Frische Luft für frisches Denken - Prävention nach Betriebsart

Gemeinde-Unfallversicherungsverband HannoverLandesunfallkasse NiedersachsenFrische Luft für frisches DenkenNeue Unterrichtsqualität in unseren Klassenräumen

InhaltSeiteVorwort ................................................................................................................................ 11. Einleitung ........................................................................................................................ 22. Lüften während des Unterrichts ........................................................................................ 33. Ermüdung während des Unterrichts .................................................................................. 44. CO 2als Belastungsfaktor .................................................................................................. 55. Auswirkungen der Lüftungspause: .................................................................................... 75.1 CO 2-Konzentration ...................................................................................................... 75.2 Herzfrequenz .............................................................................................................. 75.3 Geräuschpegel .......................................................................................................... 95.4 Aufmerksamkeit ........................................................................................................ 105.5 Sozialverhalten .......................................................................................................... 115.6 Unterrichtskommunikation ........................................................................................ 136. Wirkungskette .................................................................................................................. 147. Umsetzung in den Schulalltag .......................................................................................... 148. Probleme bei der Umsetzung ............................................................................................ 16Weitere Informationen .......................................................................................................... 16Impressum

VorwortLiebe Leserinnen und Leser,die Gesundheit der Lehrkräfte und Schüler sowie die Unterrichtsqualitäthängen auch von den Unterrichtsbedingungenab. Schlechte Möblierung und Lärm sind seit geraumerZeit als Belastungsfaktoren bekannt – Themen,mit denen sich die Gemeinde-UnfallversicherungsverbandHannover/Landesunfallkasse Niedersachsen schonseit langem intensiv auseinandersetzt.Wenig bekannt ist bisher, welche Bedeutung der CO2-Gehalt der Raumluft in den Klassenzimmern auf dieGesundheit und die Unterrichtsqualität hat. Aus diesemGrund beteiligte sich die GUV/LUK an einer wissenschaftlichenUntersuchung zu diesem Thema. Diese bestätigt,dass es zwischen der guten oder schlechten Luftqualitätund Faktoren wie Konzentration, Geräuschpegel,Aufmerksamkeit, Sozialverhalten und UnterrichtskommunikationZusammenhänge gibt.Wir möchten Sie mit dieser Schrift über die wichtigstenErgebnisse dieser Untersuchung informieren. Besondersmöchten wir Wege aufzeigen, die Belastungen zu minimieren.Schulträger, Lehrkräfte und Schüler sollten möglichstdas gemeinsame Ziel anstreben, die Belastung derRaumluft in den Unterrichtsräumen so gering wie möglichzu halten.Wir hoffen, dass es Ihnen mit Hilfe unserer Informationengelingt, die Gesundheit der Betroffenen und gleichzeitigdie Rahmenbedingungen pädagogischer Arbeit inIhrer Schule zu verbessern. Dabei wünschen wir Ihnenviel Erfolg.Roland TunschGeschäftsführerDr. Stefan HussyLeiter Prävention1

1. EinleitungLiebe SchülerInnen und Eltern,liebe LehrerInnen und SchulleiterInnen,Sie halten eine Broschüre mit Hinweisen zum verbessertenLüften in Ihren Händen. Anlässe dafür kann man häufig– all zu häufig – riechen. Die schädlichen Folgenschlechter Atemluft im Unterricht werden hier eindeutigbelegt. Wichtiger jedoch sind die Hinweise auf die einfachenMaßnahmen, durch die Beeinträchtigungen undSchäden durch wachsende Konzentration des Ermüdungverursachenden Gases CO 2völlig vermieden oder deutlichgemindert werden können. Davon handelt diese Broschüre.„Menschliche Arbeit als Verhaltensleistung führtzu Ermüdung bzw. Erschöpfung“• Irgendwie ist das logisch und für jeden nachvollziehbar.Aber ist das wirklich so? Hat sich schon jemandmit dieser Problematik in der Schule empirisch messendbeschäftigt?Welche Konsequenzen müssten aus der Bestätigung dieserFeststellung für die ergonomisch richtige Gestaltungdes Unterrichts in der Schule gezogen werden?Diesen Fragen ist das Institut für Interdisziplinäre Schulforschung(ISF) der Universität Bremen in einer Studienachgegangen. Dabei fanden die Forscher teilweise erstaunlicheZusammenhänge.Auf den folgenden Seiten finden Sie die Ergebnissesowie nützliche Hinweise zur Umsetzung und Integrationin den (Schul-)alltag. Hierbei wünschen wir Ihnen vielFreude und Erfolg und versichern Ihnen, dass die Maßnahmenfür eine frische Brise in Ihrer Schule sorgen werden!2

