Ist mit „AHA“ wirklich alles auf den Punkt gebracht?

Abstand halten, Hygienemaßnahmen beachten, Atemschutzmaske tragen - AHA verringert das Infektionsrisiko, löst aber nicht das ganze Problem. In Räumen spielt auch die Lüftungssituation eine wichtige Rolle bei der Vermeidung von Virenübertragungen durch Aerosole.

Quelle: stock.adobe.com/Ingo Bartussek
Quelle: stock.adobe.com/Ingo Bartussek

Von Dipl.-Ing. Ehrenfried Heinz, Lüftung + Feuchteschutz – Beratung, Schulung, Gutachten; Hoppegarten

Es dürfte mittlerweile hinlänglich bekannt sein, dass auch von einer Corona-Erkrankung wieder genesene Patienten häufig unter „Luftnot, Durchfall und Erschöpfung“ leiden, wie in dem Beitrag einer größeren Berliner Tageszeitung vom 30. Juli ausgeführt worden war. Im Einzelnen ging es um die „Spätfolgen“ bei „schweren Covid-Verläufen“ und auch bei „leicht Erkrankten“. In vorangegangenen und einigen nachfolgenden Beiträgen zu diesem Thema, die sich auch mit der Prophylaxe zur Eindämmung bzw. Verhinderung der massenhaften Ausbreitung des Sars-CoV-2-Virus befassten, spielte die jeweilige Lüftungssituation entweder nur eine untergeordnete oder gar keine Rolle.  Die wesentlichen Vorbeugungsmaßnahmen sind lediglich unter dem indessen allgemein bekannten Regel-Schlagwort AHA (1 Abstand halten, 2 Hygienemaßnahmen beachten, 3 Atemschutzmaske tragen) einprägsam zusammengefasst worden. Ob damit aber alles berücksichtigt wird, was zur Risikominimierung einer Infektion beitragen kann, ist nach Ansicht des Autors diskussionswürdig.

Problemstellung

Vor allem aus Sicht des Lüftungstechnikers ergeben sich weitere beachtenswerte Zusammenhänge und daraus resultierende unbedingt notwendige Maßnahmen.

Die sehr bald aufgestellten Hygieneregeln bzw.-vorschriften gingen bei der Empfehlung 1, zwischen Personen einen fixen Abstand von ca. 1,50 - 2,00 Meter einzuhalten, ursprünglich nur von der Unterbindung einer Tröpfcheninfektion aus. Dabei spielt es bis heute keine Rolle, ob es sich um einen Aufenthalt im Freien oder in einem geschlossenen Raum handelt. Bezieht man aber das durch Aerosole („Gase, besonders Luft, die feste oder flüssige Stoffe in feinstverteilter Form enthalten“ – nach Duden 27. Auflage 2017) bewirkte Gefahrenpotenzial mit ein, ist ein festgeschriebener Abstand zumindest diskussionswürdig. Im Freien können temporär, vor allem bei merklicher Windeinwirkung, u. U. auch Abstände von weniger als 1,50 Meter ausreichen. Kritischer ist die Situation jedoch in geschlossenen Räumen zu bewerten. Das gilt besonders für kleinere Räume (z. B. in öffentlichen Verkehrsmitteln, Gaststätten/Kneipen, aber auch in Klassenzimmern und Warteräumen von Arztpraxen!) mit nicht zu vernachlässigender Personenbelegung. Durch die Aerosolausbreitung dürften Abstände auch von mehr als zwei Metern häufig nicht ausreichen. Dabei genügt dann schon eine einzelne infizierte Person, mehrere andere ebenfalls anzustecken (siehe Beispiel Gaststätten-Tour einer positiv getesteten Person in Garmisch-Partenkirchen in der ersten Septemberhälfte). Am 16. August warnte das Robert-Koch-Institut (RKI) deshalb schon (oder erst?) vor „Menschengruppen“ in Innenräumen.

