Lüftung mit Sperrluftschleier

Luftreiniger gegen Schimmelpilze und Viren beim Schimmeltest am Arbeitsplatz

Lüftung mit Sperrluftschleier und Luftreiniger im Test

Das Labor Dr. Missel hat eine Neuentwicklung in Sachen Lüftung und Luftreiniger gegen Viren, Schimmelpilze und Bakterien am Arbeitsplatz einem Schimmeltest im stark beanspruchenden Praxisbetrieb unterzogen. Hersteller des Luftreinigers für den Arbeitsplatz ist die Schulz & Berger Luft- und Verfahrenstechnik GmbH in Altenburg / Thüringen. Die Prüfung des Luftreinigers erfolgte in einer Sortierkabine einer Recyclinganlage für gebrauchte Folien. In der Sortierkabine soriert man alte, verschmutzte Folien mit der Hand. Recyclingmaterial aus Kunststoff ist bekanntermaßen erheblich mit Schimmelpilzen kontaminiert. Arbeitsplätze in diesen Anlagen sind deshalb oft sehr hoch mit Schimmelpilzen belastet. Lüftung und Luftreiniger basieren auf dem bewährten Luftduschenprinzip (TRBA 214). Dieses System gibt es jetzt mit einem starken Sperrluftschleier gegen Schimmelpilze und Viren.

Neuerungen an der Lüftung gegen Schimmelpilze und Viren

Diese zusätzliche Schutzmaßnahme gegen Schimmelpilze unterbindet das seitliche Vordrigen von impulsbeschleunigten Partikeln in den Frischluftstrom erwiesenermaßen vollständig https://www.schimmelpilz-messungen.de/2020/12/17/luftreiniger-mit-luftschleier-gegen-viren-im-test/. Auch Keime, bispielsweise Schimmelpilze, Bakterien und Viren, blockt die Lüftung sicher ab. Einsetzen kann man das technische Schutzverfahren deshalb auch an durch Viren gefährdeten Arbeitsplätzen, wie z.B. an der Kasse im Supermarkt. Vorausschauend könnten technische Schutzmaßnamen dieser Art bei künftigen Viruspandemien insofern unverzichtbar für die Aufrechterhaltung des gesellschaftlichen Lebens werden. Auszutesten war allerdings noch, ob diese Lüftung gegen Schimmelpilze mit dem Sperrluftschleier auch bei schwierigeren strömungstechnischen Gegebenheiten eine entsprechend hohe Wirksamkeit entfalten kann. Bei der händischen Sortierung in Sortierkabinen in Abfallbehandlungsanlagen sind äußerst komplizierte Luftsrömungbedingungen vorherrschend. Es folgt ein Ergebnisbericht über den Test der Neuentwicklung Lüftung und Luftreiniger mit Luftschleier gegen Schimmelpilze beim Schimmeltest in der Recycling- und Abfallwirtschaft.

Funktionsprinzip der Lüftung gegen Schimmelpilze

Die Lüftung mit Sperrluftschleier funktioniert nach dem Prinzip der „Luftdusche“ und repräsentiert den neuesten Stand der Technik (TRBA 214). Die „Luftdusche“ bewährt sich seit vielen Jahren im praktischen Arbeitsschutz. HEPA-gefilterte Frischluft strömt aus flächigen Zuluftelementen mit Maßen von 1200 x 1.200 mm direkt über dem Arbeitsplatz verwirbelungsarm aus. Mit Schimmelpilzen oder Viren verunreinigte Luft in der Arbeitsplatzumgebung verdrängt die Lüftung. Wobei dies durch die laminar strömende Frischluft laufend geschieht. Damit ersetzt die Lüftung verschmutzte Luft immer durch sehr saubere Frischluft. Die „Luftdusche“ erzielt auch an Arbeitsplätzen mit sehr komplizierten Luftströmungsverhältnissen außerordentlich stabile, verwirbelungsarme bis -freie (Laminar-) Luftströmungen. Wie beispielsweise in Sortierkabinen und anderen Arbeitskabinen in der Abfallwirtschaft.

Eine zusätzliche Staubabsaugung, wie man sie unter anderem in der TRBA 214 für die Abfallwirtschaft empfiehlt und wie sie Behörden oft fordern, ist zum sicheren Schutz der Beschäftigten gegen Schimmelpilze allerdings nicht erfodrderlich. Eine Absaugung kann sogar kontraproduktiv sein, wenn sie einem Überdruck entgegenwirkt.

Erweiterung zur Schutzmaßnahme gegen Viren

Luftverwirbelungen in Arbeitskabinen, insbesondere direkt an den Sortierbändern, können in Sortierkabinen mit viel Stoffumsatz allerdings auch für hoch effiziente „Luftduschen“ ein Problem darstellen. Horizontales Verlagerungsgeschehen kann schließlich die Frischluftstrom verunreinigen. Mit dem „Luftduschen“-System kann man auch unmittelbare Virusübertragungen von Mensch zu Mensch über Tröpfchen nicht mit angemessener Sicherheit verhindern. Mikroorganismen und kontaminierte Tröpfchen von nahestehenden hustenden oder niesenden Menschen können nämlich in den Frischluftstrom gelangen. So könnte die Zufuft kontaminiert und der Mitarbeiter infiziert werden.

Damit das Problem der Querkontamination eliminiert ist, hat man die „Luftdusche“ nun um einen vertikalen Sperrluftschleier erweitert. Dieser unterbindet das Eindringen von Schimmelpilzen und infektiösen Tröpfchen in die Arbeitsplatzatmosphäre von der Seite her. Und dadurch dann auch die unmittelbare Virenübertragung von Mensch zu Mensch dadurch.

Im Randbereich der flächigen Luftaustrittsöffnung der „Luftdusche“ ist eine Luftdüse angeordnet. Durch diese bildet sich am vorderen Teil des Belüftungselementes durch eine höhere Luftaustrittsgeschwindigkeit von ca. 6-7 m/s ein Sperrluftschleier. Und dieser verhindert das seitliche Eindringen von Schadstoffen in den Arbeitsraum.

Durchführung der Schimmelpilz-Messungen

Der Schimmeltest durch Messung der Schimmelpilze an der Lüftung erfolgte mit dem Standard-Schimmelpilz-Messverfahren. Das ist die indirekte Filtrationsmethode gemäß der IFA-Arbeitsmappe 9420. So erfüllte diese Schimmelpilz-Messung auch die Vorgaben der TRBA 214. Parallel zu den Schimmeltest-Messungen gemäß TRBA / IFA wurden Schimmelpilze in 1-Minuten-Intervall-Verläufen gemessen. Wobei die Messung der „Korrelierten Partikelzählung nach Missel“ (KPZ) beim Schimmeltest zur Anwendung kam https://www.schimmelpilz-messungen.de/korrelierte-partikelzaehlung/. Mit der KPZ wurde an zwei Stellen zeitgleich gemessen. Und zwar an dem Arbeitsplatz unter dem Lüfter mit Sperrluftschleier. Und außerhalb des unmittelbaren Wirkbereichs des Lüfters in dem Sortierkabinen-Totraum.

Lüftung mit Sperrluftschleier

Abb. 1: Schimmelmessung am Arbeitsplatz „Leseband“ und außerhalb des unmittelbaren Wirkbereichs der Lüftung (Pfeile)

 

Ergebnisse der Schimmelpilz-Messung auf KBE am Arbeitsplatz

Ohne Belüftungsanlage wurden in der Sortierkabine Schimmelpilz-Konzentrationen von 4,0 x 105 bis 5,0 x 105 KBE/m3 gemessen. Mittlere Schimmelpilz-Konzentration und Messergebnis am belüfteten Sortierarbeitsplatz in der Sortierkabine sind 1,1 x 103 KBE/m3. Der Technische Kontrollwert (TKW) der TRBA 214 für Abfallsortieranlagen (5,0 x 104 KBE/m3) wurde damit weit unterschritten. Das Messergebnis zur Schimmelpilzbelastung am Arbeitsplatz in der Sortierkabine vom liegt damit im Bereich der erwarteten jahresmittleren Schimmelpilz-Außenluftkonzentrationen vor Ort. Gegenüber der Zeit vor Inbetriebnahme der Lüftung mit Sperrluftschleier wurden die Schimmelpilze am Arbeitsplatz auf etwa 1/500stel bzw. auf 0,23% reduziert. 

Schimmelpilztest „Korrelierte Partikelzählung“ am Arbeitsplatz

Die am Arbeitsplatz mit dem Verfahren der Korrelierten Partikelzählung (KPZ) aufgenommenen Verlaufskurven der Schimmelpilz-Konzentrationen belegen: nach dem Einschalten der Lüftung waren am Arbeitsplatz, wenn auch nicht unbedingt „Nullbelastungen“, aber zumindest Belastungen auf Außenluftniveau gegeben. Nennenswerte Konzentrationspeaks nach Inbetriebnahme der Lüftung waren nur nach elektrischen Notaus-Ereignissen in der gesamten Anlage aufgrund von Materialstaus am Steigförderer messbar.

Lüftung mit Sperrluftschleier

Abb. 2: Schimmelpilze beim Schimmeltest mit der KPZ abseits der Lüftung im Totraum

Lüftung mit Sperrluftschleier

Abb. 3: Schimmelpilze bei der Schimmepilzmessung am Arbeitsplatz direkt unter der Lüftung mit Sperrluftschleier. TKW: Technischer Konrollwert der TRBA 214

 

 

Nach dem Einschalten der Lüfter präsentieren sich die Verlaufskurven der Schimmelpilz-Konzentrationen selbst außerhalb des unmittelbaren Wirkbereichs der Zuluftelemente (als „Totraum“ bezeichnet) von einzelnen, kurzzeitigen Konzentrationsspitzen geprägt. Dieser zerklüftete Verlauf ist typisch für sehr leistungsstarke Verdrängungslüftungen https://www.schimmelpilz-messungen.de/korrelierte-partikelzaehlung/..  Ein steter Anstieg der Schimmelpilze in der Luft am Arbeitsplatz im Beprobungszeitraum war weder unter der Lüftung mit Sperrluftschleier noch außerhalb des Wirkbereichs der Zuluftelemente (Totraum) feststellbar.

Die Verlaufskurve der Schimmelpilze am Arbeitsplatz ist stattdessen völlig von der Kabinentotraumbelastung entkoppelt. Das bedeutet, dass sortierverfahrensbedingte Konzentrationsspitzen in der Kabine nicht auf den belüfteten Arbeitsbereich „durchschlagen“ konnten.

Fazit der Schimmelpilzmessung am Arbeitsplatz

Die Messdaten der KPZ weisen für die Lüftung mit Sperrluftschleier aufgrund der völlig fehlenden Belastungsplateaubildung auf gegenüber außen erhöhtem Niveau optimale Leistungskennwerte aus. Es kann befugt von einer dauerhaften Einhaltung des Technischen Kontrollwerts (TKW) der TRBA 214 ausgegangen werden. Dies auch bei deutlich ungünstigeren Umgebungsbedingungen, wie z.B. in Zeiten mit deutlich erhöhtem Schimmelpilzgehalt des verarbeiteten Materials.

