Studie der Hochschule Heilbronn

Wie sinnvoll sind Luftfilter wirklich? Studie der HHN überrascht

Professorin Jennifer Niessner lehrt an der Fakultät Mechanik und Elektronik und ist Expertin im Fachbereich der Strömungslehre.
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Professorin Jennifer Niessner lehrt an der Fakultät Mechanik und Elektronik und ist Expertin im Fachbereich der Strömungslehre.
  • Lisa Klein
    VonLisa Klein
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Luftfilter sollen künftig in Schulen zum Einsatz kommen. Doch wie effektiv sind Raumluftfilter? Eine Studie der HHN zeigt: Das Handling ist entscheidend.

Die Sommerferien 2021 in Baden-Württemberg rücken immer näher und somit auch die Frage, wie es nach den Ferien weitergehen soll. Aktuell ist laut der Corona-Verordnung Präsenzunterricht möglich – abhängig der Inzidenz und unter bestimmten Auflagen. Dennoch stellt die Schule ein gewisses Infektionsrisiko dar. Die Sorge vor erneuten Schulschließungen aufgrund von steigenden Inzidenzen in Baden-Württemberg durch Reiserückkehrern nach den Ferien und der sich in Deutschland rasant ausbreitenden Delta-Mutante ist groß.

Die Politiker setzen derzeit auf den Einsatz von Luftfiltern. Baden-Württembergs Ministerpräsident Winfried Kretschmann (Grüne) kündigte bereits ein Förderprogramm von 60 Millionen Euro für Luftfilter in Schulen an. Doch wie effektiv sind Luftfilter wirklich? Können Raumluftreiniger das Infektionsrisiko in Schulen verringern?

Raumluftreiniger werden als Mittel zur Eindämmung der SARS-CoV2-Pandemie für Schulen und Hochschulen heiß diskutiert. Die Hochschule Heilbronn (HHN) hat nun zum Thema Raumluftfilter eine Studie durchgeführt. Die Forscher kommen dabei zu einem etwas anderen Ergebnis wie die Stuttgarter, welche ebenfalls kürzlich eine Luftfilter-Studie durchgeführt haben.

HHN-Studie: Wie wirksam sind Luftfilter wirklich?

Einer der Hauptübertragungswege für das Coronavirus sind kleinste luftgetragene Tröpfchen (Aerosole), die beim Atmen, Sprechen, Niesen, Husten und Singen ausgestoßen werden. Mobile Raumluftfilter das indirekte Infektionsrisiko reduzieren, indem sie Aerosolpartikel aus der Luft entfernen. Bisher war nicht klar, welche Rolle die Position und Ausrichtung eines Raumluftfilters hat, ob diese Geräte an allen Positionen immer zu einer ähnlichen Reduktion des Infektionsrisikos führen oder dieses eventuell lokal erhöhen können.

Das Forscherteam um Professorin Jennifer Niessner und Professor Raoul Zöllner untersuchte das relative Infektionsrisiko explizit an den Stellen, an denen Studierende einatmen und setzte dafür auf ein Low-Cost Sensor-Netzwerk sowie auf Strömungssimulationen.

Studie der Hochschule Heilbronn zeigt: Die Ausrichtung der Luftfilter ist entscheidend

Die HHN-Professorin Niessner untersuchte zusammen mit ihrem Team die Wirksamkeit des Raumluftfilters „OurAir SQ 2500“, der von MANN+HUMMEL zur Verfügung gestellt wurde. Es wurden die belegten Plätze im Testhörsaal, der Ort des „Infizierten“, der Aufstellort und die Ausrichtung des Raumluftreinigers sowie der Volumenstrom des Raumluftreinigers variiert und die Temperatur sowie die relative Feuchte untersucht. Dafür kamen Messungen und Strömungssimulationen zum Einsatz, erklärt die HHN in einer Pressemitteilung.

Untersucht wurde ein Zeitraum, der sich aus Kombination von 20 Minuten mit laufendem Partikelgenerator und 20 Minuten ohne Partikelerzeugung zusammensetzt. Auch bei ungünstiger Position und Ausrichtung des Raumluftreinigers wird die Partikelkonzentration durchschnittlich um etwa 60 Prozent gesenkt. Dabei ist wichtig, dass durch die Richtung der Ausblasung keine Partikeln von Person zu Person transportiert werden können. Bei guter Aufstellposition werden in diesem Kombi-Szenario lokale Reduzierungen der Aerosolpartikelkonzentration von bis zu 90 Prozent gemessen.

Luftfilter helfen, das Infektionsrisiko in geschlossenen Räumen zu reduzieren

Aufgebaut wurde das Gerät in einem Stufenhörsaal der HHN, Campus Sontheim (Raum E116). Pappkartons mit Glühbirnen dienten als Personenersatz, um eine reale Heizsituation und ein reales Strömungshindernis zu simulieren. Einer dieser Dummys war mit einem Aerosolgenerator ausgerüstet und emittierte ungefährlichen Salznebel. Die Aerosolpartikelkonzentration und damit das Infektionsrisiko ermittelte das Team mithilfe von hochgenauen optischen Partikelzählern und eines Netzwerks aus Low-Cost-Partikelsensoren, die im „Gesicht“ der Dummies angebracht waren – an den Orten, wo potenziell eingeatmet wird.

 Die Studienergebnisse zeigen, dass Raumluftfilter helfen können, das Infektionsrisiko in geschlossenen Räumen zu reduzieren und ein wirksamer Baustein zur Pandemiebekämpfung z.B. für Schulen oder Hochschulen sein können,

HHN-Professorin Jennifer Niessner.

Die Ergebnisse der Raumluftfilter-Studie fließen in das Verbundforschungsprojekt „Testaerosole und -verfahren für Wirksamkeitsuntersuchungen von Luftreinigungstechnologien gegenüber Sars-CoV-2“ ein. Niessner kooperiert hier mit Kollegen und Kolleginnen der Universität Stuttgart, dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Universitätsklinikum Tübingen.

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