Interview: Mobile Raumluftreiniger – eine Möglichkeit für Augenoptiker?

Das Coronavirus begleitet uns nun fast ein Jahr und die Forschung liefert immer neue Erkenntnisse. So weiß man inzwischen, am höchsten ist die Wahrscheinlichkeit sich mit dem Coronavirus zu infizieren über eine direkte Infizierung und über Aerosole. Um das Risiko einer indirekten Infizierung über Aerosole zu reduzieren, gibt es die klare Empfehlung, regelmäßig zu lüften. Aber das ist manchmal leichter gesagt als getan. Sei es in Schulen, wo das regelmäßige Lüften gerade in der bevorstehenden kalten Jahreszeit eine große Belastung für Schüler und Lehrer darstellt oder sei es im Einzelhandel. Die meisten Augenoptikfachgeschäfte verfügen über eine Eingangstür und ein Schaufenster – wie soll hier die regelmäßige Lüftung in dem Maße, wie es notwendig wäre, gewährleistet werden? Eine Alternative stellen Raumluftreiniger dar. Wir sprachen mit einem Experten über diese Geräte: Univ.-Prof. Dr. Christian J. Kähler lehrt am Institut für Strömungsmechanik und Aerodynamik der Universität der Bundeswehr München. Mit ihm klärten wir die Frage, ob mobile Raumluftreiniger eine geeignete Möglichkeit für den augenoptischen Fachbetrieb darstellen.

Optikernetz: Wie kam es dazu, dass Sie sich jetzt so intensiv mit dem Coronavirus beschäftigen?

Kähler: Ursprung war Februar, März dieses Jahres. Es ging los damit, dass in den Medien immer thematisiert wurde, dass die Masken nichts nützen und dass es keine Evidenz dafür gebe, dass von den Schutzmasken ein positiver Effekt ausgeht – das ist natürlich Quatsch. Wir nutzen diese Schutzmasken als Arbeitsschutz seit 25 Jahren, da kann mir jetzt keiner erzählen, dass die nichts nützen und keinen Schutz bieten. Ich habe dann versucht, mich ein bisschen gegen diese Meinung zu stellen, habe wissenschaftliche Studien dazu geführt und inzwischen auch im Journal of Aerosol Science veröffentlicht. Man muss differenzieren, welche Masken man meint, wenn man sie gut- oder schlechtredet, denn da gibt es viele. Und man muss die physikalische Wirkung dieser Masken genau kennen, um sie beurteilen zu können. Dann ging es weiter, dass eine Verordnung herauskam bezüglich des Singens und Musizierens mit Blasinstrumenten. Da wurde gesagt, dass man Abstände von zwölf Metern einhalten müsse in Richtung des Ausblasens von Blasinstrumenten. Das ist strömungsmechanisch Quatsch. Dann habe ich einige Studien dazu gemacht, die auch weltweit durch die Zeitungen gegangen sind, habe auch weltweit Chöre und Orchester beraten und die Musikcorps der Bundeswehr. Und schließlich ging es ja um Innenräume, die mit vielen Personen besetzt sind. Und da habe ich mich dann mit dem Thema der Raumluftreiniger auseinandergesetzt. Wissenschaftlich gab es da eigentlich nur eine Publikation, die diese Dinge thematisiert hat, die im letzten Jahr erschienen ist. Und da erschien mir noch einiges an Forschungsbedarf. Deshalb habe ich inzwischen vier Studien – die fünfte läuft gerade – gemacht zu diesem Thema in unterschiedlichen Räumlichkeiten.

Optikernetz: Vielleicht können Sie uns zu Beginn einmal eine kurze Einschätzung bzw. Unterscheidung zwischen den beiden Begriffen der direkten und der indirekten Infizierung geben.

