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Hier werden vergangene Forschungs- und Demonstrationsvorhaben vorgestellt, in denen ganzheitliche oder modellhafte Maßnahmen zur Verbesserung der Gebäudesubstanz im Bildungsbereich erarbeitet wurden. Dies beinhaltet ebenfalls Sanierungen, bei denen nicht nur der Energiebedarf, sondern vor allem auch andere Faktoren, wie z. B. Denkmalschutzauflagen oder die Unbedenklichkeit der Baustoffe, das Sanierungskonzept bestimmen.
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Stadtökologische Modellvorhaben
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Der Berliner Senat hat während der letzten 20 Jahre die Grundlagen, die heute für das ökologische Bauen in Berlin gelten, in zahlreichen Modellvorhaben gefördert. Insbesondere das Landesprogramm "Stadtökologische Modellvorhaben" lieferte seit 1989 Erkenntnisse zu den Faktoren und Komponenten des nachhaltigen Wohnungs- und Städtebaus, welche durch die praktische Anwendung in konkreten Bauprojekten überprüft wurden.
Thematische Schwerpunkte des Modellprogramms waren einerseits die Erprobung innovativer Einzelmaßnahmen aus einem der fünf ökologischen Bausteine Energie, Wasser, Baustoffe, Grün oder Abfall und andererseits die Entwicklung und Umsetzung ökologischer Gesamtkonzepte.
Im Bereich von Schulbauten wurde das Georg-Christoph-Lichtenberg Gymnasium gefördert, eine Typenschule der ehemaligen DDR, die über 100 Mal in Berlin errichtet wurde. In einem ökologischen Gesamtansatz wurde ein übertragbares Konzept entwickelt, das ein enormes Einsparpotential an Betriebskosten an Berliner Schulen aufzeigt.
Ein weiteres Förderprojekt war die gründerzeitliche Heinrich-Roller-Schule im Prenzlauer Berg, für die ab 1993 ein ökologisches Gesamtkonzept entwickelt und umgesetzt wurde. Ziel war es, bei sparsamem Umgang mit Ressourcen und unter größtmöglicher Sozialverträglichkeit dauerhaft gesunde Lern- und Arbeitsbedingungen zu sichern. Daher wurde in der denkmalgeschützten Schule der Einsatz unbedenklicher Baustoffe und effizienter Anlagentechnik messtechnisch überprüft. In drei Klassenzimmern wurden unterschiedliche Ausbaumaterialien eingebracht und hinsichtlich Raumluftqualität und Akustikeigenschaften ausgewertet. Auch im Bereich der Elektroinstallationen und der Sanitäranlagen kam es zu Versuchsaufbauten, welche schließlich die Effizienz und Nachhaltigkeit der energetisch und ökologisch günstigsten Varianten bestätigten. Daneben wurden die Schulhöfe großflächig entsiegelt und begrünt und Sportanlagen und eine Kompostanlage eingerichtet. Sämtliche Maßnahmen wurden im Rahmen des Konzeptes "Schule als ökologischer Lernort" den Schülern praxisnah vermittelt. Wassereinsparung, Abfallvermeidung und gesunde Ernährung sind Bestandteile des Schulalltages, die Energieerzeugung durch Wind und Sonne ist in Projekttafeln dargestellt. Der Erfolg der ergriffenen Maßnahmen wurde 2008 durch die Ernennung der Schule zur "Umweltschule in Europa - Internationale Agenda 21-Schule" bestätigt.
Neben dem Wohnungsbau konnten somit auch bei öffentlichen Baumaßnahmen zukunftsweisende Konzepte entwickelt, umgesetzt und erprobt werden, die auch heute als Orientierung für aktuelle Baumaßnahmen dienen.
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FGK- Statusreport zur Schullüftung
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Schulgebäude in Deutschland sind oftmals marode, bieten keine optimalen Lernbedingungen und belasten die öffentlichen Kassen mit ihren jährlichen Unterhaltskosten. Die Sanierung von Schulgebäuden ist daher eine der vordringlichsten Aufgaben der öffentlichen Hand. Wird die Gebäudehülle saniert, steigt auf der einen Seite die Behaglichkeit für die Nutzer, auf der anderen Seite verringert sich allerdings der Luftaustausch über Ritzen und Fugen. Insbesondere im Winter vermeiden Schüler und Lehrer jedoch eine regelmäßige Fensterlüftung. Somit steigen in fensterbelüfteten Räumen die CO2-Konzentrationen bereits nach einer halben Stunde auf hygienisch bedenkliche Werte an, wodurch die Konzentrationsfähigkeit der Schüler verringert wird.
