23. September 2020 – Maximilian Wilsmann

Wie schützen wir unsere Kinder in den Schulen

Lüften oder Filtern?

Die kalte Jahreszeit steht vor der Tür und mit ihr kommt eine Diskussion, wie die Kinder in den Kindergärten und Schulklassen davor geschützt werden sollen, sich gegenseitig mit dem Coronavirus anzustecken. Ist Lüften bei niedrigen Temperaturen vertretbar oder sind Filteranlagen die bessere Alternative?

Foto: picture alliance/dpa

Die Kindergärten und Schulen laufen unter Berücksichtigung von Abstands- und Hygienregeln wieder im Regelbetrieb. Dabei steht eine Frage sprichwörtlich im Raum: Wie lassen sich die von den Schülern und Lehrern ausgeatmeten, potenziell mit Viren belasteten Aerosole, am besten aus dem Klassenzimmer befördern. Ein bisheriger Lösungsansatz besteht im regelmäßigen Lüften der Klassenzimmer. Zudem stehen - auch vor dem Hintergrund sinkender Außentemperaturen - leistungsstarke Luftfilteranlagen als mögliche Lösung zur Diskussion.

Darüber haben wir mit Professor Doktor Achim Dittler vom Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik aus Karlsruhe gesprochen. Zusammenfassend lassen sich folgende Erkenntnisse gewinnen:

  • Filteranlagen können als weitere Maßnahme das Lüften sinnvoll ergänzen
  • Wichtig sind eine für die Raumgröße ausreichend starke Anlage mit einer ausreichend hohen Filter-Klasse (H14)
  • Beim regelmäßigen Lüften ist darauf zu achten, dass auch tatsächlich ein möglichst vollständiger Luftaustausch stattfindet, um Aerosol-Belastung und CO2-Anteil zu minimieren
  • Beide Maßnahmen (Lüften und Filteranlagen) können die gängigen AHA-Regeln (Abstand, Hygiene, Alltagsmaske) nicht ersetzen, sondern ergänzen sie sinnvoll im Maßnahmen-Mix zum Schutze der Schüler

Das vollständige Interview lest ihr hier:

Wie funktioniert das Prinzip antivirale Luftreinigung?

Antwort Prof. Dr. Achim Dittler: Innenraumfilter scheiden Schwebstoffe aus der Raumluft nach dem Prinzip der Filtration ab. Dabei durchströmt die mit Partikeln-/Tropfen beladene Luft durch ein Filtermedium. Diese Filtermedium scheidet die Partikeln ab. Wichtig dabei ist, dass das Filtermedium zuverlässig sehr hohe Abscheidegrade (im Falle des sog. H14-Filters 99,995% der Partikeln) aufweist.

Sie haben das Prinzip schon getestet: Wie und wo?

Prof. Dr. Achim Dittler: Das Prinzip der Filtration ist ein bekanntes und gängiges Verfahren, um Partikeln aus Gasströmen abzuscheiden. Innenraumfilter sind nicht wirklich neu, jedoch werden gegenwärtig neue Geräte entwickelt – zugeschnitten auf spezielle Anwendungsfälle. Einen solchen Anwendungsfall, ein Klassenzimmer in einer Grundschule, haben wir beleuchtet. Wir haben im Klassenzimmer eine Tropfenquelle installiert, mit welcher wir feinste Tröpfchen einer Kochsalz-Lösung erzeugt haben. Der Wasseranteil verdunstet, zurück bleiben Salzpartikeln mit einer Größe um 300 nm. Diese verteilen sich nach wenigen Minuten gleichmäßig im Raum. Im Raum haben wir mit 3 baugleichen Partikelmessgeräten zeitgleich an 3 unterschiedlichen Stellen die zeitliche Entwicklung der Partikelkonzentration im Raum ermittelt.

Was haben Sie dabei herausgefunden?