Den Prüfergebnissen zufolge hat die Lüftung mit Sperrluftschleier gegen Schimmelpilze am Arbeitsplatz einen Schutzfaktor mindestens analog partikelfiltrierenden FFP2-Atemschutzmasken gegen schwebpartikuläre Gefahrstoffe aufzubieten. Gegen die hier gemessenen Schimmelpilze – und damit mit großer Wahrscheinlichkeit auch gegen infektiöse Coronaviren – kann man einen Schutzfaktor mindestens zwischen FFP2- und FFP3- Atemschutzmasken erwarten. Gegenüber der Zeit ohne Lüftung hat die Lüftung mit Sperrluftschleier die Schimmelpilze am Arbeitsplatz auf etwa 1/500stel bzw. auf 0,23% reduziert. 

 

Anmerkung:

Der Autor ist bei der IHK Hannover Öffentlich bestellt und vereidigt als Sachverständiger für Schimmelpilze und Feuchtigkeit in Innenräumen. Dr. Thomas Missel ist promovierter Mikrobiologe und als Gutachter in Hannover und Niedersachsen tätig https://www.advisan.net/portfolio_category/dienstleistungen/.

 

 

 

 

 

 

 

Schimmel in der Wohnung

Schimmel in der Wohnung: Schimmelpilz mit Schimmeltest selbst testen

Schimmel in der Wohnung mit Schimmeltest selbst messen

Kunden fragen uns bei Schimmel in der Wohnung oft nach einem Schimmeltest zum selbst machen an. Gerade in diesen Pandemiezeiten häufen sich die Anfragen nach einem Schimmeltest zum selbst machen. Zusammenkünfte für eine Schimmelmessung durch einen Gutachter vor Ort scheinen derzeit aus nachvollziehbaren Gründen nicht in der Breite wie üblich gewünscht zu sein. Vor dem Hintergrund des aktuellem Pandemiegeschehens informiert das Labor Dr. Missel mit diesem Beitrag über den Schimmelest MYKOFUND zum selbst machen. Schimmelpilztests für zuhause zum selbst machen und Schimmel messen sind zwar umstritten. Fakt ist allerdings: Eine fachlich richtige Feststellung von Schimmelpilzen in der Wohnung braucht kein Treffen mit einem Gutachter. Und auch kein kompliziertes technisches Messequipment. Ebensoweing wie eine qualifizierte Gefährdungsbeurteilung bei Schimmel in der Wohnung einen Ortstermin erforderlich macht. Dieser Beitrag fasst die wichtigsten Fakten zu dem Schimmelpilztest zum selbst machen und andere Dienstleistungen im Zusammenhang mit Schimmel in der Wohnung messen zusammen.

den Schimmeltest zum selbst machen bei Schimmel in der Wohnung kaufen Sie im Shop der ADVISAN Dr. Missel GmbH für 79,90 € inkl. MwSt. unter https://www.advisan.net/produkt/schimmelpilztest-mykofund/

Schimmeltest MYKOFUND bei Schimmel in der Wohnung

Schimmel in der Wohnung

Abb. 1: Schimmel in der Wohnung und Schimmelpilz-Test. Inhalt Schimmeltest MYKOFUND

Der Schimmeltest beantwortet beim Thema Schimmelpilze messen und bei Schimmel in der Wohnung diese Fragen:

  • ist Schimmelpilz gewachsen oder sind es Verfärbungen bzw. Schmutz?
  • welche Schimmelpilze und Schimmelpilz-Gattungen sind vorhanden?
  • wie intensiv ist der Befall durch Schimmel in der Wohnung momentan?
  • bildet der Schimmelbefall viele Sporen, wird die Raumluft belastet?
  • sind harmlosere Pilze vorhanden oder ist es ein unbedenklicher Biofilm?
  • liegt vielleicht noch ein ungefährliches vegetatives Frühstadium vor?
  • gibt es einen bereits toten Altschaden oder ist der Schimmelbefall aktiv?
  • ist meine Wohnung schon mit Sporen belastet und wenn ja, wie hoch?
  • was muss ich gegen eine Gesundheitsgefährdung tun?
der Schimmeltest MYKOFUND hat ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis bei Schimmel in der Wohnung aufzubieten:

7 verschiedene mikrobiologische Prüfungen inklusive Laborauswertung und Prüfbericht

für 79,90 € inkl. MwSt.

Herkömmlicher Schimmeltest zum selbst machen

Ein Schimmeltest zum selbst machen bei Schimmel in der Wohnung wird auf zahlreichen Internetseiten angeboten. Wobei es sich meistens einfach um Abklatschproben handelt, mit denen man die Art der Schimelpilze an der Wand feststellt. Oder um Sedimentationsplatten, die man luftexponiert einige Zeit aufstellen soll, und mit denen man die Raumluft messen kann. Fast alle Schimmeltests für zuhause lassen von vorneherein schon den Versuch einer Zuordnung der in der Innenraumluft ggf. festgestellten Schimmelpilze zu einer Quelle (baubedingt ↔ ubiquitär) völlig aus. Befundbewertungen sind teils äußerst fragwürdig. Zwischen „Bauteil-befallstypischen“ und ubiquitären Schimmelpilzen wird überhaupt nicht differenziert. Das führt dazu, dass Verbraucher durch einen Schimmeltests zum selbst machen oft mehr verunsichert werden können, als dass ein Mehrwert erzielt wird. Dadurch ist der Schimmeltest zum selbst machen für zuhause richtiggehend in Verruf geraten. Der Schimmeltest MYKOFUND hingegen ist mikrobiologisch seriös konzipiert und hat eine zuende gedachte Messstrategie aufzubieten. Der Schimmeltest MYKOFUND für zuhause Schimmel messen besteht aus mehreren Untersuchungsteilen, die sich gegenseitig absichern. Dies sind:

Der Schimmeltest MYKOFUND der ADVISAN Dr. Missel GmbH für 79,90 € inkl. MwSt. beinhaltet 7 Schimmelpilzmessungen

  • 2 Proben für die Luftmessung
  • 3 Abklatschproben
  • 2 mikroskopische Prüfungen

Der Prüfbericht  mit hygienischer Bewertung und Handlungsanweisung ist im Kaufpreis enthalten.

https://www.advisan.net/produkt/schimmelpilztest-mykofund/

Luftmessung beim Schimmeltest zuhause

Die klassische Schimmelpilz-Messung in der Raumluft vollzieht der Gutachter mit einem ganz speziellen Messgerät. Dem so genannten Luftkeimsammler. Dieses Messgerät kann auch nur von einem Gutachter bedient werden. Eine Schimmelpilz-Messung dieser Art ist unvermeidbar mit einem Ortstermin verbunden. Und macht beim Schimmel messen damit Zusammenkünfte mehrerer Menschen notwendig. Die Kosten derartiger Schimmelpilz-Messungen sind erheblich. Luftmessungen mit Luftkeimsammlern sind tatsächlich aber nur in Ausnahmefällen unverzichtbar. Wie z.B. bei einer Kontrolle der Luftqualität nach einer größeren Schimmelsanierung. Oder wenn Bewohner größere gesundheitliche Probleme haben oder besonders anfällig auf Innenraumschadstoffe reagieren sollten. Nicht zueltzt, wenn es unangenehme, „Schimmel-typische“ Gerüche gibt, aber weder entsprechende Schimmelpilzquellen noch Verdachtsstellen hierfür erkennbar sind („ungerichteter Schimmelverdacht“).

Der Schimmeltest MYKOFUND: verlässlich und bewährt seit 2002

Schimmelsporen, die bei Schimmel in der Wohnung in die Raumluft übergegangen sind, lagern sich wieder auf Oberflächen ab. Diese Schimmelsporen reichern sich nach und nach im Hausstaub an. Man stellt sie beim Schimmel messen dort vergleichsweise leicht fest. Dies gelingt beim Schimmeltest MYKOFUND mit Abklatschproben und mit lichtmikroskopischen Verfahren. Mit der Prüfung des Sporengehaltes und der Sporen-Arten legt man zeitlich rückblickende, retrospektive Elemente in die hygienische Bestandsaufnahme beim Schimmeltest und Schimmel messen zuhause. Die Verdachtsstelle an der Wand wird ebenfalls mit Abklatschproben und mit lichtmikroskopischen Verfahren auf die Art und die Intensität des Schimmelbeefalls geprüft.

optimale Ergebnisse und eine hohe Befundsicherheit erzielt man durch Kombination des Schimmeltests mit einer sachverständigen Fotoanalyse.

Fotos, die Sie von dem Schimmelbefall anfertigen und unserem Gutachter zur Prüfung zusenden.

Der Preis für diese Leistung beträgt 35,00 € inkl. MwSt.

https://www.advisan.net/produkt/telefonischer-beratung-anhand-einer-schimmelpilz-fotoanalyse/

Vorgehensweise beim Schimmeltest im Detail

Die im folgenden beschriebene Schimmelpilzprobenahme ist inklusive Auswertung und Bericht in einem Schimmeltest-Kit zum Schimmel selbst messen enthalten. Der Schimmeltest ist für die Messung eines Raumes mittlerer Größe oder einer kleineren Wohnung ausgelegt:

Zwei Tage vor dem Schimmeltest säubert man eine horizontale Möbeloberfläche. Die Oberfläche misst man nach 48 h mit einer Abklatschprobe auf die Schimmelpilzbelastung und die Art der zwischenzeitlich abgelagerten Pilze. „Bauteil-befallstypische“ Pilze und ubiquitäre Schimmelpilze unterscheidet das Labor beim Schimmelpilztest. Mit zwei Sedimentationsplatten misst man beim Schimmeltest auch direkt die Raumluft auf Schimmel.  Mit einem Klebestreifen entnimmt man noch älteren Hausstaub von einer Fläche. Die Arten und die Menge der Schimmelsporen in dieser Staubprobe werden im Mikroskop bestimmt. Diese drei ersten Probenteile betreffen den Teil „Luftqualität“.

Mit einer weiteren Klebestreifen-Kontaktprobe und zwei Abklatschproben wird die Verdachtsstelle bzw. der „Befall an der Wand“ gemessen. Nicht anzüchtbare oder bereits tote Pilze erfasst der Schimmeltest im Mikroskop sicher. Das Mikroskop zeigt auch, ob es ein absterbender Altschaden oder eine aktive Schimmelpilzquelle oder wiederum ein früher Befall ist. Auch zeigt dieser Schimmeltest an der Wand ob die Pilzkolonien schon mit Massen an Sporen besetzt sind und ob die Luftqualität deshalb beeinträchtigt ist.

Weitere Informationen zu den Messverfahren beim Schimmeltest und Schimmel messen lesen Sie hier https://www.schimmelpilz-messungen.de/2018/11/07/testen-und-messen-von-schimmel-aktuelle-verfahren-schimmeltest/

Weitere Fachinformationen zu dem Schimmelpilztest finden Sie hier

https://www.advisan.net/schimmeltest-zum-selbst-testen/

Weitere grundlegende Informationen zum Thema Schimmelpilztest: unter https://www.schimmelberatung-niedersachsen.de/informationsbeitrag-schimmeltest/

Anmerkung:

Der Autor ist promovierter Mikrobiologe und als Gutachter u.a. in Sachen Schimmel in Hannover und Niedersachsen tätig. Dr. Thomas Missel ist seit 2008 bei der IHK Hannover Öffentlich bestellt und vereidigt als Sachverständiger für Schimmelpilze und Feuchtigkeit in Innenräumen.

