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Klimatechnik: Wie wird HVAC-Technik Covid19-sicher?

Frischluftanteil, Laufzeiten, Luftmenge, Raumfeuchte, Filterung, Entkeimung, Wartung – das sind die Parameter, mit denen raumlufttechnische Anlagen deutlich zur Reduktion der Risiken für eine Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 beitragen können.

Um diese Parameter ging es den Experten aus Produktion, Anlagenbau und Technischer Überwachung im dritten Online Panel der Building Technology Experts:

  • Christoph Kaup, Geschäftsführender Gesellschafter, HOWATHERM Klimatechnik
  • Robert Oettl, Geschäftsführer, TÜV SÜD Advimo
  • André Preußler, Head of Design & Technical Management, Caverion
  • Bernhard Steppe, Geschäftsführer Vertrieb, WOLF

Sie bewerteten die Optionen für Bauherren, Betreiber und Nutzer von öffentlichen Gebäuden und Versammlungsstätten, die Infektionsrisiken angesichts der akuten Corona-Pandemie zu minimieren. Lesen Sie hier unser Summary oder sehen Sie den Video-Stream im Archiv.

Bereits die Eingangsrunde zeigte, wie wichtig die differenzierte Herangehensweise an die Do’s and Dont’s moderner Raumlufttechnik (RLT oder englisch: Heating, Ventilation & Air Conditioning – HVAC) ist: Allein die aktuelle Situation – kurz vor Einsetzen der Heizperiode und nach dem technischen Lockdown vieler Anlagen über Monate hinweg – erfordere eine eingehende Hygieneinspektion und Prüfung der Bestandsanlagen.

Eine „one fits all“-Empfehlung hierfür, so die Experten einhellig, könne es nur an einer Stelle geben: Bei den Nutzern des jeweiligen Gebäudes und ihrer verlässlichen Einhaltung der Hygieneregeln nach der geltenden AHA-Formel: Abstand halten – Hygiene beachten – Alltagsmaske (Mund-Nasen-Bedeckung) tragen. Alles, was an Qualität und Sicherheit der Raumluft technisch zu leisten ist, müsse je nach Gebäude- und Raumkondition sowie Art, Alter und Auslegung der RLT-Anlage individuell adjustiert und gegebenenfalls nachgerüstet werden. Hier die wichtigsten Punkte in Kürze:

RLT-Anlagen sind Teil der Lösung, nicht Teil des Problems

Die RLT hat eine Reihe von Stellschrauben zur Verfügung, mit denen die Qualität und Sicherheit der Raumluft verbessert und konstant gehalten werden kann:  Frischluftanteil, Laufzeiten, Luftmenge, Raumfeuchte, Filterung, Entkeimung, und Wartung. Auf das kluge Zusammenwirken komme es an.

Vom Spannungsfeld zum Dreiklang

Robert Oettl verortete von Seiten der Technischen Überwachung für die Teilnehmer die neue Herausforderung durch Corona: Bisher habe sich die Frage nach der Auslegung und dem Betrieb von RLT-Anlagen im Spannungsfeld zwischen Behaglichkeit / Convenience einerseits und Energieeffizienz andererseits bewegt. Angesichts der global nicht minder akuten Herausforderung zum nachhaltigen Schutz des Klimas sei die Energieeffizienz in den zurückliegenden Jahren zusehends bestimmende Maßgabe geworden. Es sei versäumt worden, die Aspekte Energieeffizienz und Indoor Air Quality gleichrangig zu betrachten. Durch Corona werde dieses bipolare Spannungsfeld nun aufgebrochen: „Hygiene“ trete als dritte gleichwertige Größe dazu, die unter Umständen Gefahr laufe, das Gebot der Energieeinsparung zu durchkreuzen. Das sei ein kritischer Faktor im Bemühen um den Umweltschutz, der sich für Betreiber und Nutzer von Gebäuden mit RLT-Ausrüstung konkret in höheren Betriebskosten manifestiere.

Sinnvolle Auf- und Umrüstung

Luftaustausch und Frischluftanteil werden zum Sicherheitsfaktor für die Raumluft, das zeigen wissenschaftliche Erkenntnisse. In den häufigsten Fällen komme es jetzt darauf an, Anlagen sinnvoll und bedarfsgerecht aufzurüsten, um mehr Außen- bzw. Frischluft in die Raumluft einzuspeisen und weitere Parameter für eine Reduktion der Keimkonzentration in der Raumluft anzupassen.

