Musterzimmer Giacometti, Chur - Drexel und Weiss

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Musterzimmer Giacometti, Chur - Drexel und Weiss
FHNW Situationsanalyse: Best Practice Schulhauslüftung

                            Musterzimmer Giacometti, Chur
                              Eingebettet zwischen dem Lacuna- und                 wurden Dreifach-Solargläser eingesetzt,
                              dem Lachenquartier liegt das Oberstu-                die trotz sehr guter Wärmedämmung             Sanierung ohne
                              fenschulhaus Giacometti am nordwestli-               eine hohe Sonnenwärmenutzung ermög-
                                                                                                                                 Denkmalschutz
                              chen Stadtrand von Chur. Die Schulan-                lichen. An der Fensterinnenseite reflek-
                              lage wurde 1978/79 gebaut und 2006/07                tieren von Hand einstellbare Lichtlenk­
                              um ein weiteres Schulgebäude ergänzt.                lamellen das Sonnenlicht an die weisse
                              Der Altbau der Schulanlage Giacometti                Zimmerdecke. Dadurch ist sowohl der
                              wies wie vier weitere Schulhäuser in der             Blendschutz gewährleistet als auch die
                              Stadt Chur einen Sanierungsbedarf ins-               Wärme- und Tageslichtnutzung opti-
                              besondere bei den Schulzimmern auf.                  miert. Dicht aneinandergereihte Föh-
                              Deshalb wurde ein Pilotprojekt lanciert,             renholzbalken an der Decke fungieren
                              bei dem die Sanierung eines Musterzim-               als zusätzliche Wärmespeichermasse bei
                              mers von der Stadt Chur gesamtheitlich               gleichzeitiger Verbesserung des Raum-
                              geplant, durchgeführt und ausgewer-                  akustik-, Feuchte- und Geruchsverhal-
                              tet wurde. Die erarbeitete Strategie zur             tens. Ergänzt wird das Konzept durch
                              Energie- und Raumklimaoptimierung                    eine LED-Beleuchtung und Lamellensto-
                              kann nun auf die gegen 100 sanierungs-               ren, die je über eine Regelung verfügen.
                              bedürftigen Schulzimmer adaptiert wer-
                              den (siehe auch Schulhaus Rheinau).                  Raumprogramm
                                                                                   Zwei unterschiedlich hohe Gebäude-
                              Bauweise                                             riegel umschliessen den Pausenhof an
                              Merkmale des Altbaus sind die abge-                  drei Seiten, in Richtung Süden ist die
                              schrägten Kanten, die tiefen Laibungen               Anlage offen. Im L-förmigen Schulhaus-
                              und die schnörkellose, grob ver­putzte               Trakt A sind Unterrichtsräume unterge-
                              und ziegelrote Fassade, die einen guten              bracht, im Trakt B Turnhalle und Aula.
                              Zustand aufweist. Im Gegensatz dazu                  Nachdem das Gebäude fast 30 Jahre lang
                              mussten die Fenstergläser des Muster­                als Sekundar- und Realschule genutzt
                              schulzimmers ausgetauscht werden. In                 worden war, sollte es im Zuge der Sanie-
                              die bestehenden Holz-Metall-Rahmen                   rung auch erweitert werden. Die Stadt
                                                                                   brauchte ein grösseres Schulhaus, um
 Schulhaus Giacometti, Chur                                                        die Oberstufe von bisher vier Standorten
 Ort                                      Tittwiesenstrasse 120, 7000 Chur         auf drei konzentrieren zu können. Auf
 Eigentümerin                             Stadt Chur                               das Schuljahr 2006/07 hin wurde das
 Architektur                              1978/79: Carl Franz Spinas, Chur         Schulhaus infolge der Zusammenlegung       Das Musterschulzimmer
                                          2006/07: Christen Architektur GmbH,      der Oberstufe um den dreigeschossigen      im Oberstufenschulhaus
                                          Chur                                     Trakt C mit Klassenzimmern, Werkräu-       Giacometti dient auch für
 Planung, Durchführung und Auswertung     Stadt Chur, Fachstelle Energie und                                                  andere Sanierungen als
                                                                                   men und einer Schulküche erweitert.
                                          Nachhaltigkeit                                                                      Vorbild. (Foto: Stadt Chur)
 Bezug                                    2014
 Bautyp                                   Sanierung
 Nutzung                                  Sekundar- und Realschule (21 Klassen,
                                          302 Schüler und Schülerinnen), 3 Ta-
                                          lentklassen, Sprachintegrationsklasse
 Raumprogramm                             Schulzimmer, Gruppenräume, Spezial-
                                          räume, Werkräume, Aula, Schulküche,
                                          Turnhalle
 Nettogeschossfläche Musterschulzimmer ca. 70 m2
 Sanierungskosten Musterschulzimmer*      74 100 Fr.
 Kostenanteil Lüftung                      19 000 Fr.
*Weiterführende Informationen unter: Schlussbericht Musterschulzimmer Giacometti
der Stadt Chur
Musterzimmer Giacometti, Chur - Drexel und Weiss
Gebäude und Standort
Merkmal                                                         Ausprägung