2. Lüften während des UnterrichtsIn einem preußischen Ministerialerlass für Schulen ausdem Jahre 1889 heißt es wörtlich:„Es ist wichtig, dass die Anstaltleiterangehalten werden, in den Zeiten sommerlicherHitze ihre ernsteste Fürsorgeder Lüftung der Klassenräume zu widmen.… Schuldienern, welche sich der Wahrnehmungder hierdurch zeitweise fürsie vermehrten Mühewaltungunzuverlässig oder säumig zeigen, sindstrenge disziplinarische Maßregeln inAussicht zu stellen.“Wegen der deutlich eingeschränkten Luftströmungsverhältnissekommt es nur im Bereich des Fensters zueinem Luftaustausch. Darüber hinaus ist die Kipplüftungaus energetischen Gesichtspunkten fragwürdig, außerdemkann der Unterricht durch eindringenden Außenlärmgestört werden.Der Vorteil des StoßlüftensBei einer Lüftung von 60 Minuten wird die Luft im Raumca. 9 – 15 mal vollständig ausgetauscht. Das bedeutet, inzwei Minuten Stoßlüftung wird mindestens 1/3 derRaumluft durch Frischluft ersetzt. Beim Stoßlüften wirdlediglich die Luft ausgetauscht, die Gesamtwärme desRaums bleibt aber erhalten. Dieser Vorteil kommt besondersim Winter zum Tragen.Schon damals wurde also vernünftiges Lüften angeordnetbzw. befohlen.Heutige Lüftungsempfehlungfür eine UnterrichtsstundeZur Vermeidung hoher CO 2-Konzentration wird eine Lüftungspausevon zwei bis drei Minuten nach jeweils 20Minuten Unterricht empfohlen. Bei Doppelstunden sindzusätzlich fünf Minuten Stoßlüftung nach der erstenStunde erforderlich.Kipplüftung reicht nicht aus!Man könnte meinen, kontinuierliche Kipplüftung reicheaus, um die Qualität der Raumluft im Klassenzimmer aufrechtzu erhalten. Diese Annahme ist falsch!Querlüftung als Alternativezum Stoßlüften?Querlüftung ist die effektivste Lüftungsart, da sie diehöchste Luftwechselrate aufweist. Prinzipiell kannQuerlüftung ebenso gut wie Stoßlüftung vorgenommenwerden. Als problematisch erweist sich die Querlüftungallerdings in voll besetzten Klassenzimmern, weil dieSchüler unangenehmem Durchzug ausgesetzt werden.3

3. Ermüdung während des UnterrichtsAusgangspunkt der Studie, die den folgenden Ausführungenzugrunde liegt, bildete die zunächst allgemeineThese:Hohe CO 2-Konzentration in der Atemluftverursacht Ermüdung.Erst in unseren Tagen wurde mit der „DIN 1946Teil 2 Gesundheitstechnische Anforderungen“ dieseGrenze aus lufthygienischen Gründen nach oben auf1500 ppm CO 2festgelegt. Die Mediziner Burgerstein undNetolitzky (1902) haben in ihrem „Handbuch der Schulhygiene“eine detaillierte Darstellung einer gesundenSchule schlussfolgernd entwickelt.„...das die thunlichste Reinhaltung derLuft im Schulzimmer als eine hochwichtigeAufgabe der Schulhygienebezeichnet werden muß.“Die These ist nicht neu. Schon vor 150 Jahren hat sichunter anderem v. Pettenkofer mit diesem Zusammenhangbeschäftigt. Aufgrund seiner Beobachtungenpostulierte er einen Grenzwert von 1000 ppm (partsper million) CO 2in der Atemluft – die berühmtePettenkofer-Zahl – als akzeptable Obergrenze desCO 2-Gehalts der Atemluft bei intellektueller Arbeit.„Das Gefühl des körperlichen Unbehagensund der geistigen Abspannung einerseits,der erfrischende Einfluss andererseits sinduns, auch abgesehen von wissenschaftlicherBegründung, ausreichend ernsteMahnungen in dieser Richtung.“Für optimale Arbeitsbedingungen wie sie z. B. in derSchule für Schüler und Lehrer gelten sollten, sind diezuvor genannten Empfehlungen (DIN 1946) anzusetzen.Werden diese überschritten, sinkt die Leistungsfähigkeitund deutliche Ermüdung setzt ein, Qualität und Umfangder Lehr-/Lernleistung lassen nach.Grundprinzipien einer Leistung fördernden Unterrichtsorganisationsind also lange bekannt. Hätte man sie auchnur einigermaßen konsequent befolgt, wäre eine Untersuchungwie die des ISF unnötig gewesen. Und somitwären die in erschreckender Regelmäßigkeit zu messendenhohen CO 2-Konzentrationen in der Raumluft vermiedenworden. Vielleicht hätten wir sogar eine Unterrichtswissenschaft,die den natürlichen Schwankungen derLeistungsfähigkeiten, ihrem kurz-, mittel- und langfristigenAuf und Ab, Rechnung trüge.4

