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Adam-Kraft-Realschule

Raumautomation Adam-Kraft-Realschule Nürnberg

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Messungen ergaben, dass die empfohlenen Grenzwerte der CO2-Konzentration laut Umweltbundesamt in Klassenzimmern bereits nach wenigen Minuten Unterricht überschritten werden. Das bedeutet, dass die Raumluftqualität in jedem Klassenzimmer nicht optimal ist, in dem keine dauerhafte Lüftung über geöffnete Fenster erfolgt. Besonders dieses Szenario ist jedoch zur kalten Jahreszeit nicht praktikabel. Das Heizen auf höchster Stufe soll der kalten Luft entgegenzuwirken, während die aufgewärmte Heizungsluft direkt wieder durch das geöffnete Fenster abzieht. Das erhöht die Heizkosten erheblich und belastet durch den hohen Energieverbrauch auch stark unsere Umwelt.

Besonders in denkmalgeschützten Gebäuden wie der Adam-Kraft-Realschule und der Bismarckschule in Nürnberg stellt das Erreichen einer optimalen Raumluftqualität eine große Herausforderung dar. Der Einbau einer konventionellen Lüftungsanlage erfordert Durchbrüche in der Fassade oder der Decke, was bei denkmalgeschützten Gebäuden nicht möglich ist. In den bisher vom Baureferat untersuchten Schulen aus der Gründerzeit gibt es jedoch bauzeitliche Luftschachtsysteme, die ursprünglich zur Beheizung der Klassenräume dienten. Dieses System wurde reaktiviert und die historischen Schächte für ein hybrides Lüftungssystem erprobt. Im Dachraum wurden hierfür Abluftventilatoren installierte, die die verbrauchte Luft aus den Klassenzimmern durch die schon bestehenden Luftschächte nach außen ziehen. Frischluft strömt bei geschlossenen Fenstern über Fensterfalzventile oder, in größeren Mengen, über elektrisch öffnende Oberflügel in den Klassenraum. Das System garantiert eine nutzerunabhängige Grundlüftung der Räume und unterstützt den Nutzer bei seiner Lüftungsaufgabe. Im Sommer kann es auch zur Nachtlüftung eingesetzt werden, um die angestaute warme Luft gegen kältere Frischluft auszutauschen.

In der Adam-Kraft-Realschule werden nun die Lüftung, die elektrischen Fenster und die Außenjalousien über ein intelligentes Raumautomationssystem gesteuert und geregelt. Es bietet die Möglichkeit, Sensoren, Aktoren sowie Bedienstellen wie Funkschalter oder Bedientableaus drahtlos zu integrieren. Dies gewährleistet nicht nur minimale Eingriffe in die Gebäudestruktur, sondern ermöglicht auch eine nutzer- und projektspezifische Bedienung.

Für die Automatisierung des intelligenten Raumautomationssystems arbeiten wir mit der Tecomon GmbH zusammen. Deren Technologie macht es möglich, das Raumautomationssystem ohne aufwändige und teure Programmierung zu realisieren.

Bei klassischen, smarten Raumautomationssystems werden Installateure (z.B. Elektriker oder Lüftungstechniker), ein Programmierer und ein Raum Planer benötigt. Durch die neue Technologie der Tecomon GmbH war der Programmierer und der Raum Planer bei der Inbetriebnahme nicht mehr erforderlich. Es wurde lediglich ein Elektriker und ein Lüftungstechniker für die Einrichtung des Systems benötigt. Der Elektriker schloss die Aktoren an und verknüpfte diese über das Tecomon® - System mit den Sensoren. Der Lüftungstechniker montierte die Lüftungsanlage und verknüpfte diese ebenfalls über das Tecomon® - System mit den Sensoren.

Durch die einfache und unkomplizierte Anwendung dieser Technik lassen sich mögliche Fehler bei der Installation fast vollständig vermeiden. Das heißt, es entstehen keine teuren Folgekosten durch die später notwendige Fehlerkorrektur.

Die in den Raum integrierten Sensoren messen neben der Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit auch die CO2-Konzentration. Sobald der individuell definierte, kritische CO2-Grenzwert überschritten wird, werden die Fensterfalzventile oder die elektrisch öffnenden oberen Flügel durch Aktoren automatisch geöffnet. Gleichzeitig wird die verbrauchte Luft durch Abluftventilatoren aus dem Raum gesaugt. Dadurch wird die verbrauchte Luft durch Frischluft ersetzt und der kritische CO2-Grenzwert wird nicht überschritten. Die permanente Messung der Raumtemperatur, ebenfalls über Sensoren, verhindert ein Aufheizen des Raumes durch Sonneneinstrahlung. Durch eine strahlungsabhängige Jalousieautomatik, die durch Aktoren gesteuert wird, schließen sich die Jalousien automatisch, bevor sich der Klassenraum aufheizen kann. So ist auch im Sommer ein angenehmes Raumklima gewährleistet.

Die Bedienung der einzelnen Komponenten, eine CO2-Ampel zur Visualisierung der Raumluftqualität und die Darstellung der Messwertverläufe können über jedes webfähige Endgerät erfolgen. Die Web-App der Tecomon GmbH ermöglicht es, verschiedene Steuerungsparameter wie CO2-Grenzwert, Lernzeiten und Temperaturvorgaben benutzerspezifisch einzugeben und zu definieren. Die Steuerung der einzelnen Komponenten erfolgt dann automatisch.

Bedienpanel Adam-Kraft-Realschule

Eine Einbindung weiterer Sensoren und Aktoren ist jederzeit nach Bedarf problemlos möglich. Die gesamte Intelligenz des Systems befindet sich lokal im automatisierten Klassenraum. Das bedeutet, dass z. B. die Regelung, Visualisierung und Datenhaltung des Systems vor Ort erfolgen kann. Eine Anbindung an eine Cloud oder einen externen Dienstleister ist somit nicht notwendig. Eine Integration ins Intranet und/oder externen Dienstleister ist jederzeit zu einem späteren Zeitpunkt möglich.

Durch die einfache Verknüpfung der Systeme und die damit verbundenen reduzierten Personal- und Zeitersparnisse, ist es der Tecomon GmbH möglich, ihre Technologie, im Vergleich zu ihren Wettbewerbern, kostengünstiger anzubieten. Folglich war es möglich, einen öffentlichen Bereich wie die Schule mit smarten Raumautomationssystemen auszustatten. Im Vergleich zu klassischen, smarten Raumautomationssystemen konnten wir durch die erfolgreiche Zusammenarbeit mit der Tecomon GmbH den langfristig einen hohen Betrag an finanziellen Investitionen einsparen.
Die eingesparte Summe kann somit an anderer Stelle im Bildungssystem eingesetzt werden.

Insbesondere in der Corona-Pandemie konnte somit eine dauerhafte Luftzirkulation gewährleistet und somit das Ansteckungsrisiko minimiert werden.

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