Der Fachverband Gebäude-Klima e.V. (FGK) hat daher in seinem 22. Statusreport das Thema Schullüftung thematisiert. Neben allgemeinen Grundlagen zu Anforderungen an die Raumluftqualität und notwendigen Außenluftvolumenströmen für Klassenräume werden verschiedene Möglichkeiten zur Schullüftung analysiert. In einer vierseitigen Übersicht werden die Systeme Fensterlüftung, reine Abluft, raumweise Zu- und Abluft mit Wärmerückgewinnung sowie (semi-) zentrale Lüftung miteinander verglichen. Nach einer kurzen Beschreibung sind 31 Parameter in vier Obergruppen (Anforderungen an Hygiene und Komfort, Merkmale und Funktionen, Energiebedarf und Betriebskosten, Bautechnische Auswirkungen) detailliert aufgelistet. Über Schemata und Fotos realisierter Klassenlüftungen werden die Systeme veranschaulicht, so dass eine komplette Übersicht über auf dem Markt vorhandene Lösungen zur Gewährleistung einer guten Raumluftqualität in Schulräumen gegeben wird.
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| BRITA in PuBs |
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BRITA in PuBs ("Bringing Retrofit Innovation to Application in Public Buildings") war eines von vier Ecobuildings-Demonstrationsprojekten im 6. Rahmenprogramm der Europäischen Union. Der Ansatz bei BRITA in PuBs war, die Markteinführung innovativer und effizienter Sanierungstechniken zu stärken, um die energetische Effizienz unter Einbeziehung von erneuerbaren Energien bei geringen Zusatzkosten zu steigern. Dies erfolgte in den Projektschritten Planung, Umsetzung, Nutzung und Wissensverbreitung. Zunächst wurden beispielhafte Sanierungen an öffentlichen Demonstrationsgebäuden in Europa durchgeführt. Neben Schulen wurden dabei auch u. a. Kulturgebäude, Wohnheime und Kirchen zur Sanierung ausgewählt, nicht zuletzt um unterschiedliche Altersgruppen und Gruppen unterschiedlicher sozialer Herkunft zu erreichen. Zudem wurden im Bereich Forschung und Entwicklung sozio-ökonomische Studien verfasst und der Bedarf an Unterstützung bei der Planung der öffentlichen Hand analysiert. Eine internetbasierte Datenbank zu Sanierungsmaßnahmen sowie ein Hilfsmittel zur Qualitätskontrolle für den Gebäudebetrieb wurden erstellt. Durch Veröffentlichung der Forschungsergebnisse und weiterer Maßnahmen wie die Schulung von Betriebspersonal, Gebäudenutzern und Architekturstudenten, die Initiierung von Öffentlichkeitskampagnen und die Durchführung von zwei Konferenzen wurde das erarbeitete internationale Wissen gestreut.
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| IEA ECBCS Annex 36 - Energetische Sanierung von Bildungsgebäuden |
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Annex 36 war von 1999 bis 2003 ein internationales Projekt, das durch die Internationale Energieagentur iniiert wurde und der Erforschung, Erprobung und Analyse von Energiesparmaßnahmen für Bildungsgebäude diente. Ziel des Projektes war es, Entscheidungsträger dabei zu unterstützen, energie- und kosteneffiziente Sanierungsmaßnahmen durchzuführen. Teilnehmende Länder waren - neben Deutschland - Dänemark, Finnland, Frankreich, Italien, Polen, Griechenland, Großbritannien, Norwegen und die USA. Unter deutscher Leitung wurden energetisch optimierte Sanierungsmaßnahmen für bestehende Bildungsgebäude analysiert, die gewonnen Erkenntnisse in beispielhaften Sanierungen umgesetzt und eine Software-Anwendung als Ratgeber für energetisch sinnvolle Maßnahmen zur Verfügung gestellt.
Neben Berichten zu Beispielgebäuden, Sanierungsmaßnahmen und daraus erarbeiteten Empfehlungen war es insbesondere diese internetbasierte Software, der sogenannte Sanierungsratgeber, der dazu beitrug, energetische Sanierungen voranzutreiben, bestehende Probleme in Schul- und anderen Bildungsgebäuden zu lösen und mehr Kosten- und Planungssicherheit im frühen Entscheidungsprozess zu ermöglichen.
