Beitrag für Jugend Forscht V5

Beitrag für Jugend Forscht 2013 

Beitrag 

für 

Jugend 

Forscht 

2013 

2012/13 

Prüfung der 

Luftqualität am 

KKSt 

Von Robert Graf 

und Dario Raible 

Betreut durch 

Werner Fick 

Sowohl Schülerinnen und Schüler als auch Lehrer klagen seit der Renovierung und dem 

Einbau der Lüftungsanlage über Kopfschmerzen, trockenen Hals, Husten, ... 

Wir untersuchen die Luftqualität in den Klassenzimmern der 8a, da diese die zurzeit größte 

Klasse an unserer Schule ist und somit auch die extremsten Werte zeigen wird, unter 

verschiedenen Bedingungen und versuchen herauszufinden, ob die Lüftungsanlage hält, was 

uns versprochen wurde. 

Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. 

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1.1 Einleitung 

Nach dem Umbau unserer Schule und dem Einbau einer Lüftung, die 

in den Räumen nur durch 2 Lüftungsschlitze sichtbar ist, klagten 

Lehrer und Schüler über schlechte und zu trockene Luft. Außerdem 

beschwerten sie sich darüber, dass die Fenster die zur Schillerstrasse 

öffnen, verschlossen wurden. Daher kamen wir auf die Idee die Luft 

in den Klassenzimmern ( Größe ca.350m³) unserer Schule zu 

überprüfen. In diesem Bericht werten wir die Messergebnisse aus, 

die wir zur Erforschung der Luftqualität am KKSt gemessen haben (in 

ppm). Für eine gute Luftqualität ist ein Höchstwert bei CO² von 

1500 ppm („parts per 

million“ dh. soviel wie 

„Teile einer Million“) 

vorgegeben. Dieser 

wurde während unserer 

Messungen öfters 

deutlich überschritten. 

1.2 Equipment 

Wie man auf diesem Bild sieht, haben wir den Wöhler CDL 210 über 

ein USB-Kabel direkt an einen uns ausgehändigten Schullaptop 

angeschlossen. 

Auf dem Laptop lief das mitgelieferte Programm Wöhler CDL KM 

(IAQ). Mit welchem wir die Daten Live ablesen und aufzeichnen 

konnten. Der Wöhler CDL 210 misst den CO²-Gehalt (ppm) in der Luft, 

die Temperatur(°C) und die Luftfeuchte (%). Die Messwerte sind nicht 

punktgenau den es gibt zu viele Faktoren die, die Werte ungenau 


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machen (zb. Die Position des CDL 210 im Raum). Aber eine 

Abweichung von mehr als 10 ppm ist nicht zu erwarten. 

Definition „Gute Luft“ 

Man spricht dann von guter Luft wenn die Zusammensetzung in etwa 

so ist wie unten gezeigt schlechte Gerüche etc. sind durch einen 

höheren Anteil bestimmter Gase zurückzuführen. 

Zusammensetzung der Luft 

Gas Formel 

Volumenanteil Massenanteil 

Hauptbestandteile der trockenen Luft bei Normalnull 

Stickstoff N2 78,084 % 75,518 % 

Sauerstoff O2 20,942 % 23,135 % 

Argon Ar 0,934 %1,288 % 

Zwischensummen 99,960 % 99,941 % 

Gehalt an Spurengasen 

Kohlenstoffdioxid CO2 0,038 % oder 380 ppm 0,058 % 

Neon Ne 18,180 ppm 12,67 ppm 

Helium He 5,240 ppm 0,72 ppm 

MethanCH4 1,760 ppm 0,97 ppm 

Krypton Kr 1,140 ppm 3,30 ppm 

Wasserstoff H2 ~500 ppb 36 ppb 

Distickstoffoxid N2O 317 ppb 480 ppb 

Kohlenstoffmonoxid CO 50–200 ppb 50–200 ppb 

Xenon Xe 

87 ppb 400 ppb 

Dichlordifluormethan (CFC-12) CCl2F2 535 ppt 2200 ppt 

Trichlorfluormethan (CFC-11) CCl3F 226 ppt 1100 ppt 

Chlordifluormethan (HCFC-22) CHClF2 160 ppt 480 ppt 


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Tetrachlorkohlenstoff CCl4 

96 ppt 510 ppt 

Trichlortrifluorethan (CFC-113) C2Cl3F3 

80 ppt 520 ppt 

Methylchloroform CH3-CCl3 25 ppt 115 ppt 

1,1-Dichlor-1-fluorethan (HCFC-141b) CCl2F-CH3 

1-Chlor-1,1-difluorethan (HCFC-142b) CClF2-CH3 

17 ppt 70 ppt 

14 ppt 50 ppt 

Schwefelhexafluorid SF6 5 ppt 25 ppt 

Bromchlordifluormethan CBrClF2 4 ppt 25 ppt 

Bromtrifluormethan 

CBrF3 2,5 ppt 13 ppt 

Gesamtmasse (trocken) 

