DPG

Klassenräume besser belüften

28.01.2021 - Die DPG hat einen Vorschlag zur Belüftung von Klassenräumen vorgelegt.

Bildungseinrichtungen betreiben derzeit großen Aufwand, um Lüftungskonzepte umzusetzen. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) legt nun einen handhabbaren Vorschlag vor. Eine neuere Veröffentlichung [1] deutet darauf hin, dass Schulen und andere öffentliche Einrichtungen signifikant zum Covid-19-Infektionsgeschehen  beitragen. Dieses wiederum wird wesentlich durch die Konzentration von Aerosolen, die mit Viren beladen sind, in Klassenräumen bestimmt.

Gleichzeitig zeigen viele Untersuchungen und Studien, dass technische Lösungen mit kontrolliertem Luftwechsel die Verringerung der Aerosole im Raum gewährleisten können. Dabei gibt es Lösungen, die mit überschaubarem Kosten-, Installations- und Betriebsaufwand sowie mit ausreichender Wartung in Schulen und öffentlichen Gebäuden realisierbar sind. Maßnahmen zur technischen Belüftung fordern auch die jüngst von Viola Priesemann et al. in The Lancet publizierten Empfehlungen zur Eindämmung der Covid-19-Pandemie [2].

Der Einsatz von Geräten zur Belüftung ist jeder Art passiver Lüftung durch bloßes Öffnen von Fenster und Türen weit überlegen, da bei der technischen Belüftung der Luftaustausch bzw. die Luftreinigung in kontrollierter Art und Weise geschieht, während dies bei der passiven Lüftung mit Außenluft über die Fenster in einem typischen Klassenzimmer nicht zu erreichen ist. Diese hängt stark von Wind, Temperatur, Fensteröffnungen, Lage der Heizkörper etc. ab.

Unter der Annahme, dass alle 20 Minuten eine 5-Minuten-Lüftung mit einem idealisierten 10-fachen Luftaustausch mit Frischluft pro Stunde erfolgt wird, ergibt sich gemäß Berechnungen mit der App "Heads" [3] nach einem Schultag mit sechs Unterrichtsstunden in einer Klasse mit 30 Schülern und Schülerinnen bei Erkrankung der Lehrkraft ein Tagesrisiko von ca. 4 Prozent. Nach drei Tagen unerkannter Krankheit beträgt das Risiko der Erkrankung eines Schülers oder einer Schülerin bereits 12 Prozent. Das heißt, dass sich insgesamt etwa drei SchülerInnen angesteckt haben und ihrerseits die Personen in ihrer nächsten Umgebung unerkannt gefährden.

Grundsätzlich ist zwischen Stoßlüftung, Verdrängungslüftung und Mischlüftung zu unterscheiden [4].

  • Bei der Stoßlüftung wird die Luft des Raums schnell ausgetauscht. Dies ist kontrolliert nur mit einem Außenventilator (an Fenster oder Wand) möglich.
  • Bei der Verdrängungslüftung wird kalte Luft in den Raum eingebracht und die von den Personen erwärmte warme Luft oben abgesaugt. Die Luft wird dabei nur geringfügig gemischt. Eine solche Lösung mit nativer Außenluft
    ist nur möglich, solange die Außentemperaturen wesentlich geringer sind als die Raumtemperaturen.
  • Bei der Mischventilation wird die Raumluft turbulent im Raum vermischt und mit Frischluft oder gereinigter Luft verdünnt. Jegliche Art von Raumluftventilator bewirkt eine turbulente Mischung der Luft im Raum. Ein willkommener Nebeneffekt: Der Raumluftreiniger setzt die gesamte benötigte Energie in Wärme um und heizt so den Raum auf. 

Zusammenfassend ist festzustellen:

  • Technische Lüftung ist zuverlässig und gibt sehr guten Schutz.
  • Mischlüftung mit einer Kombination aus Außenventilator und Raumluftreiniger gibt exzellenten Schutz.
  • Nur in der kalten Jahreszeit lässt sich der Außenventilator allein zur Verdrängungsventilation einsetzen. In der warmen Jahreszeit muss die zugeführte Luft gekühlt werden.
  • Stoßventilation bewirkt unangenehme Temperaturschwankungen.

DPG / Maike Pfalz
 

Weitere Beiträge

  1. J. M. Brauner et al., Science, DOI: 10.1126/science.abd9338 (2020)
  2. V. Priesemann et al., The Lancet, https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32625-8 (2020)
  3. HEADS - Human Emission of Aerosol and Droplets Statistics
  4. D. Lohse, Physik Journal, Dezember 2020, S. 20

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