Grundlagen Raumluft-Reinigung

Mobile Luftreiniger boomen

Die Pandemie hat mobilen Luftreinigungssystemen, insbesondere in gewerblichen und öffentlichen Einrichtungen, einen enormen Schub beschert. Dabei setzen die Hersteller auf unterschiedliche Technologien. PROFESSIONAL-SYSTEM-Autor Dominik Roennecke erläutert die unterschiedlichen Varianten.

Im RESPOFIT Gesundheitszentrum in Geislingen sind fünf AiroDoctor in Kursräumen, auf der Trainingsfläche und in den Umkleiden im Einsatz. (Bild: Comm-Tec Exertis)

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Vor der Pandemie wussten die wenigsten Menschen, dass derartige Geräte überhaupt existieren. Das änderte sich nach dem Aufkommen der Corona-Krise mit all ihren Einschränkungen und Anforderungen für Orte, an denen Menschen aufeinandertreffen, schlagartig. Betreiber von Veranstaltungsräumlichkeiten, Restaurants, Hotels, Fitnesscentern oder auch Behörden und Schulen mussten recht kurzfristig Hygienekonzepte erarbeiten und umsetzen. Bald war klar, dass die Ansteckungsgefahr innerhalb von Gebäuden erheblich größer ist als im Freien: Innerhalb von Gebäuden bedeuten Aerosole, mit Corona-Viren belastet, eine gefährliche Kontaminierung der Raumluft.

Der UVC Air Sanitizer VLab 300E eignet sich beispielsweise für den Einsatz in Besprechungsräumen und kann einfach auf der Wand montiert werden. Die richtige Positionierung der Geräte ist dabei „der Schlüssel zur maximalen Effizienz“. (Bild: Exact Solutions)

Da ist es nicht verwunderlich, dass sich das Interesse auf Möglichkeiten zur Bekämpfung von Viren in der Raumluft richtet. Sind Räumlichkeiten mit fest verbauten Klimaanlagen ausgestattet, kann es sein, dass eine Aerosolübertragung entweder besonders klein ausfällt oder im Gegenteil besonders schädlich gefördert wird. Das hängt von verschiedenen Faktoren ab. Moderne Großklimaanlagen, die die Raumluft ständig gegen Frischluft von außen austauschen, verringern die Virenlast in der Luft. Belastete Aerosole werden der Raumluft schnell entzogen. Ein Beispiel dafür ist die Veranstaltungshalle „Motorwerk“ in Berlin. Hier kommen geräuscharme Ventilatorsysteme zum Einsatz, die das Luftvolumen der Halle umwälzen, und das zweimal komplett in der Stunde, nach Information auf der Homepage des Lüfter-Herstellers Ziehl-Abegg.

UVC Air Sanitizer VLab 300E zerstört Viren mit UV-C-Lichtstrahlung innerhalb des Geräts. Das Gerät wird montiert und kann 300 m³ Raumluft in der Stunde umwälzen. (Bild: Exact Solutions)

Eher schlecht schneiden Klimaanlagen ab, die im Raum montiert oder aufgestellt sind, erhebliche Luftzüge im Raum verursachen und die Luft überwiegend nur umwälzen. Hier werden eventuell kontaminierte Aerosole über den Luftzug geradezu im Raum „verströmt“. Eine Luftumwälzung ohne großen Luftaustausch im Raum erhöht somit ein Ansteckungsrisiko und stellt das Gegenstück zur beschriebenen Eventhalle Motorwerk dar.

Wie sieht es in mittleren und kleineren Räumlichkeiten mit vielen externen Besuchern aus, die über keine eingebaute Klimaanlage verfügen? Ohne Austausch der Raumluft können sich kontaminierte Aerosole problematisch anreichern. In derartigen Räumlichkeiten könnte eine rauminterne Luftreinigung diese Funktion übernehmen. Tatsächlich ist die Nachfrage nach festmontierten oder mobilen Luftreinigern im Jahr 2020 sprunghaft angestiegen.

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Filtern oder zerstören, oder gleich beides?