5,135 · 1015 t 

Gesamtmasse (feucht) 5,148 · 1015 

1.3 Umfrage zur Luftqualität 

Wir haben an unserer Schule Lehrer und Schüler dazu befragt wie sie 

die Luftqualität am KKSt einschätzen und ob sie persönlich 

Beschwerden hatten oder noch haben. Dabei haben wir darauf 

geachtet Schüler aus verschiedenen Klassen und Altersgruppen zu 

befragen. Die Hauptprobleme der Schüler waren Kopfschmerzen, 

Probleme bei der Konzentration und auch Probleme wie ein 

trockener Hals usw. wurden uns oft genannt. 

Die Lehrer nannten uns dagegen selten körperliche Beschwerden, 

was wohl auf die häufigeren Raumwechsel zurück zu führen ist. 

Sie berichteten uns jedoch, dass die Schüler vor allem in den 

späteren Stunden, immer weniger konzentriert seien und nach 

Einschätzung der Lehrer den Lehrstoff schlechter aufnähmen als in 

den früheren Stunden. Dies deckt sich mit unseren Messwerten die 

eindeutig zeigen, dass die Luft in den späteren Stunden immer 

schlechter war als in den früheren. 


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Während unserer Messungen haben wir jedoch bewiesen dass die 

Luftfeuchtigkeit an unserer Schule in einem guten Bereich (40-60 

Prozent) ist und Vorfälle wie ein trockener Hals somit eigentlich nicht 

möglich sind. 

1.4 Die Lüftungsanlage 

Die Lüftungsanlage an unserer Schule soll laut der Informationen der 

Schule 18 200 m³/h umwälzen. Dass sie das nicht hält sieht man an 

unseren Messergebnissen. Jedoch schreibt das zuständige Ingenieurs 

Büro in einem Brief an die Schule dass die Lüftung für unsere 

Bedürfnisse überdimensioniert sei. Auf Grund unserer Messungen 

können wir sicher behaupten das sie nicht überdimensioniert ist 

sondern unterdimensioniert! 


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2. Messergebnisse und Auswertung 

Bei allen Messungen war die Lüftung aktiviert. Man sollte noch 

anmerken dass der grüne bis rote Bereich sich auf den CO²-Gehalt in 

der Luft bezieht. Auch sollte man wissen , dass die Temperatur bei 

den wenigsten Aufnahmen sich besonders verändert, weshalb wir 

nicht lange auf diese eingehen werden. 

Diese Aufnahme wurde in der 2. Stunde ( 8:50-9:35 Uhr) im Biologie- 

Raum 012 gemacht, dabei waren wir 28 Personen im Raum. Jedoch 

war der Raum in der ersten Stunde schon belegt. 

Man sieht eindeutig das mit beginn der Stunde auch die Werte 

steigen außer die Temperatur die um ca. 1 °C schwankt. Der CO² 

Gehalt steigt ständig. So auch die Luftfeuchte. 


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Die zweite Aufnahme haben wir in der 3. Stunde im Physik-Raum 210 

gemacht dabei waren ebenso 28 Personen im Raum. 

Diese Aufnahme ist eine Besondere: Bevor die Werte in einen nicht 

mehr optimalen Bereich ging, hat unser Lehrer ohne auf unseren 

Laptop zu schauen das Fenster geöffnet. Der CO² Gehalt ist bis zum 

Fenster öffnen (mit schwarzem Pfeil markiert) gestiegen. Die Schüler 

unserer Klasse 8a empfanden diese Stunde angenehmer als all die 

anderen, obwohl wir in dieser Stunde einen neuen Stoff begonnen 

haben. 


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Somit lässt sich behaupten, dass Schüler bei einer angenehmerem 

Raumklima, also mit einer geringeren CO2 Konzentration, 

leistungsfähiger sind als sonst. Was man auch während den 

Umbauarbeiten gesehen hat: Damals hatten wir einmal die Woche 

Unterricht in den Containern (etwas mehr als halb so groß wie die 

jetzigen Räume), welche aufgestellt wurden, um die wegen dem 

Umbau fehlenden Räumen zu ersetzen. In diesen haben wir leider 

nur eine Aufnahme gemacht. 

Wir hatten über 3200 ppm und 85 % Luftfeuchtigkeit. Die Klasse war 

jede Woche in dieser Stunde zu kaum Leistung fähig es war sehr 

unruhig und unkonzentriert. 


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Bei dieser Aufnahme haben wir in der 3.Stunde,welche von 10:40 bis 

11:25 ging , im Klassenzimmer 103, es waren nur 17 Personen im 

Raum. 

Dieses Diagramm zeigt zwei Dinge deutlich: Es stammt aus 

einem Raum, der den ganzen Tag vor der Messung leer war. 