Kähler: Man muss zwei Infektionsmöglichkeiten in Betracht ziehen, wenn man sich mit Aerosolpartikeln auseinandersetzt. Das eine ist die direkte Infektion, die immer dann auftreten kann, wenn wir über längere Zeit über kurze Distanz miteinander kommunizieren oder wenn wir angehustet oder angeniest werden über kurze Abstände. Über diese Art kann man sich direkt infizieren. Die Aerosolpartikelkonzentration ist sehr hoch und das Ansteckungsrisiko ist groß, insbesondere bei kleinen Abständen. Schützen kann man sich durch Abstände, durch Masken, durch Schutzwände. Dann gibt es die indirekte Infektion. Das heißt, wenn in einem Raum infizierte Personen sind oder infizierte Personen waren über einen längeren Zeitraum, dann kann die Aerosolpartikelkonzentration in dem Raum kritische Werte annehmen, sodass eine Infektion auch dann stattfinden kann, wenn man gar nicht mit einer infizierten Person kommuniziert oder angehustet wird. Die infizierten Personen können auch schon wieder draußen sein aus dem Raum. Die Virenlast kann trotzdem so hoch bleiben, dass der Raum einfach infektiös ist. Und da muss man sich anders schützen. Da gibt es die Möglichkeiten, das über die Fensterlüftung zu realisieren. Das hat allerdings auch einige Nachteile. Dann gibt es die Möglichkeit, eine Raumlufttechnische Anlage zu nutzen, die ist an sich sehr gut, allerdings nur verbaut in ganz wenigen Gebäuden in Deutschland – insofern keine allgemeine Lösung. Und dann gibt es diese mobilen Raumluftreiniger, die kann man einfach in den Raum reinschieben und da können sie dann für Sicherheit vor einer indirekten Infektion sorgen. Man muss sich immer klarmachen, es gibt Möglichkeiten das Infektionsrisiko massiv zu reduzieren, aber hundertprozentig ausschließen kann man es natürlich nicht. Das Leben hat ein bestimmtes Risiko. Und man muss sich immer fragen, welches Risiko ist man bereit zu tragen.

„Angenommen draußen sind es 0 Grad und drinnen 20 Grad – Sie öffnen die Fenster und lüften und haben dann drinnen eine Temperatur von 10 Grad. Dann haben Sie 50 Prozent der Luft ausgetauscht – das ist zu wenig. Wenn Sie drinnen die gleiche Temperatur haben wie draußen, haben Sie 100 Prozent der Luft ausgetauscht. Laut Bundesumweltamt müssen Sie das in Schulen dreimal in der Stunde machen. Das wird physikalisch nicht gehen. Und ich sage: Es ist zu wenig. Dieses Virus ist gefährlich, wir brauchen einen Luftaustausch nicht von Drei, sondern von Sechs! Für mich ist nicht nachvollziehbar, warum das Bundesumweltamt eine Luftwechselrate von nur Drei fordert und das über eine Methodik, mit der man die Drei nicht erreichen kann. Deshalb müssen wir etwas Anderes machen und deshalb habe ich mich für die mobilen Raumluftreiniger eingesetzt!“

Optikernetz: Sie haben es gerade angesprochen bei den verschiedenen Möglichkeiten: Die Lüftung über Fenster und Türen. Sie sagten, da gibt es auch die eine oder andere Schwierigkeit. Was könnte das sein?

Kähler: Also Fensterlüften wurde lange erforscht über viele Jahrzehnte, die Ergebnisse sind bekannt und publiziert. Da kann man einfach nachschauen. Da gibt es zunächst verschiedene Lüftungskonzepte. Man kennt ja von zu Hause die Kipplüftung, wo das Fenster nur einen Spalt auf ist, aber dauerhaft. Und es gibt die Stoßlüftung, wo man das Fenster weit aufreißt für kurze Zeit. Da weiß jeder, dass die Stoßlüftung grundsätzlich besser funktioniert, als die Kipplüftung. Dann gibt es noch die Möglichkeit, eine Querlüftung zu machen. Das heißt, wenn man Fenster auf gegenüberliegenden Seiten des Raumes hat, kann man die öffnen. Das funktioniert nochmal besser, weil dann bei guten Windbedingungen von draußen die Luft durch den Raum hindurchgeschoben wird zur anderen Seite und da hinausgeführt wird. Das ist die Verdrängungslüftung, die ist sehr sehr gut, wenn der Wind auf die eine Fensterfront drückt. Wenn man aber nur ein Fenster oder ein paar Fenster auf einer Seite aufmacht, dann wird es die so genannte Mischlüftung. Die ist nicht besonders effizient. Das Problem der Lüftung als solches ist jetzt das Folgende und deswegen kritisieren ich auch dieses Lüftungskonzept: Erstens, wenn es draußen sehr kalt ist, wird man es nicht mehr machen. Die Menschen haben einfach keine Lust, wenn draußen Frost ist, so häufig zu lüften, dass der Raum letztendlich komplett auskühlt. Und man sitzt drinnen, aber es ist so kalt wir draußen. Das machen die Menschen nicht. Insofern sich auf dieses Lüftungskonzept zu verlassen, wird menschlich schon gar nicht funktionieren. Dann funktioniert es auch physikalisch nicht. Der Grund ist folgender: Lüften funktioniert immer dann sehr gut, wenn draußen der Wind weht oder aber wenn es einen großen Temperaturunterschied zwischen drinnen und draußen gibt. Die Windverhältnisse sind oft nicht gegeben. Also an der Küste vielleicht schon, da haben sie eigentlich immer Wind, aber wenn sie Kontinentalklima haben, haben sie es nicht. Das zweite ist eben der Temperaturunterschied. Da kann man jetzt sagen, naja im Winter ist der Temperaturunterschied groß. Drinnen sind es 20 Grad, draußen sind 0 Grad oder 10 Grad oder 15. Insofern müsste es ja gut funktionieren, aber jetzt muss man sich Folgendes klarmachen: Wenn man lüftet, und es funktioniert gut, dann wird es auch schnell kalt. Und wenn man so viel lüftet, wie man müsste, um Sicherheit vor einer indirekten Infektion zu kriegen, dann kühlt der Raum nach einigen Stunden so massiv aus, dass es drinnen so kalt ist wie draußen. Und damit funktioniert das Lüften nicht mehr.