Für den Einsatz stehen verschiedene Systeme zur Verfügung. Während manche Geräte die Raumluft hocheffektiv filtern, sind andere auf eine aktive Zerstörung von Keimen, also Viren und Bakterien, ausgelegt. Die Zerstörung erfolgt dabei entweder über Desinfektionsmittel, Ozon, mittels elektrischer Hochspannung oder alternativ unter Einwirkung von UV-Licht.

Grundsätzlich muss man zwischen Geräten unterscheiden, die aus gesundheitlichen Gründen nur in ungenutzten Räumen betrieben werden sollten, und solchen, die mit Personen im Raum arbeiten dürfen. Zur erstgenannten Form gehören Geräte mit einer chemischen Wirkungsweise mittels Desinfektionsmittel oder erheblicher Ozon-Freisetzung. Beispielsweise der „Typhoon Fogger“ versprüht im menschenleeren Raum ein Desinfektionsmittel. Die gewünschte Raumgröße wird über das Display angewählt. Ein Raum mit 25 m² Größe wird in ca. 10 Minuten desinfiziert.

Die Funktion des Geräts ist wie folgt beschrieben: „Der Typhoon Fogger in Kombination mit dem COVID-Killer erzeugt einen Trockennebel, der gegen Superkeime (MDRmultiresistente Keime), Viren (wie SARS-CoV-2), Bakterien, Mikrobakterien, Hefen und sogar die resistentesten Formen von Krankheitserregern wirksam ist.“ Eine Gerätefüllung soll dabei Räume bis zu 500 m³ Volumen in einem Arbeitsgang desinfizieren können. Als Wirkungsgrad für die Desinfektion von Oberflächen und Aerosolen ist ein Wert von 99,99 % angegeben. Zusätzlich bietet das Gerät eine dauerhafte Luftfilterung via HEPA-Filter während der Nutzung des Raumes an. HEPA steht für „High-Efficiency Particulate Air/Arrestance“. Diese Schwebstofffilter scheiden z. B. Bakterien, Viren, Pollen, Milbeneier und Aerosole ab, in der Größe von bis zu einem Mikrometer („aerodynamischer Durchmesser“).

Andere Geräte arbeiten unter Einsatz von Ozon. Auch das ist nur in menschenleeren Räumen möglich, da Ozon gesundheitsschädlich ist, wie aus der langen Diskussion über den schädlichen Einfluss von Kopierern und Laser-Druckern bekannt. Damit in Räumen eine ständige und dauerhafte Desinfektion erfolgen kann, um eine gefährliche Virenlast zu unterbinden, müssen somit andere Technologien in Anwendung kommen. Das ständige Herausfiltern bietet der beschriebene Typhoon Fogger mit seiner Filterfunktion zusätzlich.

Es gibt im Markt aber auch Geräte, die ausschließlich via Filterfunktion arbeiten. Beispielhaft seien hier die Luftreiniger der Firma Kampmann erwähnt, die geräteabhängig bis zu 720 m³ Luft pro Stunde reinigen und das mit einem Abscheidegrad von 99,995 %. Bei diesen Luftreinigern ist allerdings ein regelmäßiger Filterwechsel nach jeweils 800 Betriebsstunden erforderlich. Den kann der Nutzer entweder selbst durchführen oder als Service buchen.

Die Frage nach möglichen Infektionsrisiken beim Filterwechsel werden auf der Homepage des Herstellers wie folgt beantwortet: „Nein, die Viren im Filter sind nach wenigen Stunden inaktiviert und ungefährlich. Es ist empfehlenswert, normale Schutzkleidung zu tragen. Dazu gehören eine Maske und Handschuhe, da im Filter auch andere Unreinheiten aus der Luft (Bakterien, Pollen, Staub) angesammelt wurden.“

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Ultraviolette Strahlung zur Virenzerstörung

Eine andere Geräteklasse der Luftreiniger funktioniert unter Erzeugung von UV-Strahlung. Dieser energiereichste Teil der optischen Strahlung unterteilt sich in drei Bereiche: UV-A, UV-B und UV-C. Dabei ist der letztgenannte Anteil wiederum der energiereichste der optischen Strahlung im Spektrum des Sonnenlichts. UV-C durchdringt nicht die Atmosphäre und kann somit nicht seine schädliche Wirkung auf den Menschen ausüben.