4. CO 2als BelastungsfaktorNeue Instrumente der Datenerhebung und Erfassung erlaubenes, der eingangs genannten Generalthese mitmodernen Tests, präziseren Messinstrumenten, parallelkontinuierlicher Registrierung von Messwerten und Beobachtungsdatennachzugehen. In der Studie des ISF(Tiesler et al., 2008) wurde die Unterrichtssituation anhandder Parameter• CO 2-Konzentration• Herzfrequenz• Geräuschpegel• Aufmerksamkeit• Sozialverhalten• Unterrichtskommunikationerfasst.Raumluftqualität ist als das Ergebnis einer Reihe vonEinflussfaktoren anzusehen, die nicht alle in gleicherWeise zu beeinflussen sind. Bausubstanz oder Qualitätder Außenluft dürften nur schwer Änderungen zugänglichsein. Leichter lässt sich dagegen die Anzahl von Personenin einem Raum, die Luftwechselrate oder die Intensitätvon Arbeitsprozessen variieren. Die Außenluftgibt dabei in der Regel das aktuell bestmögliche Raumklimavor. Korrektes Lüftungsverhalten führt zu einerguten Annäherung an den erreichbaren Höchststandard.Abb. 1: Woraus besteht Luft?Die Luft ist ein Gasgemisch:Wie äußert sich Ermüdung?Schon Burgerstein und Netolitzky beobachteten imUnterricht Ermüdung, die sie als eine „thatsächlicheHerabsetzung der Leistungsfähigkeit“ wahrnahmen.Kohlendioxid0,04%Sauerstoff21,00%Edelgase0,96%Unter Ermüdung wird eine tätigkeitsbedingte,reversible Minderung der Leistungsfähigkeit verstanden.Wichtige Symptome sind:• Wahrnehmungsstörungen,• Störungen der Auge-Hand-Koordination,• Aufmerksamkeitsstörungen,• Konzentrationsabbau,• Denkstörungen,• Antriebsstörungen und auch• Veränderungen des sozialen Verhaltens.Stickstoff78,00%Die vom Menschen ausgeatmete Luft ist aufgrundder Stoffwechselprozesse anders zusammengesetzt.Sauerstoff17%Kohlendioxid4%sonstigeGase1%Was Burgerstein und Netolitzky schlussfolgernd plausibelvertreten haben, konnte jetzt mit verbesserten Untersuchungsmethodenkritisch geprüft werden. Die Ergebnissebestätigen die damaligen Befunde, sind aberumfangreicher und detaillierter.Stickstoff78%Durch diese Atemluft steigt der Kohlenstoffdioxid-Anteil in einem ungelüfteten Raum über akzeptableGrenzwerte hinaus.5

Der CO 2-Anteil der Außenluft beträgt ca. 400 ppm(= 0,04%). In Klassenräumen herrscht dagegen unnötigerweiseeine bedeutend höhere CO 2-Konzentrationvor. Das muss Auswirkungen auf die Befindlichkeit derSchüler und Lehrer und deren Lern- und Arbeitsleistunghaben. Untersuchungen der NASA zeigten, dass einCO 2-Gehalt über 1500 ppm nach einiger Zeit zu Beeinträchtigungender Wahrnehmung führt.Eine exemplarische Aufzeichnung der CO 2-Konzentrationeines Vormittags illustriert, die Raumluft befindet sichselbst zu Beginn der Unterrichtszeit nicht im optimalenBereich, sondern liegt über der Pettenkofer-Zahl von1000 ppm. Nach 25 Minuten wird bereits die Grenze von1500 ppm überschritten. Durch eine Lüftung in der Pausesenkt sich die CO 2-Konzentration zwar kurzzeitig, dochnicht bis in einen akzeptablen Bereich hinein. Es könnenkeine unbedenklichen Luftverhältnisse wieder hergestelltwerden und der gesamte Unterrichtstag wird unterbelastenden Bedingungen bestritten.In einer der Beispielschulen blieb die durch die Pettenkofer-Zahlmarkierte Grenze nur in 1/3 der Unterrichtszeitunverletzt. Im weiteren Drittel der Unterrichtszeitwurden nur die DIN-Werte von 1500 ppm CO 2nicht überschritten.Der Rest, immerhin ein Drittel, weist deutlich höhereCO 2-Konzentrationen auf, bis zu maximal 2700 ppm.Wegen beginnender Wahrnehmungsstörungen ist demzufolgeverringerte Effektivität anzunehmen.Vielfach liegen bereits die Anfangswerte der CO 2-Konzentrationam Beginn des Schultages bei 800 ppm,doppelt so hoch wie in der Außenluft. Dieser Startwertwird im Laufe des Tages nur selten bis gar nicht unterschritten.Da meist nur am Anfang einer Pause gelüftetwird, tritt in Doppelstunden zudem eine gesteigerteCO 2-Belastung auf.Das veranlasst zu fragen: Welche Auswirkungen hatdie Einführung einer Lüftungspause auf den Unterrichtsprozessund alle beteiligten SchülerInnen undLehrerInnen?Abb. 2: CO 2-Konzentration eines Vormittags mit vier Unterrichtsstunden ohne zusätzliche Lüftungspausen.Raumluft1.-4. Unterrichtsstunde ohne Lüftungspause25002000CO 2 Anteil [ppm]1500100050008:108:258:408:559:109:259:409:5510:1010:2510:4010:5511:1011:2511:4011:556