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger mit Sperrluftschleier gegen Viren im Test

Test eines Luftreinigers mit Luftschleier gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren sind als ernst zu nehmende technische Schutzmaßnahmen für frequentierte Innenräume zur Aufrechterhaltung wichtiger Funktionen des gesellschaftlichen Lebens in Viruspandemiezeiten anerkannt. Zumindest in gut informierten Kreisen. Vorausschauend könnten diese Schutzmaßnamen bei künftigen Viruspandemien, mit denen bei rationeller Überlegung in nicht allzu ferner Zukunft gerechnet werden muss, unverzichtbar für unsere Gesellschaft und deren Ökonomie werden. Nicht nur besonders anfällig in Pandemiezeiten, sondern auch besonders schutzwürdig für die Gesellschaft insgesamt sind die Bereiche Lebensmittel- und Verbrauchsgüterversorgung, Verwaltung und Bildung. Sind Luftreiniger gegen Viren überhaupt in der Lage, den Infektionsdruck durch Viren in der Innenraumluft entscheidend abmindern zu können? Welche technischen Grundvoraussetzungen und anderen Randbedingungen müssen für adäquate Leistungsdaten erfüllt sein? Das sind entscheidende Fragen bei der Entwicklung geeigneter technikbasierter Schutzmaßnahmenkonzepte für künftige Pandemiezeiten.

Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene hat Luftreiniger gegen Viren und Bakterien im Test. Die Gerätetestung beinhaltet sowohl Feld- als auch Laborversuche https://www.schimmelpilz-messungen.de/2020/12/07/luftreiniger-gegen-coronaviren-und-bakterien-im-test/. Im September 2020 war eine ganz besondere Entwicklung der Schulz & Berger GmbH (Altenburg) im Bereich Luftreinhaltung gegen Viren im Test. Die Plattform ist ein als Luftdusche arbeitender Luftreiniger gegen Viren am Arbeitsplatz. Diese schon lange Zeit bewährte Lufttechnik wurde nun um einen vertikalen Sperrluftschleier gegen direkt anströmende, impulsbeschleunigte Virus-Aerosolpartikel und Tröpfchen erweitert.

Es folgt ein Ergebnisbericht über den Test des Luftreinigers mit Luftschleier gegen Viren an einem Versuchsstand.

Funktionsprinzip des Luftreinigers gegen Viren

Die Schulz & Berger Luft- und Verfahrenstechnik GmbH fertigt Belüftungssysteme für ständige Arbeitsplätze zum Schutz der Mitarbeiter gegen luftgetragene Viren, Bakterien und Schimmelpilze. Das Belüftungssystem funktioniert nach dem Prinzip der „Luftdusche“ und bewährt sich seit vielen Jahren im praktischen Arbeitsschutz. Frischluft strömt aus flächigen Zuluftelementen direkt über dem Arbeitsplatz verwirbelungsarm aus. Mit biologischen Partikeln und Viren verunreinigte Luft in der Arbeitsplatzumgebung wird laufend durch die laminar strömende Frischluft verdrängt. Und auf diese Weise durch Frischluft ersetzt. So kann man auch an Arbeitsplätzen mit sehr komplizierten Luftströmungsverhältnissen außerordentlich stabile, verwirbelungsarme bis -freie (Laminar-) Luftströmungen erzielen. Wie z.B. in Sortierkabinen und anderen Arbeitskabinen in der Abfallwirtschaft.

Als positiver „Begleiteffekt“ und bedingt durch die relativ großen Luftmengen können diese Lüftungen bei Umluftbetrieb und Einbau geeigneter HEPA-Filter die Luft in einem geschlossenen Raum schnell von Mikroorganismen befreien. Also entkeimen. Deshalb kommen diese Geräte auch als Schutzmaßnahme gegen Viren in personenfrequentierten Innenräumen in Betracht.

Neuerungen an dem Luftreiniger gegen Viren

Allerdings können auch mit diesen Luftduschen-Systemen unmittelbare Virusübertragungen von Mensch zu Mensch über Tröpfchen nicht mit angemessener Sicherheit verhindert werden. Mikroorganismen und kontaminierte Tröpfchen von nahestehenden hustenden oder niesenden Menschen können nämlich in den Frischluftstrom gelangen. So könnte die Zufuft kontaminiert und der Mitarbeiter infiziert werden. Zum Beispiel an einer Kasse im Supermarkt.

Um dieses Problem zu eliminieren, wurde die „Luftdusche“ nun um einen vertikalen Sperrluftschleier erweitert. Dieser soll das Eindringen von Mikroorganismenpartikeln und infektiösen Tröpfchen in die Arbeitsplatzatmosphäre von der Seite her und die unmittelbare Virenübertragung von Mensch zu Mensch dadurch unterbinden. Ob ein Vordringen luftgetragener Mikroorganismen in den Reinluftstrom im horizontalen Verlagerungsgeschehen mit dieser technischen Neuerung verhindert werden kann, war zu testen.

Methoden beim Test der Luftreiniger gegen Coronaviren

Zur Vorgehensweise: Eine direkte Erfassung und Quantifizierung infektiöser Viren in der Innenraumluft wie Coronaviren im Allgemeinen und Covid-19 im Besonderen im Routineverfahren, wie z.B. beim Schimmelpilztest, ist nicht möglich. Entsprechende Verfahren sind bisher noch nicht entwickelt und stehen auch nicht in Aussicht. Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene bringt stattdessen optimal handhabbare mikrobiologische Ersatzparameter in Anschlag.

Vom Menschen abgegebene Bakterienpartikel kann man befugt als aussagekräftige Messgrößen bei der qualifizierten Effektivitätsbeurteilung einer Schutzmaßnahme gegen Viren anerkennen. Gezielte Prüfungen haben nämlich gezeigt, dass Bakterienpartikel, die in personenfrequentierten Aufenthaltsräumen von Menschen in die Umgebungsluft abgegeben werden, die gleiche Größe haben, wie der Großteil der Aerosolartikel, die Viren tragen. Relevant ist vor allem das Partikel-Kollektiv im unteren Mikrometerbereich (1 bis 10 µm). Bakterien in der Luft sind wesentlich zuverlässiger und mit höherer Sensitivität und vor allem deutlich schneller in Luft zu erfassen und nachzuweisen als Viren.

Anhand einer Online-Verlaufskurve der Bakterienbelastung der Luft lässt sich die Bakterienreduktion und damit die Viruspartikelreduktion genau bemessen und eindrucksvoll dokumentieren.

Versuchsaufbau beim Test der Luftreiniger gegen Coronaviren

Der Luftreiniger gegen Viren mit Sperrluftschleier wurde in einem Laborversuch getestet. Als Referenzgrößen wurden der Partikel- und Keimgehalt in dem atmosphärischen Milieu, das den Versuchsstand unmittelbar umgibt, bestimmt. Der Luftschleier wurde im rechten Winkel mit Aerosolpartikeln und Partikeln in Tröpfchengröße beschossen.

Mittels einer Kanalvorrichtung, die angesaugte luftgetragene Partikel aus der Umgebung stark beschleunigt, wurde das Ausstoßen schwebfähiger Partikel und Tröpfchen durch das Husten / Niesen einer nahestehenden Person simuliert. Der Ausstoß der Partikel aus dem Kanal wurde in rechtem Winkel vor dem Luftschleier vollzogen. Der Abstand zwischen Auslass und Luftschleier betrug 1,0 m und 1,3 m. Die Ausstoßgeschwindigkeiten wurden zwischen 5,0 und 12,0 m/s variiert. Dieser Versuchskonzeption lagen die zu erwarteten Luftausströmgeschwindigkeiten und Luftmengen an der Mundöffnung beim Husten und Niesen (Atemzugvolumen, Vitalkapazitäten) zu Grunde.

Partikelmessung beim Test der Luftreiniger

Zum Testaerosol: Das Partikelkollektiv in dem Testraum umfasste den kompletten ubiquitären Partikelgrößenbereich. Partikel deutlich kleiner 1 µm (analog solitäre Bakterien, kleine Viruspartikel / Tröpfchenkerne) waren ebenso in repräsentativer Zahl vorhanden wie Partikel mit 1 bis 10 µm Durchmesser. In der Partikelfraktion 1-10 µm kann man nicht nur den Großteil der Bakterien erwarten. Auch der Großteil der Viren ist in dieser Größenfraktion zu finden. Das sagt die Literatur. Partikel größer 10 µm, mehrheitlich mikrobiologisch / gesundheitlich inert, aber impulsstark, waren in dem Aerosol ebenfalls in angemessener Zahl vorhanden.

Die Partikelbelastungen wurden in 15 verschiedenen Partikel-Größenklassen Online aufgezeichnet. Parallel zu den Staubpartikelmessungen wurden die Schimmelpilz- und Bakterienkonzentrationen bestimmt. Die Abb. 1 schematisiert den Versuchsaufbau.

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren

Abb. 1: Versuchsaufbau schematisch beim Test Luftreiniger gegen Viren mit Sperrluftschleier

Luftreiniger mit Luftschleier im Test – Ergebnisse

Die Ergebnisse der Luftkeimmessungen mit einem Impaktor belegen eine hohe Effizienz bei der Keimreduktion durch die Luftschleieranlage. Der residuale Keimgehalt der Luft hinter dem Luftschleier lag zwischen 1% und 10% der Belastung der Innenraumluft. Die Konzentrationen an Gesamt-Partikeln mit aerodynamischen Durchmessern ab größer 0,3 µm wurden durch die Luftschleieranlage im Durchschnitt um zwei Zehnerpotenzen reduziert.

Die Diagrammabbildung 2 zeigt exemplarisch die Verläufe der Partikelmesswerte an den beiden Messstellen. Zum einen im „Rohgas Raumluft“ (blau), zum anderen unter dem Luftreiniger hinter dem Sperrluftschleier (braun). Die Partikel-Ausstoßgeschwindigkeit des Querstrahls lag bei 9,8 m/s.

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren

Abb.2: Verläufe der Partikelmesswerte am Beispiel Ausstoßgeschwindigkeit Querstrahl 9,8 m/s

Die Ergebnisse der Partikelmessungen bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten und unterschiedlichen Abständen Emittent → Arbeitsplatz sind tabellarisch zusammengefasst wie folgt:

Tab. 1: Ermittelte Partikel-Reduktionsraten des Luftreingers mit Luftschleier

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren

Einen signifikanten Anstieg der Partikel- und Mikroorganismen-Penetrationsraten am Luftschleier mit steigenden Partikel-Ausstoßgeschwindigkeiten im Versuchsfenster 5-12 m/s konnte man bei einem Abstand von 1,3 m zwischen Emittent und Aufpunkt unter dem Zuluftelement nicht messen. Lediglich bei Verkürzung des Abstandes auf 1,0 m gab es einen Anstieg der Penetrationsrate auf etwa 8% der Gesamtpartikel zu verzeichnen.