Nach /1/ gilt nämlich hinsichtlich der Ausbreitung von Aerosolen: Der Begriff Aerosole ist eigentlich ein Kunstbegriff. Letztendlich sind es feste oder flüssige Partikel, die so klein sind, dass sie nicht mehr der Schwerkraft unterliegen. Da sich die Luft in Innenräumen und draußen ständig bewegt – auch wenn wir das teilweise nicht spüren –, schweben diese Teilchen aufgrund ihres ganz, ganz geringen Gewichtes überall herum. Sie sinken also nicht sofort zu Boden, sondern werden von der Luft getragen und können deshalb stundenlang im Raum schweben. Aerosole sind also ideal luftgetragene Teilchen.“

Leider fand die Infektionsgefahr durch Aerosole seitens der Welt-Gesundheits-Organisation WHO trotz umfänglicher Hinweise von wissenschaftlicher Seite lange nicht die eigentlich erforderliche Beachtung. Somit erfolgte auch keine rechtzeitige Information der Bevölkerung über die Gefahren, die durch Aerosole vor allem in geschlossenen Räumen ausgehen kann. Nach dem bekannten Gesundheitsökonomen Prof. Karl Lauterbach gehen aber ca. 90 % der Infektionen auf den Aufenthalt von Personen in Innenräumen zurück. Dieser Sachverhalt verstärkt sich noch, wenn die anwesenden Personen keine oder eine nur den Mund bedeckende Atemschutzmasken bzw. lediglich Visiere tragen. Gerade die beiden Letzteren scheinen aber aus Unkenntnis oder anderen, nicht unbedingt von Rücksicht geprägten Gründen augenscheinlich zunehmend Schule zu machen. Nicht ohne Absicht heißt es deshalb unter Punkt 3 auch Atem- und nicht nur Mundschutzmaske. Durch sie soll vordergründig nicht nur die eigene, sondern vor allem die Gesundheit anderer Personen geschützt werden. Das geschieht dadurch, dass möglichst wenig Viren über die Atemluft in einen Raum gelangen können, was bei wenigstens angenähert 100-prozentiger Umsetzung der Maskenpflicht aber letztlich auch für den „Maskenmuffel“ von Vorteil wäre.
Auch wenn die Freisetzung von Viren über die Atemluft geringer ist als über den geöffneten Mund (siehe dazu /2/), darf sie auf keinen Fall vernachlässigt werden. Zudem haben wir es vielfach mit Räumen zu tun, in denen temporär oder auch generell keine Masken getragen werden können oder sollen. Beispiele sind Gaststätten, Klassenräume und auch bestimmte medizinische Behandlungsräume.

 

Problembehandlung

Weitgehend unberücksichtigt bleibt bei der geltenden AHA-Regel die jeweilige aktuelle Lüftungssituation im betrachteten Raum. Da die Übertragung der Corona-Viren mit hoher Wahrscheinlichkeit überwiegend über Aerosole erfolgt, kann die Lüftung aber eine entscheidende Rolle spielen. Wenn der stetige Abtransport belasteter Luft und eine entsprechend große Außenluftnachführung nicht gewährleistet sind, können unabhängig von geltenden Abstandsregeln in allen Raumteilen über vorhandene Aerosolkonzentrationen Infektionen stattfinden – also nicht nur im Abstandsbereich von 1,5 bis 2 m.

Was resultiert daraus und welche notwendigen Aktivitäten sind insgesamt und u. U. auch zusätzlich zu „AHA“ in die Wege zu leiten?

