Lüftungsanlagen als Mittel gegen Aerosole

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Aerosole gelten als effektive Krankheitsüberträger, die aufgrund ihrer kleinen Partikelgröße bis in unsere Lungen vordringen können. Doch was hat es damit auf sich? Wie kann ich mich davor schützen? Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick rund um das Thema Aerosole.

Was sind Aerosole?

Aerosole sind kleinste Partikel in der Luft. Mit einer Größe zwischen 0,1 µm und 10 µm sind sie mit dem bloßen Auge nicht sichtbar. In festem oder flüssigem Zustand bilden Aerosole feinste heterogene Gemische, die als Schwebeteilchen in Gasen vorkommen. Aerosole lassen sich durch Merkmale wie ihre Größe, die Materialeigenschaften und ihre Wirkungsweise differenzieren. Grundlegend lassen sich zwei Arten von Aerosolen unterscheiden: Die primären und die sekundären Aerosole.

Entstehungsarten von Aerosolen

Die primären und sekundären Aerosole differieren in ihrer Entstehungsart.¹

Die primären Aerosole entstehen durch mechanische Prozesse von festen Materialien. Dies kann durch das Zerreiben und Zerstoßen fester Stoffe, aber auch durch die Dispersion geschehen, bei der flüssige Stoffe in kleine Tröpfchen kondensieren. Die Aerosole bilden sich direkt an der Quelle der mechanischen Prozesse und entstehen daher primär.

Die sekundären Aerosole entstehen bei chemischen Reaktionen wie der Keimbildung oder auch bei der Kondensation. Dabei wird aus übersättigten Gasen flüssiges und festes Material entwickelt. Folgereaktionen der bereits bestehenden Partikel können darüber hinaus weiterhin vorkommen.

Übrigens: Der Begriff Aerosol ist ein Kunstwort und setzt sich aus dem altgriechischen Wort „aer“, (Luft) sowie aus „solutio“ (Lösung) vom Lateinischen zusammen. Es bedeutet wörtlich übersetzt “Luftlösung” oder “Lösung in der Luft”.

Welchen Einfluss hat die Innenraumfeuchtigkeit auf Aerosole?

Die Luftfeuchtigkeit in einem geschlossenen Raum kann deutlich schneller ansteigen als in der Außenluft. Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit kann zu Feuchteschäden wie Schimmel führen, gerade bei nicht ausreichender Luftzirkulation. Generell wird eine Luftfeuchtigkeit von höchstens 60% empfohlen, um ein optimales Raumklima zu erreichen.

Im Zusammenhang mit Aerosolen dreht sich das Ganze um. Je niedriger die Luftfeuchtigkeit ausfällt, desto länger können Aerosole in der Luft schweben und dadurch auch Viren übertragen – trockene Luft steigert entsprechend das Infektionsrisiko. Studien haben ergeben, dass bei einer Luftfeuchtigkeit zwischen 40% und 60% die Überlebensdauer von Viren am kürzesten ist – somit kann auch die Infektionsgefahr reduziert werden.² Die Luftfeuchtigkeit kondensiert – und damit auch die sich in ihr befindlichen Aerosole. Dabei wird von den Aerosolen mehr Wasser aufgenommen, sodass diese zu größeren Partikeln anwachsen (Tröpfchen). Sie werden dadurch anfälliger für die Wirkung der Schwerkraft und sinken schneller zu Boden.

Aerosole und Viren – Welche Rolle spielen Aerosole bei der Krankheitsübertragung?

Viren haben einen Durchmesser zwischen 18 nm und 350 nm (Nanometer) und haften dabei häufig an größeren Partikeln. Um sich vermehren zu können, benötigen sie Kontakt mit empfindlichen Zellen.

Die Aerosole gelten als effektive Krankheitsüberträger. Je nach Größe können Sie entweder in den oberen Atemwegen aufgefangen oder auch bis in die Lunge eindringen.³ Ihre Größe erlaubt es zudem, dass sie Stunden, sogar bis zu Tage in der Luft schweben und somit auch Viren verteilen und übertragen können (<5µm-Partikel). Diese Wirkung wird weiter verstärkt, wenn sie beim Ausatmen in die Luft dringen und sich durch Verdunstung oder Verdampfung verkleinern. Partikel, wie die beim Husten und Niesen, sind durch angereicherte Tröpfchen deutlich größer und werden somit stärker von der Schwerkraft beeinflusst. Diese sinken rein physikalisch schneller zu Boden und schweben kürzer in der Luft (>5µm-Partikel) – wobei durch häufiges Nießen aufgrund des Virenausstoßes, das Infektionsrisiko sogar noch erhöht wird. Des Weiteren gibt es immer auch eine natürliche Luftzirkulation, welche Aerosole draußen oder auch in geschlossenen Räumen verteilen kann. Die empfohlenen Sicherheitsabstände von bis zu 2 m können somit auch überwunden werden.


