Coronavirus: Wie wirksam sind mobile Raumluftreiniger in Schulen und Kitas?

Coronavirus

Um Kinder und Jugendlichen zu schützen, setzen Schulen und Kitas auf mobile Luftreiniger, die virenhaltige Aerosole filtern. Der Nutzen dieser Geräte ist unter Experten allerdings umstritten.

Berlin

28.03.2021, 11:27 Uhr / Lesedauer: 4 min
In vielen Klassenräumen finden sich in Pandemiezeiten mobile Luftreiniger.

In vielen Klassenräumen finden sich in Pandemiezeiten mobile Luftreiniger. © picture alliance/dpa

Seitdem sich die britische Coronavirus-Variante B.1.1.7 in Deutschland ausbreitet, registriert das Robert-Koch-Institut wieder mehr Infektionen in Kindertagesstätten und Schulen. Um den Betrieb in den Einrichtungen aufrechtzuerhalten, brauche es – neben den Corona-Hygieneregeln (Lüften, Abstand halten und Masken tragen) – regelmäßige Selbsttests für Mitarbeiter und Kinder, Impfungen für Erzieher und mobile Luftfiltergeräte, fordert der Deutsche Kitaverband. Letztere seien für schlecht zu belüftende Räume „essenziell“.

Die Funktionsweise von mobilen Luftreinigern ist schnell erklärt: Über Ventilatoren saugen sie die Raumluft an und pressen sie durch ein Filtersystem. Dieses filtert Schadstoffe wie Pollen, Bakterien und Viren. Anschließend wird die gereinigte Luft wieder in den Raum gespeist. „Aerosolpartikel und Viren können mit Raumluftreinigern sehr effizient abgeschieden werden“, sagt Prof. Christian Kähler, Leiter des Instituts für Strömungsmechanik und Aerodynamik an der Universität der Bundeswehr München.

Der Physiker hat ein Schutzkonzept für Schüler im Unterricht entwickelt, das unter anderem auf Luftfiltergeräten mit HEPA-Filtern basiert. Diese Schwebstofffilter kommen vor allem im medizinischen Bereich, zum Beispiel in Laboren und Operationssälen, zum Einsatz und können mehr als 99 Prozent der Schadstoffe filtern. Um Coronaviren zu inaktivieren, müssten sie laut Kähler der Filterklasse H13 bis H14 entsprechen.

Umweltbundesamt: Luftreiniger nur in Ausnahmefällen nutzen

Schon im November vergangenen Jahres machte die Kommission für Innenraumlufthygiene (IRK) am Umweltbundesamt in einer Stellungnahme jedoch deutlich: Die Geräte sollten das Lüften nicht ersetzen, sondern nur flankieren. Denn die Luftreiniger wälzen die Raumluft lediglich um und führen keine sauerstoffreiche Frischluft von außen zu, sodass ausgeatmetes Kohlendioxid nicht verdrängt wird. Deshalb plädiert die IRK dafür, die Luftfiltergeräte nur im Ausnahmefall einzusetzen, wenn Fenster nicht ausreichend geöffnet werden können oder Zu- und Abluftsysteme nicht infrage kommen.

Dauerhaft würden die Geräte die Luft in geschlossenen Räumen von virenhaltigen Aerosolen ohnehin nicht befreien, ist Prof. Martin Kriegel, Leiter des Hermann-Rietschel-Instituts an der Technischen Universität Berlin, überzeugt. „Es bleiben immer Viren im Raum – egal, wie lange die Luftreiniger laufen“, sagt er dem RedaktionsNetzwerk Deutschland. Hat sich eine Person mit dem Coronavirus infiziert, atmet sie fortwährend virenhaltige Aerosole aus. Das bedeutet, die Viruskonzentration im Raum wird niemals null betragen.

Höhe der Viruskonzentration variiert im Raum

Entscheidend sei nach Einschätzung des Raumlufttechnik-Experten auch, wie lange sich Menschen in Innenräumen aufhalten. Selbst die großen mobilen Luftfiltergeräte seien nicht in der Lage, die Menge an Coronaviren so zu senken, dass Schüler und Lehrer einen ganzen Schultag mit sechs bis acht Schulstunden in den Klassenräumen verweilen könnten. „Am Ende halten wir uns einfach zu lange in den Räumlichkeiten auf“, sagt Kriegel.