  1. Atemschutzmaske tragen (zweites A in den „AHA“-Regeln) oder auch: Maßnahmen zur Verhinderung bzw. Minimierung der Ausbreitung des SARS- CoV-2-Virus: Eine Reduzierung der Ausbreitung dieses Virus sollte aus lüftungstechnischer und damit auch energetischer Sicht eigentlich an erster Stelle stehen. Es erfolgt gegenwärtig am besten durch das korrekte Tragen eines Mund-Nasenschutzes (Atemschutz-Maske). Dabei stehen hinsichtlich der Schutzwirkung von für den täglichen Gebrauch bestimmten Masken im Wesentlichen zwei Arten zur Verfügung. Das ist zum einen die so genannte Chirurgische (Stoff-)Maske, die vordergründig weniger den Träger, als durch teilweises Auffangen von Tröpfchen und Aerosolen vor allem andere Personen schützen soll. Zum anderen kann eine FFP2-Maske getragen werden, bei der die Schutzwirkung sich nach Prof. Kai Nagel von der TU Berlin z. B. im Nahverkehr von 50 % auf bis zu 90 % erhöht. Noch günstigere Verhältnisse würden sich einstellen, wenn dabei mindestens 90 % der Fahrgäste solche FFP2-Masken tragen würden.
  2. Hygienemaßnahmen beachten (H in den AHA-Regeln):
    Das RKI gab am 4. September bekannt, dass es für eine Übertragung des Virus sowohl durch Kontakt zu kontaminierten Oberflächen oder Zahlungsmitteln, als auch durch den Verzehr von solcherart Nahrungsmitteln bislang keine belastbaren Belege gäbe. Obwohl die Übertragung des Virus durch Schmierinfektionen damit etwas in den Hintergrund getreten zu sein scheint, sind entsprechende Hygienemaßnahmen nach wie vor von Wichtigkeit und sollten trotzdem nicht vernachlässigt werden. Interessant ist in diesem Zusammenhang aber auch die Antwort des Virologen Prof. Christian Drosten auf die Frage des Berliner Tagesspiegel vom 22. September „Ist Lüften wichtiger als Händewaschen?“: „Ja, das ist es, nach Datenstand. Da die Hygienemaßnahmen aber keinen direkten Bezug auf die Lüftungsproblematik haben, soll an dieser Stelle auch nicht näher auf sie eingegangen werden.
  3. Abstand voneinander halten (erstes A in den AHA-Regeln):
    Die Einhaltung von Abständen ist weiterhin eine unverzichtbare Maßnahme. Nach Meinung des Autors sollte bei der Festlegung eines Wertes aber die jeweilige Lüftungssituation mit in zielführende Überlegungen einbezogen werden. Wenn man im Freien von Windstille als Worst -Case-Szenarium ausgeht, sind Werte von 1,5 bis 2 m vermutlich ein ausreichender Wertebereich. Der gleiche Bereich gewährleistet jedoch in Innenräumen häufig keine verlässliche Sicherheit hinsichtlich einer Risikominimierung, wenn parallel dazu kein hinreichender Luftaustausch und/oder eine wirkungsvolle Filterung der Raumluft sichergestellt sind. Was sollte daraus folgen?

Lüftungstechnische Maßnahmen LtM

Mindestens genauso wichtig wie die Einhaltung der AHA-Regeln ist für Innenräume darüberhinausgehend also die Einflussnahme auf die Lüftungssituation. Dazu kann bis zu einem gewissen Grad auch lediglich die Keimvernichtung in der Raumluft im Umluftbetrieb gezählt werden. Ähnlich wie in Krankenhäusern können wirkungsvolle Luftfilter mit zwei- besser aber dreistufiger Filterung für eine Abscheidung der Viren sorgen. Von der Industrie werden darüber hinaus entsprechende gerätetechnische Lösungen angeboten, die eine Keimtötung zum Ziel haben.  Die Virenreduzierung im Umluftbetrieb sorgt aber nicht gleichzeitig auch für eine Versorgung mit insgesamt geringer belasteter Luft. Es empfiehlt sich deshalb, umfassendere lüftungstechnischen Maßnahmen im Sinne einer wirkungsvollen Lufterneuerung in Räumen zu treffen. Auf solche soll deshalb abschließend näher eingegangen werden. Wie bei der Lüftung von Wohnungen, siehe hierzu /3/, können dabei Maßnahmen zur freien und zur ventilatorgestützten Lüftung ergriffen werden. Der überwiegend unwesentliche Luftaustausch über Undichtheiten in der Gebäudehülle kann in diesem Zusammenhang vernachlässigt werden.

Die freie Lüftung, die über den nachträglichen Einbau von Lüftungsöffnungen in die Gebäudehülle (im Wohnungsbau unter Außenbauteil-Luftdurchlässen ALD bekannt) permanent oder mittels manuellen Öffnens von Fenstern und/oder Außentüren bei Notwendigkeit erfolgen müsste, wäre eine Möglichkeit. Sie stößt aus verschiedenen, allgemein bekannten Gründen aber schnell an ihre Grenzen. Ihre Antriebskräfte sind bekanntlich Wind und thermischer Auftrieb, letzterer verursacht durch Temperaturunterschiede zwischen drinnen und draußen sowie einer messbaren zur Verfügung stehenden Auftriebshöhe. Das bedeutet aber, dass die freie Lüftung bei Windstille und/oder Temperaturgleichheit nicht oder nur unzureichend funktioniert. Da bei vorhandenen Antriebskräften andererseits kaum eine Dosierung und strömungsgünstige Zuführung auch von kühlerer Außenluft möglich ist, werden Zuglufterscheinungen ihre Anwendung in den kritischen Fällen in der kälteren Jahreszeit stark einschränken oder häufig auch bei akuter Notwendigkeit (z. B. in belegten Klassenräumen) gar nicht möglich machen. Sollte aber trotzdem keine andere Möglichkeit für einen ausreichenden Luftaustausch bestehen, muss sich der Nutzer zwischen gekippten oder voll geöffneten Fenstern (so genannte Stoßlüftung) und dementsprechend angepassten Zeitdauern entscheiden. Damit dürfte er aber wegen der unzähligen äußeren und inneren Einflussfaktoren fast immer überfordert sein /3/. Bei der Wahl der Fensteröffnung zur Problemlösung ist außerdem zu beachten, dass längere Zeit gekippte Fenster unnötig hohe Energieverbräuche zur Folge haben können.

