In der Lüftungstechnik ging es schon immer darum, Raumluft frisch, sauber und richtig temperiert bereitzustellen. Die Ereignisse im Zusammenhang mit SARS-CoV-2 machen jedoch eine neue Bewertung der Keimbelastung von Luft notwendig. Wo mit der Gastronomie und Hotellerie ganze Wirtschaftszweige zum Erliegen kommen, wo Schulen geschlossen bleiben, erhält die Reinigung und Desinfektion von Raumluft eine nie dagewesene Bedeutung.
Nach derzeitigem Wissensstand erfolgt die Übertragung von SARS-CoV-2 vor allem durch Tröpfcheninfektionen. Insbesondere Aerosole, die sich beim Ausatmen im Raum verteilen, spielen als Träger der pathogenen Erreger eine große Rolle. Durch entsprechende (eingebaute wie mobile) Lüftungstechnik lässt sich die Luft reinigen und von den Viren befreien.
Luftwechsel, Filter und UV-C kombiniert
Halton hält für den Einsatz in gemeinschaftlich genutzten Räumen ein Luftreinhaltungssystem mit hoher Sicherheit bereit: Die Sentinel-Technik reduziert Viren und Bakterien im Raum aufgrund einer Wirkungskombination aus Luftwechsel, Filterung und Desinfektion deutlich. Diese Kombination erhöht die Systemeffizienz zur Inaktivierung von pathogenen Erregern maßgeblich.
Wo eine Erhöhung des Frischluftanteils nicht oder nur eingeschränkt möglich ist, stellen die dezentralen UVGI-Umluftgeräte eine Alternative dar: Sie reinigen die Luft vor Ort und erhöhen damit die Luftwechselrate bzw. den Anteil sauberer Luft im Raum, ohne dass ständig die Fenster geöffnet werden müssen.
Die Geräte lassen sich überall dort einsetzen, wo sich mehrere Personen in einem Raum aufhalten und sich pathogene Erreger schnell in der Luft anreichern. Dies ist beispielsweise im Betriebsrestaurant, im Fitnessstudio, im Klassenzimmer oder im Konferenzraum der Fall.
Anteil sauberer Luft erhöhen
Die Wahrscheinlichkeit einer Tröpfcheninfektion in einem von Menschen genutzten Raum lässt sich mathematisch bestimmen: Die Welly-Riley-Gleichung zeigt mit zunehmendem Zustrom sauberer Luft in einen Raum eine exponentielle Abnahme der Wahrscheinlichkeit, sich zu infizieren. In diese mathematische Funktion fließen Parameter wie die Personenanzahl sowie deren Aufenthaltsdauer ein. Entscheidende Erkenntnis daraus: Erhöht sich der Anteil der sauberen Luft im Raum um das Vierfache, verringert sich die Wahrscheinlichkeit einer Infektion um 75 Prozent (siehe Grafik).
Bild: Halton
Bild: Halton
Technik aus dem OP-Saal
Filtration ist eine wirtschaftliche und effiziente Methode zur Reinigung von Luft. Mit geeigneten Filtern reduziert sie pathogene Erreger. Halton konzipierte Luftreiniger mit effizienten HEPA-Filtern ursprünglich für OP-Säle. Die Grundfunktion wurde bei den Sentinel-Geräten übernommen, allerdings kommen anstatt HEPA- hier MERV-13-Filter zum Einsatz. Diese halten bereits eine ausreichend große Zahl an Partikeln zurück, weisen aber im Vergleich zu HEPA-Filtern einen deutlich niedrigeren Druckverlust auf und sind damit wirtschaftlicher zu betreiben.
Der bereits hohe Wirkungsgrad durch den Filter wird durch die Kombination mit UV-C-Strahlen noch einmal gesteigert. Die elektromagnetische Strahlung im Schwarzlichtbereich mit Wellenlängen zwischen 100 und 280 nm schädigt DNA und RNA. Erreger können sich in der Folge nicht mehr reproduzieren und werden somit inaktiviert. Der Fachbegriff für diese Wirkung lautet Ultra Violet Germicidial Irradiation, kurz UVGI. Die Strahlung wirkt sowohl auf die durch das Lüftungsgerät transportierte Luft als auch auf die Filteroberfläche. Selbst beim Filtertausch lässt sich somit ausschließen, dass Viren wieder an die Umgebungsluft abgegeben werden.
