Chokerende luftmåling fra nordsjællandsk skole: Måleudstyr gav op
»Vi kan simpelthen ikke være det bekendt,« siger forsker i indeklima.
Undervisning skole indeklima luft udluftning ventilation

Danske skoleelever har flere undervisningstimer end elever i noget andet land på OECD’s liste over undervisningstid. (Foto: Shutterstock)

»Det er ikke overraskende. Men det er voldsomt,« lyder det fra ph.d.-studerende Gitte Juel Holst.

Hendes reaktion kommer på baggrund af resultaterne fra et nyt forskningsprojekt, som hun har læst, men ikke deltaget i. I projektet har to forskere fra DTU Bygs Center for Indeklima og Energi afprøvet forskellige løsningsmuligheder for at forbedre klasseværelsers ventilation.

Selvom de seneste 10-15 år har vist vedvarende nedslående resultater, når det kom til skolernes indeklima, var målingerne i dette projekt på en nordsjællandsk skole alligevel ekstraordinært betyngende:

Ventilationen var i udgangspunktet så dårlig i flere klasseværelser, at CO2-niveauerne – et mål for udluftning – lå markant over de fastsatte grænseværdier. Præcis hvor højt ved forskerne dog ikke - deres måleapparater kunne nemlig slet ikke måle så højt.

»Vi kan simpelthen ikke være det bekendt. Børnene kan jo ikke vælge det fra,« siger Gitte Juel Holst, som selv arbejder ved Institut for Folkesundhed på Aarhus Universitet.

Historien kort
  • Alle løsningsforslag på dårlig luft i skoleklasser havde en effekt - men dybest set er det ligegyldigt, hvad vi gør, bare vi gøre noget, siger forskerne.
  • Både CO2-niveauer og temperaturer lå absurd højt i de fem klasselokaler, der indgik i forsøget.
  • Forskerne forstår slet ikke, at det ikke bliver prioriteret højere at forbedre luftkvaliteten på landets skoler.

Måleudstyr kunne ikke måle højere

Forskningsprojektet blev gennemført i fem klasselokaler på Ravnholtskolen i Allerød, nord for København, hvor der ikke var såkaldt ’styret’ ventilation i klasseværelserne. Det betyder, at hvis lærerne og eleverne ønskede frisk luft, skulle de selv åbne et vindue.

Kommunen og skolens ledelse havde besluttet at renovere skolen for at forbedre ventilationen og indeklimaet i klasserne, men de ville gerne have afprøvet forskellige kandidater, før de valgte en løsning.

Her kom DTU-forskerne ind i billedet.

Og selvom forskerne på forhånd havde en forventning om, at de ville finde temmelig ringe niveauer af luftkvalitet i de fem klasser, blev de alligevel noget chokerede, da de forsøgte at måle på CO2-niveauerne i lokalerne, fortæller lektor Jørn Toftum fra DTU som sammen med lektor Pawel Wargocki står bag projektet.

»Vores måleudstyr gik i mætning. Det vil sige: Det kunne simpelthen ikke måle højere,« siger Jørn Toftum.

Virkeligheden giver et realistisk forsøg

Siden omkring årtusindskiftet har DTU målt i mere end 2.000 klasseværelser

CO2 indikerer udluftning

Vi mennesker indånder ilt, som bliver omdannet til CO2 i kroppen og tilført luften i rummet omkring os, når vi ånder ud.

Hvis der er mange mennesker samlet på meget lidt plads, vil der være et højere niveau af CO2. Altså, medmindre man får luftet godt og grundigt ud.

CO2 er en indikator for de mange forurenende stoffer, mennesker afgiver til indeluften, og samtidig er CO2 også mistænkt for at påvirke vores præstationsevne.

Kilde: Jørn Toftum

De har blandt andet vist, at indeklimaet – heriblandt udluftning – var for dårligt i mere end halvdelen af dem. Læs mere om målingerne i klasselokalerne i artiklen her.

De har også foretaget mange lignende målinger i såkaldte ’klimakamre’ i laboratoriet og kender derfor meget til de effekter af dårligt indeklima, som viser sig under meget kontrollerede forhold.

Hovedpine, træthed og koncentrationsbesvær er nogle af de umiddelbare symptomer.

Nu stræber de derfor efter at finde »robuste, tekniske løsninger«, skriver Jørn Toftum og Pawel Wargocki i deres gennemgang af projektet. Og her kan virkeligheden noget, som laboratoriemålinger ikke kan, lyder det fra Jørn Toftum.

»På DTU kan vi styre og måle meget præcist på, hvordan mennesker reagerer på indeklimaet. Men det er jo et lidt urealistisk miljø, så vi vil også gerne ud i praksis, for at se hvordan folk rent faktisk reagerer, når det kommer til stykket. Derfor har undersøgelser som denne stor værdi,« siger han.

