Abluftanlage selber bauen und Aerosole in Klassenräumen reduzieren
Seit ihrem Ausbruch im März 2020 hat die Corona-Epidemie den Schulalltag komplett geändert. Unterricht findet – wenn überhaupt – digital oder in kleinen Gruppen statt. Klassenräume müssen regelmäßig gelüftet werden. An normales Lernen ist kaum zu denken. Daher hat das Max Planck Institut in Mainz eine Bauanleitung für eine kostengünstige Abluftanlage veröffentlicht. Mit dieser Abluftanlage zum selber bauen kann die Ausbreitung von Aerosolen in Schulräumen reduziert werden. Wir haben die Abluftanlage nach Vorlage des Max-Planck-Instituts nachgebaut und entscheidend optimiert.
Unsere Ablauftanlage zeichnet sich durch ihre modulare Bauweise aus. Für viele Bauteile haben wir kostengünstige Eimer aus dem Baumarkt verwendet und umfunktioniert. Sie kommen als entscheidende Verbindungspunkte der einzelnen Bauteile zum Einsatz. Des weiteren kann unsere Abluftanlage in weniger Arbeitsschritten produziert werden. Insgesamt kann unsere optimierte Abluftanlage also schneller und kostengünstiger von euch nachgebaut werden. Unser Vorgehen haben wir anhand von Videos dokumentiert. Sie helfen euch, die einzelnen Schritte besser zu verstehen. Solltet ihr Fragen zu dem Nachbau oder verschiedenen Arbeitsschritten haben, könnt ihr uns gerne eine Nachricht hinterlassen.
Viel Spaß beim Nachbauen!
Abluftanlage selber bauen – das braucht ihr:
- ein paar hilfskräftige Schüler:innen, Lehrkräfte und/oder Eltern
- insgesamt etwa 24 Arbeitsstunden pro Raum, also ca. 4 Stunden mit 6 Personen
- verschiedene Werkzeuge:
- Akku-Schrauber
- Bit-Halter & entsprechende Bits (Imbus + Torx)
- großer Holz- oder Metallbohrer ≥ 10 mm Durchmesser
- 5 mm Holz- oder Metallbohrer
- mehrere Cutter oder scharfe Messer
- mehrere Scheren
- Handsäge oder Stichsäge (zum Kürzen von HT-Rohren)
- Heißluftgebläse mit Verjügungsstück und Schweißdüse
- Zollstock (oder Maßband)
- Schraubenschlüssel 8 mm
- Kneifzange
- Kombizange
- Kleiner Hammer
- Bohrmaschine
- 6 mm Beton- bzw. Holzbohrer (je nach Zimmerdecke, bei Deckenunterkonstruktion nicht erforderlich)
- 214 € für Materialkosten
Wie funktioniert die Abluftanlage?
Bevor wir loslegen, wollen wir euch noch erklären, wie die Abluftanlage funktioniert. Das Prinzip der Lüftungsanlage ist simpel:
- die ausgeatmete, warme Luft steigt auf
- sie wird über die Schirme in die Abluftanlage gesogen
- und durch das Rohrsystem nach draußen geblasen.
- frische Luft gelangt über ein oder zwei gekippte Fenster in die Klasse
Die Draufsicht veranschaulicht das Prinzip und den Aufbau unserer Anlage. Die wichtigsten Bestandteile sind die Boxen und die verschiedenen Rohre. So sieht die fertige Abluftanlage zum selber bauen aus:
Das zeichnet unsere Abluftanlage aus
Günstig zu bauen und mit wenigen, einfachen Arbeitsschritten ans Ziel zu kommen – das ist der Leitgedanke unseres Projektes. Daher kamen wir auf die Idee, Baueimer als Universalbauteile zu verwenden:
- Die Regenbox,
- die Windschutzbox,
- die Ventilatorbox,
- die Verteilerbox,
- und die Endbox bestehen jeweils aus einem Baueimer.
Einen Baueimer erhaltet ihr für nur ca. 2 € im Baumarkt. Aus diesem Grund sind die Materialkosten unserer Abluftanlage zum selber bauen so niedrig.
- Wie im Bild zu sehen ist, bilden die modifizierten Eimer die Flansche der einzelnen Hauptrohr-Segmente. Diese kurzen, stabilen Einzelsegmente könnt ihr schon am Boden bauen. Die Arbeitsschritte sind einfach und mit Schere, Messer und Klebeband schnell erledigt.
- Die leichten und handlichen Einzelsegmente könnt ihr mit einem Zweierteam an der Decke befestigen und die Flansche zweier Segmente ganz einfach mit Kabelbindern unter der Decke verbinden (wird in den folgenden Videos verdeutlicht).
- In dem Video „Anlagenbau im Klassenzimmer“ seht ihr, wie stabil und handlich die Einzelsegmente sind und wie einfach und schnell es geht, diese an die Decke zu bringen. So ist der Aufbau der Anlage schnell erledigt!
- Selbst in einem Altbau mit hohen Decken war die Montage der Anlage schnell gemacht!
