Effektiver Schutz vor Corona-Übertragung in geschlossenen Räumen

Abbildung 2: Strömungsvisualisierung zur Darstellung der Luftausbreitung und zur Prüfung, ob visuell ein Kurzschluss erkennbar ist. Luft wird bei diesem Gerät unten angesaugt und oben ausgeblasen.

Abbildung 3: Verlauf der Partikelkonzentration (≥ 0,5 µm) bei der Erholzeitmessung. Zudem sind die Messwerte Luftwechsel, Schalldruckpegel und elektrische Wirkleistungsaufnahme angegeben (Abbildung nur in Web-Auflösung verfügbar).

Dipl.-Ing. (FH) Michael Kuhn, Leiter des Steinbeis-Transferzentrums Energie-, Umwelt und Reinraumtechnik, Lehrbeauftrager für Reinraumtechnik und Vorsitzender VDI 2083-19.

Das Unternehmen F. Hoffmann-La Roche AG plante für Büro- und Besprechungsräume, die über keine maschinelle Lüftung verfügen, die Anschaffung von Luftreinigungsgeräten, um möglicherweise in der Raumluft vorhandene Viren zu reduzieren. Das Steinbeis-Transferzentrum STZ EURO führte dazu vorab eine messtechnische Analyse an fünf Luftreinigungsgeräten mit unterschiedlicher Filterbestückung durch.

Ein geeignetes Lüftungskonzept ist im Hinblick auf die aktuelle Corona-Pandemie eine wirksame Maßnahme zur Reduzierung der Aerosolkonzentration in geschlossenen Räumen. Grundsätzlich eignen sich dafür Luftreiniger, die im Umluftprinzip arbeiten und durch spezielle Technologien Aerosole und darin enthaltene Viren aus der Luft abscheiden. Welche Geräte die optimale Leistung hierfür liefern, sollte im Rahmen einer herstellerunabhängigen Prüfung seitens STZ EURO ermittelt werden. Die Vorauswahl der Geräte erfolgte durch die Firma Roche.

Die Messungen wurden in einem ausgewählten Referenzraum durchgeführt. Dabei wurden die fünf Geräte nacheinander im Raum positioniert. Vier der fünf Geräte (B bis E) verfügen über einen Schwebstofffilter, ein Gerät (A) über einen hochwertigen Feinstaubfilter. In den Geräten A, B und D sind zusätzlich UVC-Leuchten integriert, wobei die Funktion der UV-Entkeimung nicht untersucht wurde.

Auf Basis fundierter Messtechnologie mit begleitender Dokumentation wurden jeweils unterschiedlichste Messungen durchgeführt: Volumenstrom- und Schalldruckpegelmessung einschließlich Messung der elektrischen Wirkleistungsaufnahme bei unterschiedlichen Drehzahlstufen, sowie eine ausführliche Erholzeitmessung, bei der mittels eines Aerosolgenerators DEHS-Aerosole erzeugt und gleichmäßig im Raum verteilt wurden.

Abschließend wurde eine Visualisierung der Strömung mittels Prüfnebel am Luftauslass per Videokamera aufgezeichnet. So konnte gut differenziert werden, wie sich die Zuluft im Raum ausbreitet (siehe Abbildung 2).

Die Untersuchung zeigte, dass die Auswahl von Luftreinigern von einer Vielzahl von Kriterien abhängig ist. „Aus unseren Messungen konnten wir ableiten, dass die Luftreiniger die in den technischen Unterlagen angegebenen Luftvolumenströme bis auf eine Ausnahme (Gerät E) nicht erreichten. Zum Zwecke der Reduzierung von Aerosolen in einem Besprechungsraum sollte ein Luftreiniger mindestens einen 6-fachen Luftwechsel erreichen“, so Michael Kuhn, Leiter des STZ EURO, Offenburg. „Darüber hinaus ließ sich kein signifikanter Unterschied in der Reduktion von Aerosolkonzentrationen bei dem Gerät mit Feinstaubfiltern gegenüber den Geräten mit Schwebstofffiltern feststellen.“

Die Strömungsvisualisierung zeigt sehr gut, wie sich die Luft im Raum verteilt und ob es zu Luftkurzschlüssen oder Zugerscheinungen kommen kann. Daher ist ein besonderes Augenmerk auf die Platzierung der Luftreiniger zu legen. Das vertikale Ausblasen der Zuluft an die Decke hat sich für den Besprechungsraum als ideal erwiesen. 

Abgesehen von der Luftreinigung ist auch auf den Schall zu achten. Mit einem Geräuschpegel von <50dB(A) in Verbindung mit einem 6-fachen Luftwechsel sollte eine Nutzerakzeptanz für Besprechungsräume erzielt werden. Das haben nur zwei der getesteten Geräte erfüllt.

„Die Geräte sind für Räume ohne maschinelle Lüftung eine sinnvolle Verbesserung“, erläutert Michael Kuhn und ergänzt: „natürlich, insofern die AHA-Regeln befolgt werden, kombiniert mit einer ausreichenden Außenluftzufuhr, am besten auf Basis einer CO2-Konzentrationsmessung.“