Schutzfaktoren von Masken gegen Viren

Zum Schutz vor einer saisonalen oder pandemischen Influenza (Grippe) wird ebenso wie gegen das aktuelle Covid-19-Virus Atemschutz mindestens der Klasse FFP2 empfohlen. Filter einer Atemschutzmaske können aber generell nicht 100% der Partikel beseitigen. So genannte Schutzfaktoren für Atemschutzmasken geben das von einer bestimmten Atemschutzgeräteklasse erwartete Maß an Schutz gegen schwebfähige Partikel an. Zum Vergleich der Prüfergebnisse der vorliegenden Expertise im Hinblick auf die prozentuale Partikelreduktion werden die Schutzfaktoren von partikelfiltrierenden Halbmasken gegen schwebfähige Partikel in der Luft, wie z.B. Schimmelpilze, aufgerufen wie folgt:

Typ Maske                        Schutzfaktor              Reduktion

FFP1                                    4                                     100% → 25%

FFP2                                    10                                   100% → 10%

FFP3                                    30                                   100% → 3%

Quelle: Beschluss 45/2011 des Ausschusses für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) vom 05.12.2011: Stellungnahme „Kriterien zur Auswahl der PSA bei Gefährdungen durch biologische Arbeitsstoffe“

Schutzfaktor-Analog dieses Luftreinigers gegen Viren

Der Luftreiniger gegen Viren mit Luftschleier hat im Praxisbetrieb bis etwa 12 m/s Partikel-Ausströmungsgeschwindigkeit einen entsprechenden oder sogar höheren Schutzfaktor gegen luftgetragene Partikel mikrobieller Art aufzubieten haben als z.B. FFP3-Maskenatemschutz (Tab. 1). Zu Grunde gelegt ist ein Abstand zwischen einem Emittenten von Mikroorganismen und Tröpfchen und dem Atembereich eines Beschäftigten am belüfteten Arbeitsplatz von 1,3 m.

Die vorgenannten Partikelreduktionen hat man bei Anströmgeschwindigkeiten der im Kanal beschleunigten Partikel bis 12 m/s ermittelt. Nies- und Hustenwolken sollten sich innerhalb der in der vorliegenden Studie benutzten Abstände zwischen Quelle und Arbeitsplatz aber mit deutlich geringeren Geschwindigkeiten ausbreiten (etwa 5 m/s im Mittel). Bei einer Partikel-Ausstoßgeschwindigkeit von 5 m/s hat die technische Schutzmaßnahme der Schulz & Berger GmbH den vorliegenden Prüfergebnissen zufolge mit 1,2% Partikel-Restbelastung hinter dem Luftschleier einen höheren Schutzfaktor gegen luftgetragene Partikel mikrobieller Art aufzubieten, als FFP3-Maskenatemschutz mit seinem Schutzfaktor von 30.

Ausblick: Luftreiniger gegen kleinste Viruspartikel

In Zusammenhang mit viralen Innenraumluftkontaminationen ist noch wenig darüber bekannt, ob partikelfiltrierende Halbmasken in der Praxis geringere Rückhalteeffizienzen gegen Viren als gegen Schimmelpilze, Bakterien und Hefen in der Luft aufzubieten haben, sobald erhebliche Teile des luftgetragenen Virenkollektivs nicht mehr in Tröpfchen gebunden, sondern solitär vorliegen und es sich dann um extrem kleine Partikel handelt, die herkömmliche Atemschutzmaskenfilter leichter zu durchdringen vermögen. In diesem Falle wäre die Luftschleieranlage gegenüber einer konventionellen FFP2-Maske deutlich im Vorteil, da feine Partikel den vorliegenden Prüfergebnissen zufolge durch den Luftschleier mit ähnlich hoher Effizienz vom Atembereich des Beschäftigten ferngehalten werden konnten, wie Partikel im gröberen Bereich (> 1,0 µm).

Anmerkung zum Test Luftreiniger gegen Viren

Der Autor dieses Beitrags, Dr. Thomas Missel, ist promovierter Mikrobiologe (Schwerpunkt: Mykologie), bereits 20 Jahre in Hannover und Niedersachsen als Gutachter tätig und bei der IHK Hannover Öffentlich bestellt und vereidigt als Sachverständiger (seit 2008). Bestellungsgebiet bei der IHK ist: Schimmelpilze und Feuchtigkeit in Innenräumen.

Weitere Infos zu Beiträgen des Verfassers dieses Beitrags

Detailinformationen zum Schimmmelpilztest zum selbst machen:

/https://www.schimmelberatung-niedersachsen.de/informationsbeitrag-schimmelpilz-test/

Detailinformationen zum Schimmmeltest zum selbst testen:

https://www.advisan.net/produkt/schimmelpilztest-mykofund/

Luftreiniger testen

Luftreiniger gegen Corona in der Praxis

Luftreiniger gegen Viren im Praxistest

Luftreiniger gegen Corona im Test

Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene testet Luftreiniger gegen Coronaviren auf ihre Effizienz bei der Reduzierung von Viren und Bakterien in der Innenraumluft. Im Test sind Luftreiniger mit HEPA-Umluftfiltration, Luftschleieranlagen als Tröpfchen- und Aerosolblocker und technische Anlagen zur Luftdesinfektion. Die Prüfkonzepte sind variabel. Zu den Prüfverfahren, die – zumindest Stand heute – nur vom Labor Dr. Missel erbracht werden können, ist nachzulesen auf https://www.schimmelpilz-messungen.de/luftreiniger-gegen-coronaviren-und-bakterien-im-praxistest/

Nocheinmal zur generellen Vorgehensweise: Eine direkte Erfassung und Quantifizierung infektiöser Viren in der Innenraumluft im Routineverfahren, z.B. analog einer allgemeinen Luftkeimzahlbestimmung, ist nicht möglich. Dies gilt nicht nur Covid-19, sondern für alle Coronaviren. Für eine verlässliche Messung von Coronaviren in der Luft braucht man nicht nur ein daran adaptiertes Samplingverfahren. Es bedarf auch eines Verfahrens zum Nachweis der Viren in den gesammelten Luftproben. Entsprechendes steht nicht zur Verfügung und auch nicht in Aussicht einer Entwicklung. Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene bringt an Stelle eines direkten Nachweises von Coronaviren handhabbare mikrobiologische Ersatzparameter in Anschlag. Diese sind wie folgt:

Verfahren zur Prüfung der Luftreiniger

Mit dem Coronavirus infizierte Menschen setzen mit dem Husten, Niesen, Sprechen und Atmen und somit ständig infektiöse Viruspartikel frei. Aber auch Bakterien werden ständig an die Umgebungsluft abgegeben. Dies aber von Jedermann. Jeder Mensch, mit Viren infiziert oder und nicht-infiziert, gibt laufend Bakterien in die Umgebungsluft ab. Die meisten dieser Bakterien sind völlig harmlose Besiedeler der Haut und der Schleimhäute. Das sind die so genannten Kommensalen. Diese quasi symbiontischen Bakterien kann man in der Innenraumluft vergleichsweise leicht feststellen und verlässlich messen und quantifizieren.

Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene ist als einziges Institut in der Lage, die Verläufe der Bakterien-Konzentrationen Online aufzuzeichnen. Dabei sind die Vorteile beim Test eines Luftreinigers gegen Viren und Bakterien im praktischen Betrieb nicht zu unterschätzen. Die momentane Zahl dieser Mikroorganismen in der Luft ist schließlich – wie die der Viren – enorm großen Schwankungen unterworfen.

Nur die Verlaufskurve einer mikrobiellen Luftbelastung macht eine realistische Effizienzbeurteilung einer Luftreinhaltungsmaßnahme möglich. Dies soll das folgende Messdiagramm aus einem Schulklassenraum zeigen. Messverfahren: Korrelierte Partikelzählung nach Missel https://www.schimmelpilz-messungen.de/korrelierte-partikelzaehlung/

 

Luftreiniger testen

Luftreiniger testen

Abb. 1: Online-Messung der Bakterien-Konzentrationen im Verfahren nach Missel

 

Effizienzprüfung durch Bakterienmessung

Bei Messungen an Luftreinigern gegen Viren in einer Schule wurde in der Klassenraumluft ein bakterielles Hintergrundrauschen gemessen. Dies waren im Wesentlichen die Emissionen an Bakterien durch die Schüler. Das Rauschen bei sitzenden und wenig bewegungsaktiven Menschen war bei mehreren Versuchen gleich. Es gelang, dieses Rauschen auf etwa 2 x 102 bis 3 x 102 KBE Bakterien/m3 zu beziffern.

 

Luftreiniger testen

Luftreiniger testen

Abb. 2: Verlaufskurve der Bakterienkonzentrationen im Klassenraum mit einem Luftreiniger gegen Viren. Die Halbwertszeit der Bakterien in der Raumluft nach Inbetriebnahme der Luftreiniger gegen Viren (6.000 KBE/m3 → 3.000 KBE/m3) beträgt etwa 5 Minuten. Das unvermeidbare Hintergrundrauschen, das sich nicht unterschreiten ließ, liegt bei etwa 200 bis 300 KBE/m3 (siehe Zeitfenster von etwa 13:00 bis 13:15 Uhr).

 

Eine weitere, dauerhaft beständige Reduktion der bakteriellen Luftbelastung durch den Luftreiniger gegen Viren war bei einer Raum-Personen-Last (RPL, in Personen pro Kubikmeter Raumluftvolumen) von etwa 0,10 bis 0,20 nicht möglich. Und dies selbst bei deutlicher Erhöhung der Luftwechselrate nicht.

Prognose der Reinigungseffizienz durch Luftreiniger

Ein Luftreiniger gegen Viren sollte mindestens 90% der durch Menschen verursachten bakteriellen Raumluftbelastung beseitigen können.  Besser wäre mehr. Dann wäre davon auszugehen, dass durch den Luftreiniger gegen Viren der Infektionsdruck durch Coronaviren erheblich / relevant vermindert werden würde. Die Bakterienbelastung nähert sich bei Betrieb der hier getesteten Luftreiniger gegen Viren erwartungsgemäß nicht einer „Nullbelastung“. Sondern asymptotisch einem Konstantwert. Das erklärt sich dadurch, dass die von den Menschen abgegebenen Bakterien nicht gleich an der Quelle erfasst werden. Sondern sich zuerst im Raum verteilen müssen, bevor sie im HEPA-Filter des Luftreinigers hängen bleiben und so eliminiert werden.

Die Asymptote lag bei den oben gezeigten Messungen bei etwa 200-300 KBE Bakterien/m3. Es handelt sich bei der Asymptote um eine Gleichgewichtskonzentration. Das heißt, dass sich das Auffüllen des Pools durch anthropogene Bakterienemission auf der einen Seite und die Bakterienentnahme aus dem Pool durch die Luftreinigung auf der anderen Seite genau die Waage halten. Anhand des Gleichgewichtszustands kann man die Bakterienfreisetzung durch die anwesenden Menschen bestimmen.

Auf der Basis von Ergebnissen dieser Art hat das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene ein Berechnungsverfahren für die richtige Auslegung der Luftreiniger gegen Viren erarbeitet. Und zwar, was die erforderlichen Luftmengen betrifft. Anhand der Prognose kann man die Mindest-Luftwechselrate ausrechnen, die für eine Reduktion der Bakterien- und damit der Virenbelastung um mindestens 90% erforderlich ist.

Und zwar für jede Personenlast in einem Raum (RPL). Das heißt für jede beliebige (erwartete) Anzahl der Menschen in einem Raum bestimmter Größe. Kurz gesagt: den für einen bestimmten Raum mit bestimmter Nutzung (RPL) erforderlichen Mindestluftwechsel.

Verfahrensschritte der Prognose

Bestimmung der Eingabewerte in die Berechnung

Im Zustand des Geleichgewichts (Asymptote erreicht) kann man sagen, dass die Entnahme von Bakterien aus dem Pool durch den Luftreiniger gegen Viren dem Eintrag durch den Menschen genau entspricht. Sonst könnte man ja keine Gleichgewichtsbelastung an Bakterien bzw. Viren in der Luft (Asymptote) messen. Die Entnahmemenge (Bakterien absolut) entspricht der Summe aus gereinigter Luft/h (d.h. dem Luftwechsel) und der Gleichgewichtskonzentration („asymptotischer Wert“). Eine Entnahmequote bei Passieren des Filters von etwa 100% kann bei Verwendung von H14-Hepafiltern vorausgesetzt werden. Der Eintrag durch die anwesenden Personen muss im Gleichgewichtszustand genau dieser Entnahmemenge entsprechen. Geteilt durch die Zahl der anwesenden Personen ergibt sich ein Zahlenwert zu dem Eintrag bzw. zu der Bakterienfreisetzung je Person und Stunde.