5. Auswirkung der Lüftungspausen5.1 CO 2-KonzentrationDie erwarteten Wirkungen traten eindeutig auf. DieDurchschnittswerte der CO 2-Konzentration sanken drastischund die Grenzwerte wurden in einem Großteil derZeit eingehalten. In allen Schulen lag der CO 2-Anteil nachEinführung der Lüftungspause längere Zeit als zuvor unterhalbder Pettenkofer Zahl von 1000 ppm. Die folgendeGrafik zeigt exemplarisch den steigenden Anteil optimalerbzw. günstigerer Atemluftbedingungen nach der Einführungder Lüftungspause.Der optimale Bereich unterhalb von 1000 ppm hat sichmehr als verdoppelt, während die Zeit, in der die CO 2-Konzentration über 1500 ppm liegt, um über 30% verringertwerden konnte (siehe Abb. 4).Der Erfolg von Lüftungen während des Unterrichtes fälltdann besonders deutlich aus, wenn schon vor Unterrichtsbeginnausgiebig gelüftet wurde. Die Abb. 3 verdeutlicht,die Grenze von 1500 ppm könnte dann unterschrittenbleiben.Das Ziel, die Raumluft durch intermittierende Lüftungspausenkonstant unter 1000 ppm zu halten oder gar aufdas Niveau der Außenluft zu bringen, konnte nicht erreichtwerden. Doch selbst der starke Anstieg des CO 2-Gehalts in 90 Minuten Unterrichtsstunden war durch dieLüftungspausen erheblich zu bremsen.5.2 HerzfrequenzDie Reaktionen auf die Belastung wurden durch kontinuierlicheHerzfrequenzmessung erhoben. Es handelt sichbei der Herzfrequenz um einen sehr guten Indikator fürBeanspruchung. Die Aufzeichnung erfolgte mittels mobilerSysteme, welche die Schüler nicht in ihrer natürlichenBewegung einschränkten.Die Herzfrequenz der Schüler als Maß für die Intensitätder Beanspruchung gibt Auskunft über AktivierungsundErmüdungsprozesse. Dabei wird das Ansteigen undAbfallen der individuellen Herzfrequenz beobachtet. Eineniedrige Herzfrequenz weist auf Entspannung hin, eineAbb. 3: CO 2-Konzentration eines Vormittags mit vier Unterrichtsstunden mit zusätzlichen Lüftungspausen.Raumluft1.-4. Unterrichtsstunde mit Lüftungspause25002000CO2 Anteil [ppm]1500100050008:108:258:408:559:109:259:409:5510:1010:2510:4010:5511:1011:2511:4011:557

Abb. 4: Anteil der günstigen und ungünstigen Bedingungen der Atemluft während des Unterrichts.CO 2-Konzentration in ppm.Ohne Lüftungspausemit Lüftungspause1500;2,77 %>1500;33,33 %1000–1500;41,50 %

