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		Be- und Entlüftung

Das Herzstück des Systems ist die Lüftungsanlage für die kontrollierte Be- und Entlüftung des Passivhauses. Aufgrund der sehr guten Wärmedämmung und der luftdichten Gebäudehülle ist der Wärmebedarf des Gebäudes sehr gering. Ein einmal aufgebautes Raumklima verändert sich kaum noch. Aus diesem Grund konnte auf ein herkömmliches Heizungssystem verzichtet werden. Die zur Beheizung notwendige Wärme wird den Räumen über die kontrollierte Be- und Entlüftungsanlage zur Verfügung gestellt.

Angestrebt wurde ein Quellluftsystem mit Zuluftauslässen im Boden. Deshalb war es naheliegend, einen Doppelboden in Betracht zu ziehen. Ohne Einzelraumregelung vereinfachte sich die Ausführung des Doppelbodens, weil keine Revisionsöffnungen erforderlich sind. Durch die Anordnung der Zuluftöffnungen an den Außenwandflächen und die Entlüftung über die Flure ist eine Querströmung durch die Räume und damit eine hohe und gleichmäßige Lüftungseffizient im gesamten Raumvolumen sichergestellt.

Die im Gebäude vorhandenen Wärmequellen, wie z. B. Sonneneinstrahlung, Geräteabwärme und Personenwärme, werden zur Beheizung der Passivhaus-Schule mitverwendet, indem die Abluft über einen Wärmetauscher ihre Wärme zu ca. 90 % an die Zuluft überträgt und diese entsprechend vorwärmt. In wenigen Wochen im Jahr werden diese Wärmegewinne nicht ausreichen, um das Gebäude alleine zu beheizen. In diesem Fall wird die Zuluft nachgeheizt. Die hierfür erforderliche Wärme wird aus dem Nahwärmenetz des Blockheizkraftwerkes der Stadt Waldshut-Tiengen bezogen.

Vor dem Wärmetauscher wird die Luft gefiltert, was besonders auch den Allergikern zugute kommt. Das System wird zu 100% mit frischer Außenluft versorgt, d. h. es werden zwei voneinander getrennte Leitungsnetze für Zu- und Abluft installiert. Daher ist eine Übertragung von evtl. in der Abluft vorhandenen Gerüchen auf die Zuluft ausgeschlossen. Es ist somit gewährleistet, dass die Luftqualität in den Unterrichtsräumen bei geschlossenen Fenstern wesentlich besser ist, als dies bei herkömmlichen Schulen der Fall ist. Aufgrund besserer Luftqualität steigt die Konzentrationsfähigkeit von Schülern und Lehrern und somit die Effizienz des Unterrichts.

Im Sommer wird die Bauweise der Passivhaus-Schule zur "Kühlung" genutzt. Der Sonnenschutz verhindert ein

Überhitzen der Räume. Die Gebäudemasse wird tagsüber die entstehende Wärme zwar aufnehmen und speichern, durch ein automatisch geregeltes Öffnen der Fenster wird die Gebäudemasse jedoch mit der kalten Nachtluft wieder abgekühlt und steht am folgenden Tag wieder als Speichermasse zur Verfügung (sogenannte Nachtauskühlung).

Zusätzlich ist eine sogenannte "adiabate Kühlung" möglich. Dabei wird die Abluft befeuchtet und dadurch abgekühlt. Diese kühle Luft wird über den Wärmeaustauscher geleitet und gibt die "Kühle" wieder an die Zuluft ab.

Der Heizwärmebedarf von älteren Schulen, wie der alten Justus-von-Liebig-Schule, liegt bei ca. 150 kWh/m² a. Die neue Passivhaus-Schule hat nach den bisherigen Simulationsergebnissen einen Energiebedarf von ca. 15 kW/h² a. Die vermiedene CO₂- Emission liegt bei rund 124t/a.