Im Falle der Abbildung 2 wären dies 35.000 KBE Bakterien je Person und Stunde.

Errechnen der Kinetik der Belastungsreduktion

Anhand dieser Daten kann man den real gemessenen Verlauf der Bakterienbelastung in einem Klassenraum quasi im Original rechnerisch nachbilden. Betrachtet wird ein Zeitfenster von insgesamt 2 Stunden auf die folgende Weise: Bei der „virtuellen Versuchskinetik“ wird ein Raum in der ersten Stunde zunächst ohne Luftreiniger betrieben. Bei 35.000 KBE Bakterien je Person und Stunde multipliziert mit den anwesenden Personen (hier 25) und geteilt durch das Raumvolumen (hier 152 m3) ergibt sich ausgehend von „Null Bakterien/m3“ nach einer Stunde eine Konzentration von 5.700 KBE/m3. Das entspricht ziemlich genau dem in dem Klassenraum real gemessenen Ergebnis in Abb. 2.

Nach Inbetriebnahme der Luftreiniger ergibt sich die Reduktionskinetik wie folgt: Bei einer diffusen Lüftung, bei der gereinigte und entkeimte Frischluft in ein Raumvolumen eingemischt wird, handelt es sich um eine laufende Verdünnung. Ein 1-maliger Luftwechsel unter stationären Bedingungen (ohne Emission!) bedeutet, dass sich das Luftvolumen verdoppelt (152 m3 + 152 m3) und sich bei optimaler Durchmischung bei konstanter Bakterienlast die Bakterien-Konzentration dadurch halbiert.

a) Hypothetisches Szenario bei 6-fachem Luftwechsel

Dieser Versuchsansatz wird beim Test der Luftreiniger gegen Viren heutzutage am häufigsten angewendet. Einige teils namhafte Prüfinstitute benutzen ihn. Er läuft wie folgt ab: Zu Versuchsbeginn werden feinpartikuläre Prüfaerosole in einem 1-maligen Emissionsereignis im Raum „vernebelt“. Das soll eine Freisetzung von Viren durch einen Infizierten, z.B. durch Niesen, simulieren. Die Kinetik der Reduktion der Partikelbelastung der Raumluft durch den Luftreiniger gegen Viren wird in der darauf folgenden Stunde aufgezeichnet.  Bei einem 6-fachen Luftwechsel pro Stunde halbiert sich die Partikel- bzw. die Bakterienlast im Raum im Falle keiner weiteren Emission nach dem Start theoretisch alle 10 Minuten. Innerhalb einer Stunde passiert dann theoretisch betrachtet in 10-Minuten-Intervallen (6 x /h) optimalerweise Folgendes:

100% → 50% → 25% → 12,5% → 6,3% → 3,2% → 1,6%.

Nach einer Stunde liegen rechnerisch noch etwa 1-2% der Ausgangsbelastung vor. Eine Reduktion der Partikel- und Virenlast um fast 2 Logstufen innerhalb einer Stunde ist das, was für einzelne Luftreiniger mit 6-fachem Luftwechsel vonseiten der Hersteller versprochen wird. Und mit solchen Messergebnissen unterlegt wird (hypothetischer Ansatz). Dies spiegelt allerdings nicht die Bedingungen wieder, die in der Realität gegeben sind.

b) Reales Geschehen bei 6-fachem Luftwechsel

In der Realität werden im jedem Luftaustauschintervall nämlich laufend Bakterien (oder Viren), die von den anwesenden Menschen stammen, in die Raumluft eingespeist (Emission / E). Das wirkt sich auf die Reduktionskinetik aus. Und zwar deutlich.

Innerhalb eines Luftwechselintervalls bei 6-fachem Luftwechsel /h passiert mit Emissionen (E) folgendes: 100% → 50%+E → 1/2 x (50+E)+E → 1/2 (1/2 (50+E)+E)+E usw.

In der folgenden Abbildung 3 sind die Ergebnisse des hypothetischen Ansatzes und des realistischen Ansatzes gegenübergestellt.

 

Luftreiniger gegen Viren im Test

Luftreiniger gegen Viren im Test

Abb. 3: Theoretische (oben) und realistische Bakterienreduktion durch den Luftreiniger gegen Viren

 

Dieser realistische Ansatz muss anhand der vorliegenden Erkenntnisse bei der Berechnung der Virenreduktion angewendet werden. Demnach wird die „wahre“ Reduktion der virenbelasteten Partikel nicht bei 98-99% nach 60 Minuten liegen, sondern bei gerade einmal etwas über 80%. Und damit deutlich unter einer Log-Stufe.

c) Realistisches Szenario bei 10-fachem und 19-fachemLuftwechsel

In der folgenden Abbildung 4 sind die Ergebnisse des realistischen Messansatzes bei unterschiedlichen Luftwechseln gegenübergestellt.

 

Luftreiniger gegen Viren im Test

Luftreiniger gegen Viren im Test

Abb. 4: Bakterienreduktion durch den Luftreiniger gegen Viren bei 10-fachem und 19-fachem Luftwechsel

 

Bei 19-fachem Luftwechsel liegt die Reduktion der Bakterien – und damit der Viren – bei 95%. Bei 10-fachem Luftwechsel erreicht man eine Reduktionsleistung innerhalb einer Stunde von knapp unter 90% und damit etwa einer Log-Stufe.

Fazit

Anthropogene Bakterien z.B. in der Klassenraumluft oder in Büros sind überwiegend mit dem Partikel-Kollektiv im unteren Mikrometerbereich (1 – 10 µm) assoziiert. Der Literatur zufolge sind auch wesentliche Teile des infektiösen luftgetragenen Viruspartikelkollektivs in Aufenthaltsräumen in diesem Partikel-Größenfenster zu finden. Insofern können Bakterienpartikel befugt als aussagekräftige Ersatzparameter bei der qualifizierten Effektivitätsbeurteilung der lüftungstechnischen Anlagen im Hinblick auf die Reduzierung des Infektionsdrucks, der durch ständige Ausstöße von Coronaviren durch infizierte Personen auf nicht infizierten Personen lastet, anerkannt werden

Luftreiniger bieten gegen anthropogene Bakterien und damit mit großer Wahrscheinlichkeit auch gegen infektiöse Coronaviren einen Schutzfaktor analog partikelfiltrierenden FFP2-Atemschutzmasken auf, wenn eine Reduktionsleistung von 90% sichergestellt ist.  Ein Schutzfaktor analog partikelfiltrierenden FFP3-Atemschutzmasken macht Reduktionen um 1- bis 2 Log-Stufen notwendig.

Ein 6-facher Luftwechsel, wie man ihn als ausreichend zur deutlichen Senkung des Infektionsdrucks durch Coronaviren propagiert und der eine Reduktion der Viruspartikel um etwa 1 bis 2 Log-Stufen möglich machen soll, ist nicht ausreichend für eine Reduktion um 90%. Somit ist bei 6-fachem Luftwechsel ein Schutzfaktor-Analog entsprechend FFP2-Atemschutz nicht gegeben.

Zur Reduktion der Virenlast um 1 Log-Stufe (Analog FFP2) ist stattdessen ein Luftwechsel von mindestens 10-fach erforderlich. Für Reduktionsleistungen nahe 2 Log-Stufen (Analog FFP3) wären 15- bis 20-fache Luftwechsel/h unabdinglich.

Anmerkung zum Test Luftreiniger gegen Viren

Der Autor dieses Beitrags, Dr. Thomas Missel, ist promovierter Mikrobiologe (Schwerpunkt: Mykologie), bereits 20 Jahre in Hannover und Niedersachsen als Gutachter tätig und bei der IHK Hannover Öffentlich bestellt und vereidigt als Sachverständiger (seit 2008). Bestellungsgebiet bei der IHK ist: Schimmelpilze und Feuchtigkeit in Innenräumen.

Weitere Infos zu Beiträgen des Verfassers dieses Beitrags

Detailinformationen zum Schimmmelpilztest zum selbst machen:

/https://www.schimmelberatung-niedersachsen.de/informationsbeitrag-schimmelpilz-test/

Detailinformationen zum Schimmmeltest zum selbst testen:

https://www.advisan.net/produkt/schimmelpilztest-mykofund/

 

 

 

 

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren und Bakterien

Aufgabenstellung

Luftreiniger gegen Viren und Bakterien wurden einem Praxistes in Klassenräumen unterzogen. Quantifiziert wurde die allgemeine Innenraumluftentkeimung durch Luftreiniger gegen Viren und Bakterien der Schulz & Berger Luft- und Verfahrenstechnik GmbH https://www.schulz-berger.com/virusfrei-1200. Im Wesentlichen mit Ubiquitärem von außen mikrobiell grundbelastete Klassenräume wurden einer Luftreinigung unterzogen. Ab einem bestimmten Zeitpunkt waren die Klassenräume personenfrequentiert und dadurch vermehrt mit Bakterien vom menschlichen Körper belastet. Die Kinetik der Raumluftentkeimung und Raumluftentstaubung ab Inbetriebnahme der Luftreiniger gegen Viren wurde aufgezeichnet bzw. nachverfolgt. Dies geschah anhand kontinuierlicher Staupartikelmessungen und wiederholter Kurzzeit-Impaktions-Luftkeimmessungen. Die wichtigsten Ergebnisse der Messungen im Gymnasium Altenburg sind wie folgt:

Messverfahren zum Test der Luftreiniger gegen Viren

Die Konzentrationen an Mikroorganismen in der Luft wurden mit dem Impaktions-Luftkeimsammelgerät MBASS30 (Fa. Holbach) gemessen. Parallel zu den Impaktormessungen wurden unter dem Zuluftelement über dem Lehrerpult und seitlich in etwa in halber Höhe des Klassenraumes mittig zwischen den beiden Luftreinigern die 1-Minuten-Intervall-Verläufe der Bakterien-, Schimmelpilz- und Hefepilzbelastungen der Innenraumluft aufgenommen. Hierzu wurde das Messverfahren der „Korrelierten Partikelzählung (KPZ) nach Missel“ benutzt https://www.schimmelpilz-messungen.de/korrelierte-partikelzaehlung/

Die KPZ basiert auf dem statistischen Verhältnis zwischen den gleichzeitig mit dem Impaktor gemessenen Konzentrationen luftgetragener Mikroorganismen einerseits und von zeit- und ortsparallel gemessenen Staubpartikeln keimrelevanter Größenfraktionen andererseits. Das statistische Verhältnis wird durch lineare Regression bestimmt. Die Datenanalyse zeigt, ob eine vergleichbare Partikelverteilung im Partikelkollektiv bei aufeinander folgenden Messungen gegeben ist. Dann werden anhand der Steigungsgleichung der Regressionsgerade als Umrechnungsfaktor die Bakterien-, Schimmelpilz- und Hefepilz-Konzentrationen aus den 1-minütig gemessenen Partikelkonzentrationen errechnet. Die erhaltenen Messwerte werden in kontinuierlichen Verläufen über die Zeit grafisch dargestellt.