Abb. 6:HF-Median [1/min]12011511010510095HF-Medianwerte der Schule 1 (S1) vorvor (■) und nach (■) der Einführung derLüftungspause.K01 K02 K03 K04Klassendes Geräuschpegels über den Tag hin zu beobachten.Während die Schüler vor Einführung der Lüftungspausenimmer lauter wurden, bleibt der Geräuschpegel beiregelmäßigen Pausen konstant (siehe Abb. 7). DieLüftungspausen tragen also zu einer gleichermaßeneffektiven Nutzung aller Schulstunden bei.Der Unterricht in der Schule konstituiert eine Arbeitssituation,für die die beschriebenen Lüftungsempfehlungenmit Sicherheit gelten sollten.Die folgende Grafik zeigt die realen Lärmpegelwerte vorund nach der Intervention. Nach beiden Messreihen liegendie Werte weit über der empfohlenen Grenze; docheine Verbesserung nach Einführung der Lüftungspausekann nicht übersehen werden.5.3 GeräuschpegelDie im Zeitablauf steigende Ermüdung dürfte unterDisziplindruck zu erhöhter motorischer Unruhe führen.Deshalb ist die Betrachtung des Geräuschpegels vonBedeutung. Dabei unterscheidet man zwischen Grundgeräusch-und Arbeitsgeräuschpegel.Abb. 7: Mittlerer Arbeitsgeräuschpegel währenddes Schultages Schule (S1), vor (■) und nach(■) der Einführung der Lüftungspause.70Definition Grundgeräuschpegel:Wert, der in 95% der Zeit überschritten wird.L Aeq [dBA]6560Definition Arbeitsgeräuschpegel:Mittlerer gemessener Geräuschpegel innerhalbeines festgelegten Zeitabschnittes.551 2 3 4 5U.-Std.Durch die Lüftungspause verändern sich die sozialenRahmenbedingungen und damit das Verhalten der Schüler.Grund- und Arbeitsgeräuschpegel liegen bei Durchführungvon Lüftungspausen niedriger als vor der Intervention.Ob diese Effekte allein oder vor allem auf dieverbesserte Atemluft im Unterricht zurückzuführen sind,kann nicht mit Sicherheit gesagt werden. Möglicherweiseist die Abnahme motorischer Unruhe auch auf diezweiminütige offizielle Pause im Unterricht zurückzuführen.Betrachtet man die Veränderung von Grund- und Arbeitsgeräuschpegelzusätzlich in Abhängigkeit von der Raumakustik,so zeigt sich deren Einfluss besonders deutlichbeim Arbeitsgeräuschpegel. Während der Grundgeräuschpegeldurch Einführung der Lüftungspause unabhängigvon der Raumakustik gleichermaßen sinkt, führtkürzere Nachhallzeit in Klassenräumen mit günstigererakustischer Ergonomie zu einer stärkeren Senkung desArbeitsgeräuschpegels (siehe Abb. 8).Neben einer Senkung des allgemeinen Arbeitsgeräuschpegelsist auch eine veränderte Entwicklung9

Abb. 8: Veränderung von Arbeitsgeräuschpegel durch Einführung der Lüftungspause in Abhängigkeit von derRaumakustik, Nachhallzeit 0,5 sec (), 0,5 sec (▲).65Größerer NachhallLAeq [dBA]6055Geringerer Nachhall50ohne Lüftungmit Lüftung5.4 AufmerksamkeitAufmerksamkeitsleistungen sind mit Hilfe von Testverfahrenerfassbar. Die Alltagserfahrung zeigt, dass Aufmerksamkeitsleistungdurch Ermüdungsprozesseherabgesetzt wird.Unter einem Lerneffekt/Übungseffekt wird eineVerbesserung der Testergebnisse durch Testwiederholungverstanden.Aufmerksamkeit: Zustand gesteigerter Wachheitund Aufnahmebereitschaft, bei dem das Bewusstseinauf bestimmte Objekte, Handlungen und Gedankenausgerichtet ist.(Meyers Lexikon online)Die Effekte von Ermüdungsprozessen im Unterricht wurdendurch einen Vergleich der Aufmerksamkeitsleistungvor und nach dem Unterricht geprüft. Testwiederholungenbeinhalten aber immer einen Lerneffekt.Der Vergleich der Testergebnisse vor und nach Einführungder Lüftungspause erbrachte dennoch ein Indiz fürdie Wirksamkeit der verringerten CO 2-Konzentration.In beiden Situationen erweist sich der Lerneffekt alsabhängig von der gesamten CO 2-Tagesbelastung.Die Abb. 9 veranschaulicht die Ergebnisse.Bei geringerer CO 2-Belastung zeigt sich ein höhererLerneffekt für den Aufmerksamkeitstest. Damit ist dieHypothese der geringeren Ermüdung unter bessererLuftqualität im Klassenraum bestätigt.10

