Ein Beitrag von: Prof. Dr. Jörg Hoffmann, Elektrische Messtechnik, Prozess- und Analysenmeßtechnik, Hochschule Osnabrück
Eine gute und gesunde Luft in Räumen wird durch viele Faktoren beeinflusst. Gut ist sie, wenn der Mensch sich darin wohl fühlt und sie keine gesundheitsschädlichen Bestandteile enthält. In Räumen wie Hörsälen oder Klassenzimmern spielen in der momentanen Diskussion vor allem die Partikelbelastung, der CO2-Gehalt und die Luftfeuchte eine wichtige Rolle. Die Einflussgrößen sind extrem vielfältig und z.B. in Landesbauverordnungen geregelt.
Einige aktuell stark thematisierte Einflussgrößen sind: CO2, Feinstaub, „lebende“ Partikel wie Bakterien und Viren. Auch die Luftfeuchte spielt für das Wohlbefinden eine wichtige Rolle. Der vor allem für den Außenbereich gedachte amerikanische Air Quality Index führt neben den Feinstaubgrößen PM10 und PM2,5 auch die Gase NO2, SO2, O3 und CO auf. Aus allen wird nach verschiedenen Gewichtungen der Air Quality Index berechnet.
Für die Beschreibung der Partikelbelastung werden häufig die Messgrößen PM10 und PM2,5 genutzt. PM steht für „particle matter“, also partikulares Material und die 10 steht für alle Partikel, die kleiner als 10µm sind. Entsprechendes gilt für PM2,5. Die Messgröße wird in der Regel als Masseneinheit pro Volumen angegeben, also z.B. in µg/m3. Das heißt aber auch, dass die großen Partikel mehr zur Masse beitragen als die kleinen Partikel. Je kleiner die Partikel jedoch sind, desto lungengängiger sind sie. Diese Partikel tragen jedoch kaum zur Masse bei. Deshalb wäre es besser, die Konzentration nicht in Masse pro Volumen, sondern in Anzahl pro Volumen anzugeben. Damit hätten die kleineren und damit lungengängigeren Partikel eine stärkere Berücksichtigung im Messergebnis.
Die meisten durch den Menschen erzeugten Partikel haben einen negativen Einfluss auf die Gesundheit – so z.B. alle Partikel, die durch Verbrennungsprozesse entstehen, sei es durch Autos, Heizungsanlagen, die Industrie oder die Landwirtschaft. Trotzdem sind nicht alle Partikel schädlich. Salze in der Luft von Nord- oder Ostsee können sogar der Gesundheit förderlich sein. Bei Pollen sieht es schon wieder anders aus. Für die einen riecht es gut, für Allergiker ist es ein Problem. Und dann sind da noch die „lebenden“ Partikel wie Bakterien oder Viren.
Partikel können heute mit hohen Abscheidegraden gefiltert werden. Allerdings benötigt man recht hohe Durchsätze. Filter, die in Umluft betrieben werden, tauschen die Luft nicht aus. T. Schlattmann hat dazu in einem Beitrag (https://geo-klimatechnik.de/falsche-versprechen-der-luftreiniger/) erläutert: „Viele meinen: Luftreiniger = Luftwechsel. Das ist schlicht falsch. Luftreiniger haben keine Luftwechselrate, sondern einen Luftdurchsatz im Sinne einer Förderleistung und wälzen die Raumluft lediglich um. Das ist etwas völlig anderes als ein Luftwechsel (Luftaustausch) und ist auch ganz anders zu bewerten.“ Dieser Aussage ist uneingeschränkt zuzustimmen. Weiterhin werden in diesem Beitrag auch die notwendigen Durchsätze für bestimmte Raumgrößen aufgezeigt. Mit den allermeisten mobilen Filtergeräten ist das nicht zu erreichen. Der Einsatz von Luftfiltern ersetzt nicht das Lüften.
Um die Wirksamkeit des Lüftens zu untersuchen wurden in einem Raum mit 38,84 m³ Volumen 4 Zigaretten „verraucht“ und die Entwicklung des Wertes für PM2,5 über ca. 2 Stunden gemessen. Danach wurde quergelüftet. Die folgende Grafik zeigt anschaulich die Wirksamkeit des Lüftens, insbesondere des Querlüftens:
Wenn sich Menschen in einem Raum aufhalten, wie in Hörsälen oder Klassenräumen, wird das Gas CO2 produziert. Dieses Gas beeinträchtigt das Wohlbefinden und die Konzentrationsfähigkeit der Menschen. Mechanische Filter, wie sie gegen Feinstäube eingesetzt werden, sind gegen Gase wie CO2 jedoch machtlos. Die einfachste Möglichkeit, die CO2-Konzentration zu reduzieren ist wieder das Lüften.
Eine Besonderheit stellen auch Viren und Bakterien dar. Sie können mit bestimmten Filtern mit hohen Abscheidegraden abgefiltert werden und trocknen auch nach einiger Zeit auf den Filtern aus. Als Partikel, wenn auch deaktiviert, bleiben Sie jedoch erhalten. Wichtig ist deshalb anzumerken, dass Filter generell einer gewissen Wartung bedürfen – nach einiger Zeit müssen sie ausgetauscht werden. Bakterien und Viren können auch mit UVc – Licht (Licht im Wellenlängenbereich des Ultravioletten Lichtes) deaktiviert werden.
Untersuchungen an Corona-Viren haben jedoch ergeben, dass sie dazu einer Mindest-Dosis ausgesetzt werden müssen (Link siehe unten). Die Dosis setzt sich aus Bestrahlungsstärke und Einwirkungsdauer zusammen. In diesem Beitrag wird an einem Beispiel angegeben, dass bei Verwendung einer Handelsüblichen Uvc-Quelle für die vollständige Inaktivierung der Covid-19 – Viren eine Verweildauer in er Strahlung von 9 Minuten notwendig ist. Das dürfte bei den meisten heute auf dem Markt befindlichen mobilen Durchlaufgeräten nicht der Fall sein. Natürlich muss beachtet werden, dass durch das Lüften auch Partikel aus der Außenluft in den Raum gelangen könnten. Idealerweise sollte deshalb der Luftaustausch, also das Lüften, auch über Filter geschehen.
Kommen wir zum letzten Punkt, der Luftfeuchte. Hier gibt es gegeneinander laufende Einflussgrößen. Eine hohe Luftfeuchte ist z.B. gut für die Schleimhäute und unterstützt damit die natürlich Ab-wehr des Menschen. Andererseits führt sie zu einer unangenehmen Schwüle. Eine niedrige Luft-feuchte führt zu trockenen Schleimhäuten und ist ebenfalls unangenehm. In der Fachliteratur wird meist ein guter Kompromiss bei einer Luftfeuchte von 40% bis 60% angegeben. Allerdings wird die Luftfeuchte in Räumen heute meist nicht gezielt beeinflusst. Ein ausführlicher Beitrag zur Luftfeuchte in Räumen ist unter https://tga.at/a/welche-luftfeuchtigkeit-ist-die-richtige finden.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass nicht alles was heute zur Erreichung einer guten Raumluft angepriesen wird, das hält, was es verspricht. Auf der anderen Seite kann aber viel für eine gute Luft in Räumen getan werden. Und das sollte im Sinne der Gesundheit auch geschehen.
(https://www.researchgate.net/publication/343433457_Susceptibility_of_SARS-CoV-2_to_UV_irradiation)