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren

Abb. 1: Korrelierte Partikelzählung nach Missel in den geprüften Innenräumne

Wie der Luftreiniger gegen Viren genau funktioniert ist unter https://www.schulz-berger.com/ zu lesen.

Ergebnisse des Tests der Luftreiniger gegen Viren

1. Eingabewert beim Test der Luftreiniger gegen Viren

Die Leistungskenndaten der Luftreiniger gegen Viren und Bakterien in Sachen Reduktion der Luftkeimzahlen wurden beurteilt. Hinsichtlich des Eingabewerts und des Beurteilungsparameters zunächst zu unterscheiden zwischen Mikroorganismen-Emissionen und Mikroorganismen-Immissionen in den Klassenräumen. Mikroorganismen -Emissionen in Klassenräumen sind im Vordergrund Bakterienfreisetzungen vom menschlichen Körper. Hierbei handelt es sich vor allem um Kommensalen, also Bakterien der Hautflora (z.B. diverse Kokken-Typen). Mikroorganismen-Immissionen sind Einträge von außen. Zu diesen kommt es bei jedem Lüften der Klassenräume. Diese Immissionen fielen zur Zeit der Prüfungen verglichen mit den Emissionen erheblich aus. Bei den Immissionen handelt es sich weit überwiegend um Pilze und pigmentierte Hefen.

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren

Abb. 2: Klassenraum-Test Luftreiniger gegen Viren. Verlaufskurve der Bakterienkonzentrationen im Klassenraum am ersten Versuchstag. Die Halbwertszeit der Bakterien in der Raumluft nach Inbetriebnahme der Luftreiniger (6.000 KBE/m3 → 3.000 KBE/m3) beträgt etwa 5 Minuten.

2. Erwartungswert bei der Bakterienreduktion durch Luftreiniger

Bei der Festlegung von „Erwartungswerten“ an die Leistungskenndaten der Luftreiniger gegen Viren in Sachen Reduktion der Luftkeimzahlen ist folgendes zu berücksichtigen: Bakterienpartikel, die von Menschen in die Luft eines geschlossenen Raumes abgegeben werden, müssen sich erst im Raum verteilen. Und damit gewissermaßen zunächst an der zentral im Raum aufgestellten Probenahmestelle mit den Luftansaugvorrichtungen vorbei, bevor sie der deckennahe Luftreiniger gegen Viren erfasst. Und dann in den HEPA-Filtern quantitativ abgescheidet. Bei dem mikrobiologischer Parameter Gesamtbakterien in Aufenthaltsräumen waren „Nullbelastungen“ durch Luftreinigungsgeräte deshalb generell unmöglich. Dies begründen allein die ständig stattfindenden Bakterienemissionen durch den Menschen.

Demgegenüber unterliegen die Belastungen der maßgeblich von außen in die Klassenräume eingetragenen Pilze und Hefen nach dem Schließen der Fenster erwartungsgemäß einer grundlegend anderen Abklingkinetik im zeitlichen Verlauf einer Unterrichtsstunde.

Bei den Versuchsbedingungen dieser Raumluftprüfungen können in Sachen (unvermeidbares) bakterielles Hintergrundrauschen  2 x 102 bis 3 x 102 KBE Bakterien/m3 angegeben werden. Wobei dies nur die Emission durch sitzende und wenig bewegungsaktive Menschen sind. Eine weitere, dauerhaft beständige Reduktion der bakteriellen Luftbelastungen durch Luftreiniger gegen Viren dürfte bei einer RPL von etwa 0,10 bis 0,20 nicht möglich sein. Und dies selbst bei Steigerung der Luftwechselraten von 19/h auf 26/h. Übrigens ist die RPL die Raum-Personen-Last in Personen pro Kubikmeter.

3. Erwartete Kinetik Luftreiniger gegen Viren

Infizierte Personen geben infektiöse Viruspartikel laufend in die Umgebung ab. Ebenso Bakterien. Diese werden von allen Menschen, Infizierten und nicht-Infizierten, ständig und unvermeidbar in die Luft abgegeben. Bei dem Versuchsansatz der vorliegenden Expertise wird der Bakterienpool in der Innenraumluft ständig nachgefüllt. Genau so wie man das berechtigt bei der Freisetzung von Viruspartikeln bei Anwesenheit infizierter Personen erwartet. Dieser Ansatz der Nachweisführung bei der Reinigungseffizienzbeurteilung wird als wesentlich realitätsnaher erachtet als andere Prüfungen von Luftreinigern gegen Viren. Bei denen hat man zur Simulation einer Viruspartikelfreisetzung einmalig zu Versuchsbeginn feinpartikuläre künstliche Aerosole vernebelt und den Verlauf der Abklingphase nach dem Emissionsereignis aufgezeichnet.

Bei Versuchsansätzen wie dem Vorliegenden war deshalb von vorneherein mit geringeren Reinigungseffizienzquoten von Luftreinigern zu rechnen als bei vorgenannten Versuchen mit einmalig eingebrachten Aerosolwolken bestimmter Qualität.

4. Luftreiniger gegen Viren und Bakterien im Praxistest (Schule)

So lässt sich auch erklären, weshalb die am 1. Versuchstag in den Klassenräumen gemessenen Reduktionsraten bei den Bakterien am 2. Tag trotz höherer Luftwechselraten (26-fach/h ↔ 19-fach/h) nicht erreicht wurden. Die Spitzen in der Bakterienfreisetzung fielen am 2. Prüftag schlicht deutlich geringer aus als am 1. Tag, während das unvermeidbare bakterielle „Hintergrundrauschen“ (siehe 2.) an beiden Tagen anscheinend vergleichbar ausfiel.

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren

Abb. 3: Klassenraum-Test Luftreiniger gegen Viren. Verlaufskurve der Bakterienkonzentrationen im Klassenraum am zweiten Versuchstag. Die anthropogenen Bakterienbelastungsspitzen in der Raumluft fallen wesentlich geringer aus als am 1. Versuchstag. Die Reduktionsleistung der Luftreinigungsanlage ist aufgrund des gegenüber dem 1. Messtag aber unverminderten Hintergrundrauschens (2 x 102 bis 3 x 102 KBE Bakterien/m3) entsprechend geringer.

5. Luftreiniger gegen Gesamtkeime im Praxistest (Schule)

Erwartungsgemäß wurden die „Gesamtkeime“, die zwar durch Bakterien vom Menschen beeinflusst, aber deutlich überwiegend von Pilzen und pigmentierten Hefen von außen gestellt wurden, durch die Luftreinigungsgeräte auf Werte deutlich unter 2 x 102 bis 3 x 102 KBE/m3 reduziert. Bei den Randbedingungen der vorliegenden Expertise wird das unvermeidbare Hintergrundrauschen beim Parameter Gesamtkeime auf 101 bis 102 KBE/m3 beziffert. Die Luftreiniger reduzieren die Gesamtkeimbelastung der Klassenraumluft a usgehend von 103 KBE/m3 reproduzierbar innerhalb von 15 Minuten auf 101 bis 102 KBE/m3. Dies entspricht einer Verminderungsrate von zwei Zehnerpotenzen bzw. einer Reduktion auf 1% der Ausgangswerte. Die Halbwertszeit der Gesamtkeime in der Luft (hier die Zeit für die Abnahme der vor Inbetriebnahme der Luftreinhaltungsmaßnahme gemessenen Ausgangskonzentration auf 50%) ausgehend von 103 KBE/m3 betrug nach Inbetriebnahme der beiden Luftreiniger und einer Luftwechselrate von 26-fach/h lediglich 3 Minuten.

6. Luftreiniger gegen Ubiquitäres im Praxistest (Schule)

Beim frühmorgendlichen Lüften vor Unterrichtsbeginn am 30.09. konnten hohe Immissionen an pigmentierten Hefen von außen in den Klassenraum gemessen werden. Hefen, die in ihrer Gesamtheit Immissionen von außen beim Lüften zugeordnet werden können und für die es keine Quellen im Klassenzimmer gab, wurden durch die Luftreinigungsgeräte innerhalb von 10 Minuten auf Werte unter 0,25% und quasi auf „Nullbelastung“ reduziert. Die Halbwertszeit der pigmentierten Hefen in der Luft betrug nach Inbetriebnahme der beiden Luftreiniger und einer Luftwechselrate von 26-fach/h ebenfalls nur 3 Minuten.

Luftreiniger gegen Viren

Luftreiniger gegen Viren

Abb. 4: Klassenraum-Test Luftreiniger gegen Viren. Verlaufskurve der Konzentrationen pigmentierter Hefen im Klassenraum am zweiten Versuchstag. Die Reduktionsleistung der Luftreinigungsanlage ist aufgrund des gegenüber den Bakterien deutlich geringeren Hintergrundrauschens entsprechend größer.

Anhand der Ergebnisse dieser Prüfungen kann prognostiziert werden, dass die Keimreduktionsleistung der Luftreiniger – bis zu einem gewissen Punkt, der noch ermittelt werden muss – umso höher ausfallen wird, je höher die Ausgangsbelastung direkt vor Inbetriebnahme der Luftreinigungsmaßnahme ausfällt. Die Bakterienbelastungen überschritten im Versuchszeitraum Werte von etwa 6 x 103 KBE/m3 allenfalls sporadisch und dann auch nur kurzzeitig. Die maximale Bakterienreduktionsleistung der Luftreiniger der Schulz & Berger GmbH konnten angesichts der (erfahrungsbasiert) nur „mäßig hoch“ ausfallenden Innenraumluftbelastungen nicht ermittelt werden.

Der Einfluss der „natürlichen“ Keimreduktion durch Partikelsedimentation und diffusen Luftaustausch nach einem Freisetzungsereignis muss immer bestimmt und bei der Einschätzung der Gesamtreduktionsrate berücksichtigt werden.

7. Prognose der Leistung der Luftreiniger gegen Viren

Den laufenden Emissionen bakterienhaltiger Partikel zum Trotz limitieren die Luftreiniger die Bakterien-Konzentration bemerkenswert zuverlässig auf 10% oder weniger der Bakterienbelastung, die ohne technische Luftreinhaltungsmaßnahme messbar wäre. Die Halbwertszeit der Bakterien in der Luft betrug nach Inbetriebnahme der beiden Luftreiniger und einer Luftwechselrate von 19-fach/h lediglich 5 Minuten.

Im Reinluftstrom zentral unter dem Luftreiniger gegen Viren (Atemhöhe sitzender Mensch) war binnen Minutenfrist nach Inbetriebnahme der Luftreinhaltungsmaßnahme quasi „Nullbelastung“ Diese „Nullbelastung“ betraf alle aufgezeichneten partikulären / feststofflichen Paramater als da waren:

  • optisch gemessene Gesamtpartikel-Konzentration > 0,3 µm
  • Gesamt-Schimmelpilze auf DG18-Agar
  • Gesamtkeime auf Malz-Agar
  • Gesamt-Bakterien auf TSA-Agar

Die „Nullbelastung“ in Atemhöhe eines sitzenden Menschen war während des Unterrichts stabil. Lediglich beim Lüften der Klassenräume wurden durch die dabei auftretenden Raumluftturbulenzen Feinpartikel von außen in nennenswerter Zahl in den gereinigten Frischluftstrom eingemischt.