Vor allem in geschlossenen Räumen ist daher ein kontinuierlicher Luftaustausch zum Schutz der eigenen Gesundheit vor Aerosolen unerlässlich.

Wie kann ich mich und meine Mitmenschen vor Aerosolen schützen?

Nicht nur während einer Pandemie, sondern auch in Zeiten erhöhten Infektionsrisikos können Sie sich und andere Menschen durch einfache Verhaltensregeln schützen. Wir haben Ihnen einige Empfehlungen dafür zusammengetragen.

  • Das Tragen von Masken, zum Schutz der eigenen Gesundheit wird in asiatischen Ländern bereits seit Längerem praktiziert. Ein Mund-Nasenschutz kann das Infektionsrisiko reduzieren, indem krankheitsübertragende Aerosole blockiert werden. Partikel können hier an den Rändern der Maske abgeleitet werden, wodurch der Gegenüber nicht direkt betroffen ist. Tragen Sie daher die Maske sorgsam über Mund und Nase, um Ihre Mitmenschen und sich zu schützen und um potenziell infektiöse Aerosole im weiteren Spektrum zu verteilen. Jedoch kann auch eine Maske Sie nicht vollends vor Aerosolen schützen, da die Partikelkonzentration in geschlossenen Räumen mit der Zeit immer weiter ansteigen wird.
  • Sicherheitsabstände von 2 m schützen vor allem bei Tröpfchen-Infektionen. Abstände können zwar von Aerosolen überwunden werden, jedoch verhindern Sie auch hier, dass Sie und Ihre Mitmenschen im direkten „Aerosol-Strom“ stehen. Wenn Sie sich schützen möchten, können Sie diese Abstände ein zusätzlicher Schutz sein.
  • Sorgsames Desinfizieren kann sinnvoll sein. Achten Sie auf einen gesunden Umgang mit Desinfektionsmitteln. Denn sie töten nicht nur gefährliche Viren, sondern auch die für unsere Gesundheit wichtigen Bakterien auf der Haut. Dadurch entstehen Risse und empfindliche Stellen, die wiederum zur Angriffsfläche für Infektionen werden können.
  • Richtiges Händewaschen sollte generell im Alltag stattfinden. Genügend Wasser und Seife gehören hier ebenso dazu, wie die Dauer der Reinigung. Hier werden 20-30 Sekunden je Waschvorgang empfohlen. Gründliches Abtrocken ist ebenso relevant, bieten feuchte Stellen doch einen neuen Wirtboden für Bakterien.

Wussten Sie schon?

US-Forscher des National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK) haben 2020 innerhalb von Experiment-Studien gemessen, dass von Viren infizierte Personen beim Sprechen bis zu 1000 virushaltige Aerosole ausstoßen bei denen wiederum ca. 30% infektiös beziehungsweise kontaminiert sind. Für eine Infizierung reicht schon der Kontakt ab 300 bis 800 virusbelasteten Aerosolen. Als Folge deklariert das Robert-Koch-Institut die respiratorische Aufnahme von virushaltigen Flüssigkeitspartikeln als Hauptübertragungsweg für viele Krankheiten.

„Richtiges Lüften“ steht daher in einem besonderen Fokus. Doppelt so viel lüften, wie es normalerweise der Fall wäre, würde dem Robert-Koch-Institut zufolge das Infektionsrisiko in geschlossenen Räumen halbieren. Eine Rechnung, die zwar einfach klingt, aber mehr Variablen beinhaltet, als man denkt. Worauf es hier zu achten gilt, haben wir Ihnen in einem gesonderten Ratgeber zum Thema „Richtiges Lüften“ bereitgestellt.

Gerade im Winter kann zu viel lüften auch Probleme mit sich bringen. Bei einem geschwächten Immunsystem kann sich hier das Erkältungs- und somit auch das Infektionsrisiko zusätzlich erhöhen. Zum anderen ist der Wärmeverlust in den kalten Jahreszeiten beim Fensterlüften deutlich höher als in der Übergangszeit. Dies ist auch ein Grund, warum Bewohner häufig im Winter zu kurz lüften, um erhöhte Heizkosten zu verhindern. Dies kann in dieser Jahreszeit einen ausreichenden Luftaustausch nicht garantieren. Eine gute Alternative bieten hierfür dezentrale Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung. Diese sorgen nicht nur kontinuierlich für einen ausreichenden Luftaustausch, sondern filtern dabei auch Schadstoffe und Partikel aus der Raumluft und erhalten die Wärme mit einem Rückgewinnungsgrad mehr als 90%.

