Covid-19: Schutzhimmel verhindert Ansteckung

Das Risiko einer Ansteckung mit SARS-CoV-2 ist besonders hoch in Innenräumen. Denn dort ist neben der Schmier- und Tröpfcheninfektion auch eine Infektion über Aerosole möglich, die sich in der Luft anreichern und ausbreiten. Ein ausreichender Luftaustausch oder eine Luftreinigung helfen, das zu verhindern. Einen solchen Ansatz verfolgt auch der vom Fraunhofer IBP entwickelte Schutzhimmel.

Im Interview mit MEDICA.de spricht Dr. Victor Norrefeldt über die Funktionsweise des Schutzhimmels, darüber, inwiefern dieser komfortabler ist als Stoßlüften und warum er auch über die Pandemie hinaus Anwendung finden sollte.

Herr Dr. Norrefeldt, wie funktioniert der Schutzhimmel? Inwiefern kann er vor einer Ansteckung mit Covid-19 schützen und somit verhindern, dass sich das Virus weiterhin so schnell ausbreitet?

Dr. Victor Norrefeldt: Der Schutzhimmel ist ein nachrüstbares, autarkes Lüftungsgerät, mit dem gereinigte Luft, zum Beispiel an einem Sitzplatz, bereitgestellt wird. Um nicht in das übrige Lüftungskonzept des Gebäudes eingreifen zu müssen, arbeitet der Schutzhimmel im Umluftbetrieb. Das bedeutet, dass das Gerät Raumluft ansaugt, filtert und der dort sitzenden oder stehenden Person wieder zuführt. So entsteht ein schützender Luftschleier. Die Filterung erfolgt dabei durch einen Filter der Klasse H14, der auch Aerosolpartikel auffängt, die für eine Covid-19-Ansteckung relevant sind. Durch eine große Ausströmfläche wird sichergestellt, dass die Person unter dem Schutzhimmel keine Zugluft wahrnimmt, also keinen "Zug bekommt", da die Strömungsgeschwindigkeit der Luft insgesamt niedrig ist. Als Nachrüstlösung benötigt das Gerät nur einen normalen 230 Volt-Netzstecker und ist somit einfach in bestehende Raum- beziehungsweise Einrichtungskonzepte integrierbar.

Inwiefern ist das effektiver als zum Beispiel Stoßlüften? Wo liegt der Mehrwert der Luftschleuse?

Norrefeldt: Die Stoßlüftung tauscht die Luft in kurzer Zeit im gesamten Raum aus und senkt dadurch die Konzentration potenziell infektiöser Aerosole in der Luft. Hierzu werden allerdings entsprechend große, zu öffnende Fenster- und Türflächen benötigt. Beim Stoßlüften im Winter strömt kalte Luft in den Raum, was bei einer Dauerexposition zu erheblichen Komforteinbußen führt. Der Schutzhimmel verfolgt ein lokales Schutzkonzept, bei dem definierte Arbeits- oder Aufenthaltsplätze speziell geschützt sind. Durch das umgesetzte Umluftkonzept wird die Luft mit der Temperatur der umgebenden Raumluft zum Nutzer geführt. Es kommt also nicht zu Komforteinbußen wie etwa kalte Zugluft durch die Fensterlüftung im Winter. Zudem wird man natürlich nach wie vor eine Versorgung des Raumes mit Außenluft benötigen.

Wo liegen die Einsatzbereiche des Schutzhimmels?

Norrefeldt: Der Schutzhimmel ist besonders gut geeignet, wenn spezielle Arbeitsplätze oder Wartebereiche geschützt werden sollen. Ein gutes Beispiel hierfür ist eine Supermarktkasse oder ein Empfangsbereich. Der Mitarbeiter sitzt hier lange Zeit und ist der Raumluft ausgesetzt, während sich die Kunden nur vergleichsweise kurz an diesem Ort aufhalten. Hier kann der Schutzhimmel den Kassierer mit gereinigter Luft versorgen und somit das Ansteckungsrisiko durch den Aufenthalt eines potenziell infektiösen Kunden, der in seine Nähe kommt, signifikant senken. Auch in Fabriken, Werkstätten oder allgemein an Arbeitsplätzen, die menschliche Präsenz erfordern, sind aus unserer Sicht geeignete Anwendungsgebiete für den Schutzhimmel.

Wie könnten eventuelle Weiterentwicklungen des Schutzhimmels aussehen?

Norrefeldt: Der erste Demonstrator des Schutzhimmels wurde aus Standard-Komponenten hergestellt, die auf dem Markt quasi von der Stange verfügbar sind. So sind Lüfter, Filter, Luftauslass und Rohre aus dem Katalog bestellbar und wurden von unseren Innenraumluftqualitäts-Technikern nur in geeigneter Weise zusammengefügt. Mit weiteren Optimierungsschleifen und einer Feinabstimmung der Komponenten könnte die Energieeffizienz weiter erhöht und gleichzeitig das Schallniveau gesenkt werden. Auch an der Optik könnte noch gearbeitet werden, da wir aus früheren Probandenstudien wissen, dass auch das Erscheinungsbild des Schutzhimmels den empfundenen Komfort beeinflusst.

Was denken Sie: Wird der Schutzhimmel auch in Zukunft – also nach der erhofften Eindämmung der Pandemie – am Arbeitsplatz präsent sein?

Norrefeldt: Die ursprüngliche Idee des Schutzhimmels, der sogenannte Klimahimmel, verfolgte tatsächlich den Ansatz, den thermischen Komfort lokal am Platz zu erhöhen. Hierbei sollte ein langsam einrieselnder, kalter Luftstrom die Person darunter kühlen – ohne die Gefahr von Zugluftempfinden. Der Effekt, dass hierbei auch eine Vermischung mit der Raumluft vermieden wird, war uns damals zwar bewusst, vor Covid-19 aber gegenüber dem Komfort hintergründig. Erweitert man nun den Schutzhimmel mit einer Kühlmöglichkeit, zum Beispiel einen an das Kaltwassernetz angeschlossenen Kältetauscher, trägt er insbesondere an sehr warmen Arbeitsplätzen zur lokalen Kühlung der Person bei. Durch den lokalen Wirkbereich ist diese Lösung deutlich energieeffizienter als die Kühlung einer kompletten Halle. Wir sind der Meinung, dass das neue Bewusstsein über die Transmissionswege von Covid-19 auch nach der Pandemie ein weiteres starkes Argument für den Betrieb des Klimahimmels bleiben wird.