Optikernetz: Damit sind wir bei den Alternativen zur Fensterlüftung. Wie unterscheiden sich die fest installierten Anlagen und die mobilen Geräte?

Kähler: Eine Raumlufttechnische Anlage, wenn man die mit hundert Prozent Außenluft betreibt, ist sehr gut. Energetisch ist sie nicht so günstig, weil sie kalte Außenluft einfördert und warme Innenluft nach draußen fördert. Es gibt die Möglichkeit der Wärmerückgewinnung, dadurch wird das alles besser. Aber der Nachteil dieser Anlagen ist, dass es sie in kaum Gebäuden gibt und dass sie energetisch nicht so günstig sind. Ich habe sie gerade auch diese Woche nochmal getestet. Die sind schon sehr gut, wenn man eine moderne und leistungsfähige Anlage hat. Aber wenn man jetzt so eine Anlage nicht hat und Fensterlüften geht auch nicht, dann kann man sich so einen mobilen Raumluftreiniger hinstellen. Und man kann bei diesen mobilen Raumluftreinigern den Volumenstrom einstellen. Wenn man das Sechsfache des Raumvolumens pro Stunde haben möchte, dann stellt man das einfach ein und dann macht der das. Der funktioniert dann am Ende ähnlich gut. Jetzt hängt es davon ab, wie die Raumlufttechnische Anlage ggf. eingebaut ist. Wenn das eine Punktuelle ist, ist die ähnlich wie ein mobiler Raumluftreiniger. Wenn sie flächig absaugt über den ganzen Raum, dann ist sie auch noch besser. Aber grundsätzlich, selbst wenn der Raumluftreiniger ein kleines bisschen schlechter sein sollte als eine wirklich optimale Raumlufttechnische Anlage, dann können sie das ganz leicht kompensieren. Sie können nämlich den Volumenstrom einfach anheben um zehn oder zwanzig Prozent und dann haben sie das alles kompensiert.

Optikernetz: Das heißt diese mobilen Raumluftreiniger sind eine echte Alternative. Würden Sie sagen, dass sie auch für Ladenlokale von Augenoptikern geeignet sind?

Kähler: Absolut. Die sind hervorragend geeignet für Schulen, das haben wir vorhin schon gesagt, um das Infektionsrisiko zu senken. Natürlich sind sie auch für die Gastronomie, für Gaststätten und Restaurants gut geeignet. Für Arztpraxen, Apotheken, kleine Geschäfte.