Das Europäische Zentrum für Prävention und die Kontrolle von Krankheiten veröffentlichte zur Covid-19 Pandemie von 2020:
„In Gebäuden, in denen sich die Fenster nicht öffnen lassen und das Lüftungssystem in einem geschlossenen Kreislauf funktioniert, sollte für die recycelte Luft eine hocheffiziente Partikelfilterung (HEPA) verwendet werden. Weitere Optionen können nach fachkundigem technischen Rat sein: Platzieren von temporären HEPA-Filtern über die Lüftungsschlitze und Abluftöffnungen in den Räumen, in denen COVID-19-Patienten untergebracht sind, oder Verwenden eines tragbaren HEPA-Luftfiltersystems, das sich in unmittelbarer Nähe des Patienten befindet. ” (Quelle: Technischer Bericht des ECDC, März 2020)


Bild: Raumluftreiniger von OneLife – www.onelife.eco

Achtung: Die aufgezählten Maßnahmen sind kein vollkommener Schutz vor der Übertragung von Krankheiten durch Aerosole. Doch sorgt ihre Kombination für einen erhöhten Schutz vor potentieller Infektion.

Dezentrale Lüftungsanlagen zum Schutz vor Aerosolen

Im direkten Kontakt mit Menschen ist der Schutz vor virenbehafteten Aerosolen nur schwer zu bewerkstelligen. Vor allem in geschlossenen Räumen kann die Konzentration innerhalb der Raumluft schnell ansteigen, sodass sich das Infektionsrisiko dabei erhöht. Eine effektive Lösung kann hierbei mit einem kontinuierlichen Abtrag der Aerosole aus der Raumluft geschaffen werden. Diese kann durch eine effiziente Raumluftfilterung, aber auch durch einen regelmäßigen Luftaustausch gelingen, bei dem die Aerosole mit der verbrauchten Raumluft nach außen abgeführt werden. Dies ist der Grund, warum ein regelmäßiges Lüften in geschlossenen Räumen von führenden Instituten und Virologen empfohlen wird. In der Praxis ist dies oft nicht einfach umzusetzen, denn je kleiner der Raum oder je mehr Menschen sich hier aufhalten, desto häufiger sollte dabei gelüftet werden.

Dezentrale Lüftungsanlagen übernehmen für Sie den regelmäßigen Luftaustausch und führen verbrauchte Raumluft gemeinsam mit den darin enthaltenen Aerosolen nach außen ab.

Dadurch kann das Infektionsrisiko innerhalb von geschlossenen Räumen gesenkt werden, ohne, dass Sie hier tätig werden müssen oder in Ihrem Alltag gestört werden. Durch den regelmäßigen Luftaustausch wird auch übermäßige Feuchtigkeit und CO² mit abgeführt – ebenso wie Schadstoffe innerhalb der Raumluft, die sich durch Ausdünstungen von Möbeln, Textilien und Baustoffen ergeben. Gerade in den Wintermonaten kann die Heiz- und Wärmeenergie um mehr als 90% gespeichert werden, wodurch Sie bis 50% der Heizkosten durch den Wärmeerhalt einsparen können.

Vor allem in Schulen und Kindergärten wird der Einsatz von kontrollierten Lüftungsanlagen immer unumgänglicher – aber auch im direkten Arbeitsumfeld. Typische Aktivitäten wie sprechen, singen oder schreien erhöht die Zahl der ausgestoßenen Aerosole immens. Die Goethe-Universität Frankfurt führte hierzu eine Studie durch, bei welcher Klassenräume mit Lüftungsanlagen getestet wurden. Das Ergebnis war positiv – durchschnittlich 90% der Aerosole in der Luft konnten dabei bereits nach 30 Minuten abgeführt werden.

Des Weiteren sorgen dezentrale Lüftungsgeräte auch für optimale Feuchtigkeitsverhältnisse in Innenräumen. Während übermäßige Feuchtigkeit zusammen mit Aerosolen abgeführt wird, schützt eine Rückbefeuchtung über die integrierte Keramik hier zusätzlich vor einem Austrocknen der Räume.