UV-A und UV-B durchdringen die Atmosphäre mehr oder weniger stark und werden z. B. in Solarien zur Hautbräunung verwendet, wobei das energiereichere UV-B-Licht einen deutlich geringeren Anteil aufweist. Die energiereichere UV-C-Strahlung wird beispielsweise bei der Trinkwasseraufbereitung oder zur Wasserdesinfektion in Schwimmbädern verwendet. Zur Desinfektion von Oberflächen sind mobile und offene UV-A-Beleuchtungen bekannt.

Soll jedoch Raumluft mittels UV-Licht desinfiziert werden, bieten sich Geräte an, die Luft ansaugen und die Keime innerhalb des Gerätes zerstören, ohne dass UV-Licht nach außen emittiert und eine Krebsgefahr für Menschen darstellt.

Inzwischen befasst sich auch die AV-Branche mit Luftreinigern, wie sie beispielsweise in Büros, Veranstaltungs- und Konferenzräumen, im Einzelhandel, in Fitness-Centern oder auch in Schulen zum Einsatz kommen können. Comm-Tec Exertis als Distributor für AV/IT-Medientechnik hat beispielsweise den Vertrieb für den Luftreiniger „AiroDoctor“ in Deutschland, Österreich, der Schweiz und Osteuropa übernommen. Der mobile Luftreiniger arbeitet mit einem „UV-A-LED-Photokatalyse- Filter“, der 99,9 % der Viren und Bakterien aus der Raumluft entfernt. Das Geräte verfügt über ein vierstufiges Filtersystem mit Vor-, Kohle-, HEPA- und eben den Keim zerstörendem UV-A-Filter, der „infektiöse Aerosole“ unschädlich macht.

Der mobile Luftreiniger AiroDoctor kann Räume bis 200 m² abdecken. In größeren Räumen können Geräte kaskadiert werden. Jeder AiroDoctor kann nach Herstellerangabe CADR (Clean Air Delivery Rate) bis zu 480 Kubikmeter Raumluft pro Stunde umwälzen. Die Maße
betragen 640 × 400 mm × 230 mm (Höhe × Breite × Tiefe).
(Bild: Comm-Tex Exertis)

„Dies gilt unter anderem für 99,9 % der Corona-, Noro- und Influenzaviren sowie gesundheitsschädliche und multiresistente Bakterien“, so aus der Beschreibung des Geräts. Björn Kluger, Product Management & Technical Sales AiroDoctor bei Comm- Tec Exertis, erklärt die UV-Wirkungsweise: „Diese Photokatalyse ist eine durch UV-A Licht ausgelöste, chemische Reaktion im Zusammenhang mit dem kugelförmigen Titandioxid als verschleißfreies Vollmaterial“.

Das hat auf die verschiedenen Filterstufen des Gerätes ebenfalls einen wichtigen Einfluss, beschreibt Björn Kluger: „Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass das Filtergewebe über kurz oder lang mit Schadstoffen angereichert wird und bereits während des Betriebs Endotoxine (giftige Substanzen, Anmerkung der Redaktion) ausstößt oder spätestens beim Filterwechsel zu einem erhöhten Gesundheitsrisiko führt. Hier unterscheidet sich der AiroDoctor grundlegend: Dank der UV-A-LED-Photokatalyse wird die angereicherte Keimlast nachhaltig neutralisiert. Auch kleinste Partikel, wie beispielsweise Viren, werden eliminiert, und es findet automatisch eine permanente Dekontamination sowohl der durchströmenden Luft als auch des Innenlebens des Gerätes statt.“

UVC Sanitizer V1000E zerstört Viren ebenfalls mit UV-C-Lichtstrahlung und ist zylindrisch ausgeführt. Das Gerät mit einer Länge von 1.199 mm bei einem Durchmesser von 331 mm kann auch von einer Raumdecke oder Traverse abgehängt werden. (Bild: Exact Solutions)

Die Firma Exact Solutions aus Bergisch Gladbach bietet mit „UVC Air Sanitizer“ ebenfalls Luftreiniger an, die Keime mit UV-Licht zerstören. Die Raumluft wird durch das Gerät geleitet und mit UV-C emittierenden Leuchtröhren bestrahlt. Dabei bekommt die Luft die nötige UV-C-Dosis pro Quadratzentimeter, um eine Zerstörung von Viren und Bakterien mit einem Wirkungsgrad von 99,9 % zu erreichen. Die Luftreiniger werden temporär oder festinstalliert eingesetzt und sind wartungsarm. Nach 12.000 Betriebsstunden müssen die UV-C-Leuchtröhren gewechselt werden bei einer Restleistung (UV-C-Ausgabe) von 75 %.