Aussenluftqualität (AUL) / CO2-Belastung                        ländlich                         vorstädtisch                       städtisch
Schallsituation            Feinstaub- und Stickstoffoxid­       AUL 1: Saubere Luft, die nur     AUL 2: Luft mit hohen Konzentra-   AUL 3: Luft mit sehr hohen Kon-
                           belastung                            zeitweise staubbelastet ist      tionen an Staub oder Feinstaub     zentrationen an Staub oder Fein-
                                                                (z. B. Pollen)                   und/oder an gasförmigen Luftver-   staub und/oder an gasförmigen
                                                                                                 unreinigungen                      Luftverunreinigungen
                            Aussenschallbelastung               gering                           mittel: befahrene Strasse an-      hoch: stark befahrene Strasse,
                                                                                                 grenzend                           Autobahn, Zug, Stadtlärm
Gebäudesituation            Bautyp                              Neubau                           Sanierung                          Sanierung denkmalgeschützt
                            Glasanteil Fassade                  gering                           mittel                             hoch
                            Winddruckbelastung an der Fassade   gering                           mittel                             hoch
                            Bauliche Veränderungen an der       möglich                          nicht möglich
                            Fassade
                            Lage und Aussensituation            freistehend                      Hindernisse einseitig              Hindernisse mehrseitig

                            Hindernisse                         keine                            niedrig (< 50 % Gebäudehülle)      hoch (> 50 % Gebäudehülle)

Raumsituation               Grundriss                           Fenster gegenüberliegend         Fenster über Eck                   Fenster an einer Raumseite
(Standard-Schulzimmer)

                            Schnitt (lichte Raumhöhe)           hoher Raum (> 3,0 m)             niedriger Raum (< 3,0 m)
                            Platzverhältnisse                   gering                           mittel                             hoch
                            Fensterart                          mehrteilig                       zweiteilig                         einteilig

                            Fensterflügel                       Drehflügel                       Ausstell-/Übersetzfenster          Kippflügel

                            Anbauten                            Innenstoren                      Aussenstoren                       Innen- und Aussenstoren

                                                                                   Grundriss Musterschulzimmer.
Musterzimmer Giacometti, Chur - Drexel und Weiss
Lüftungskonzept Schulbetrieb
                             ]] Aussenluftfassung: Das Ansaugen der             vor. Nebst der CO2-Automatik können
                                                                                                                               Deckengerät:
                             frischen Aussenluft und das Ausblasen der          auch weitere Regelungsebenen wie Zeit-
                                                                                                                               Komplettes Lüftungs-
                             verbrauchten Fortluft erfolgt über eine im         programm und Ferienprogramme oder              system in einer Einheit,
                             Fenster eingebaute Aussenluftfassung, die          mittels Raumbedienungsgerät vier Be-           ein Gerät pro Raum.
                             konstruktionsbedingt keine Kurzschluss-            triebsarten manuell gewählt werden. Sie        Zuluft und Abluft
                             Strömung zulässt. Ein die Gebäudehülle             sind individuell aufeinander abstimmbar        erfolgen über kurze
                                                                                                                               Kanäle durch die Wand.
                             schwächender und kostspieliger Fassaden-           und können durch externe Befehle wie
                             durchbruch ist dank dieser Lösung hin-             z. B. Präsenzmelder ergänzt werden. Falls                CO2

