RLT-Anlagen: Studie zur Vereinbarkeit von Gesundheitsschutz und Lüftungseffizienz

Der folgende Beitrag fasst eine Praxis-Studie unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts zusammen, die in einem Großraumbüro folgendes untersucht hat: Wie ändern sich die Effizienz einer Mischlüftung und die Abführung von Schadstoffen bei Umstellen der Abluftentnahme von decken- auf bodennah? Wie wirksam ist eine UV-C-Luftdesinfektion bei Umluftbetrieb? Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass sich bei bodennaher Abluftentnahme eine bessere Lüftungseffizienz und Raumluftqualität einstellen und durch den Einsatz der UV-C-Entkeimung auch bei 70 % Umluft die gesundheitlichen Anforderungen der Hygienic Air Delivery Rate (HADR) erfüllt werden.

Paradoxon durch Coronapandemie

Die Coronapandemie hat zu einem Paradoxon in der Nutzung von RLT-Anlagen geführt. Um die Ausbreitung von Viren zu verhindern, wurde empfohlen, RLT-Anlagen wegen möglicherweise belasteter und gesundheitsschädlicher Raumluft nicht mit Umluft zu betreiben. Viele, besonders ältere RLT-Anlagen, sind jedoch nicht für den kontinuierlichen Betrieb mit 100 % Außenluftzufuhr ausgelegt, sondern benötigen thermische Energie der Abluft, um Außenluft im Winter vorzuwärmen oder diese im Sommer vorzukühlen. Entfällt dieser Nutzen, treibt das den erforderlichen thermischen Energiebedarf und damit die Energiekosten in die Höhe. Oft reichen dann außerdem auch die installierten Kühl- beziehungsweise Heizleistungen nicht mehr zur geplanten Luftkonditionierung aus.
Ziel einer RLT-Anlage ist es, für ein gutes Raumklima und eine gute Raumluftqualität zu sorgen. Dazu zählt auch, Schadstoffe wie CO2 und Gerüche, aber auch Virenaerosole so effizient wie möglich aus der Raumluft zu entfernen. Die Wirksamkeit, mit der das geschieht, hängt unter anderem von der Luftwechselrate sowie von der Art der Zuluft- und Abluftführung ab. Während der Coronapandemie hatte das Umweltbundesamt empfohlen, zur Verringerung des Infektionsrisikos den Anteil in der Raumluft vorhandenen Aerosolen innerhalb von 30 min um 90 % zu reduzieren, was einer Luftwechselrate von 4,4 mit unbelasteter Luft entspricht (siehe Tabelle 1).

(Alle Tabellen und Abbildungen © Virobuster)
Tabelle 1: Je höher die Luftwechselrate, desto schneller werden Aerosole abgeführt. (Alle Tabellen und Abbildungen © Virobuster)

Aber sind diese theoretischen Werte in Tabelle 1 und die daraus von Ingenieuren berechneten beziehungsweise zu berechnenden Luftvolumenströme einer RLT-Anlage in der Praxis tatsächlich tauglich für einen ausreichenden Gesundheitsschutz? Oder wird hier unter virologischen Aspekten nur eine Scheinsicherheit suggeriert? Und welche Konsequenzen folgen daraus bezüglich der Lüftungseffizienz und damit des Energiebedarfs?

Maximaler Gesundheitsschutz, minimaler Energiebedarf

Diese Fragen stellen sich insbesondere, weil bei den empfohlenen Werten von einer perfekten Durchmischung der Raumluft und der Zuluft im Raum ausgegangen wird. Antworten liefert nun eine Langzeitstudie. Diese wurde unter realen Bedingungen in einem Großraumbüro mit 435 m² Fläche und 35 Personen durchgeführt. Zusätzlich wurden an den arbeitsfreien Samstagen experimentelle Untersuchen zur Abfuhr von CO2 und freitags sogenannte KBE-Messungen (keimbildende Einheiten) vorgenommen. Weitere Informationen zu den Bedingungen zur Durchführung der Untersuchungen siehe weiter unten.

Ziel der Studie ist, die vermeintlich konkurrierenden Ziele maximaler Gesundheitsschutz und minimaler Energiebedarf zur Lüftung gemeinsam zu lösen. Dafür wurden zwei Aspekte untersucht:

  1. Wie kann das vorhandene Mischlüftungssystem durch Veränderung der Abluftentnahme bezüglich Lüftungseffizienz und Gesundheitsschutz verbessert werden?
  2. Welche Kombination aus Luftführung und Luftdesinfektion kann diese Anforderungen am besten vereinen?

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