Prof. Dr. Achim Dittler: Wir konnten zeigen, dass sich Rückstände eines Tropfenaerosols innerhalb weniger Minuten gleichmäßig im Raum verteilen. Durch den Einsatz eines H14-Innenraumfilters, welcher das Volumen des Raums gut 4 x pro Stunde durchsetzt. Das Raumvolumen betrug bei dem Versuch ca. 220 m3, der Volumenstrom der Lüfters lag bei 850 m3 in der Stunde. So konnten wir zeigen, dass die Partikelkonzentration im Raum gleichmäßig zurück geht. Nach einer halben Stunde waren mehr als 50% der Partikeln aus der Raumluft entfernt. Nach 90 Minuten über 90%.

Gibt es schon ähnliche Tests anderer Kollegen?

Prof. Dr. Achim Dittler: Die Wirksamkeit von Innenraumfiltern wird von vielen Arbeitsgruppen überprüft. Am bekanntesten dürfte der Kollege Kähler von der Bundeswehr-Universität München sein, der vor kurzen ebenfalls ein Interview zum Thema Luftraumfilter gegeben hat.

Was filtert der Luftreiniger aus der Luft? CO2 oder Aerosole?

Prof. Dr. Achim Dittler: Der Luftreiniger scheidet Partikeln aus der Luft ab. Tropfen und/oder Feststoffe. Tropfen, beziehungsweise Feststoffe sind Bestandteil eines sogenannten Aerosols. CO2 ist ein Gas. Der Luftreiniger entfernt kein CO2 aus der Raumluft. Er sorgt lediglich für eine Gleichverteilung der Konzentration.

Inwieweit macht es Sinn, das regelmäßige Lüften an den CO2-Gehalt im Raum und nicht an die Menge der Aerosole zu koppeln?

Prof. Dr. Achim Dittler: Das Lüften an den erhöhtem CO2-Gehalt in der Raumluft zu koppeln ist wichtig. Eine Korrelation zur Partikelkonzentration ist aber häufig nicht gegeben . Partikel oder Tropfen zuverlässig im Raum zu messen ist – je nach Partikelgröße – sehr aufwändig. Der CO2-abhängige Betrieb ist bei vielen raumlufttechnischen Anlagen heute Standard.

Es gibt verschiedene Luftreiniger am Markt: Was muss ein Luftreiniger haben, damit die Luft Corona-Viren filtert?

Prof. Dr. Achim Dittler: Ein Raumluftreiniger muss 2 Dinge haben: ein hervorragendes Filtermedium, am besten der Klasse H14 und einen zur Raumgröße passenden Volumenstrom. Je höher der Volumenstrom des Lüfters im Bezug auf das Raumvolumen, desto schneller nimmt die Partikelanzahl in der Luft ab.

Warum richtet man sich bei der Frage, welchen antiviralen Luftreiniger man benötigt, nach der Raumgröße und nicht nach den Menschen im Raum?

Prof. Dr. Achim Dittler: Menschen im Raum sind, je nach Intensität des Sprechens und Atmens, eine mehr oder weniger starke Aerosolquelle im Raum. Filter sind Senken. Natürlich bedeuten weniger Menschen im Raum weniger mögliche Aerosolquellen. Man möchte oder muss in vielen Fällen aber mit einer gewissen Anzahl an Menschen in Räumen zusammen sein. Da leisten dann Innenraumfilter einen Beitrag zur Minderung der Partikelkonzentration im Raum. Innenraumfilter sind aber in keinem Fall als alleinige Maßnahme geeignet, verhindern sie ja nicht die kurzräumige Exposition von Menschen, die ohne Maske mit zu wenig Abstand beisammen sind. Es sollten also weiterhin die Abstands- & Hygieneregeln beachtet werden und Masken getragen werden. Das Gesamtpaket bietet den maximalen Schutz.

Inwieweit machen antivirale Luftreiniger in Klassenzimmern und Kitas Sinn?

Prof. Dr. Achim Dittler: Inwieweit der Einsatz von Innenraumfiltern Sinn macht, muss für jede Situation individuell beurteilt werden. Wie viele Menschen kommen wie lange und wie intensiv in einem Raum zusammen? Kann der Raum regelmäßig gelüftet werden? Hier gelten entsprechende Regelungen. Innenraumfilter leisten in Zeiten, in denen Räume nicht gelüftet werden können, einen Beitrag zur Minderung der Partikelkonzentration in geschlossenen Räumen.

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