Unterstützung erforderlich wird. Daraus entstehen klare Vorgaben für Planung, Automatisierung und späteren Schulbetrieb.
CO₂-Verlauf über Unterrichtszeit und Pausen
Luftwechsel und Volumenstrom je Fensterstellung
Empfohlene Öffnungsdauer und Lüftungsintervalle
Hinweise zu Zugluft, Wärmeverlust und möglicher mechanischer Unterstützung
FAQ
Häufige Fragen
Warum reicht eine einfache Luftwechselberechnung nicht immer?
Weil sich der Außenluftstrom im Raum ungleich verteilen kann. Die Strömungssimulation zeigt, welche Bereiche tatsächlich durchlüftet werden.
Kann die Untersuchung Sommer und Winter abbilden?
Ja. Temperaturdifferenz, Wind und Öffnungsdauer werden passend zur Jahreszeit angesetzt und getrennt bewertet.
Lässt sich daraus eine Fenstersteuerung ableiten?
Ja. Die Ergebnisse können Öffnungswinkel, Dauer und Intervalle für manuelle oder automatisierte Lüftungsstrategien vorgeben.
Nächster Schritt
Projekt anfragenLüftungshygiene bereits in der Planung nachweisen
Wir prüfen Belegung, Fensterkonzept und maßgebende Wetterfälle und entwickeln daraus eine nachvollziehbare Lüftungsstrategie.