RLT-Angriffspunkt Aerosole

Nicht die Viren selbst seien der Angriffspunkt für die Raumlufttechnik, sondern die das Virus tragenden Tröpfchen und Aerosole (Kleinsttröpfchen der Atemluft). Christoph Kaup wies als Gerätehersteller auf die Eigenschaften von Aerosolen in unterschiedlichen klimatischen Umgebungen hin. Demnach beeinflussen Raumfeuchte, Temperatur und Verwirbelungen das Verbreitungsrisiko in der Luft von Innenräumen unterschiedlich, wie auch die Industrieforschung zeige: Eine relativ höhere Feuchtigkeit vermag die Aerosole im Nanometerbereich zum schnelleren Absinken auf den Boden, hoher Luftaustausch dagegen mag leichte Aerosole zum riskanten Weiterschweben in der Luft bringen. Das mache die Reduktion der Keimdichte in Innenräumen so komplex als Aufgabe – aber genau dafür habe die RLT die entsprechenden Stellschrauben.

Stellschrauben: Luftvolumen und Raumfeuchte

Die Erhöhung der Luftaustauschrate müsse bei allen RLT-Anlagen in Betracht gezogen werden. Jedoch mit Maß (Behaglichkeitsaspekt) und unter Beachtung des Risikos, dass zu starke Luftverwirbelungen (Stichwort Aerosolverbreitung) entstehen können. Bauherren und Planern gab André Preußler an die Hand, die neuen Bedingungen von Anfang an bei der Planung und Kapazitätsauslegung mitzudenken, um einen sicheren und kostengünstigen Weg zu gehen. Umluftanteil zu reduzieren, Filterklassen vernünftig zu wählen und eine gute Raumfeuchte im Korridor zwischen 40 und 60% zu erhalten, das sei die Quintessenz, um die Infektionsrate gerade in der trockenen Winterluft niedrig zu halten. Aber auch hier müsse im Zweifelsfalle fein justiert werden, so Bernhard Steppe von Herstellerseite: besser die Luftfeuchte kontinuierlich messen und im Bedarfsfall nachregeln oder etwa mit Luftbefeuchtern nachrüsten.

Entkeimung durch Sorgfalt in Filterung und Wartung

Als einen wichtigen Part der Gesamtlösung bei Umluftgeräten bezeichneten alle Panelists die Filterung, mit der die Keimbelastung deutlich reduziert werden kann. Als erfolgreiche Methoden erwiesen sich die doppelte Filterung mit Feinstaubfiltern der Klassen F7 und F9. Christoph Kaup zufolge ist diese, herkömmliche mechanische Technik auch im Vergleich zu Schwebstofffiltern (HEPA = High Efficiency Particulate Air Filter) etwa der Klasse H14 engmaschig genug, um die Feinstströpfchen abzuscheiden, in denen die Covid-19-Viren wie in einem Trojanischen Pferd in der Raumluft schweben.

In den Filtern, so Kaup weiter, blieben die Viren dann gebunden und würden nicht weitertransportiert. Eine Abscheidung des (ohne „Wirt“ toten) Virenmaterials sei daher gegeben. Im Sinne der allgemeinen Hygieneregeln müsse aber wie bei jedweder Art von Erregern und Partikeln sichergestellt sein, dass es nicht zur  Verkeimung der Filter kommt – durch die regelmäßige, fachliche Wartung. Eine Entkeimung mit UVC-Strahlung kann laut Kaup eine zusätzliche Lösung sein, denn die Strahlung zerstört die Viren-DNA. Das sei ein hochsicheres Verfahren, müsse in der Praxis jedoch angesichts zusätzlicher Sicherheitsvorkehrungen und Energieintensität an Wirtschaftlichkeitsüberlegungen gemessen werden.

Das „Filter-Fazit“ der Experten lautete: Gut gewartet, machen die klassischen F7-F9-Filterkombinationen absolut Sinn und bringen 99,9% Sicherheit. Darüber hinaus könne mit mobilen Zusatzgeräten nachgerüstet werden. Zu idealen Wartungsintervallen äußerte sich André Preußler für den Part des Anlagenbaus und Facility Managements: Im Prinzip sei der jährliche Filterwechsel ausreichend. Bei Anlagen mit hohem Luftdurchfluss sollte das halbjährlich erfolgen. Robert Oettl bestätigte das von Seiten der Technischen Überwachung und präzisierte die Empfehlung: Nicht, weil das Virus das Problem wäre, sondern: wenn zur Reduktion der Virenverbreitung die RLT-Leistung erhöht werde, müsse der Wartungszyklus damit Schritt halten!