Eine Ansteckung direkt von Mensch zu Mensch z.B. durch Einatmen von Hustenaerosolen von einem infizierten Mitschüler in der Nähe kann mit den Luftreinigern der Schulz & Berger GmbH zwar nicht verhindert werden. Es ist anhand der Leistungskenndaten, die in dieser Studie ermittelt wurden, aber mit Sicherheit davon auszugehen, dass Luftreiniger der Schulz & Berger GmbH das Infektionsrisiko für die gesamte Klassengemeinschaft in Klassenräumen in erheblichem Maße senken können, da der Infektionsdruck durch laufende Entnahme potenziell infektiöser Aerosolpartikel niedrig gehalten wird.

7. Verfahren der Messung der Luftreiniger gegen Viren

Die Ergebnisse der statistischen Datenauswertung der zeit- und ortskombinierten Partikel- und Luftkeimmessungen zeigen Folgendes: Bakterien in der Klassenraumluft sind überwiegend mit dem Partikel-Kollektiv im unteren Mikrometerbereich assoziiert. Genauer mit Partikeln im Bereich 1 – 10 µm. Den Angaben in der Literatur zufolge sind auch wesentliche Teile des infektiösen luftgetragenen Viruspartikelkollektivs in Aufenthaltsräumen in diesem Partikel-Größenfenster zu finden. Insofern kann man Bakterienpartikel im Größenfenster 1-10 µm befugt als aussagekräftige Ersatzparameter bei der qualifizierten Effektivitätsbeurteilung der Luftreiniger gegen Viren im Hinblick auf die Reduzierung des Infektionsdrucks anerkennen. Der Infektionsdruck, ergibt sich aus ständigen Ausstößen von Coronaviren durch infizierte Personen und lastet auf nicht infizierten Personen. Bakterien in der Luft sind wesentlich zuverlässiger und mit höherer Sensitivität und vor allem deutlich schneller und kosteneffizienter in Luft zu erfassen und nachzuweisen als Viren.

Die Vorteile liegen auf der Hand, weil Effektivitätsüberprüfungen von Luftreinigern dadurch schnell und kosteneffizient möglich gemacht werden können.

8. Kohlendioxid und Luftreiniger gegen Viren

Kohlendioxid ist kein geeigneter Parameter zur Überprüfung der mikrobiologischen Innenraumluftqualität zumindest bei gleichzeitigem Betrieb vom Luftreiniger gegen Viren. Korrelationen zwischen Kohlendioxidkonzentrationen und Aerosolpartikel- bzw. Bakterien-Konzentrationen waren bei Betrieb der Luftreiniger gegen Viren nicht darstellbar und auch von vorneherein nicht zu erwarten.

9. Schutzfaktoren der Luftreiniger gegen Viren

So genannte Schutzfaktoren für Atemschutzmasken geben das von einer bestimmten Atemschutzgeräteklasse erwartete Maß an Schutz gegen schwebfähige Partikel an. Zum Vergleich der Prüfergebnisse der vorliegenden Expertise im Hinblick auf die prozentuale Bakterienreduktion werden die Schutzfaktoren von partikelfiltrierenden Halbmasken gegen schwebfähige Partikel in der Luft, wie z.B. Schimmelpilze, aufgerufen wie folgt:

Typ Maske Schutzfaktor Reduktion

FFP1 4 100% → 25%

FFP2 10 100% → 10%

FFP3 30 100% → 3%

Quelle: Beschluss 45/2011 des Ausschusses für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) vom 05.12.2011: Stellungnahme „Kriterien zur Auswahl der PSA bei Gefährdungen durch biologische Arbeitsstoffe“

Den Prüfergebnissen zufolge haben die Luftreiniger gegen Viren der Schulz & Berger GmbH bei ständigem Betrieb gegen anthropogene Bakterien in der Klassenraumluft einen Schutzfaktor mindestens analog partikelfiltrierenden FFP2-Atemschutzmasken gegen schwebpartikuläre Gefahrstoffe aufzubieten. Gegen die hier gemessenen Gesamtpartikel – und damit mit großer Wahrscheinlichkeit auch gegen infektiöse Coronaviren – können Schutzfaktoren mindestens zwischen FFP2- und FFP3- Atemschutzmasken erwartet werden.

Anmerkung zum Test Luftreiniger gegen Viren

Der Autor dieses Beitrags, Dr. Thomas Missel, ist promovierter Mikrobiologe (Schwerpunkt: Mykologie), bereits 20 Jahre in Hannover und Niedersachsen als Gutachter tätig und bei der IHK Hannover Öffentlich bestellt und vereidigt als Sachverständiger (seit 2008). Bestellungsgebiet bei der IHK ist: Schimmelpilze und Feuchtigkeit in Innenräumen.

Detailinformationen zum Schimmmelpilztest zum selbst machen:

/https://www.schimmelberatung-niedersachsen.de/informationsbeitrag-schimmelpilz-test/

Detailinformationen zum Schimmmeltest zum selbst testen:

https://www.advisan.net/produkt/schimmelpilztest-mykofund/

Luftreiniger gegen Coronaviren

Luftreiniger gegen Coronaviren im Test

1. Messaufgabe beim Test der Luftreiniger gegen Coronaviren

Die Schulz & Berger Luft- und Verfahrenstechnik GmbH in Altenburg / Thüringen hat neue leistungsstarke Luftreiniger gegen Coronaviren für Aufenthaltsräume entwickelt. Das Labor für Arbeits- und Umwelthygiene erhielt den Auftrag, die Luftreiniger gegen Coronaviren mikrobiologisch mit einem möglichst praxisnahen Versuchsverfahren zu testen. Hierzu waren Staubpartikel- und Luftkeimmessungen zur Wirksamkeitsbeurteilung zu konzeptionieren und durchzuführen. Das Luftreinhaltungsverfahren sollte konkret auf die Wirksamkeit bei der Reduzierung des Infektionsdrucks durch Coronaviren überprüft werden. Deshalb wurden die Prüfungen in personenfrequentierten Aufenthaltsräumen vorgenommen.

Referenzgröße waren die Feinstaubpartikel- und Mikroorganismen-Konzentrationen in dem atmosphärischen Milieu, das die Luftreiniger unmittelbar umgibt. Untersuchungsobjekte waren Klassenräume eines Gymnasiums in Altenburg. Die hier vorgestellten Ergebnisse der Prüfung der Luftreiniger gegen Coronaviren stammen vom September 2020.

2. Hintergrund des Tests der Luftreiniger gegen Viren

Die Schutzmaßnahmenentwicklung erfolgte vor dem Hintergrund der derzeitigen Corona-Viruspandemie. Die Politik hat zur Verhinderung einer massenhaften Virusverbreitung u.a. das Tragen von Atemschutzmasken bei Zusammenkünften mehrerer Personen im öffentlichen Raum angeordnet. Diese persönliche Schutzmaßnahme zielt weniger auf eine Reduzierung des Infektionsdrucks auf den Maskenträger ab. Sie ist stattdessen eher als Schutzmaßnahme gegen eine Freisetzung virenkontaminierter Tröpfchen über Mund und Nase durch ggf. mit dem Virus infizierte Trägerpersonen gedacht. Als wirksamer Schutz gegen eine Virusinfektion über den Luftweg und die Aufnahme über die Lunge werden filtrierende Halbmasken mindestens der Filterklasse P2 empfohlen.

3. Masken-Tragegebot in öffentlichen Gebäuden

In einigen Bundesländern in Deutschland wurde u.a. in Schulen, Behörden oder dem Einzelhandel das konsequente Tragen von Atemschutzmasken angeordnet. Man hat sich erhofft, dadurch das Infektionsrisiko durch das Virus zu mindern. Und einen angemessenen Schutz der Schüler, Mitarbeiter und Kunden durch ggf. infektiöse Tröpfchen sicherzustellen. In der Schule soll diese Maßnahme den Infektionsdruck, der auf der Klassengemeinschaft bei Anwesenheit eines virusinfizierten Mitschülers lastet, entscheidend abmindern. Dadurch will man einen regulären Schulbetrieb selbst bei einzelnen Infektionsfällen gewährleisten.

Permanentes Tragen von Atemschutzmasken indes belastet physisch stark. Und erschwert die enorm wichtige Sozialkommunikation in erheblichem Maße. Darüber hinaus sind ständige Maskenbeschaffungen für die gesamte Schülerschaft mit erheblichen Kosten verbunden und stark etatbelastend. Standardisierte Lüftungspläne sind derzeitig in Diskussion bzw. in Erarbeitung. Diese Pläne legen genau fest, wie häufig und wie lange man im Laufe einer Unterrichtsstundelüften muss. Diese Pläne kann man bei Kenntnis innenraumhygienischer Verhältnisse aus mehreren Gründen von vorneherein als abwegig abqualifizieren.

4. Nachweisführung beim Test der Luftreiniger gegen Viren

4.1 Test der Luftreiniger mit Virusaerosolen

Eine direkte Erfassung und Quantifizierung infektiöser Coronaviren des aktuellen Typs Covid19 in der Innenraumluft im Routineverfahren ist nicht möglich. Entsprechende Verfahren sind bisher noch nicht entwickelt und stehen auch nicht in Aussicht einer Entwicklung. Insofern waren beim Test der Luftreiniger gegen Coronaviren mikrobiologische Ersatzparameter in Anschlag zu bringen.

Infizierte Personen geben infektiöse Viruspartikel nicht nur beim Husten, Niesen und Sprechen, sondern auch beim Atmen und somit laufend in die Umgebung ab. Auch Bakterien geben alle Menschen, Infizierte und nicht-Infizierte, ständig an die Umgebungsluft ab. Die meisten der vom Menschen an die Umgebung abgegebenen Bakterien (Kommensalen) sind in der Innenraumluft mit relativ einfachen Verfahren einigermaßen verlässlich quantifizierbar.

4.2 Mikrobiologische Prüfparameter beim Test der Luftreiniger

Gezielte Prüfungen in Vorversuchen zu der vorliegenden Studie haben dies gezeigt: die Bakterienpartikel, die in personenfrequentierten Aufenthaltsräumen von Menschen in die Umgebungsluft abgegeben werden, sind von der gleichen Größe, wie der Großteil der Viruspartikel. Relevant ist vor allem das Partikel-Kollektiv im unteren Mikrometerbereich (1 bis 10 µm). Insofern kann man Bakterienpartikel befugt als aussagekräftige Ersatzparameter bei der Effektivitätsbeurteilung der Luftreiniger gegen Coronaviren anerkennen. Die Messungen wurden mit der Korrelierten Partikelzählung durchgeführt https://www.schimmelpilz-messungen.de/korrelierte-partikelzaehlung/

Bei der vorliegenden Expertise mit einer Beprobung von Schulklassenräumen während des laufenden Schulunterrichts wird der Bakterienpool in der Innenraumluft durch anthropogene Emissionen ständig nachgefüllt. So wie das bei der Freisetzung von Viruspartikeln bei Anwesenheit infizierter Personen auch zu erwarten ist.

Dieser Ansatz der Nachweisführung der Reinigungseffizienz über die Messung luftgetragener Bakterien (Kommensalen) wird als wesentlich realitätsnaher erachtet als Prüfungen, bei denen zur Simulation einer Viruspartikelfreisetzung einmalig zu Versuchsbeginn feinpartikuläre künstliche Aerosole vernebelt und der Verlauf der Abklingphase nach dem Emissionsereignis aufgezeichnet wird.