Man muss auf drei Sachen achten bei diesen Geräten: Man muss das Raumvolumen kennen, wofür man sich so ein Gerät wünscht. Und dann muss das Gerät so leistungsfähig sein, das Sechsfache des Raumvolumens pro Stunde zu filtern. Darauf muss man unbedingt achten. Das Zweite ist, dass diese Geräte einen guten Filter haben, also einen Filter der Klasse H13 oder H14, weil die in der Lage sind, auch kleinste Aerosolpartikel sehr effizient abzuscheiden. Die sind somit auch in der Lage alle Viren abzuscheiden. Diese Filter solle man auf jeden Fall integriert haben. Sonst kann es sein, dass die Geräte zwar viel Luft bewegen, aber eigentlich nur dazu dienen, Pollen herauszufiltern und Pollen sind viel größer als die Viren, dann würden die Geräte keinen Schutz bieten. Und der dritte Punkt, der wichtig ist, ist, dass die Geräte leise sind. Denn wenn sie laut sind, dann schaltet man sie ab. Es ist üblicherweise so, dass große Geräte einen großen Lüfter haben, der bei einer kleinen Drehzahl dreht, den hören sie dann kaum. Kleine Geräte haben einen kleinen Lüfter, der dreht sehr schnell und macht unheimlichen Krach. Wenn man diese drei Kriterien beachtet, dann ist es auch relativ unabhängig davon, wo man das Gerät im Raum aufstellt, das haben wir auch wissenschaftlich analysiert. Sie sollten dafür sorgen, dass das Gerät einen guten Zugriff auf die Raumluft hat, also am besten nicht mit Decken abdecken oder hinter einem kleinen Separee abschotten, das sollte man nicht machen. Aber wenn die Geräte ein guter Zugriff auf die Raumluft haben, dann ist es auch egal, wo Sie die hinstellen. Es ist auch egal, wie viel sie aufstellen in den Räumen (Tische, Stühle, Schränke,…) oder ob dort Personen herumlaufen, das haben wir uns in unseren Studien auch angeschaut. Wenn Personen herumlaufen, ist es sogar ganz gut, weil das für eine zusätzliche Durchmischung sorgt. Es ist also eigentlich sehr einfach diese Geräte aufzustellen. Auch der Betriebe ist extrem einfach, sie brauchen nur den Stecker in die Steckdose zu stecken auf Start zu drücken, dann laufen die schon los. Und dann wählen sie einmal ihren Volumenstrom aus und schalten entweder abends ab oder sie programmieren das Gerät so, dass es morgens anspringt und sich abends automatisch ausschaltet. Auch wartungsmäßig sind die ganz einfach. Die großen professionellen Geräte haben einen relativ großen Filter drinnen und der kann aus meiner Sicht ein, zwei vielleicht sogar drei Jahre drinbleiben ohne dass sie ihn tauschen müssen. Üblicherweise gibt es noch einen kleinen Vorfilter, der könnte schon mal verdrecken durch Flusen, wenn sie viele Teppiche haben oder ein Geschäft mit Gardinenstoffen oder Betten. Den kann man dann entweder absaugen mit einem Staubsauger alle paar Monate oder man tauscht ihn aus. Aber ansonsten entsteht da keine Wartung bei diesen Geräten, die werden über Jahre durchlaufen. Bei den kleinen Geräten aus dem Elektrofachmarkt, die ein paar Hundert Euro kosten, da ist es etwas anders. Erstmal sind die sehr laut, dann haben die kleine Filter, die können schon eher verdrecken, das heißt die müssen sie nach ein paar Monaten wahrscheinlich tauschen. Und die haben oft auch nicht die Trennung von Vorfilter und Hauptfilter, da gibt es nur einen Filter. Das heißt, da hat man dann etwas mehr zu tun.

Optikernetz: Wo bekomme ich denn ein professionelles Raumluftgerät her und was wäre eine ungefähre Preisklasse?

Kähler: Bei der Preisklasse ist man bei den guten Geräten bei ein paar Tausend Euro. Ich habe jetzt welche getestet, die liegen zwischen 3.000 und 4.000 Euro. Das muss man dafür schon aus meiner Sicht investieren. Die günstigen Geräte sind unter 1.000 Euro, die ich nicht für den professionellen Bereich empfehlen würde. Für den privaten Bereich sind die sehr gut, da muss man die dann auch vielleicht nur mal zwischendurch ein paar Stunden ertragen, aber die professionellen Geräte sind gut für den Bereich, wo man mit vielen Leuten auf kleinem Raum zu tun hat und dort auch lange ist. Da müssen die Geräte leise sein, sonst erträgt man das nicht. Deshalb würde ich immer zu diesen Geräten raten. Die kann man nicht im Elektrofachgeschäft kaufen. Es gibt da einen großen Mittelstand in Deutschland, der solche Geräte baut und da findet man einige Firmen.

Optikernetz: Kann ich denn diese Geräte auch noch nach der Pandemie nutzen, damit sich der Anschaffungspreis amortisiert? Gibt es einen weiteren Mehrwert?

Kähler: Also aus meiner Sicht wird man die weiter betreiben. Und zwar deshalb, weil man sich schnell an die verbesserte Raumluft gewöhnen wird. Man wird die Geräte schätzen lernen. Denn sie schützen ja nicht nur vor dem SARS-CoV-2 Virus, sondern sie schützen auch vor anderen Viren, sie schützen auch vor Feinstaub und vor Pollen. Das wird die Allergiker freuen, und das sind viele Menschen, die unter Allergien leiden. Und wenn die dann in Räumlichkeiten eintreten, wo sie vielleicht arbeiten also z.B. in Büros, ein Geschäft oder eine Praxis und man hat dann nicht mehr die Probleme, die man sonst hat, ist das eine deutliche Erleichterung. Insofern glaube ich, man wird diese Geräte weiter betreiben. Man wird sie nicht mehr betreiben auf den hohen Leistungsstufen. Eine Luftwechselrate von Sechs braucht man vielleicht nicht bei Pollen, dann kann man auf Zwei reduzieren und dann lässt man die Geräte einfach durchlaufen.