Mit mechanischer Lüftung ist die Luftqualität deutlich besser, die CO2-Konzentrationen sind deutlich niedriger und schwanken um den Pettenkofer-Grenzwert bei der hier zu Grunde liegenden Luftmenge von 20 m³/(h Person). Mit dieser Luftmenge kann das Klassenzimmer auch beheizt werden; es erübrigt sich also die Installation eines konventionellen Heizungssystem. Energieeinsparung, Umweltentlastung, thermischer Komfort und Verbesserung der Luftqualität sind Gründe für die Übertragung der Passivhaustechnologie auf Schulen.

		Regelung

Während im Wohnhaus ein maximal 1-facher Luftwechsel während der Heizzeit geplant wird, ist für den Schulbetrieb ein 2,5...3-facher Luftwechsel zur Frischluftversorgung der Personen notwendig. Des weiteren sind während der Betriebszeit in belegten Klassenzimmer sehr große interne Wärmequellen vorhanden (bis zu 50 W/m²). über die Zuluft kann eine höhere spezifische Heizlast als im Passiv-Wohnhaus erreicht werden. Es sind somit höhere Reserven für die Aufheizung oder einen reduzierten Betrieb außerhalb der Nutzungszeit vorhanden. Eine Einzelraumregelung der Raumtemperatur erfolgt im Aufheizbetrieb vor Schulbeginn. Im Betrieb ist keine Einzelraumregelung erforderlich. Zwischen einem voll besetzten und einem unbelegtem Klassenzimmer ergibt sich eine Temperaturdifferenz von maximal 3 K. Für einen optimalen thermischen Komfort im Sommer werden regen- und einbruchsichere Nachtlüftungsöffnung und die Möglichkeit der adiabaten Verdunstungskühlung vorgesehen. Die Steuerung der Nachtlüftungsflügel erfolgt zentral, in jedem Klassenzimmer befindet sich ein Schlüsselschalter, mit dem die Lehrkräfte die Fenster öffnen können. Die theoretische Untersuchungen sind abgeschlossen und die Ergebnisse in die Planung eingeflossen.

Die Schule erhält einen Zug in biotechnischer Ausrichtung. Für diese Schulart ist eine umfangreiche Laborausstattung erforderlich. Die Abwärme der erforderlichen Tief- und Tiefstkühlschränke wird bei Bedarf zur Vorwärmung der Zuluft verwendet. In den Laborbereichen sind Abluftschränke für die Aufbewahrung von Chemikalien sowie Digestorien für Versuche vorhanden. Die Abluft dieser Einrichtungen ist Belastet. Eine Aufbereitung dieser belasteten Abluft für die Wärmerückgewinnung erfolgt nicht. Für die relative geringe Luftmenge wäre ein sehr hoher Aufwand für Luftwäscher o.ä. notwendig gewesen. Dieser Aufwand steht in keiner Relation zur Heizwärmeeinsparung durch die Wärmerückgewinnung. Deshalb wird diese Luftdirekt über Dach abgeführt. Die Abluftmengen sind minimiert. Durch die genannten Punkte erhöht sich der Heizwärmebedarf geringfügig, die Funktion des Gebäudes als Passivhaus ist nicht in Frage gestellt.

Hygiene Lüftungsanlage: bei längere anhaltenden Perioden, mit hoher relativer Feuchte besteht die Gefahr der Verkeimung des Außenluftfilters. Für den hygienischen Betrieb der Lüftungsanlage wird in Abhängigkeit der Dauer dieser Perioden während der Aufheizzeit die Lüftungsanlage mit Umluft betrieben. Die warme Umluft mit geringer relativer Feuchte trocknet den Zuluftfilter ohne zusätzlichen Energieaufwand.

Erste Betriebserfahrungen zeigen, dass das System wie geplant funktioniert. Bedarf zur Nachregulierung besteht in den Endzimmern, die auch wegen zusätzlicher Wärmeverluste in das kühle Treppenhaus eine etwas höhere Heizleistung benötigen und gleichzeitig durch die größere Kanallänge die niedrigsten Zulufttemperaturen erhalten.