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Alles eine Frage der Dimension

Luftreiniger, die mit UV-Licht arbeiten, sind Stand-alone-Geräte und können je nach Raumgröße kaskadiert werden. Hierbei sollte sicherlich mit fachmännischem Rat auf die Optimierung der Position im Raum geachtet werden. Alternativ gibt es Luftreinigungssysteme, die ebenfalls stand-alone arbeiten, aber von ihrer Dimensionierung her für große Räume oder sogar Messe- und Produktionshallen ausgelegt sind. Ein Beispiel hierfür ist der „Hygieneturm“ mit der Bezeichnung LH-HGS 3000, den die Firma Steinicke aus Berlin vertreibt. Der Hygieneturm mit einer Höhe von ca. 2,7 m arbeitet sehr stromsparend im Umluftbetrieb mit einer Sauerstoffaktivierung und mittels integrierter Ionisierung. Die belastete Luft gelangt mittels Ventilation in den sogenannten „Beruhigungs- und Filterraum des Geräts. In dieser Kammer erfolgt die erste Filterung und die Zerstörung von Keimen, also Viren und Bakterien, mittels Ozon. Bevor die entkeimte, gereinigte Luft in den Raum rückgeführt wird, erfolgt zusätzlich eine Ionisierung. Diese bindet anschließend im Raum mit ihrer Ionen-Anreicherung Partikel/Aerosole und lässt sie aus der Raumluft/Atemluft ausfallen. Das Gerät arbeitet kontinuierlich im gleichzeitig genutzten Raum.

Der Hygieneturm LH HGS 3000, den die Firma Steinicke vertreibt, ist für große Räumlichkeiten wie Foyers, Einkaufszenten, Messe- und Produktionshallen oder größere Veranstaltungsräume vorgesehen. Das Gerät zerstört Viren und Bakterien geräteintern mit Ozon und reichert die Raumluft mit Ionen an, die Aerosole binden und aus der Raumlauft ausfallen lassen. (Bild: Steinicke)

In Innenräumen liegt die Ionen- und Ozonkonzentration im Normalfall zu niedrig und deutlich unter den Werten in der freien Natur. Der Hygieneturm regelt die abgegebene Ionen- und Ozon-Konzentrationen stets in einer für Menschen gesunden Dosis nach der VDI 6022 – Blatt 3. Die abgegebene Konzentration richtet sich nach den Vorgaben der Weltgesundheitsorganisation WHO und gilt somit als unbedenklich. Ähnlich arbeitende kleinere Geräte vertreibt Steinicke ebenfalls und wirbt damit, dass die Geräte besonders stromsparend und wartungsarm sind.

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Wird Raumhygiene zukünftig neu gedacht?

Angesichts der Sachzwänge durch die Pandemie bekommt Raumhygiene eine vorher ungeahnte Relevanz. Wo aktuell Menschen in Innenräumen aufeinandertreffen, stellt sich sofort die Frage nach der Virenlast und wie sie bekämpft werden kann. Für die AV- und Event-Branche gibt es dazu inzwischen verschiedene schnell verfügbare Lösungen, auch direkt über Medien-Distributoren und Fachhändler.

Das Fitness-Studio azzurro setzt im Kursraum auf den AiroDoctor, den COMM-TEC Exertis vertreibt. Das Gerät arbeitet stand-alone und ist mobil. Es zerstört Viren mittels „UV-A-LED-Photokatalyse“. (Bild: Comm-Tec Exertis)

Dabei sollten in der Planung Raumanforderung und Technologie aufeinander abgestimmt werden, damit eine mögliche Virenlast eliminiert werden kann – im Sinne eines sicheren Betriebs.

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