Seitdem der Sommer vorbei ist, spielen sich weite Teile des privaten und öffentlichen Lebens wieder vermehrt in geschlossenen Räumen ab. Und auch der Schulbetrieb nahm nach den langen Sommerferien wieder Fahrt auf und führte eine große Personenzahl auf engem Raum zusammen. Das Resultat sind steigende Covid-19-Fallzahlen, die die Herausforderung verdeutlichen, vor der die Gesellschaft angesichts der ersten kalten Jahreszeit im Zeichen der Pandemie steht.
Ein erheblicher Teil dieser Probleme lässt sich auf einen unzureichenden Luftaustausch in geschlossenen Räumen zurückführen – und damit einhergehend mit einer fehlenden oder mangelhaften Durchspülung des Raumes mit Frischluft.
Frische Luft trägt zudem einen wesentlichen Teil zum Wohlbefinden bei – ganz zu schweigen von den fehlenden negativen Begleiterscheinungen von schlechter Luft. Eine zu hohe CO2-Konzentration in der Raumluft führt zu Konzentrationsschwierigkeiten, Müdigkeit sowie Kopfschmerzen.
Gerade in Räumen, in denen sich eine große Anzahl von Menschen aufhält, wie beispielsweise in Klassenzimmern, Großraumbüros, öffentlichen Gebäuden, Arztpraxen oder Sporthallen, sind die CO2-Werte schnell grenzwertig hoch. Die Lösung für ideale und gesunde Raumluft ist scheinbar einfach: ein ausreichender und kontinuierlicher Luftaustausch.
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Aerosole als Übertragungsweg
Die vom Umweltbundesamt ins Leben gerufene Kommission für Innenraumlufthygiene bezieht sich bei ihren Empfehlungen unter anderem auf Untersuchungen des Robert-Koch-Instituts (RKI), das den möglichen Übertragungsweg von SARS-CoV-2 über Aerosole in der Luft benennt und konkretisiert. Auch die Weltgesundheitsorganisation weist darauf hin, dass SARS-CoV-2 neben der direkten Tröpfcheninfektion auch über in der Luft schwebende Partikel übertragen werden kann.
Die Konzentration der Aerosole in der Luft geht mit der CO2-Konzentration einher. Insbesondere in Räumen, in denen sich zu viele Personen auf engem Raum befinden oder die nur schlecht belüftet werden, kann es laut RKI selbst bei einem eingehaltenen Abstand von über 1,5 m zu einer Übertragung durch Aerosole kommen.
Wärme und Bewegung sind Auslöser für Luftbewegungen innerhalb eines Raumes. Zu ersterem zählen Wärmequellen wie beispielsweise Beamer in Besprechungsräumen und Klassenzimmern oder die Kaffeemaschine im Büro. Doch der Hauptauslöser für Luftbewegungen im Raum ist der Mensch. Zu der Wärmeabstrahlung des menschlichen Körpers kommen Bewegungen hinzu. Dadurch entstehen Luftströme, die die Aerosole, welche potenziell Viren enthalten können, im gesamten Raum verteilen.
Mit frischer Luft gegen die Ausbreitung von SARS-CoV-2
Das RKI bestätigt, dass ein effektiver Luftaustausch die Konzentration der Aerosole in einem Raum vermindern kann. Bei der klassischen Lüftung über Fenster wird dies am besten über eine regelmäßige Querlüftung erreicht, also das weite Öffnen von möglichst gegenüberliegenden Fenstern über mehrere Minuten. Bei körperlicher Aktivität, wie z. B. beim Schulsport, sollte die verbrauchte Luft auf diese Weise fünfmal pro Stunde durch Frischluft ersetzt werden.
Während der Anwesenheit von vielen Personen im Raum wird zu einer permanenten Lüftung während der gesamten Anwesenheitsdauer geraten. Wird im Raum gehustet, soll zudem grundsätzlich und sofort gelüftet werden. Auch das Tragen einer Mund-Nasen-Bedeckung ist nur dann wirksam, wenn gleichzeitig für einen angemessenen Luftaustausch gesorgt wird.
Angemessen bedeutet im Bericht der Kommission, dass die Innenraumluftqualität durch eine möglichst hohe Zuführung von Frischluft annähernd an die Außenluft heranreichen soll. Das bloße Ankippen der Fenster ist hierfür – selbst wenn es dauerhaft erfolgt – nicht ausreichend. Wird die hohe Frischluftzufuhr hingegen richtig und konsequent gewährleistet, ist sie laut Umweltbundesamt eine der wirksamsten Methoden, potenziell virushaltige Aerosole aus Innenräumen zu entfernen.
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Messung der CO2-Konzentration
CO2-Ampeln bieten eine Möglichkeit der Messung der CO2-Konzentration in einem Raum. Übersteigt diese einen bestimmten Wert, der meist bei 1000 ppm (parts per million) liegt, leuchtet die Ampel rot – in manchen Fällen bei einer etwas geringeren Konzentration bereits gelb.
Mitarbeiter in einem Büro oder Schüler im Klassenzimmer bekommen so das Signal, dass es an der Zeit ist, die Fenster zu öffnen und für einen Luftaustausch zu sorgen. In der Praxis wird schnell deutlich, dass bereits wesentlich früher für einen Luftaustausch gesorgt werden sollte, als es tatsächlich geschieht.