Fem løsningsforslag

Med udgangspunkt i det oprindelige, virkelig ringe, niveau af luftkvalitet begyndte arbejdet. Fem forskellige løsningsforslag på den ringe luftkvalitet blev installeret i de fem klasselokaler:

  1. Et med et decentralt, mekanisk ventilationsanlæg med varmegenvinding, som sørger for luftudskiftning efter behov, samtidig med at varmen bliver genbrugt.
  2. Et med automatisk styret vinduesåbning
  3. Et med automatisk styret vinduesåbning kombineret med en udsugningsventilator.
  4. Et med automatisk styret vinduesåbning kombineret med seks mikroventilations-enheder. Mikroventilations-anlæg genvinder også varmen i luften og tilfører og fjerner luft efter behov.
  5. Et lokale, hvor lærere og elever fik en CO2-indikator, der kunne fortælle, hvornår der var behov for udluftning, men stadig selv skulle sørge for det.

Endelig var der et referencelokale, hvor der ikke blev foretaget ændringer i ventilationsforholdene, og hvor lærere og elever selv skulle åbne vinduerne på eget initiativ.

I seks uger kørte forsøget – både i og uden for fyringssæsonen, idet forskerne har erfaring med, at det først og fremmest er om vinteren, at det er svært at få luftet tilstrækkeligt ud i klasserne.

Indeklima skole undervisning klasse

Indeklimaet har meget at sige for menneskers præstationsevne - koncentrationsevnen bliver eksempelvis bedre, når luftkvaliteten i et lokale er god. (Foto: Shutterstock)

Ringe luft går ud over præstationer

Forskerne målte på en række parametre i klasserne, heriblandt temperatur, luftfugtighed og CO2-koncentrationer, og om eleverne udviste nogle af de knap 50 kendte symptomer, som er forbundet med et dårligt indeklima.

Om projektet

Undersøgelsen er udført på en skole, som er bygget mellem 1979 og 1986, hvilket vil sige før, der første gang optrådte ventilationskrav i bygningsreglementet i 1995. Det samme gælder for 90 procent af landets øvrige skoler.

Projektet ’Effective energy-efficient classroom ventilation for temperate zones’ blev afviklet i perioden 2014 til 2016 og har fået støtte af ASHRAE, en international sammenslutning af ventilationsingeniører.

Forskerne er ved at få godkendt artikler om forsøgene i forskellige videnskabelige tidsskrifter.

Derudover blev der lavet målinger på de forskellige systemers energiforbrug i hele den toårige periode, projektet løb over. Endelig målte forskerne på elevernes komfort, velvære og præstationer igennem børnenes egne oplevelser, men også gennem forskellige opgaver inden for matematik, dansk og opmærksomhed generelt.

Tidligere forskning har vist, at indeklimaet påvirker menneskers mentale præstationsevne, og at den ringe luftkvalitet går ud over elevernes præstationer, også selvom de langt fra altid selv opdager det.

I et forsøg fra 2015 viste forskere fra Aarhus Universitet eksempelvis, at elever klarede sig op til syv procent bedre i forskellige tests med opgaver i fagene dansk og matematik, når de fik øget tilførslen af frisk luft. Det kan du læse mere om i artiklen 'Forskere fastslår: frisk luft forbedrer elevers præstationer'.

Koncentrerede sig 5-10 procent bedre

Alle fem løsningsforslag resulterede i en stor forbedring i luftkvaliteten i de uger, hvor systemerne var i drift.

Forskning finder løsninger

Mere og mere forskning går ud på at udvikle og teste tiltag, som skal løse samfundets problemer.

Interventionsforskning kaldes det.

Videnskab.dk sætter i en artikelrække fokus på den type forskning, der skal gavne velfærdssamfundet.

Følg med i temaet her.

Støtte fra Trygfonden har muliggjort temaet. Trygfonden har dog ikke indflydelse på, hvilken forskning vi skriver om, og hvordan artiklerne skrives. 

Læs mere om aftalen her.

Kontrasten var, som forventet, langt mere beskeden uden for fyringssæsonen.

I gennemsnit reducerede de afprøvede systemer CO2-koncentrationen mellem 41 procent og 18 procent i vinterperioden og mellem 29 procent og 9 procent uden for de koldeste måneder.

Den bedste effekt på luftkvaliteten sås ved løsning 1 og 3 og gav sig særligt udslag i elevernes præstationer på de opgaver, som krævede stor koncentration, fortæller Jørn Toftum.

»Vi målte på mange parametre, og det giver et lidt mudret billede. Nogle opgaver kunne vi næsten ikke se effekt på. Men ved de mest koncentrationskrævende opgaver såsom matematik kunne vi se en stor effekt på mellem 5 og 10 procent,« siger lektoren, som dog tilføjer, at alle løsninger var bedre end status quo.

