Analyse: Raumluftreiniger reduzieren Infektionsgefahr

Wissenschaftler der Universität der Bundeswehr München haben nach technischen Lösungen zur Eindämmung der COVID-19-Pandemie gesucht und die Anwendung von Raumluftfiltern näher erforscht.

Mund-Nasen-Bedeckungen sind inzwischen allgemein anerkannte technische Hilfsmittel, um die direkte Infektionsgefahr beim Sprechen, Singen, Husten und Niesen zu verringern. Die indirekte Infektion über infektiöse Aerosole, die sich mit der Zeit im Raum anreichern, lässt sich mit Mund-Nasen-Bedeckungen aber nicht verhindern. Dafür sind festsitzende partikelfiltrierende Atemschutzmasken erforderlich wie in einer anderen Studie von Prof. Christian J. Kähler, Thomas Fuchs und Dr. Rainer Hain vom Institut für Strömungsmechanik und Aerodynamik gezeigt wurde.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Aerosolkonzentration im Raum durch Filterung abzuscheiden oder über die Fensterlüftung abzuführen. Raumlufttechnische Anlagen, die Aerosol mit einem Durchmesser kleiner 1 μm zuverlässig abscheiden, sind selten. Das freie Lüften mittels geöffneter Fenster ist oft nicht effizient und spätestens im Winter nicht mehr möglich, ohne Energie zu verschwenden und die Gesundheit sowie das Wohlbefinden der Menschen zu gefährden. Die Frage ist daher, ob mobile Raumluftreiniger grundsätzlich geeignet sind, einen sinnvollen Beitrag zur Reduzierung der Infektionsgefahr zu leisten.

Um die Frage zu beantworten, analysierten Kähler und seine Mitarbeitern einen TROTEC TAC V+ Raumluftreiniger mit einem Volumenstrom von bis zu 1500 m³/h systematisch mit Lasermesstechnik. Der Raumluftreiniger verfügt über eine Filterkombination, die gewährleistet, dass selbst Aerosol mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,3 μm zu 99,995% aus der Raumluft abgeschieden wird.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Aerosolkonzentration in einem Raum mit einer Größe von 80 m² in sechs Minuten halbiert wird. Im Dauerbetrieb ist die gemessene Verweilzeit des ausgeatmeten Aerosols im Raum sehr kurz, sodass eine Anreicherung der Raumluft mit infektiösen Aerosolen nicht möglich ist. Selbst in einen 22 m langen Flur mit mehr als 40 m² Grundfläche konnte bei maximalem Volumenstrom eine Halbierung der Aerosolkonzentration innerhalb von rund fünf Minuten realisiert werden. Bei großen Räumen, Räumen mit vielen Objekten oder sehr ungünstigen Geometrien sollten den Wissenschaftlern zufolge mehrere Raumluftreiniger eingesetzt werden, um alle Bereiche des Raumes zügig zu filtern und die Virenlast überall gering zu halten, damit keine indirekte Infektionsgefahr besteht.

Deutliche Reduzierung der Virenlast

Um eine möglichst effektive Filterung der Raumluft zu ermöglichen, sollte der Raumluftreiniger möglichst an der längsten Raumseite in der Mitte positioniert sein. Ferner sollte der Deckenbereich in Richtung der Ausströmungen möglichst nicht von Objekten unterbrochen werden, da sonst die Ausbreitung der gefilterten Luft gestört wird und sich ungünstige Wirbelströmungen im Raum etablieren können. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen kann der Volumenstrom erhöht werden, um eine angemessene Filterleistung zu gewährleisten.

Ein wesentlicher Vorteil der Raumluftreiniger besteht darin, dass sie dauerhaft für eine geringe Virenlast sorgen, ohne sich um das Öffnen von Fenstern kümmern zu müssen. Ferner sorgen sie im Gegensatz zur freien Lüftung mittels geöffneter Fenster auch dafür, dass eine wirkliche Reduzierung der Virenlast erfolgt, was durch geöffnete Fenster oft nicht gewährleistet werden kann. Sie bieten auch gegenüber fest in Gebäuden integrierten raumlufttechnischen Anlagen, die ohne oder mit einem geringen Frischluftanteil betrieben werden, den Vorteil, dass die Viren wirklich abgeschieden werden und nicht über Lüftungsschächte im Gebäude verteilt werden. Damit der analysierte Raumluftreiniger zu keiner „Virenschleuder“ wird, kann er so eingestellt werden, dass der H14 Filter täglich für circa 30 Minuten auf etwa 100°C aufgeheizt wird, um die Viren im Filter zu zerstören und der Entstehung von Biofilmen, Bakterien und Pilzen ohne gesundheitsschädliche chemische Zusatzstoffe oder UV-C Strahlung entgegenzuwirken.

Raumluftreiniger sind Lösung etwa für Schulen und Büros

Als Ergebnis der wissenschaftlichen Untersuchungen stellen die Forscher fest, dass Raumluftreiniger mit großem Volumenstrom und hochwertigen Filtern der Klasse H14 eine sehr sinnvolle technische Lösung sind, um in Schulen, Büros, Geschäften, Wartezimmern, Gemeinde- und Vereinshäusern, Aufenthalts- und Essensräumen etc. die indirekte Infektionsgefahr durch Aerosole stark zu verringern. Sie können aber auch in Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen unterstützend eingesetzt werden, in denen Menschen zusammenstehen – etwa in Wartebereichen – und gemeinsam arbeiten oder in denen aufgrund der Arbeitslast viel Aerosol ausgestoßen wird, etwa Fitnessstudios.

Mund-Nasen-Schutz ist dennoch notwendig

Raumluftreiniger seien somit geeignete Werkzeuge, um dem indirekten Infektionsrisiko durch eine Kontamination im Raum zu begegnen, konstatieren die Wissenschaftler. Es sei aber zu beachten, dass sie das direkte Infektionsrisiko, das durch direktes Anhusten oder beim langen Unterhalten über kurze Distanz erfolgen kann, nicht verringern können. Es sei daher auch mit Raumluftfiltern wichtig, auf ausreichend große Abstände zu anderen Personen zu achten und Mund-Nasen-Bedeckungen oder partikelfiltrierende Atemschutzmasken zu tragen, damit neben der indirekten Infektion durch angereicherte Aerosole im Raum auch eine direkte Infektion über kurze Distanzen durch Anhusten oder längere Gespräche sicher vermieden werden kann.