5. Technische Daten der Luftreiniger gegen Coronaviren

Die Technik der Luftreiniger gegen Coronaviren basiert auf den bewährten „Luftduschen“ der Schulz & Berger GmbH für Arbeitsplätze. Diese „Luftduschen“ generieren bekanntermaßen auch bei Vorherrschen komplizierter Luftströmungsverhältnisse außerordentlich stabile, verwirbelungsarme bis -freie (Laminar-) Luftströmungen. Wie z.B. in Arbeitskabinen im Bereich der Abfallwirtschaft. Das Vordringen ausgehusteter Viruspartikel und infektiöser Tröpfchen in den Laminarstrom im horizontalen Verlagerungsgeschehen und die unmittelbare Virenübertragung von Mensch zu Mensch dadurch wird durch einen Luftschleier verhindert.

Im Eintrittsbereich der angesaugten Luft ist ein Vorfilter (Grobstaubfilter der Filterklasse ISO Coarse nach ISO 16890) angeordnet, der Staub und Fasern, sowie größere Partikel, die sich in der Luft schweben, herausfiltert. Nach dem Vorfilter ist in Strömungsrichtung ein Heizregister angeordnet. Mit diesem kann die angesaugte Luft im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei Bedarf erwärmt werden . Anschließend wird die Luft über einen Schwebstofffilter der Filterklasse H14 (HEPA-Filter) geführt. Dieser diesent dazu, feinste Partikel, wie beispielsweise einzelne Viruspartikel oder solitäre Bakterien oder Aerosole aus der Luft auszufiltern.

Unter dem Schwebstofffilter ist eine kleinere Druckkammer deren Abschluss ein Laminarisator bildet. Durch diesen wird eine gleichmäßige, laminare Luftströmung mit einstellbaren Luftgeschwindigkeiten zwischen 0,2 bis 0,36 m/s gewährleistet, die auf den zu schützenden Arbeitsplatz gerichtet ist https://www.schulz-berger.com/virusfrei-1200

6. Ergebnisse der Austestung der Luftreiniger gegen Coronaviren

Die wichtigsten Ergebnisse kann man zusammenfassen wie folgt:

  • Beim Querlüften der Klassenräume während des laufenden Betriebs der Luftreiniger gegen Coronaviren waren binnen Minutenfrist starke Anstiege der Partikel-Konzentrationen zu verzeichnen. Es handelte sich bei diesen Immissionen atmosphärischer Stäube von außen vor allem um Feinpartikel mit Durchmessern kleiner 1 µm. Die Konzentrationen der Gesamtpartikel (> 0,3 µm) werden durch die Luftreiniger gegen Coronaviren nach derartigen Immissionsereignissen unabhängig vom momentanen Luftwechsel (20-fach ↔ 26-fach h-1) binnen etwa 30 Minuten wieder auf etwa 1% bis 3% Die Halbwertszeit bei Partikeln < 1 µm betrug bei laufenden Luftreinigern und vorgenannten Luftwechselraten lediglich etwa 5 Minuten.

Luftreiniger gegen Coronaviren

Luftreiniger gegen Coronaviren

Abb. 1: Verlaufskurve der Gesamtpartikelbelastung im Klassenraum am zweiten Versuchstag. Bei den Lüftungsvorgängen 1-4 wurde der Klassenraum für jeweils etwa 5 Minuten gelüftet. Beim 5. Lüftungsvorgang wurden alle Fenster über 20 Minuten lang offen gehalten. Die Luftreinigungsgeräte waren dabei laufend in Betrieb. Die Luftwechselrate lag in der Zeit bis 09:45 Uhr bei 26-fach h-1 und wurde anschließend auf etwas unter 20-fach h-1 herunterreguliert.
  • Bei der Beurteilung der Leistungskenndaten der Luftreiniger gegen Coronaviren in Sachen Reduktion der Luftkeimzahlen war hinsichtlich des Eingabewerts und des Beurteilungsparameters zunächst zu unterscheiden zwischen Mikroorganismen-Emissionen und Mikroorganismen-Immissionen in den Klassenräumen. Mikroorganismen -Emissionen in Klassenräumen sind im Vordergrund ständig und unvermeidbar stattfindende Bakterienfreisetzungen vom menschlichen Körper. Mikroorganismen-Immissionen sind Einträge von außen, zu denen es bei jedem Lüften der Klassenräume kommt. Diese Immissionen fielen zur Zeit der Prüfungen verglichen mit den Emissionen erheblich aus. Bei den Immissionen handelt es sich weit überwiegend um Pilze und Hefen.
  • Bei den Versuchsbedingungen dieser Raumluftprüfungen können in Sachen (unvermeidbares) bakterielles Hintergrundrauschen (laufende Emission durch sitzende und wenig bewegungsaktive Menschen) 2 x 102 bis 3 x 102 KBE Bakterien/m3 angegeben werden. Den laufenden Emissionen bakterienhaltiger Partikel zum Trotz limitieren die Luftreiniger die Bakterien-Konzentration bemerkenswert zuverlässig auf 10% oder weniger der Bakterienbelastung, die ohne technische Luftreinhaltungsmaßnahme messbar wäre. Die Halbwertszeit der Bakterien in der Luft betrug nach Inbetriebnahme der beiden Luftreiniger und einer Luftwechselrate von 19-fach/h lediglich 5 Minuten.
  • Mit dem Coronavirus infizierte Personen geben infektiöse Viruspartikel ständig in die Umgebung ab. Bakterien werden von allen Menschen, Infizierten und nicht-Infizierten, ständig und unvermeidbar in die Luft abgegeben. Bei dem Versuchsansatz der vorliegenden Expertise wird der Bakterienpool in der Innenraumluft laufend nachgefüllt, wie das bei der Freisetzung von Viruspartikeln bei Anwesenheit infizierter Personen zu erwarten ist. Dieser Ansatz der Nachweisführung beim Test der Reinigungseffizienz der Luftreiniger gegen Coronaviren wird als wesentlich realitätsnaher erachtet als andere bisherige Prüfungen. Bei letzteren wurden zur Simulation einer Viruspartikelfreisetzung einmalig zu Versuchsbeginn feinpartikuläre biologische oder nicht-biologische Aerosole künstlich vernebelt und der Verlauf der Abklingphase nach dem 1-maligen Emissionsereignis aufgezeichnet.
  • Bei Versuchsansätzen wie dem Vorliegenden war deshalb von vorneherein mit geringeren Reinigungseffizienzquoten von Luftreinigern zu rechnen als bei vorgenannten Versuchen mit einmalig eingebrachten Aerosolwolken bestimmter Qualität.

Luftreiniger gegen Coronaviren

Luftreiniger gegen Coronaviren

Abb. 2: Verlaufskurve der Bakterienkonzentrationen im Klassenraum am ersten Versuchstag. Die Halbwertszeit der Bakterien in der Raumluft nach Inbetriebnahme der Luftreiniger (6.000 KBE/m3 → 3.000 KBE/m3) beträgt etwa 5 Minuten.
  • Erwartungsgemäß wurden die „Gesamtkeime“, die zwar durch Bakterien vom Menschen beeinflusst, aber deutlich überwiegend von Pilzen und pigmentierten Hefen von außen gestellt wurden, durch die Luftreinigungsgeräte auf Werte deutlich unter die der Bakterien reduziert. Die Reduktion näherte sich 1% der Ausgangswerte an. Die Halbwertszeit der Gesamtkeime in der Luft betrug nach Inbetriebnahme der beiden Luftreiniger und einer Luftwechselrate von 26-fach/h lediglich 3 Minuten.
  • Pigmentierte Hefen, die in ihrer Gesamtheit Immissionen von außen beim Lüften zugeordnet werden können und für die es keine Quellen im Klassenzimmer gab, wurden durch die Luftreinigungsgeräte innerhalb von 10 Minuten auf Werte unter 0,25% und quasi auf „Nullbelastung“ reduziert.

Luftreiniger gegen Coronaviren

Luftreiniger gegen Coronaviren

Abb. 3: Verlaufskurve der Konzentrationen pigmentierter Hefen im Klassenraum am zweiten Versuchstag. Die Reduktionsleistung der Luftreinigungsanlage ist aufgrund des gegenüber den Bakterien deutlich geringeren Hintergrundrauschens entsprechend größer.
  • Es ist anhand der Leistungskenndaten, die in dieser Studie ermittelt wurden, mit Sicherheit davon auszugehen, dass Luftreiniger gegen Coronaviren der Schulz & Berger GmbH das Infektionsrisiko für die gesamte Klassengemeinschaft in Klassenräumen in erheblichem Maße senken können. Der Infektionsdruck kann durch die laufende Entnahme wesentlicher Anteile potenziell infektiöser Aerosolpartikel niedrig gehalten werden.
  • Im Reinluftstrom zentral unter dem Zuluftelement (Atemhöhe sitzender Mensch) war binnen Minutenfrist nach Inbetriebnahme der Luftreiniger gegen Coronaviren quasi „Nullbelastung“ gegeben. Diese „Nullbelastung“ betraf alle aufgezeichneten partikulären / feststofflichen Parameter.
  • Den Prüfergebnissen zufolge haben die Luftreiniger gegen Coronaviren der Schulz & Berger GmbH bei ständigem Betrieb gegen anthropogene Bakterien in der Klassenraumluft einen Schutzfaktor mindestens analog partikelfiltrierenden FFP2-Atemschutzmasken gegen schwebpartikuläre Gefahrstoffe aufzubieten. Gegen die hier gemessenen Gesamtpartikel – und damit mit großer Wahrscheinlichkeit auch gegen infektiöse Coronaviren – können Schutzfaktoren mindestens zwischen FFP2- und FFP3- Atemschutzmasken erwartet werden.
  • Bakterien in der Klassenraumluft sind überwiegend mit dem Partikel-Kollektiv im unteren Mikrometerbereich (1 – 10 µm) assoziiert. Der Literatur zufolge sind auch wesentliche Teile des infektiösen luftgetragenen Viruspartikelkollektivs in Aufenthaltsräumen in diesem Partikel-Größenfenster zu finden. Insofern können Bakterienpartikel befugt als aussagekräftige Ersatzparameter bei der qualifizierten Effektivitätsbeurteilung der lüftungstechnischen Anlagen im Hinblick auf die Reduzierung des Infektionsdrucks, der durch ständige Ausstöße von Coronaviren durch infizierte Personen auf nicht infizierten Personen lastet, anerkannt werden. Die Vorteile liegen auf der Hand, weil Effektivitätsüberprüfungen von Luftreinigern dadurch schnell und kosteneffizient möglich gemacht werden können.
  • Eine Ansteckung direkt von Mensch zu Mensch z.B. durch Einatmen von Hustenaerosolen von einem infizierten Mitschüler in der Nähe kann mit den Luftreinigern der Schulz & Berger GmbH zwar nicht verhindert werden. Es ist anhand der Leistungskenndaten, die in dieser Studie ermittelt wurden, aber mit Sicherheit davon auszugehen, dass Luftreiniger der Schulz & Berger GmbH das Infektionsrisiko für die gesamte Klassengemeinschaft in Klassenräumen in erheblichem Maße senken können, da der Infektionsdruck durch laufende Entnahme potenziell infektiöser Aerosolpartikel niedrig gehalten wird.

Anmerkung:

Der Autor ist bei der IHK Hannover Öffentlich bestellt und vereidigt als Sachverständiger für Schimmelpilze und Feuchtigkeit in Innenräumen. Dr. Thomas Missel ist Mikrobiologe und hat am Institut für Tierhygiene der Tierärztlichen Hochschule Hannover promoviert. Er ist seit 1998 als Gutachter im Fachbereich Schimmel und Hygiene nicht nur in Hannover und Niedersachsen, sondern deutschlandweit tätig.