                             fällig.                                            zukünftig auch die weiteren Schulzimmer
                             ]] Lüftungsgerät: Das dezentrale und für           mit dezentralen Anlagen ausgerüstet wer-
                             die Deckenmontage konzipierte Kom-                 den, ist es möglich, diese anhand einer
                             paktlüftungsgerät beinhaltet einen effizi-         zentralen Steuerungseinheit zu regeln und
                             enten Gegenstrom-Wärmetauscher für die             über eine Schnittstelle ins Gebäudeleitsys-
                             Wärmerückgewinnung, eine Filtereinheit             tem zu integrieren.
                             mit Grob- und Feinstaubfilter und eine
                             Frostschutzheizung (FSH). Aufgrund des
                             integrierten Schalldämpfers in Zuluft und
                             Abluft eignet sich dieses Gerät besonders
                             für Klassen- oder Besprechungszimmer.
                             Zusätzlich ermöglicht ein im Gerät in-
                             tegrierter 100 %-Bypass eine effiziente
                             Nachtauskühlung in den warmen Jahres-
                             zeiten.
                             ]] Luftführung: Die lüftungstechnischen
                             Anschlüsse befinden sich seitlich am Ge-
                             rät und sind als Kanalanschlüsse (450 x
                             110 mm) mit Profilflansch ausgeführt.
                             Die sehr kurzen Lüftungskanäle zwischen
                             Kompaktgerät und Aussenluftfassung
                             zeichnen diesen Anlagetyp aus.
                             ]] Regelung: Die Luftqualität wird mit-
                             tels CO2-Sensor, der sich auf Hüfthöhe
                             neben der Wandtafel befindet, bedarfs-
                             geführt geregelt. Der CO2-Sensor misst
                             dabei nach dem Infrarotprinzip die ak-
                             tuelle CO2-Konzentration und leitet das
                             Signal an das Lüftungsgerät weiter. Die
                                                                                                                              Das dezentrale Kompakt-
                             Steuerung gibt anschliessend dem Venti-                                                          lüftungsgerät ist an der
                             lator den benötigten Luftvolumenstrom                                                            Decke montiert. (Foto:
                                                                                                                              Stadt Chur)
Lüftungssystem Schulbetrieb
Anlagetyp (nach SIA 382/1)           Einfache Lüftungsanlage
Luftmengen
pro Person                           30 m3/h
pro Schulzimmer mit 20 Personen      600 m3/h
Luftverteilung im Schulzimmer        Verdünnungslüftung
Wärmerückgewinnung                   Alu-Platten-Wärmeübertrager
Heizregister                         Elektrische Nacherwärmung der Zuluft bei
                                     sehr tiefen Aussentemperaturen (400 W)
Frostschutz                          Abtauen der WRG mit Umluftschaltung
Bedarfsgeführte Luftqualitätsregelung CO2-Regelung
Nachtauskühlung                      Freecooling
Performance Lüftungssystem

                                                                      Platzbedarf und      Raumluft-
                                                                        Eindringtiefe       qualität

                                                     Wartung und
                                                                                                              Hygiene
                                                    Instandhaltung               Um-
                                                                               setzung

                                                 Betriebs-        Sicherheit                   Gesundheit
                                                und Anlage-                                                       Schall
                                                                                                  und
                                                 sicherheit
                                                                                              Behaglichkeit

                                                                          Energie
                                                       Wärmerück-
                                                       gewinnung                                         Temperatur

                                                                     Stromeffizienz         Nutzung
                                                                      (Hilfsenergie)      und Regelung