Man kann sehen, dass seit Unterrichtsbeginn der CO2-Wert 

fast bis zum Ende der Stunde anstieg. Das zeigt, dass die 

Lüftungsanlage nicht im Stande ist, während dem Unterricht 

für eine gute Luft zu sorgen. Zweitens sieht man, dass bei 

einer kleineren Klasse ( an diesem Tag nur 17 Kinder) der CO2 

Wert nicht so hoch geht als bei einer großen Klasse. 


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Diese Diagramme zeigen dass die Luftqualität in den späten Stunden 

schon zu Beginn schlecht ist und dann immer schlechter wird. Dies 

stärkt die Aussage der Lehrer, dass die Qualität des Unterrichts in den 

späten Stunden immer niedriger ist als in den frühen Stunden. Auch 

hier muss man bedenken, dass die Lüftung während allen unseren 

Messungen ständig an war. 

Dieses Diagramm stammt von einer Messung die über mehrere Tage 

in Raum 103 verlaufen ist. Man kann von diesem Diagramm viele 

Dinge ablesen. Erstens sieht man deutlich Die Zeiten in denen das 

Klassenzimmer besetzt war und dazwischen auch immer wieder 

Pausen oder Hohlstunden. Zweitens sieht man das es auch Spaßvögel 

gibt die auch gerne mal in das Messgerät pusten. Außerdem kann 

man ganz besonders deutlich das Wochenende vom 15. Bis 17. 


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Erkennen. Zuletzt sieht man auch noch die Zeit des Unterrichts die 

CO2-Werte sinken nämlich immer am Nachmittag. 

Auch hier muss man bedenken, dass die Lüftung während allen 

unseren Messungen ständig an war. 

Hiermit kommen wir zum Ende unseres Hauptberichtes wir werden 

weitere Aufnahmen und kleinere Informationen in den Anhang 

anhängen. Nun kommen wir zum Fazit mit möglichen 

Problemlösungen. 

Fazit 

Zum Schluss unseres Projektes kommen wir zu dem Fazit, dass an 

unserer Schule eindeutig etwas getan werden muss um die 

Luftqualität zu verbessern und somit die Chancen eines jeden 

Schülers auf ein gutes und konzentriertes Lernen zu verbessern. 

Unsere Vorschläge dazu sind: 

- Lüften in den großen Pausen, jedoch nur in den Räumen deren 

Fenster nicht zur Straße zeigen 

- Nochmalige Überprüfung der Lüftungsanlage und evt. eine 

Änderung der Einstellungen 

- Die Lüftung in den Pausen nicht abschalten 

- eventuelles Öffnen der Türen, da die Luftqualität in den Gängen 

besser ist als in den Klassenzimmern. 

Im Sommer / Frühling werden wir bei höheren Außentemperaturen 

Vergleichsmessungen machen um mögliche Veränderungen zu 

Protokollieren. 


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"Weiter gibt es spezielle Grenzwerte für verschiedene Institutionen: 

Schule: 1500 ppm (Als Voraussetzung muss jedoch die jederzeit 

mögliche Herabsetzung auf 1000 ppm gewährleistet sein). 

Quellen: 

• Dr. Werner Imrecke – Diplom Chemiker ( Gute Luft Informationen/ 

Grenzwerte für den ppm-Gehalt) 

• http://www.umweltbundesamt.de/gesundheit/publikationen/adhoc/kohlendioxid_2008.pdf 

(am 28.12.12) 

(Seite 1366+1367) 

Nun folgen noch weitere Messdiagramme die wir 

während unserem Projekt aufgenommen haben 

und auch eine Vergleichsmessung von einer 

anderen Schule (Ernst-Abbe-Gymnasium, 

Oberkochen). 


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Diese Aufnahme war in den zwei Stunden nach der Mittagspause im 

Klassenzimmer 103 mit 28 Pers. und die folgende in der 3.Stunde 

ebenfalls im Klassenzimmer. 


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Diese Aufnahme ist aus der 5. Stunde im Chemiesaal 110. Die zweite 

Aufnahme ist ein perfektes Beispiel um zu zeigen ,dass der Wöhler 

CDL 210 nicht immer Fehlerfrei funktioniert 


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2.1 Vergleichsmessungen vom Ernst-Abbe- 

Gymnasium in Oberkochen 


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Info zu dem 4 Messungen: 

1. Messung: V=223,57m^3,19 Personen, 5./6. Stunde, Lüften in der 

Pause, Klasse 9, Mathe 

2. Messung: 221,334m^3, 15 Personen, Klasse 9, Physik 

3. Messung: NWT-Raum, Maße folgen, 12 Personen, Tür offen, Klasse 

9, NWT 

4. Messung: V=221,334m^3, 11 Personen, Klasse 11, Physik 

Die Spitzen, die in den einzelnen Messungen auftreten sind 

Spaßvögel, die gemeint haben, gegen das Gerät pusten zu müssen. 


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