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Kontrollierte Fensterlüftung
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Schulanlagen ohne kontrollierte mechanische Lüftung weisen oft eine unbefriedigende Luftqualität auf. Mechanische Lüftungssysteme übersteigen jedoch häufig den Budgetrahmen oder sind aus Gründen der Denkmalpflege nicht einsetzbar. Im Rahmen der Modernisierung der Schulanlage "Untermoos" in Zürich-Altstetten wurde deshalb untersucht, ob sich kontrollierte Fensterlüftung als Alternative eignet. Beachtet wurden die Faktoren Luftqualität, Komfort, Energieverbrauch, Benutzerzufriedenheit und Wirtschaftlichkeit.
Dazu wurden in zwei Klassenzimmern die bestehenden Kippfensterflügel mit Anlagen zur kontrollierten Fensterlüftung ausgerüstet und die Möglichkeit zur Querlüftung über Kippfenster zum Flur hin sichergestellt. Gesteuert wurden die Antriebe über einen Zentralrechner, der mit Messfühlern im Zimmer und auf dem Schulhausdach verbunden war. Somit konnte der Öffnungswinkel der Fenster je nach Wetterdaten und Raumklima (mit den Messgrößen CO2-Konzentration, Innenraumtemperatur und Raumluftfeuchte) angepasst werden. Diese Daten wurden mit zwei weiteren Klassenzimmern verglichen, in denen die Lüftungsflügel von Hand bedient wurden. Dabei wurde in einem Raum nur sporadisch gelüftet, während in dem anderen Raum die Lehrkraft und ein zuständiges Kind auf eine konsequente Lüftung während der Pausen und zweimalig während der Unterrichtseinheiten achteten.
Es stellte sich heraus, dass während der Wintermonate in den kontrolliert gelüfteten Räumen in mehr als drei Viertel aller Unterrichtseinheiten eine befriedigende CO2-Konzentration von unter 1350 ppm erzielt werden konnte. Auch der Heizenergieverbrauch sank um 5 bis 10 % durch die kontrollierte Fensterlüftung. Zudem können größere Einsparungen bis zu 50 % erzielt werden durch eine Ventilator-Lüftung mit Wärmerückgewinnung bei gleichzeitiger guter Wärmedämmung der Gebäudehülle. Ähnlich gut waren die Werte für den Raum mit konsequenter Handlüftung, während der sporadisch gelüftete Raum inakzeptable Werte von über 1650 ppm für die Hälfte der Unterrichtsstunden aufwies. Im Sommer wurde durch die mechanisch betriebene Fensterlüftung eine kontrollierte Nachtauskühlung ermöglicht, wodurch die Raumtemperaturen tagsüber um durchschnittlich einen Grad Celcius gesenkt werden konnte.
Zusammenfassend kann man sagen, dass Schulgebäude auch bei einer konsequent betriebenen Handlüftung akzeptable Luftqualitäten erreichen können. Allerdings zeigt die Erfahrung, dass auch bei fester Zimmerverteilung wie im Schulhaus "Untermoos" eine Lüftung von Hand nicht konsequent genug durchgeführt wird. Daher stellt bei Klassenräumen mit Möglichkeit zur Querlüftung die kontrollierte Fensterlüftung eine gute Alternative zu kostspieligen mechanischen Anlagen dar.
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Schul- und Sportzentrum Eggenstein-Leopoldshafen
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Im Zuge der Sanierung des Schul- und Sportzentrums Eggenstein-leopoldshafen wurde zwischen 2005 und 2006 ein solares Nahwärmesystem mit Langzeitwärmespeicher geschaffen.
In Verbindung mit der baulichen Aufwertung der teilweise maroden Gebäudestruktur und Anlagentechnik aus den 60er Jahren konnte so der Energieverbrauch von 2.170 MWh/a (gemittelt für 1998-2000) auf 1.300 MWh/a (geplanter Endausbau 2010) gesenkt werden. Im ganzen Schulzentrum können so 65 % der Primärenergie eingespart werden. Hierzu wurden insgesamt 1.600 m² thermische Kollektorfläche installiert, wodurch eine solare Energieerzeugung von 400 MWh/a erzeilt werden soll. Um eine konstante Deckung des Wärmebedarfs von 35 - 40 % aus der Solarthermie zu erzielen, wurde ein Großspeicher installiert, der aufgrund einer Kiesfüllung ein Speichervolumen von 4.500 m³ aufweist. Hier wurde erstmalig der Labor- und Versuchsmaßstab in die Praxis übertragen und es wurde nach innovativen Ansätzen beim Be- und Entladesystem, der Abdichtungsbauart, der Wärmedämmung und der Füllung des Speichers gesucht.
Das Projekt wird unter anderen vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) sowie vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg gefördert.
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Biberach