Feinstaub

Unter Feinstaub versteht man kleinste Partikel, die sich aus festen Stoffen zusammensetzen, die als Bestandteile von Aerosolen in der Atmosphäre vorliegen. Der Feinstaub wird in zwei Arten anhand der Entstehung unterschieden: primär emittierter und sekundär gebildeter Feinstaub. Dabei ist dieser meist die Folge menschlichen Handelns. Beispielsweise entsteht primärer Feinstaub durch Emissionen aus Kraftfahrzeugen, Heizwerken, der Materialherstellung und der Landwirtschaft. Er bildet sich aber auch durch natürliche Staubquellen wie Bodenerosion und kann z.B. beim Fahren von Autos aufgewirbelt werden und in die Luft geraten.

Je nach Partikelgröße kann der Feinstaub bereits in den oberen Atemwegen abgefangen werden. Häufig sind die Partikel jedoch so klein, dass diese bis in die Lunge und in die sich dort befindenden Bronchien und Lungenbläschen eindringen. Ultrafeine Partikel können sogar bis in das Lungengewebe und den Blutkreislauf geraten. Die gesundheitlichen Folgen variieren entsprechend der Eindringtiefe. Feinstaub kann damit Ursache von Schleimhautreizungen und lokalen Entzündungen in Luftröhre und Bronchien sein. Aber durch das Eintreten in den Blutkreislauf kann Feinstaub die Regulierungsfunktion des vegetativen Nervensystems verändern und Folgeerkrankungen in Organen bewirken.

Auch hier können dezentrale Lüftungssysteme durch einen kontinuierlichen Luftaustausch unterstützen, genauso wie durch integrierte HEPA-Feinstaubfilter. Dabei werden Feinstaub-Partikel regelmäßig aus den Räumen abgeführt und aus der Raumluft gefiltert.

Wenn Sie sich näher für das Thema Feinstaub interessieren, empfehlen wir Ihnen unseren spezifischen Ratgeber.

Wie funktionieren dezentrale Lüftungsanlagen?

Bei einer dezentralen Lüftung werden mehrere Einzelgeräte direkt in die Außenwand eines Gebäudes paarweise eingesetzt. Dadurch kann der Luftaustausch an mehreren Stellen bewerkstelligt werden, was gerade für den schnellen Abbau von Aerosolen hilfreich ist. Die paarweisen Systeme funktionieren nach dem Push-Pull-Prinzip. Jedes Lüftungsgerät führt dabei abwechselnd ca. 60 Sekunden lang Raumluft nach außen ab, bevor der Reversierventilator des Geräts seine Richtung ändert und den Raum wieder 60 Sekunden lang mit Frischluft versorgt. Die Wärme der verbrauchten Raumluft wird durch einen Wärmetauscher beim Abführen bis zu 91% gespeichert und nach dem Richtungswechsel an die einströmende Frischluft abgegeben. Der kontinuierliche Luftstrom wird dabei permanent durch eingesetzte Filtersysteme von Schadstoffen, Partikeln und Pollen gefiltert – sowohl von der abgeführten Raumluft als auch von der einströmenden Frischluft von außen. Die Systeme können dabei nicht nur bei Neubauten direkt in der Rohbauphase mit eingeplant werden, sondern durch eine Kernlochbohrung auch nachträglich innerhalb kürzester Zeit nachgerüstet werden.

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getAir bietet als Premiumhersteller von dezentralen Wohnraumlüftungen für jede Bausituation passende Lüftungslösungen an und begleitet seine Kunden von der Idee bis zur Inbetriebnahme der Lüftungsgeräte.

Nicht nur zum Feuchteschutz für Gebäude, sondern vor allem zum Schutz der eigenen Gesundheit vor Aerosolen und Schadstoffen, bietet getAir kostenfreie Lüftungskonzepte für Interessenten an, die auf Basis Ihres Grundrisses sowie Ihren Vorstellungen eine individuelle Lüftungslösung entwickelt. Gerne beraten wir Sie zu Ihrer individuellen Situation und besprechen mit Ihnen gemeinsam Möglichkeiten für eine dezentrale Wohnraumlüftung.

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Quellen

² Moriyama, Miyu; Hugentobler, Walter J.; Iwasaki, Akiko (2020): Seasonality of Respiratory Viral Infections. In: Annual review of virology.

³ Aerosolforschung des GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, siehe https://www.helmholtz-muenchen.de/fileadmin/GSF/pdf/publikationen/broschueren/aerosolforschung/Aerosolbroschuere.pdf

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