- Nur bei dem Fenster-Ventilator-Element braucht ihr ein paar Maschinenschrauben, Muttern und ein wenig mehr Werkzeug.
Abluftanlage selber bauen in 5 Schritten
1. Schritt: Plan vom Klassenraum erstellen
Am Anfang steht folgende Frage: Wie viele Bauteile braucht ihr für eure Abluftanlage? Wie lang müssen die Rohre sein?
- Erstellt euch für das Klassenzimmer einen Plan, am besten eine Draufsicht vom Raum, wie in obiger Skizze, zusätzlich noch mit den Raummaße.
- Überlegt euch, wie viele Eimer ihr für ein Klassenzimmer braucht, und wie viele Verbindungsrohre aus jedem Eimer führen müssen (hier folgt noch eine Hilfstabelle).
- Überlegt euch, wie lang die Hauptrohre und die Verbindungsrohre sein müssen. Schreibt am besten direkt die Längen an die jeweiligen Rohre. Die Maße müssen nicht cm-genau sein!
2. Schritt: Baueimer als Boxen verwenden
2.1 Ventilatorbox herstellen
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Akku-Schrauber
- Cutter oder ein anderes scharfes Messer
Folgende Materialien benötigt ihr:
- 1 x Tischventilator (35-45 Watt, Ø 30 cm)
- 1 x Baueimer (PE, 20 Liter)
- 6 x Kabelbinder (250 mm x 4,8 mm)
Das sind die Arbeitsschritte:
- Ventilator zusammenbauen, Ventilatorfuß demontieren
- Eimer bearbeiten:
a) Henkel entfernen
b) Boden entfernen
c) Schlitze für Ventilatorbefestigung einbringen - Ventilator mit Kabelbindern im Eimer befestigen (Bitte aufpassen, dass der Rotor frei drehen kann!)
2.2 Verteiler- & Endbox schneiden
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Akku-Schrauber + großer Bohrer
- Cutter oder ein anderes scharfes Messer
- Kurzes HT-Rohr DN 90 (Vier-Personen-Tischgruppe) als Schablone
Folgende Materialien benötigt ihr:
- 1 x Baueimer (PE, 20 Liter)
Das sind die Arbeitsschritte:
- Henkel entfernen
- Boden entfernen (nicht bei Endbox*!)
- Seitenlöcher einbringen (je nach Bedarf 1-3 Löcher)
a) Loch/Löcher vorzeichnen
b) Vorbohren
c) Loch/Löcher ausschneiden
*Die Endbox wird genauso bearbeitet, nur dass ihr den Boden nicht entfernen dürft!
2.3 Verteiler- & Endbox schweißen
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Säge
- Heißluftgebläse mit Verjügungsstück und Schweißdüse
- Cutter oder ein anderes scharfes Messer
Folgende Materialien benötigt ihr:
- 1-3 x Kurzes HT-Rohr DN 90 (Vier-Personen-Tischgruppen)
- 1 x vorbereiteten Baueimer (PE, 20 Liter), siehe Erklärvideos oben PP Schweißdraht
Das sind die Arbeitsschritte:
- HT-Seitenrohr/e kürzen
- HT-Seitenrohr/e in die Löcher des vorbereiteten Eimers stecken
- Heißluftgebläse auf 250-260°C einstellen, mit PP Draht HT-Seitenrohr/e mit Baueimer verbinden. Evtl. vorher das Schweißen am Eimer üben, ist ein bisschen tricky und man braucht ein wenig Erfahrung. Wenn du zu schnell schweißt, hält die Verbindung nicht und wenn du zu langsam schweißt, dann schmilzt der Eimer.
2.4 Regenschutzbox schneiden
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Cutter oder ein anderes scharfes Messer
Folgende Materialien benötigt ihr:
- 1 x Baueimer (PE, 20 Liter)
Das sind die Arbeitsschritte:
- Henkel entfernen
- Eimer schneiden
Während ein Team mit dem (3.) Zusammenbau und der (4.) Installation weiter macht, kann ein anderes Team sich auf dem (5.) Schirmbau fokussieren. Der Schirmbau bedarf etwas Zeit – einige Arbeitsschritte können aber auch zuhause im Wohnzimmer erledigt werden. Am effektivsten ist es, wenn nach der Installation der Anlage im Klassenzimmer direkt die fertigen Schirme montiert werden können.
3. Schritt: Elemente zusammenbauen
3.1 Fenster-Ventilator-Element zusammenbauen
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Stift
- Akkuschrauber + 5mm
- Bohrer + Bits (je nach Schraube)
- Zollstock (oder Maßband)
- Stichsäge
- Schraubenschlüssel
Folgende Materialien benötigt ihr:
- Klebeband (Gaffa)
- Hartschaumplatte (oder dickes Plexiglas)
- Regenschutzbox
- Ventilatorbox
- 6 x M5 x 30mm Maschinenschrauben (Länge je nach Plattendicke) + M5 Muttern
Das sind die Arbeitsschritte:
- Fensterrahmen: Größe ausmessen
- Hartschaumplatte entsprechend zusägen
- Bohrungen für Befestigung im Fensterrahmen setzen
- Kreis der Ventilatoröffnung markieren und aussägen
- Bohrungen für die Befestigung der Ventilator- und Regenschutzbox setzen
- Ventilator- und Regenschutzbox mit Platte verbinden (auf Ausrichtung von Ventilator und Regenschutz achten!)