Abb. 9:Zusammenhang zwischen Lerneffekt undCO 2-Belastung ( 1000 ppm) über den Unterrichtstag.Der Übungsgewinn sagt, um wie vielProzent die Leistung im Aufmerksamkeitstestnach dem Unterricht im Vergleich zur Testungvor dem Unterricht gestiegen ist.5.5 SozialverhaltenWie leicht zu beobachten ist, äußert sich Ermüdungu. a. in Unruhe. Darum ist eine Betrachtung der dysfunktionalenAktivitäten der Schülerinnen und Schülerim Unterricht interessant.Übungsgewinn [%]15141312111098765432100 15 30 45 60CO 2 -Tagesbelastung [min]Je größer die CO 2-Belastung, desto kleiner derLerneffekt im Aufmerksamkeitstest und destogrößer der Ermüdungseffekt.!Was sind dysfunktionale Aktivitäten?Aktivitäten der Schülerinnen und Schülerwährend der Schulstunde, die nichtgewollter Bestandteil des Unterrichts sind. Dazuzählen unter anderem: Papierkügelchen schießen,angeregte Zettelkommunikation mit dem Nachbarn,nicht unterrichtbezogenes Geschnatter, usw.Die Abbildung zeigt an allen Schulen eine Abnahme derdysfunktionalen Aktivitäten der Schülerinnen und Schülernach Einführung der Lüftungspausen. Im Einzelnenwerden dysfunktionale Aktivitäten über den Tag hinebenfalls seltener. Nachlassende Ermüdung ist dafür diesinnvollste Erklärung. Für eine der Schulen ist dies grafischdargestellt. Während ohne Lüftungspause die Häufigkeitdieser „Störungen“ von der ersten zur letztenStunde hin zunimmt, ist dies bei verbesserter Raumluftnachher nicht mehr zu beobachten.Abb. 10:Häufigkeit „dysfunktionaler Aktivität“über alle U.-Std. an den Schulen, vor (■)und nach (■) Einführung der Lüftungspause.1,00,90,8Häufigkeit [je min]0,70,60,50,40,30,20,10,0S1S 2SchulenS311

Abb. 11:Häufigkeit dysfkt. Aktivität1,21,00,80,60,40,20,0Häufigkeit „dysfunktionaler Aktivität“über den Unterrichtstag an der Schule 1, vor(■) und nach (■) Einführung derLüftungspause.1 2 3 4 5UnterrichtsstundenLehrerinnen und LehrerDysfunktionale Schüleraktivitäten lösen in der RegelLehreraktivitäten zur Sicherung allgemeiner Schülermitarbeitaus. Folglich müsste bei abflauenden Störungendurch Schüler auch die Häufigkeit von lehrerseitigenDisziplinierungen sinken. Die kontinuierlichen Unterrichtsbeobachtungenbestätigen diesen vermutetenZusammenhang.Abb. 12:Häufigkeit „Disziplinierungen“über den Unterrichtstag an der Schule 1, vor(■) und nach (■) Einführung derLüftungspause.1,2Eine Auswirkung der Lüftungspause auf die „dysfunktionalenAktivitäten“ der Schüler, wie sie in Abb. 11 aufgezeigtwurden, ist an allen Schulen zu beobachten.Die Häufigkeit des störenden Verhaltens sinkt und derzuvor mit zunehmender Unterrichtszeit konstatierteAnstieg bleibt weitgehend aus. Auch von Seiten derPädagogen werden diese Störungen als Ausdruckabnehmender Konzentration und Aufmerksamkeit eingeschätzt,womit dies ein weiteres Indiz für gesenkteErmüdungsreaktionen ist.Disziplinierungen1,00,80,60,40,20,01 2 3 4 5UnterrichtsstundenDie Abbildung 12 zeigt exemplarisch die Häufigkeit der„Disziplinierungen“ während eines Unterrichtstageseiner Schule ohne und mit Lüftungspausen.Nicht nur die Häufigkeit der dysfunktionalen Auffälligkeitender Schüler hat abgenommen, sondern auch die derLehrerreaktionen darauf. Das Abnehmen dieser Störungenwird von Seiten der Pädagogen als Ausdruck verbesserterKonzentration gesehen. Zusätzlich kann auch einenachlassende Empfindlichkeit der Lehrerinnen undLehrer für Störungen möglich sein; auch sie sind wenigergestresst. Die Unterrichtssituation entspannt sich. Dasdaraus resultierende angenehmere Arbeitsklima ist füralle Beteiligten ein großer Zugewinn.12