Laufzeiten und „Ramp-up 2020“

Ein erster Anlass für die umfassende Wartung vieler Anlagen sollte das Wiederanfahren des Betriebs nach wochen- oder monatelanger Ruhezeit durch den Corona-Lockdown werden. Auch hier betonen die Experten, dass die Prüfung vor Wiederinbetriebnahme ein generelles, kein Corona-bedingtes Ansinnen ist.

Der Ramp-up solle mit großzügig bemessenen Vorlauf- und Nachlaufphasen (von 1-3 h) vor und nach dem Regelbetrieb im Gebäude einhergehen. Idealerweise starte man mit einer Frischluftkomponente oder lasse die Anlage anfangs auch durchlaufen. Generell reduziere eine solche Laufzeitverlängerung (auch im Regelbetrieb je nach Frequenz etwa 1h Vor- und Nachlauf oder ein Nachtdurchlauf) die Konzentration von Keimen und Partikeln jeglicher Art und verbessere die Luftqualität. Für eine gute Durchspülung der Räume könne diese Methode eine probate Alternative zur Erhöhung von Volumenstrom sein, die rasch an Leistungsgrenzen stoße.

Kontrovers wurde der Effekt von übermäßiger Luftfeuchte und der Verwirbelungseffekt auf Aerosole durch zu hohen Volumenstrom diskutiert. Ebenso unterschiedlich wurde die CO2-Toleranz in Raumluft bewertet, und die Frage, ob eine Anlage und die Frischluftzufuhr nach CO2-Wert zu „fahren“ seien. Doch auch hier waren sich die Experten im differenzierten Konsens einig: Sinn mache diese Überlegung durchaus, denn geringer CO2-Luftanteil deute auf weniger Nutzer im Gebäude hin und damit auf geringeren Lüftungsbedarf und Energieverbrauch.

Rahmen der Normen und Richtlinien passt

Die gute Durchspülung der Innenräume bekomme unter den Pandemie-Bedingungen eine neue, größere Bedeutung als sie es bisher hatte. Vor diesem Hintergrund müssen auch die Normen und Richtlinien im Sinne erhöhten Infektionsschutzes und Hygienebedarfs angewandt und angepasst werden. Damit, so Robert Oettl, könnten die Raumluftkonditionen und die Sicherheit deutlich verbessert werden. Neuer Normen bedarf es aus seiner Sicht daher nicht.

Auf die Teilnehmerfrage, ob eine gute Belüftung von Räumen die Abstandsregel entbehrlich machen könne, bat Oettl um Relativierung: Seiner Ansicht nach sei dies von vielen Faktoren abhängig, die zu untersuchen seien. Aber: Die 1,5m-Distanz betreffe eher den Schutz eines direkten Sprech-Nies-Abstands als das Aerosol-Verhalten, und pauschal könne RLT kein Ersatz für die AHA-Regeln sein, sondern wirksame Ergänzung.

Fazit: Die Luft als Lebensmittel rückt RLT in den Fokus des Infektionsschutzes

Ganz im Sinne des von Christoph Kaup eingebrachten Credos „Luft ist ein Lebensmittel“ wird der RLT, so die Erwartung aller Panel-Experten, zukünftig mehr Bedeutung zukommen. Die Bekämpfung der Corona-Pandemie hat gezeigt: Die Hygiene der Luft in Innenräumen hat eine große Bedeutung für den Infektionsschutz – besonders dann, wenn wir demnächst wieder alle mehr Zeit drinnen verbringen.

Die Herausforderung wird eine gemeinsame sein von Anlagenbauern, Betreibern, Investoren und Industrie.

In diesem Sinne hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im September ein Förderprogramm „Corona-gerechte Um- und Aufrüstung von RLT-Anlagen“ für die Jahre 2020 und 2021 gestartet. Das Förderprogramm, so die Motivation des BMWi, soll einen wichtigen Beitrag dazu leisten, auch in der kalten Jahreszeit die Ansteckungsgefahr mit Corona zu reduzieren, dort, wo tagtäglich viele und wechselnde Personen aufeinander treffen: in Hörsälen und Schul-Aulen, in Theatern und Museen, in kommunalen Versammlungsräumen und Bürgerhäusern.

Weitere Informationen finden Sie unter:

Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA)

Aerosol-Forschung am Hermann-Rietschel-Institut der TU Berlin

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Förderprogramm Lüftungsanlagen

www.caverion.de

www.howatherm.de

www.tuvsud.com

www.wolf.eu

www.btga.de

www.fgk.de

Tags

  • Gebäudeplanung & Immobilienwirtschaft
  • Hygiene, Funktion & Design
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  • Luft & Belüftung
  • Wartung & Instandhaltung

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