Umsetzung                                                                                Gesundheit und Behaglichkeit
Platzbedarf und Eindringtiefe                                                            Raumluftqualität
Der Eingriff in das Bauwerk beschränkte sich auf die im Fenster integrierte Aussen-      Das Kompaktlüftungsgerät versorgt die Schulzimmer mit einer Nennluftmenge von
und Fortluftöffnung. Der Platzbedarf im Schulzimmer setzt sich aus dem Lüftungs-         30 m3/h pro Person und 600 m3/h pro Schulzimmer. Die heute geforderte CO2-
gerät (2900 x 562 x 490 mm) und den kurzen Lüftungskanälen zusammen.                     Limite im Schulzimmer von 1400 ppm kann ausnahmslos eingehalten werden.
Sicherheit                                                                               Hygiene
Wartung und Instandhaltung                                                               Im Gegensatz zu zentralen Anlagen ist die Frischluftansaugung abhängig von der
Aufgrund der geringeren Filterfläche müssen die Filter im Gegensatz zu zentralen         Fassadenausrichtung. Daher ist keine Rücksichtnahme auf die Aussenluftverhältnis-
Anlagen nur zweimal jährlich gewechselt werden. Wartungs- und Instandhaltungsar-         se möglich (z. B. stark befahrene Strasse, Südseite).
beiten fallen trotz des geringen Aufwands pro Schulzimmer an, da jedes Schulzim-         Schall
mer ein Lüftungsgerät besitzt.                                                           Der integrierte Schalldämpfer und die schalloptimierte Konstruktion des Gerätes
Betriebs- und Anlagesicherheit                                                           verhindern eine Schwächung des Schalldämmmasses der Gebäudehülle und sorgen
Mit einer Mikroprozessorsteuerung wird das Zusammenspiel aller Komponenten               für einen Betrieb, der als sehr leise und nicht störend wahrgenommen wird.
gesteuert und überwacht. Dazu zählen folgende Funktionen:                                Temperatur
]]Filterüberwachung                                                                      Das Lüftungskonzept ermöglicht sowohl im Sommer als auch im Winter mehrheitlich
]]Einbindung an Brandmeldeanlage                                                         ein behagliches Raumklima. Bei sehr tiefen Aussentemperaturen im Winter wird die
]]Betriebsstundenzähler für Komponenten                                                  Zuluft elektrisch nacherwärmt. Ein Bypass ermöglicht eine Nachtauskühlung des
]]Überwachung der Sensoren                                                               Schulzimmers in den warmen Sommermonaten. Zimmerpflanzen dienen in den
Energie                                                                                  trockenen Wintermonaten als Feuchtigkeitsspender.
Wärmerückgewinnung                                                                       Nutzung und Regelung
Anhand des Wärmetauschers können bis zu 85 % der in der Abluft enthaltenen               Die Luftqualität wird bedarfsgeführt mit einem CO2-Sensor geregelt. Zusätzlich
Wärme auf die Zuluft übertragen werden, was im Musterzimmer zu einer jährlichen          haben die Nutzer die Möglichkeit, per Bedieneinheit in das System einzugreifen.
Wärmeenergieeinsparung von 6450 kWh (650 l Heizöl) führte.
Stromeffizienz (Hilfsenergie)
Die Lüftung sorgt für eine optimale Raumluftqualität sowie in Verbindung mit der
LED-Beleuchtung mit optimierter Tageslichtnutzung zu einer Einsparung bei der
Elektro­energie von rund 45 %.

                      Dieses Faktenblatt entstand im Rahmen der Kampagne                 Impressum
                      ­«Frische Luft für wache Köpfe» im Auftrag des Bundesamts          Studie und Inhalte: Fachhochschule
                       für Gesundheit BAG. Die Kampagne verfolgt das Ziel, die           Nordwestschweiz (FHNW), Hochschule
                       ­Lüftungssituation in den Schweizer Schulen zu verbessern.        für Architektur, Bau und Geomatik
                        Mehr Infos unter www.schulen-lueften.ch                          Institut Energie am Bau, Muttenz
                                                                                         www.fhnw.ch/iebau
                                                                                         Herausgeberin: Faktor Verlag AG, Zürich
                                                                                         Auftraggeber: Bundesamt für Gesundheit BAG
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