Aerosolausbreitung beim Husten. Die Versuchsperson geht durch den Raum und hustet dabei mehrmals Foto: Christian Schwarzbauer

Mobile Raumluftreiniger reduzieren Virenlast und lösen CO2 Problem
Die Bekämpfung von indirekten SARS-CoV-2 Infektionen in Innenräumen mit mobilen Luftreinigern wurde in den letzten Monaten viel in den Medien diskutiert. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft kommt in einem offenen Brief vom 28.01.2021 zu dem Schluss: „Der Einsatz von Geräten zur Belüftung ist jeder Art passiver Lüftung durch bloßes Öffnen von Fenster und Türen weit überlegen“. Diese Einschätzung wird von vielen Wissenschaftlern geteilt und durch zahlreiche unabhängige Forschungsergebnisse belegt. Viele Unternehmen, Behörden und Organisationen haben sich längst mit mobilen Luftreinigern ausgestattet.

„Umso erstaunlicher ist es, dass im Bereich der Schulen immer noch mit Hilfe des Umweltbundesamtes versucht wird die allgemeine Nutzung der Geräte zum Schutz der Schülerinnen und Schüler zu verhindern. Das wesentliche Argument ist, dass mobile Luftreiniger den CO2 Anstieg in der Raumluft nicht verhindern können. Warum von Geräten, die zur Entfernung von Viren aus der Luft entwickelt werden, verlangt wird, auch das seit Jahrzehnten bestehende CO2 Problem in Klassenräumen zu lösen, ist nicht nachvollziehbar“, erklärt Prof. Christian Kähler von der Universität der Bundeswehr München.

Studie zu einem neuen Raumluftreiniger

Kürzlich wurde in der Industrie ein mobiler Raumluftreiniger entwickelt, der in der Lage ist, die Gefahr vor einer indirekten Infektion zu reduzieren und gleichzeitig den CO2 Anstieg zu begrenzen. Die Frage für Prof. Kähler war, ob dieser mobile Luftreiniger, der gleichzeitig den Anstieg der Virenlast und des CO2 begrenzt, vorteilhaft ist gegenüber Geräten, die ausschließlich im Umluftbetrieb arbeiten. Um das herauszufinden hat Prof. Kähler mit seinem Assistenten Dr. Rainer Hain systematische Experimente durchgeführt und die Ergebnisse in einem Bericht veröffentlicht: www.unibw.de.

Das neue Gerät verfügt über Filter der Klasse H14 und einen Volumenstrom im Umluftbetrieb von bis zu 2000 m³ pro Stunde. Darüber hinaus kann das Gerät durch einen speziellen Fenstereinsatz bis zu 800 m³ Außenluft zusätzlich in den Raum einbringen. Die Außenluft wird gefiltert, damit keine Pollen, Feinstaub oder andere unerwünschte Stoffe von außen in den Raum gelangen. Ferner findet die Außenluftzufuhr kontinuierlich und ganz ohne menschliches Eingreifen statt. Daher muss der Unterricht beim Betrieb des Gerätes nicht alle paar Minuten für die Stoßlüftung unterbrochen werden.

Halbierung der Partikelkonzentration in 4,2 Minuten

Die Messungen wurden in einem 80 m² großen Raum mit einem Volumen von 200 m³ durchgeführt. Im reinen Umluftbetrieb wurden mit dem Luftreiniger bis zu 8,1 Luftwechsel erreicht. Im passiven Betrieb, bei dem zusätzlich gefilterte Außenluft ohne zusätzlichen Lüfter in den Raum geleitet wurde, konnten 7,7 Luftwechsel gemessen werden. Der geringfügige Unterschied hängt mit den vergrößerten Strömungswiderständen durch die Zuleitung zum Fenstereinsatz zusammen. Eine Belastung der Raumluft mit Aerosolpartikeln konnte mit dem Luftreiniger bei maximaler Leistung innerhalb von 5,4 Minuten um 50% reduziert werden. Durch Zuführung von Außenluft über einen zusätzlichen Lüfter waren bis zu 9,6 Luftwechsel in dem Raum möglich.

Eine Halbierung der Partikelkonzentration konnte in diesem Fall in 4,2 Minuten realisiert werden. Interessant ist, wenn zusätzlich eine Tür oder ein Fenster leicht geöffnet wird. Dann wird selbst bei geringen Volumenströmen die Effizienz weiter erhöht. Der Grund dafür ist, dass sich neben der Mischlüftung auch noch eine Querlüftung etablieren kann, wenn der Luftfilter weit genug von der Öffnung entfernt positioniert ist. Da gerade die kleinen Volumenströme um die 1200 m³/h für den Schulunterricht sehr relevant sind, weil in diesem Fall bei einer Klassenraumgröße von 60 bis 80 m² das indirekte Infektionsrisiko gemäß einer Studie von Prof. Bodenschatz vom Max-Planck-Institut in Göttingen stark reduziert wird und darüber hinaus die Geräuschemission sehr gering ist, ist diese Betriebsart besonders relevant für die Praxis.

Auch CO2 lässt sich beseitigen

Die Studie verdeutlicht, dass mit dem untersuchten Luftreiniger nicht nur Viren, Bakterien, Pilzsporen, Feinstaub, Pollen oder Stoffe wie Asbest sehr effizient und schnell aus der Raumluft gefiltert werden können, sondern sich auch CO2 oder auch gasförmige Ausdünstungen der Menschen, den Objekten im Raum oder dem Gebäude kontinuierlich aus dem Raum beseitigen lassen, ohne den Unterricht zu unterbrechen. Ferner wird die Außenluft vor dem Eintritt in den Raum gefiltert, was insbesondere für Allergiker von Bedeutung sein dürfte.

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