Die bessere Lösung wäre deshalb in jedem Falle die ventiltorgestützte Lüftung. Mit ihr lassen sich behaglichkeitskonforme und auch energetisch effizientere Lösungen realisieren, deren Betrieb anders als bei der freien Lüftung sogar noch nutzerunabhängig erfolgen kann. Meist sind die dafür erforderlichen Anlagen bzw. Geräte aber in vielen potenziellen Anwendungsfällen (z. B. in Schulen, Kitas, kleineren Gaststätten und Warteräumen) nicht vorhanden und müssten deshalb nachträglich erst geplant und ausgeführt werden. Besonders in Schulen und Kitas stellt sich die leider schon über viele Jahre bekannte, trotzdem aber bis heute vernachlässigte Situation als besonders prekär dar. Um die gebotene schnelle Abhilfe schaffen zu können, bieten sich vorrangig erst einmal dezentrale Lösungen an. Solche werden durch die Lüftungsbranche in großer Fülle angeboten. Es wäre deshalb aus technischer Sicht kein Problem, diese in den vorgenannten Räumlichkeiten technisch angepasst schnellstens zu installieren.

Das BMWI hat diesbezüglich deshalb am 23. September eine Förderrichtlinie „Bundesförderung Corona-gerechte Um- und Aufrüstung von raumlufttechnischen Anlagen in öffentlichen Gebäuden und Versammlungsstätten“ vorgelegt. Insgesamt sollen 500 Mio. Euro bis 2024 zur Verfügung gestellt werden, im Jahr 2021 schon 200 Mio. Euro. Die Förderrichtlinie soll bereits Mitte Oktober 2020 in Kraft treten.

Probleme, die die zeitgerechte Bereitstellung der Gerätetechnik und der notwendigen Planungs- und Ausführungskapazitäten bereiten könnten, sind bei entsprechender Konzentration auf die anstehenden Aufgaben sicher auch lösbar.

Sowohl bei Maßnahmen zur freien als auch bei der Planung der ventilatorgestützten Lüftung stellt sich die Frage nach der Festlegung von notwendig zuzuführenden Außenluftmengen in Verbindung mit der jeweiligen Lüftungsdauer. Hier ist als möglicher Indikator für einen zielführenden Betrieb gegenwärtig vor allem für Schulen der sogenannte CO2-Maßstab im Gespräch. In Wohnungen wird die Einhaltung eines CO2-Gehalts von ca. 1.000 ppm empfohlen /3/. Um diesen realisieren zu können, müssen bei üblicher Nutzung dem betreffenden Raum pro Stunde und Person kontinuierlich mindestens 30 m3 Außenluft mit ca. 400 ppm (gegenwärtig gebräuchliche Annahme für nicht zusätzlich verunreinigte Außenluft) zugeführt und als belastete Raumluft auch wieder aus diesem abgeführt werden. Welche Luftmengen für die sichere Entfernung von Viren in den Corona-kritischen Räumen notwendig sind, ist zurzeit. noch nicht belastbar festzumachen. Das liegt auch an dem Umstand, dass es noch keine gesicherten Erkenntnisse darüber gibt, ab welcher Konzentration an virusbelasteten Partikeln eine Infektion von Personen mit einiger Sicherheit zu befürchten ist. Näheres dazu und weiteren diesbezüglichen Themen kann den Ergebnissen der langjährigen Forschungsarbeiten des Herrmann-Rietschel-Instituts HRI an der TU Berlin entnommen werden. Diese sind auf der Internetseite des HRI (Link siehe Abschnitt Literatur) ausführlich dargestellt und erörtert worden. Da heißt es zum vorgenannten gesicherten Datenstand z. B. wörtlich: Zur „Anzahl der Viren auf einem Aerosol und die Anzahl der Viren, die für eine Infektion notwendig sind, … gibt es bis dato von medizinischer Seite keine Daten.“. Auf dieser Internetseite sind vielfältige Ergebnisse zur Untersuchung der Lüftungsproblematik von Klassenräumen in Schulen sowie noch Weiteres zum aktuellen Thema zu finden.