Wie effektiv die Luftreiniger die Virenkonzentration reduzieren, hängt unter anderem davon ab, wo sich die infizierten Personen im Raum aufhalten oder wo sich die Lüftungsanlage befindet. Mithilfe der sogenannten Numerischen Strömungsmechanik konnte ein Forscherteam des Hermann-Rietschel-Instituts zeigen, dass sich die Viren in Innenräumen unterschiedlich verteilen – und dementsprechend bestimmte Bereiche risikobehafteter sind als andere.

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„Es gibt immer einen Bereich, der eine erhöhte Viruskonzentration aufweist“, erklärt Kriegel. Wie groß dieser Bereich ist, lässt sich im Vorfeld nicht sagen. Mobile Luftreiniger, die nur an einem Ort stehen und Luft an einer Stelle ansaugen und an anderer wieder freisetzen, würden die virenfreie Luft „nicht optimal“ verteilen – und die virenhaltige Luft nicht effektiv zum Filtergerät führen. Diesen Effekt dürfe man auf keinen Fall unterschätzen, macht der Raumlufttechnik-Experte deutlich.

Kriegel: Luftreiniger haben nach Pandemie keine Verwendung mehr

Eine Alternative zu den Luftreinigern stellt nach wie vor die Fensterlüftung dar. Das Umweltbundesamt empfiehlt, während des Unterrichts alle 20 Minuten zu lüften. Im Winter reicht es, die Fenster drei bis fünf Minuten lang offen zu lassen, an warmen Tagen sollten es zehn bis 20 Minuten sein. Würden diese Regeln befolgt werden, „habe ich die gleiche Wirkung wie bei einem großen Luftfiltergerät“, so Kriegel.

Der Leiter des Hermann-Rietschel-Instituts plädiert allerdings für eine andere Lüftungsstrategie. Er würde es begrüßen, wenn in den Bildungseinrichtungen dezentrale Lüftungsgeräte installiert werden: „Als Elternteil würde ich doch nicht für Luftfiltergeräte kämpfen, sondern für nachhaltige Lösungen und gute Luftqualität in den Räumlichkeiten. Damit fördere ich neben der Gesundheit auch die Leistungsfähigkeit meines Kindes. Das ist seit langer Zeit wissenschaftlich erwiesen.“

Kriegel ist überzeugt, dass die mobilen Luftreiniger nach der Pandemie keine Verwendung mehr haben werden, weil sie unter anderem viel zu laut seien und zu viel Energie verbrauchen würden. Zudem müsse weiterhin mithilfe der Fenster gelüftet werden, um die geltenden Grenzwerte für die Luftqualität einzuhalten. Der Berliner Forscher geht sogar noch einen Schritt weiter: Er rechnet damit, dass der Betrieb von mobilen Luftreinigern nach der Pandemie verboten wird.

Dezentrale Lüftungsanlagen könnten Fensterlüftung ersetzen

Dezentrale Lüftungsgeräte im Quellluftprinzip seien „die beste Lösung“, so der Experte. Dabei wird Frischluft in den unteren Raumbereich eingespeist und verteilt sich dort, sodass eine Art Frischluftsee entsteht. Trifft die Luft auf eine Wärmequelle – also beispielsweise eine Person –, steigt sie an ihr nach oben. Damit sei die Abfuhr von respiratorischen Viren viel effektiver, weil sie mit nach oben steigen, erklärt Kriegel. Im Vergleich dazu würden mobile Luftreiniger, die die Raumluft nur umwälzen und Bereiche mit relativ hohen Viruskonzentrationen schaffen, seiner Ansicht nach „nur bedingt Sinn“ ergeben.

Die dezentralen Lüftungsanlagen lassen sich einfach in den Einrichtungen nachrüsten. Sie sind zwar etwas teurer als die mobilen Luftreiniger, wälzen aber die Raumluft nicht nur um, sondern führen auch Frischluft zu. Außerdem sind sie mit Pollenfiltern, Schalldämpfern und Wärmerückgewinnung ausgestattet und sorgen so dauerhaft und ökologisch sinnvoll für ein behagliches und gesundes Raumklima.

„Sie ersetzen die Fensterlüftung während des Unterrichts“, sagt Kriegel. In den Pausen könnten dann bei Bedarf zusätzlich die Fenster geöffnet werden. Und wenn in den Räumen keine dezentralen Lüftungsgeräte installiert werden können und nicht ausreichend über Fenster gelüftet werden kann? „Solche Räume gehören für die Nutzung gesperrt. Denn man sollte nicht vergessen, dass wir klare und unmissverständliche Regularien haben und Innenräume nicht rechtsfrei betrieben werden dürfen.“

RND

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