- Schlitze und Verbindungsstellen abdichten
- Ventilator auf Stufe II einschalten!
3.2 Hauptrohr zusammenbauen
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Cutter oder ein anderes scharfes Messer
- Akkuschrauber + 5mm-Bohrer
Folgende Materialien benötigt ihr:
- Folienschlauch 500mm breit, mind. 0,2mm dick
- Stützgitter 1000mm breit (z.B. Kunststoffzaun)
Das sind die Arbeitsschritte:
- Folienschlauch + Stützgitter nach Plan zuschneiden
- Folienschlauch an beiden Enden etwa 10cm länger als das Stützgitter!
- Stützgitter in den Folienschlauch schieben und ausrichten
- Überstehende Folie nach innen über das Stützgitter klappen
- Vorbereitete Verteilerboxen in das Rohr schieben
- Verteilerboxen umlaufend mit Klebeband am Rohr befestigen
- Auf Ausrichtung der Verteilerboxen mit den Seitenöffnungen achten!
4. Schritt: Montage der Abluftanlage
4.1 Fenster-Ventilator-Element einsetzen
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Werkzeug zum Ausbau des Fensters
- Akku-Schrauber
Folgende Materialien benötigt ihr:
- Fenster-Ventilator-Element
- Spax Schrauben 3,5mm x 35mm (evtl. kürzer, abhängig vom verwendeten Plattenmaterial für Fenster-Ventilator-Element und Dicke des Fensterrahmens)
Das sind die Arbeitsschritte:
- Fenster ausbauen
- Fenster-Ventilator-Element einsetzen
- Fenster-Ventilator-Element mit Spax Schrauben befestigen
- Wenn noch nicht geschehen: Ventilator auf Stufe II einschalten
4.2 Hauptrohre montieren
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Cutter
- Kneifzange
Folgende Materialien benötigt ihr:
- Bindedraht
- Hauptrohrsegmente
- Endbox
- Gaffa Tape
- Kabelbinder
Das sind die Arbeitsschritte:
- Drahtschlaufen an der Decke anbringen (alle 1,5 m eine Schlaufe und an jedem Segmentbeginn/-
ende) - Erstes Rohrsegment in die Schlaufen legen und über die Ventilatorbox schieben
- Rohrsegment richtig ausrichten, sodass Seitenausgänge richtig orientiert sind
- Verbindungsstelle Rohrsegment – Ventilatorbox mit Gaffatape abkleben
- Zweites Rohrsegment
in die Schlaufen legen und richtig ausrichten - Mit den Kabelbindern das zweite mit dem ersten Rohrsegment verbinden
- Verbindungsstelle erstes/zweites Rohrsegment mit Gaffatape abkleben
- Drittes Rohrsegment in die Schlaufen legen und richtig ausrichten
- Mit den Kabelbindern die Rohrsegmente miteinander verbinden
- Endbox mit Kabelbindern und Gaffatape am letzten Rohrsegment befestigen
4.3 Verteilerrohre montieren
(Video folgt in Kürze)
Das sind die Arbeitsschritte:
- folgen in Kürze
5. Schirmbau
5.1 Schirm zuschneiden
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Filzstift
- Cutter oder ein anderes scharfes Messer
- Schere
- 2 vorgefertigte Schablonen
Folgende Materialien benötigt ihr:
- 0,3mm dicke Schrumpffolie o.ä.
Das sind die Arbeitsschritte:
- Schnittmuster mit Schablonen auf Folie zeichnen
- Entsprechend zuschneiden
- Nahtzugabe einschneiden
5.2 Schirm schweißen
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Folien-Schweißgerät
Folgende Materialien benötigt ihr:
- Zugeschnittene Folie für den Schirm
Das sind die Arbeitsschritte:
- Folie an den markierten Positionen zusammenschweißen
5.3 Schirm zusammenbauen & montieren
Dieses Werkzeug braucht ihr für diesen Schritt:
- Schere Welche Materialien braucht ihr?
- Geschnittene und geschweißte Schirmfolie
- 3,35 m Lochband
- Kabelbinder 250 mm x 4,8 mm
- Transparentes Klebeband Und die Arbeitsschritte?
- Lochband zu Ring formen und mit Kabelbinder die Enden verbinden (Kabelbinder noch nicht festziehen!)
- Lochband-Ring auf den markierten Kreis der Schirmfolie legen
- An vier Punkten Lochband auf Schirmfolie fixieren
- Lochband auf kompletten Umfang auf Schirmfolie fixieren (außer das Viertel mit dem Kabelbinder)
- Lochbandring evtl. auf Größe des markierten Ringes anpassen
- Kabelbinder festziehen
- Letztes Viertel festkleben
Und zum Abschluss könnt ihr euch im letzten Video die Installation der Abluftanlagen im Zeitraffer anschauen.