Die klassische Fensterlüftung ist jedoch im Alltag nicht immer umsetzbar und kommt schnell an ihre Grenzen. Nicht jedes Klassenzimmer oder Büro verfügt über große Fenster zum ausgiebigen Lüften. Hinzu kommt, dass in manchen Klassenzimmern aus Sicherheitsgründen ohne Aufsichtsperson Fenster nicht geöffnet werden dürfen.
Eine weitere, von der Kommission des Umweltbundesamtes aufgeführte Methode gewinnt daher sowohl im privaten als auch im öffentlichen und gewerblichen Umfeld an Bedeutung: raumlufttechnische Anlagen, die den geforderten Luftwechsel ohne erforderliches Zutun automatisch und kontinuierlich sicherstellen. Wichtig dabei ist, dass Systeme zur kontrollierten Be- und Entlüftung zum Einsatz kommen, die ausschließlich Frischluft zuführen und auf die Beimischung aufbereiteter Raumluft verzichten.
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Automatischer Luftwechsel mit dezentralen Lüftungsgeräten
Eine kurzfristig realisierbare sowie nachhaltige Lösung stellen dezentrale Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung dar. Da die Lüftungsleitungen aufgrund der dezentralen Bauweise entfallen, können damit selbst Bestandsgebäude einfach und schnell ausgerüstet werden.
Zum Beispiel werden die Geräte KWL Yoga von Helios an der Decke sowie an der Außenwand montiert. Einzig zwei Kernbohrungen für die frische Außen- und die verbrauchte Fortluft müssen hergestellt werden. Eine aufwendige Kanalverlegung kann entfallen. Aufgrund dieser einfachen Installation kann mit derartigen Geräten auch im laufenden Betrieb eine Raum-für-Raum-Sanierung vorgenommen werden.
Mit verschiedenen Größen und Ausstattungsvarianten ist für jeden Einsatzort ein geeignetes Gerät verfügbar. Konkret umfasst das Sortiment drei Gerätegrößen von 400 über 700 bis hin zu 1000 m3/h. Zur Auswahl stehen zudem verschiedene Ausstattungsvarianten, beispielsweise elektrische Vor- und Nachheizungen und/oder eine Warmwasser-Nachheizung. Um optische Akzente zu setzen, gibt es zudem eine Geräteversion mit einem speziellen Design-Zuluft-Element.
Sensoren, die sich am Gehäuse der Geräte befinden, ermöglichen die kontinuierliche Messung der CO2-Konzentration. Ein automatisch angepasster, durchgehender Luftaustausch findet ohne Nutzerzutun statt. Alternativ können die Sensoren auch an einer anderen Stelle im Raum platziert werden.
Damit eignen sich die Lüftungsgeräte auch für Raumsituationen, in denen die Anzahl der Personen im Raum stark variiert oder eine unregelmäßige Nutzung vorherrscht. Grundsätzlich laufen die Geräte dauerhaft und erhöhen ihre Leistung, sobald eine bestimmte CO2-Konzentration überschritten wird. Der Hersteller empfiehlt hier einen Grenzwert von 1100 ppm, um niedrige CO2-Werte und damit einhergehend eine niedrige Aerosolkonzentration zu erreichen.
Die Auslegung für die einzelnen Räume erfolgt nach der Lüftungsnorm VDI 6040. Diese verweist auf die Luftmengenberechnung der DIN EN 15 251, welche zu den Luftmengen pro Person auch einen Außenvolumenstrom zur Abführung von Schad- und Geruchsstoffen, die im Gebäude freigesetzt werden, berücksichtigt. Auf dieser Grundlage kann das zur erforderlichen Luftmenge und den akustischen Anforderungen passende Gerät gefunden werden.
Gerade im Winter geht bei der Fensterlüftung viel Wärme verloren. Eine Auswahl an verschiedenen Betriebsoptionen und Automatikmodi der Lüftungsgeräte KWL Yoga ermöglicht hier eine bedarfsorientierte und stufenlose Funktionsweise mit Wärmerückgewinnung. Der Wärmerückgewinnungsgrad von bis zu 90 % sorgt dabei für eine hohe Energieeffizienz.
Fazit
Durch die Erkenntnisse einer möglichen Übertragung der SARS-CoV-2-Viren über Aerosole in der Luft gewinnen Themen wie Luftqualität und effektive Luftlösungen stark an Bedeutung. Der Luftwechsel sollte insbesondere in Räumen, in denen sich viele Menschen aufhalten und/oder in denen Menschen sich körperlich betätigen, mehrmals pro Stunde stattfinden. Das leistet nicht nur einen Beitrag zum Infektionsschutz, sondern trägt auch zu einem angenehmen Raumklima bei.
CO2-Sensoren messen die Konzentration in der Luft und helfen somit, das Luftmanagement positiv zu beeinflussen. Integriert in eine Lüftungsanlage ist der Luftwechsel sogar vollautomatisch möglich. Da kostbare Heizenergie nicht mehr zum Fenster hinaus gelüftet wird, leisten die Geräte durch die höhere Energieeffizienz zudem einen Beitrag zum Umweltschutz.
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