Optikernetz: Es gibt auch an der einen oder andren Stelle Kritik an diesen Geräten. Was sind da die Hauptpunkte und wie reagieren sie darauf?

Kähler: Ich glaube es hat sich keiner in Deutschland so intensiv mit diesen Geräten befasst wie ich, und keiner kennt annähernd so gut den Stand der Forschung wie ich. Daher ist es auch immer nachvollziehbar, dass andere Leute, die den Stand der Forschung und die Geräte nicht so intensiv kennen, reserviert sind und vielleicht auch sagen, das kann nicht sein. Insofern ist das schon verständlich, dass da Kritik kommt. Allerdings gibt es auch sehr viele Personen, die sich da sehr ausführlich mit befasst haben und das sind auch viele Eltern, die Kindern in Schulen haben, die Lehrerverbände, Philologenverbände, Elternverbände und so weiter. Die kennen sich sehr gut aus. Die haben meine und andere Studien, die zu demselben Ergebnis kommen, gelesen und fordern deshalb ja auch alle, dass diese Geräte jetzt zum Einsatz kommen sollen in Schulen aber zum Beispiel auch im Gastronomiebereich, um das Risiko der indirekten Infektion zu vermindern. Es gibt ja inzwischen auch fünf Bundeländer, die das durchaus auch fordern.

Es gibt eigentlich nur zwei ernsthafte Kritiker, die nach wie vor an ihrer Meinung festhalten, dass Fensterlüften das Wahre ist, aber auch die schwenken zunehmend um. Das eine ist das Umweltbundesamt. Die haben eine Broschüre rausgegeben „Lüften an Schulen“, wo sie die Fensterlüftung schönreden. Da berücksichtigen sie aber auch nicht die Physik. Alle Kritikpunkte gegenüber den Raumluftreinigern stimmen schlicht nicht und alle positiven Aspekte, die sie bei der Fensterlüftung sehen, stimmen auch nicht. Insofern ist es ein schlechtes Dokument, um darauf Entscheidungen zu bauen. Es wird auch in dem Schreiben nichts begründet durch Literaturangaben. Dann gibt es noch einen Kritiker von der TU Berlin. Der ist aber auch mehr und mehr Fürsprecher von den Raumluftreinigern. Das Problem, das wir lösen wollen, ist ein anderes als dieser Kritiker uns unterstellt. Das wissenschaftliche Problem, das und interessiert ist z.B. die Abhängigkeit von der Raumgeometrie. Das ist ein wichtiger Aspekt, den haben wir uns genau angeschaut. Es ist nämlich nicht so, dass die Lüftungseffizienz unabhängig ist von der Raumgeometrie ist. Der weitere wichtige Aspekt, den wir uns angeschaut haben, ist, dass die Filtereffizienz abnimmt mit zunehmender Luftwechselzahl.

Optikernetz: Wie geht es bei Ihnen weiter?

Kähler: Ich habe vor zwei Wochen ungefähr zehn bis zwölf Raumluftreiniger von unterschiedlichen Anbietern vergleichend bewertet. Das sind alles sehr günstige Geräte für den Privatgebrauch. Die kann ich alle nicht für den professionellen Bereich empfehlen. In dieser Woche haben wir einen Hörsaal an der Universität der Bundeswehr München analysiert. Und zwar haben wir uns vergleichend Raumlufttechnische Anlagen, Fensterlüftung und zwar einseitig über die Mischlüftung und beidseitig über die Querlüftung und zwei unterschiedliche, sehr leistungsstarke Raumluftgeräte angeschaut. Und da wollen wir jetzt gucken, wie kann man Hörsäle wieder sicher machen. Neben vier Schulen in München, an denen wir Feldversuche machen, machen wir am Montag einen Feldversuch in einem Restaurant, um zu sehen, ob man auch Restaurants sicher mache kann. Ich bin davon fest überzeugt und möchte das gern auch nachweisen mit Daten. Und in zwei, drei Wochen werden wird noch eine Studie machen in einer Schule. Das sind die Themen, die wir uns kurzfristig anschauen wollen, damit wir für alle diese Konfigurationen auch Datensätze haben und nicht nur Meinungen diskutieren, sondern wirklich eine Diskussion auf der Basis von wissenschaftlich erhobenen Daten führen können. Das ist mein Ziel und mein Beitrag im Rahmen dieser Pandemie.

Optikernetz: Vielen Dank für das sehr spannende Interview.