Verschiedene Technologien können die Viruslast im Raum deutlich reduzieren
Erlebnis-Ort, Denkwerkstatt und unterhaltsames Museum
8. März 2021
Auf ein Glas Rotwein mit…
8. März 2021Gastronomie, Hotellerie, die Veranstaltungsbranche und auch Zulieferer wie Brauereien, Caterer oder Messebauer leiden stark unter den Maßnahmen, die zur Eindämmung der SARS-CoV-2-Pandemie ergriffen werden mussten. Wie die Ansteckungswahrscheinlichkeit über Aerosole im Gastgewerbe reduziert und damit der Betrieb von stark frequentierten Großraumbereichen kostendeckend gewährleistet werden kann, untersucht das Fraunhofer IBP gemeinsam mit dem Bayerischen Hotel- und Gaststättenverband DEHOGA Bayern sowie die Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft (vbw) im Rahmen des Projekts „Hy4HoGa“. Ziel ist die Entwicklung von Empfehlungen und prototypischen Hygienekonzepten für diverse Raumsituationen, wie sie beispielsweise in Bars, Kneipen, Veranstaltungs- oder Konferenzräumen vorkommen.
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chon vor der aktuellen Pandemie war es so, dass Hotellerie und Gastronomie eine adäquate Luftqualität und damit ausreichend Außenluft zum Atmen verfügbar machen mussten. In Gasträumen werden daher typischerweise Luftwechselraten von 4-8 h-1 beziehungsweise Luftvolumenströme von 40-60 Kubikmeter in der Stunde pro Person angesetzt.
Foto: Fraunhofer BIP
Um eine zur Lüftung mit Außenluft zusätzliche Verdünnung der (infektiösen) Aerosolkonzentration zu erreichen, werden jetzt sogenannte (mobile) Luftreinigungsgeräte diskutiert. Diese basieren prinzipiell auf zwei grundsätzlichen Funktionsweisen: Erstens der Abscheidung von Partikeln (und damit potenziell auch von Viren) und zweitens der Inaktivierung des infektiösen Materials (also einer Zerstörung der Viren beziehungsweise ihrer Mechanismen).
Für die Abscheidung werden Filter eingesetzt – diese werden durch den Abscheidegrad beziehungsweise deren Abscheideeffizienz charakterisiert. Diese hängt vom Filter, der Anströmgeschwindigkeit und der Partikelgröße ab – angegeben wird typischerweise der ungünstigste Wert bezüglich der Partikelgröße (die sogenannte most penetrating particle size) beim Nennvolumenstrom, welche zumeist um 0,1 bis 0,3 Mikrometer liegt (ein SarS-CoV-2-Virus ist ca. 0,08 bis 0,12 Mikrometer groß). Typische Filter der Raumlufttechnik haben eine Abscheideeffizienz von 30 bis 90 Prozent (je nach Filter), sogenannte high efficiency particle air Filter (HEPA) mindestens 99,95 Prozent nach EN 1822 beziehungsweise ISO 29463. Wird der Filter schneller durchströmt, als beim Nennvolumen strom, so bleiben die größeren Partikel eher hängen, wird er langsamer durchströmt, so können sich die kleinen Partikel besser anlagern.
Neben einer möglichst guten Abscheideeffizienz der Filter sollte also gleichzeitig auf einen möglichst großen Luftdurchsatz durch einen solchen Luftreiniger geachtet werden, damit er nicht zu schnell durchströmt werden muss – was gleichzeitig einen höheren Druckverlust und damit zumeist auch höheren Stromverbrauch und höheren Lärmpegel mit sich bringt. Letztlich müssen die verschiedenen Parameter abgewogen und auf die spezifische Situation angepasst werden – als Ausgangspunkt ist sicherlich ein Gerät mit einer Abscheideeffizienz von mindestens 99,95 Prozent beziehungsweise H13 für einen Luftvolumenstrom von 50 Kubikmeter in der Stunde pro Person auf mittlerer Betriebsstufe sinnvoll. Dabei ist auf einen möglichst geringen Schallpegel unter Angabe der Betriebsstufe zu achten.
Für die Inaktivierung werden unterschiedliche Technologien eingesetzt. Zu den derzeit am meisten diskutierten gehören: Der Einsatz von UV-C, die (Plasma-)Ionisation sowie Ozon. Diese Technologien und die Geräte mit Einsatz dieser Technologien sind hinsichtlich Corona-Viren zumeist noch nicht hinreichend erprobt. Allgemeine seröse Aussagen über deren Wirksamkeit findet man daher aktuell nur selten – die Angaben sollten stets sorgfältig geprüft werden. Vor diesem Hintergrund werden am Fraunhofer IBP derzeit sukzessive solche Technologien/Geräte untersucht. Dabei werden sogenannte Corona-Surrogat-Viren (Phi6-Bakteriophage) eingesetzt, die ähnlich zu den SarS-CoV-2-Viren sind und damit einen Rückschluss erlauben. Dabei zeichnet sich ab, dass auch diese Technologien wirksam sein können:
- Durch den Einsatz von UV-C Bestrahlung in Luftreinigern konnte eine Reduktion der Luftbelastung mit Surrogat-Viren (Phi6 Bakteriophagen) um größer 95 bis zu 99 Prozent nach 1,5 Stunden Betriebsdauer erreicht werden. Beim Einsatz von UV-C kann Ozon entstehen. Die Ozon-Belastung blieb bei den Tests im Raum unterhalb der dem maximalen Zielwert des Bundes-Immissionsschutzgesetzes von 120 μm/m³. Diese Werte sind jedoch gerätespezifisch und sollten durch den Hersteller angegeben und müssen bei Verwendung beachtet werden.
- Bei Plasma-Ionisation konnte eine Reduktion einer kontinuierlichen Virenlast nach 2,5 Stunden Betriebsdauer um bis zu 99 Prozent erreicht werden. Durch diese Technologie entstehen im Luftstrom sogenannte Radikale – zum Beispiel Ozon – die dann unter anderem mit den Viren reagieren und diese dabei inaktivieren. Die Ozon-Belastung blieb bei den Tests im Raum unterhalb der dem maximalen Zielwert des Bundes-Immissionsschutzgesetzes von 120 μm/m³. Diese Werte sind jedoch gerätespezifisch und sollten durch den Hersteller angegeben und müssen bei Verwendung beachtet werden.
- Bei der Behandlung mit Ozon (generiert durch UV-C) konnte eine Reduktion einer anfänglichen Viruslast nach zwei Stunden Betriebsdauer um bis zu 99 Prozent erreicht werden. Die Ozon-Belastung blieb bei den Tests im Raum unterhalb der dem maximalen Zielwert des Bundes-Immissionsschutzgesetzes von 120 μm/m³. Diese Werte sind jedoch gerätespezifisch und sollten durch den Hersteller angegeben und müssen bei Verwendung beachtet werden.
Wichtig bei diesen Technologien ist, dass durch chemische Reaktion der entstehenden Radikale (wie beispielsweise Ozon) mit anderen Stoffen in der Raumluft unbekannte Reaktionsprodukte mit einer potenziellen Gesundheitsgefährdung entstehen können Ein Nachweis der Hersteller, dass solche Produkte nicht entstehen, sollte unbedingt vorliegen. Bei der Verwendung von UV-C muss darauf geachtet werden, dass dieses nicht in den Raum abgegeben wird, da UV-C negative gesundheitliche Wirkungen (insbesondere auf Augen und Haut) haben kann. Hierüber sollten die Hersteller einen Nachweis erbringen sowie Angaben zum sicheren Betrieb und zur Wartung machen.