In der Gastronomie, die nicht mit unter das Förderprogramm des BMWI fällt, deshalb aber nicht weniger wichtig für das Überleben dieses auf keinen Fall unwichtigen Wirtschaftszweiges ist, werden gegenwärtig Lüftungslösungen diskutiert, die auf eine Verlängerung der Freiluftsaison hinauslaufen. Das bedürfte aber des Einsatzes von energieaufwendigen Gasheizern („Heizpilze“) oder elektrisch betriebenen Infrarostrahlern. Diese stoßen aus energetischen und damit auch klimaschutztechnischen Erwägungen aber weitreichend auf Ablehnung oder unterliegen regional sogar einem Anwendungsverbot. Als aus mehreren Gründen, vor allem aber aus energetischer Sicht, bessere Lösung bieten sich deshalb Lüftungslösungen für die Gasträume selbst an. Bei diesen könnte die Zuluftanlage teilweise oder auch komplett als Luftheizungsanlage ausgeführt werden. Damit kann dem Innenraum in Abhängigkeit von den Außenluftbedingungen immer nur so viel erwärmte Außenluft zugeführt werden, wie zur teilweisen oder auch vollständigen Deckung der Transmissionswärmeverluste und den raumseitigen Viren-Belastungen erforderlich ist. Gleichzeitig wird dadurch auch eine stets behaglichkeitskonforme Außen-/Zuluftzuführung sichergestellt. Zusätzlich führen die dafür notwendigen Investitionen zu mehr Nachhaltigkeit als die Anschaffung von Heizgeräten, die mit ihrer Wärmeabgabe am Ende nur die Atmosphäre erwärmen.

Fazit

Um eine Anreicherung der Raumluft mit Viren unter den Bedingungen einer Pandemie weitestgehend unterbinden zu können, ist es in geschlossenen Räumen unbedingt notwendig, vordergründig deren Freisetzung zu minimieren. Das geschieht am besten durch das korrekte Tragen von Atemschutzmasken von allen Rauminsassen.

Auch das Einhalten von Mindestabständen zwischen den anwesenden Personen kann förderlich für die Vermeidung einer möglichen Infektion sein.

Parallel zu diesen Schutzmaßnahmen ist aber immer auch für eine wirksame Lüftung zu sorgen. Das kann eingeschränkt sowohl über geöffnete Fenster als auch besser noch durch entsprechende ventilatorgestützte Lüftungsmaßnahmen geschehen. Um die wichtige, unverzichtbare Rolle einer funktionierenden Lüftung von betroffenen Räumen allgemein verständlich mit in die notwendigen Gegenmaßnahmen einzubeziehen und auch ausreichend weitervermitteln zu können, sollten die „Erfinder“ des Regel-Schlagworts AHA sich vielleicht Gedanken machen, wie dieses noch um ein zusätzliches L für Lüftung erweitert werden könnte. Zumindest sollte die immens wichtige Rolle der Lüftung in Verbindung mit AHA aber so medialisiert werden, dass ihr trotz gegenwärtig schon zunehmender Beachtung noch mehr Aufmerksamkeit zuteil wird.

Literatur

/1/        Kriegel, M. 09.20: RND Interview Coronavirus Forschung, 15.09.2020

/2/        Hartmann, A.; Lange, J.; Rotheudt, H.; Kriegel, M.: Emissionsrate und Partikelgröße von Bioaerosolen beim Atmen, Sprechen und Husten; Internetseite des HRI

/3/        Heinz, E.: Wohnungslüftung – frei und ventilatorgestützt; Beuth Verlag GmbH, Berlin Wien Zürich; 3., aktualisierte und erweiterte Auflage 20161)

/4/        Kriegel, M.; Hartmann, A.: Risikobewertung von Innenräumen zu virenbeladenen Aerosolen; 1. Juli 2020, Internetseite des HRI

/5/        Wolf; Kriegel: Covid-19-Studie zur Partikelverbreitung zeigt: Lüften reicht nicht; 18.09.2020, Internetseite des HRI https://blogs.tu-berlin.de/hri_sars-cov-2/<

 

((Fußnote))

1)Die 4. Auflage erscheint in Kürze.

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