Bild: Halton
Hohe Effizienz gegen SARS CoV-2
Interessant wird diese Technik besonders durch den Nachweis der Wirksamkeit durch ein Forschungsinstitut. Die auf Lüftungstechnik spezialisierte Forschungseinrichtung LMS Technologies, Inc. in Minnesota hat Labortests unter Bedingungen durchgeführt, wie sie vom amerikanischen Berufsverband für Heizung, Lüftung und Klima ASHRAE definiert werden.
Die Ergebnisse zeigen eine Reduktion der keim- und plaquebildenden Einheiten um 86 und 95 Prozent bei den Erregern MS-2 und Serratia. Unter Berücksichtigung der UV-C Anfälligkeit verschiedener Erreger lassen sich die Ergebnisse auf das SARS-CoV-2 Virus übertragen. Die Effizienz für Covid errechnet sich demnach mit 89 Prozent. Umgerechnet auf den Luftdurchsatz von 2000 m³/h werden also mit einem mobilen UVGI-Lüftungsgerät stündlich ca. 1800 m³ Luft von Viren befreit. Halten sich in einem Raum 50 Personen auf und werden zwei mobile UVGI-Geräte eingesetzt, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, sich zu infizieren, damit um das Vierfache. Dies gilt für einen Mindestaußenvolumenstrom von 25 m³/h pro Person. Wird der Raum nicht belüftet, ist die Viren-Reduktion noch höher.
Vier Geräte – eine Technik
Die UVGI-Technologie von Halton liegt in unterschiedlichen Ausführungen vor. Flexibel einsetzbar ist der mobile UGVI-Luftreiniger. Es handelt sich um ein steckerfertiges Umluftgerät mit MERV-13 / F 7-Filter, das bis zu 2000 m³/h saubere Luft liefert. Zu bedienen ist es per Touch-Display bzw. über Bluetooth. Das Gerät ist 153 cm hoch, lässt sich schlank an der Wand aufstellen und kann auf Rollen dorthin transportiert werden, wo es gebraucht wird.
Zur Integration in bestehende Lüftungsdecken ist die UVGI-Deckenkassette (UVGI-Return-Air Grill) konzipiert, die sich in ein 600 x 600 mm Deckenraster einbauen lässt. Sie hat einen Luftdurchsatz von maximal 2500 m³/h und weist einen niedrigen Druckverlust auf.
Eine Besonderheit ist der UVGI-Deckenstrahler (UVGI-Overhead-Light), der ausschließlich der Oberflächendesinfektion nach Dienstschluss dient. Er lässt sich mit 1200 x 600 mm Außenmaß ebenfalls in die Decke einbauen und eignet sich unter anderem für den Einsatz in OP-Sälen, Labors und der Pharma-Industrie sowie in Fitnessstudios. Der integrierte UV-C-Strahler desinfiziert innerhalb von maximal 30 min 99,9 Prozent der bestrahlten Fläche. Das Gerät ist mit Zeitschaltuhr sowie einem Präsenzmelder ausgestattet, der die Strahlung sofort unterbricht, wenn eine Person den Raum betritt.
Ebenfalls im Programm ist das mobile Gerät Vita Cell. Die steckerfertige Lösung wurde ursprünglich speziell für OP-Säle entwickelt und arbeitet im Gegensatz zum mobilen UVGI-Luftreiniger ausschließlich mit HEPA-Filtern. Mit diesen filtert es bis zu 99,99 Prozent pathogener Erreger aus der Luft. Das Gerät eignet sich für etwa 200 m² Grundfläche und ist für einen Volumenstrom von bis zu 2500 m³/h ausgelegt.
Bild: Halton
Bild: Halton
Bild: Halton / Kirchner
