Schutz vor SARS-CoV-2: Häufiges Lüften wohl unverzichtbar

München. Wie steht es mit der Luftqualität in Klassenzimmern? Und mit welchen Lüftungskonzepten kann das Risiko für SARS-CoV-2-Infektionen nachhaltig reduziert werden? Um dies zu klären, hat die Hochschule München (HM) im Juli dieses Jahres das Projekt „Sicheres Klassenzimmer“ gestartet.

Inzwischen nehmen 233 Klassenzimmer in 52 Schulen im Großraum München sowie in der Stadt Mainz an dem Projekt teil, wie die HM mitteilt. Leiter und Initiator des Projekts Professor Christian Schwarzbauer von der HM erhebt während des gesamten Schuljahres mittels Sensoren die Luftqualität in den Klassenräumen. Inzwischen liegen erste Zwischenergebnisse vor: „Wir haben dazu die Daten von über 7000 Unterrichtstagen ausgewertet,“ wird Schwarzbauer in der Mitteilung zitiert.

CO2-Konzentration als Indikator für Ansteckungsgefahr

Für die Bewertung der Luftqualität wurde unter anderem die CO₂-Konzentration untersucht. Die ausgeatmete Luft und das darin enthaltenen CO₂ verbreiten sich in einem abgeschlossenen Raum relativ schnell. „Die CO₂-Konzentration ist deshalb ein gutes Maß für den Anteil der ausgeatmeten Luft im Klassenzimmer“ erklärt Schwarzbauer. Außer CO₂ enthält die ausgeatmete Luft jedes Menschen auch Aerosole, die ja eine wichtige Rolle bei der Infektion mit SARS-CoV-2 spielen, erinnert die HM.

Daher empfiehlt das Umweltbundesamt (UBA), während des Unterrichts alle 20 Minuten mit weit geöffneten Fenstern zu lüfteten. „Unsere Daten zeigen, dass diese Empfehlung in der Praxis kaum umgesetzt wird: Der Anteil der regelmäßig alle 20 Minuten gelüfteten Klassenzimmer lag unter 8 Prozent,“ sagt Schwarzbauer. „In den meisten Klassenzimmern wurde in der Regel nur nach jeder Unterrichtsstunde oder lediglich während der Pausen gelüftet.“

Die Ergebnisse in puncto CO₂-Konzentration: Entsprechend der Einschätzung des UBA ist ein Raum ausreichend belüftet, wenn die CO₂-Konzentration während einer Unterrichtsstunde im Mittel bei höchstens 1000 ppm gehalten wird. Bei der klassischen Fensterlüftung wurde der CO₂-Grenzwert jedoch an 25,3 Prozent der Unterrichtstage überschritten. In Klassenzimmern mit CO₂-Monitoren wie etwa CO₂-Ampeln lag der Wert etwas niedriger, und zwar bei 22,4 Prozent.

Der höchste Wert von 34,2 Prozent wurde laut Schwarzbauer in Klassenzimmern mit mobilen Luftreinigern gemessen: „Offenbar wurde in diesen Klassenzimmern im Durchschnitt weniger gut gelüftet. Diese Geräte entfernen zwar schädliche Aerosole aus der Luft, nicht aber das CO₂. Wichtig ist deshalb, dass zusätzlich ausreichend gelüftet wird. Dauerhaft erhöhte CO₂-Konzentrationen haben einen direkten Einfluss auf das Wohlbefinden und die kognitive Leistungsfähigkeit der Schüler und Schülerinnen.“

Unbemerkte Ausfallzeiten von Raumlufttechnik

In Klassenzimmern, die mit raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen) ausgestattet sind, lag der Anteil der Unterrichtstage mit Grenzwertüberschreitung bei 22,8 Prozent. „Dieses Ergebnis ist schon erstaunlich,“ sagt Schwarzbauer, „denn RLT-Anlagen gelten weitläufig als Goldstandard bei der Belüftung von Innenräumen.“

„Anhand der Daten konnten wir sehen, dass viele der untersuchten RLT-Anlagen für den Betrieb in Coronazeiten nicht richtig eingestellt waren. Auch bei der Zuverlässigkeit gab es Probleme,“ so Schwarzbauer. Teilweise wurden mehrtägige Ausfälle mit stark erhöhten CO₂-Werten beobachtet, in einem Fall stieg dabei die CO₂-Konzentration auf über 4700 ppm.

„Vermutlich wird ein Ausfall nicht immer sofort von der Lehrkraft bemerkt, weil diese Anlagen in der Regel sehr leise laufen. Man verlässt sich auf die Anlage, die Fenster bleiben geschlossen. Die CO₂-Konzentration und damit auch die Aerosol-Konzentration steigen dann schnell auf hohe Werte und das Infektionsrisiko ist damit stark erhöht,“ erklärt Schwarzbauer.

Deutlich bessere Ergebnisse wurden mit dezentralen Lüftungsanlagen erzielt. Der Anteil der Unterrichtsstunden, bei denen der UBA-Grenzwert überschritten wurde, lag hier bei nur 4,0 Prozent. Ähnlich gut, mit einem Wert von 4,6 Prozent schnitten ventilatorgestüzte Fensterlüftungssysteme ab, wie etwa die Basisversion des ‚Mainzer-Lüftungssystems‘, welches vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz konzipiert wurde. (eb)