»Lige præcis med skolerne står det simpelthen så grelt til, at alt, hvad man kan gøre, har en værdi.«

Kollega: »Højrelevant og logisk gennemført«

Fra indeklimaforsker Peder Wolkoff, som arbejder ved Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø, er der roser til forskningsprojektet, som efter hans mening er både »højrelevant og logisk gennemført«. Videnskab.dk beskrev tidligere på året Peder Wolkoffs forskning i, hvordan dufte i luften omkring os, påvirker os.

På sin vis afspejler det alle de undersøgelser, DTU har lavet gennem årene, mener han.

»De løsninger, Jørn og Pawel har lavet, er meget elegante, og det er fantastisk, at de kan få reduceret CO2-niveauerne til det halve,« siger dr.med., lic.scient. Peder Wolkoff, men erklærer sig samtidig enig med Jørn Toftum i, at forholdene på skolerne er »så elendige«, at alle initiativer er en forbedring.

Han bider i den forbindelse mærke i, at temperaturen i de fem klasselokaler i nogle tilfælde kom helt op på 26 grader.

»Det er alt for højt. Det har en række negative virkninger sammen med fugtigheden og har betydning for støv- og partikelkoncentrationen, som blandt andet kan genere øjnene.«

»Et underprioriteret område«

Bedste løsninger var dyrest

Jørn Toftum og Pawel Wargocki skriver i deres egen gennemgang af resultaterne, at de mest effektfulde systemer samtidig var dem, der kostede mest på energiregningen.

I sidste ende er det derfor en afvejning, kommunen skal foretage, når de skal beslutte, hvilken løsning der skal vælges, pointerer forskerne.

Ifølge Peder Wolkoff mangler vi fortsat detaljeret viden om, hvad de kausale sammenhænge – det vil sige forholdet mellem årsag og virkning – er mellem forhøjede CO2-niveauer og de tidligere omtalte symptomer på dårligt indeklima og nedsat præstation.

»Det er næppe CO2 i sig selv, det er andre mekanismer, der spiller ind fysiologisk og mentalt, men vi ved endnu ikke præcist hvordan. Den mere præcise viden mangler vi, og derfor skal man gøre alt for at støtte denne type forskning,« siger indeklimaforskeren fra Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø.

Gitte Juel Holst er fuldkommen enig.

»Jeg forstår slet ikke, at man ikke prioriterer dette område højere. I mine øjne må der være en stor gevinst at hente både for elever og for lærere, som jo endda har muligheden for at holde en pause en gang imellem. Jeg synes virkelig, at det her er et underprioriteret område,« siger hun.

Kommunernes Landsforening har ikke ønsket at kommentere på denne artikel.

Hvordan måler man, når måleapparater ikke kan følge med?

CO2-koncentration måles i ppm, som betyder parts per million. Uden ventilation kom forskerne typisk op på mellem 3000 og 4000 ppm i klasseværelserne, når det stod slemt til, fortæller Jørn Toftum.

Det var heldigvis kun nogle særligt slemme tilfælde, hvor måleapparaterne ikke kunne følge med, fordi koncentrationen nåede op på over 5000 ppm.

»Men selv med 5000+ ppm kan man sagtens følge koncentrationens henfald inden for måleområdet og derigennem regne sig frem til luftudskiftningen, og hvor lang tid der vil gå fra koncentration A til koncentration B. Hvis man samtidig ved, hvor mange personer, der var til stede, kan den faktiske maksimumkoncentration også beregnes, selvom vi ikke kunne måle den,« siger lektoren.

Mellemtrinnet er bedste forsøgsgruppe
Børn elever skole

Børn i 4.-5. klasse er gamle nok til at kunne forholde sig til forsøget, men tænker ikke så meget over, om der lige er tændt eller slukket for ventilationen. (Modelfoto: Shutterstock)

Forsøget kørte i en uge ad gangen med den anvendte løsning, og i en uge med manuel åbning af vinduer og døre som før ombygningen.

Optimalt set skal forsøgspersonerne – i dette tilfælde lærerne og eleverne – helst ikke vide, hvilken løsning de bliver udsat for, og hvornår den er tændt eller slukket.

Det var dog svært at leve op til i dette konkrete tilfælde, og det skal man selvfølgelig have med i overvejelserne, når man efterfølgende analyserer resultaterne, understreger Jørn Toftum.

»Interventioner som denne går meget på at forsøge at ændre på nogle faktorer, uden at brugerne opdager det. Men vi kunne af gode grunde ikke lave det helt blindt,« siger han.

En fordel var dog, at eleverne tilhørte mellemtrinnet – det vil sige 4.-5. klasser – som generelt er den bedste aldersgruppe at arbejde med efter Jørn Toftums erfaring.

»De tænker ikke helt så meget over, om der lige er tændt eller slukket, som de lidt ældre elever måske vil gøre, men de er alligevel gamle nok til at kunne forholde sig til projektet.«