5.6 UnterrichtskommunikationAls Folgeerscheinung des verbesserten Arbeitsklimasstellt sich eine weitere überraschende Veränderung inder Kommunikationsstruktur des Unterrichts ein. DerDialoganteil zwischen Lehrer und Schüler steigt stark an.Die „mündliche Mitarbeit“ der Schüler wächst ohneÄnderung der Unterrichtsform unübersehbar. Darin istauch aus der Sicht der beteiligten Lehrer eine qualitativeVerbesserung der Unterrichtsform zu erkennen. Wegenanhaltend spürbar höherer Leistungsfähigkeit der Schülerwird die Phase lehrergeleiteten intensiven Unterrichtsverlängert. Mit Einführung der Lüftungspause sieht sichder Lehrer nicht mehr wie zuvor genötigt, von der bevorzugtenUnterrichtsform abzuweichen.Abb. 13:SzUMittlere Anteile der Kommunikationsparameterin der Schule 1 in Stunden mit geringerCO 2-Belastung kleiner als 1000 ppm(0 bis 15 min.) oben und hoher (30 bis45 min.) unten, jeweils vor (–) undnach (---) Einführung der Lüftungspause.LR706050403020100DiaLzUSRSzULR706050403020100DiaLzUSRLegende: LR = LehrerredeSzU = Schülerzentrierter UnterrichtLzU = Lehrerzentrierter UnterrichtSR = SchülerredeDia = Dialoganteil13

6. Wirkungskette 7. Umsetzung in den SchulalltagAm Beginn des Projekts stand die Frage: Können dieverketteten Arbeitsprozesse von Schülern und Lehrern –unter definierbaren Arbeitsbedingungen – optimiertwerden?Durch Einführung einer einfachen Interventionsmaßnahme– zwei- bis dreiminütige Lüftungspause während desUnterrichts – konnte eine Optimierung in wichtigenDimensionen des Unterrichtsprozesses nachgewiesenwerden.Ein erhöhter CO 2-Anteil, so zeigte sich, hat in vielenBereichen Beeinträchtigungen zur Folge, die jedochdurch einfache Interventionen leicht verhindert werdenkönnen. Lüftungspausen in der Mitte einer jeden Unterrichtsstundedämpfen Ermüdung bzw. verhindern siesogar und führen damit wesentlich zu anhaltend hoherLeistungsbereitschaft im Unterricht. Die Schüler sindaufmerksamer, ruhiger und stören weniger. Dadurchverbessert sich die Kommunikationsstruktur und dieUnterrichtssituation kann vom Lehrer effektiver gestaltetwerden. Lüften führt also zu verbesserten Lernbedingungen.Wirkungskette:Einführung der LüftungspauseVerbessertes RaumklimaReduzierte BeanspruchungReduzierter GeräuschpegelVerbesserter LerneffektVerringerung dysfunktionaler StörungenReduzierung der DisziplinierungenVeränderte KommunikationsstrukturVerbesserte LernbedingungenWie schon seit langem bekannt, wirken sich offiziellePausen günstig auf Leistung aus, ob in üblichen Arbeitsstättenoder eben auch in Schulen. Deshalb wird alleinschon für die Kurzpause zum Lüften ein gewisser Erfolgangenommen. Wie bereits Kraepelin (1894) feststellte:„In einer halben Stunde scharferArbeit auf der Höhe der geistigenLeistungsfähigkeit wird mehr und vorallem Besseres geschafft als in derdoppelten Zeit bei fortgeschrittenerErmüdung.“Ein hohes und stabiles Niveau an Leistungsfähigkeitsetzt den gezielten Einsatz von Pausen voraus. Sie sindnicht als Zeitverlust aufzufassen, sondern haben einenGewinn an Arbeitsleistung zur Folge. Deshalb ist dieFrage zu stellen:Was erscheint wertvoller?Eine zweiminütige Lüftungspause im Unterrichtoder die letzten 15 Minuten jeder Schulstundemüde und inaktive Schüler?Bei der Pausenregelung sind jedoch einige weitere wichtigeGesichtspunkte zu beachten:Aspekte der Pausenregelung:Pausen müssen rechtzeitig eingelegt werden, dennwenn ein Ermüdungszustand erst einmal eintritt,steigt er sprunghaft an. So benötigt man bei einerVerdoppelung der Arbeitszeit sogar eine drei- bisvierfache Verlängerung der Pause, um das ursprünglicheLeistungsniveau wieder herzustellen.Vorher festgelegte Pausen:dienen der Erholung mehr als willkürlich gesetzte.Kurz vor Beginn einer geplanten Pause mobilisiertder Mensch mit der Aussicht auf eine kurz bevorstehendeErholung oft seine Arbeitskraft noch einmal.So wirkt eine geplante Pause auch vor Eintrittleistungsfördernd.14

Abb. 14: Gegenüberstellung zweier Unterrichtsstunden (gelüftet – ungelüftet), mit Auswirkungen auf dieQualität des Unterrichtes.IneffektiverUnterricht■ CO 2-Konzentration 1000 ppm■ Lüftungspause■ CO 2-Konzentration 1000 ppm■ CO 2-Konzentration 1500 ppmReduzierteAufmerksamkeitDie Einhaltung all dieser Regeln schafft Voraussetzungen für guten Unterricht.Die Arbeitsumgebung, in der dieser stattfindet, wird optimiert. Damit wird eine humanereLehr- und Lernumgebung geschaffen.15

8. Probleme bei der UmsetzungHindernisDie Fenster sind aus Sicherheitsgründen abgeschlossenund die Anwesenden haben keinen Schlüssel.Beschäftigung der Schüler während der Lüftungspause.Wie ist die regelmäßige Unterbrechung im Unterricht zusichern?Schüler- und Elternbeschwerden über zu niedrige Raumtemperatur.Dauerhafte Kipplüftung wird als ausreichendangesehen.Mögliche LösungJeder Lehrer besitzt einen Schlüssel für die Fenster.Gelüftet wird während der Stunde, in Anwesenheit derLehrer. In den großen Pausen kann der Raum mitoffenen Fenstern abgeschlossen werden.Während der Kurzpause sind Bewegungsübungen und-spiele mit den Schülern sinnvoll.Eine aufwendige elektronische Automatik mit selbsttätigerKlimaanlage ist unnötig. Ein Wecker, der sichnach 20 Minuten kurz meldet, genügt als Aufforderungzum Lüften.Nach zwei bis drei Minuten Stoßlüften tritt kein wesentlicherWärmeverlust im Klassenraum ein. Die Wände undübrige Gegenstände im Raum geben ihre gespeicherteWärme ab.Vorhandene Kippflügel unbenutzbar machen.Bei Neubau auf Kippflügel verzichten und nurDrehflügel verwenden.Das vorgeschlagene Lüftungsverhalten kann mit einer neuen Arbeitsorganisation Schritt für Schritt eingeführt werden.Neben dem Tafeldienst und dem Pflanzendienst gibt es dann auch einen Lüftungsdienst. Klassenlehrer könntenin Zusammenarbeit mit der Schulleitung und ihren Klassen einen Organisationsablauf entwickeln. Dazu benötigtjeder Lehrer Zugang zu einem Schlüssel für die Fenster.Außerdem wäre ein einfacher Kurzzeitwecker zu beschaffen bzw. ein vielfach in Klassenräumen laufender Computerentsprechend zu programmieren.Weitere InformationenForschungsbericht:Tiesler, G.; Schönwälder, H.-G.; Ströver, F.: Gesundheitsfördernde Einflüsse auf das Leistungsvermögen im schulischenUnterricht. Ein Beitrag zur Ergonomie der Schule (im Druck).Informationen dazu unter: http://www.ISF.uni-bremen.de/ISF_Forschung.htmWeitere Informationen auch über die örtlichen Gesundheitsämter.Internet-linkshttp://www.kinderwelt.org/innenraumluft_11.php http://www.umweltschulen.de/energie/kaltetage.htmlhttp://www.berlinonline.de/berliner-zeitung/archiv/.bin/dumo.fcgi/2004/1001/lokales/oo41/index.htmlhttp://www.bbges.de/content/fileadmin/res_bbges/dicke-luft.pdf http://www.bmu.de/gesundheit_und_umwelt/aktuell/aktuell/3796.php16

ImpressumHerausgeber:Gemeinde-Unfallversicherungsverband HannoverLandesunfallkasse NiedersachsenAm Mittelfelde 169, 30519 HannoverTelefon: 0511/8707-0, Telefax: o511/8707-202Internet: www.guvh.de bzw. www.luk-nds.deE-Mail: prävention@guvh.deAutorinnen und Autoren:cand. psych. Anika Bilek, cand. psych. Mary Koch, cand. psych. Mirco Penshorn, cand. psych. Juliana Wiechert aus demInstitut für interdisziplinäre Schulforschung (ISF), Universität Bremen, Grazer Str. 4, 28359 Bremen, Prof. H.-G. Schönwälder undDr. G. TieslerRedaktionelle Bearbeitung:Uwe Naujokat, Pia Ungerer, Unfallkasse HessenSatz:FREIsign GmbH, EppsteinVerlag und Druck:Universum Verlag GmbH, Taunusstraße 54, 65183 WiesbadenFotos:Unfallkasse HessenVerantwortlich für den Inhalt sind die Autorinnen und Autoren© Unfallkasse HessenNovember 2008

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