Gesunde Gebäude durch eine optimale Luftfeuchte

Angesichts der Corona-Pandemie hat sich die öffentliche Aufmerksamkeit verstärkt auf die Virus-Gefahr in Gebäuden konzentriert. Bereits länger diskutierte Zusammenhänge sind dabei neu in den Mittelpunkt gerückt und unterstreichen, welchen Einfluss Frischluft, Temperatur, Luftfeuchte, aber auch Licht und Materialien auf die Verbreitung von Viren haben können. Insbesondere das Raumklima hat für den Gesundheitsschutz in Gebäuden eine herausragende Bedeutung. Wissenschaftliche Nachweise über den Einfluss auf die Immunabwehr und die Verbreitung von Atemwegsinfektionen haben in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Virale Infektionen der Atemwege werden nahezu ausschließlich von Mensch zu Mensch in Innenräumen übertragen. Häufigster Ansteckungsweg ist die Luftübertragung im Nahbereich über Tröpfchen und im Fernbereich über Aerosole: Viren eines Infizierten werden von einem anderen Menschen eingeatmet und über die Schleimhäute der oberen Luftwege aufgenommen. Je nach Größe der Partikel spricht man von einer Tröpfchen- oder Aerosolübertragung. Aufgrund ihrer geringen Größe sind Aerosole besonders leicht. Virenbeladene Aerosole können sich in großen Räumen über eine erhebliche Zeitspanne in der Luft ausbreiten. Relevant für die Ausbreitung sind die Luftbewegungen und die Luftfeuchte, die direkten Einfluss auf Reichweite, Schwebefähigkeit und Infektiosität der Aerosole haben.

Virale Infektionen der Atemwege werden nahezu ausschließlich von Mensch zu Mensch in Innenräumen übertragen. Häufigster Ansteckungsweg ist die Luftübertragung im Nahbereich über Tröpfchen und im Fernbereich über Aerosole: Viren eines Infizierten werden von einem anderen Menschen eingeatmet und über die Schleimhäute der oberen Luftwege aufgenommen. Je nach Größe der Partikel spricht man von einer Tröpfchen- oder Aerosolübertragung. Aufgrund ihrer geringen Größe sind Aerosole besonders leicht. Virenbeladene Aerosole können sich in großen Räumen über eine erhebliche Zeitspanne in der Luft ausbreiten. Relevant für die Ausbreitung sind die Luftbewegungen und die Luftfeuchte, die direkten Einfluss auf Reichweite, Schwebefähigkeit und Infektiosität der Aerosole haben.

Möglichst viel Frischluft in den Raum zu lassen, ist die wirksamste Methode virushaltige Aerosole aus Innenräumen zu entfernen. Je mehr Frischluft, desto stärker werden die virenbeladenen Aerosole in der Raumluft verdünnt. Klimaanlagen können kontrolliert die benötigte Frischluftmenge in den Raum und verbrauchte Luft aus dem Raum befördern. Kenngröße ist die Luftwechselrate: Je höher der Luftwechsel, desto geringer das Infektionsrisiko. Die ideale Luftwechselrate hängt von der Nutzung und der Anzahl der Personen im Raum ab. Zu beachten ist, dass ein höherer Luftwechsel den Energieverbrauch steigern und zum Absinken der relativen Luftfeuchte führen kann. Von guter Luftqualität spricht man, wenn die CO2-Konzentration unter 1.000 ppm (parts per million) liegt.

Die Luftübertragung und die Lebensdauer von Viren wird maßgeblich auch durch die relative Luftfeuchtigkeit beeinflusst. Das geringste Übertragungsrisiko gibt es bei einer Mindestluftfeuchte von 40 bis 60%. Dies ist gleichzeitig auch der Bereich, in dem die Immunabwehr des Menschen durch die Selbstreinigung der Schleimhäute am wirkungsvollsten ist. Aerosole bestehen im Wesentlichen aus Wasser, Salzen und Eiweißen. Bei einer relativen Luftfeuchte von unter 40% verlieren Aerosole ihren Wasseranteil und vertrocknen. Es entstehen trockene Aerosole, die kleiner und leichter sind und länger durch den Raum fliegen können. Durch Luftströme und Bewegungen der Raumnutzer werden trockene Aerosole außerdem schneller wieder von Oberflächen aufgewirbelt und weiterverbreitet. Zusätzlich zum Schwebeverhalten hat die Luftfeuchte auch gravierende Auswirkungen auf die Infektiosität der Keimtröpfchen. Unter 40% relativer Luftfeuchte trocknen die Aerosole so stark aus, dass die enthaltenen Salze auskristallisieren. Dadurch werden die Viren konserviert und bleiben länger infektiös. Beim Einatmen lösen sich die auskristallisierten Salze in den feuchten Atemwegen wieder auf. Die immer noch ansteckungsfähigen Viren werden auf der Schleimhaut des Atemtraktes freigesetzt und können Infektionen auslösen. Ist die relative Luftfeuchte im optimalen Bereich zwischen 40 und 60% verdunstet der Wasseranteil der Aerosole nur so weit, dass sich die Salzkonzentration ohne Auskristallisierung stark erhöht und die darin enthaltenen Viren nicht überleben.

Das Sonnenlicht spielt eine wichtige Rolle auch bei der aktiven Abwehr von Virusinfektionen. Der UV-Anteil des Sonnenlichts stimuliert einerseits die körpereigene Immunabwehr und führt zu einer stärken Bildung und Beweglichkeit von natürlichen Killerzellen, die Viren und Bakterien bekämpfen. Zusätzlich reduziert sich die Lebensdauer von krankmachenden Mikroorganismen durch das Sonnenlicht. Das natürliche UV-A und UV-B Licht fehlt in unseren Gebäuden, da Fensterglas die UV-Strahlung zu 100% absorbiert und reflektiert. Mit UV-LED-Licht, das UV-A und UV-B reproduzieren kann, kann das vollständige Spektrum des Sonnenlichtes in Gebäuden imitiert werden. Dies würde die Vermehrung von krankmachenden Erregern hemmen und unsere Immunabwehr stärken.

Ob ein Gebäude vor Infektionsübertragungen schützt oder nicht, hängt neben der Gebäudetechnik auch von der Nutzung und Einrichtung ab. In den vergangenen Jahren haben sich in vielen Gebäuden Konzepte durchgesetzt, die Offenheit und Transparenz betonen. Die damit beabsichtigte Förderung der Zusammenarbeit wirkt jedoch negativ auf das Übertragungsrisiko: Große, stark frequentierte Räume führen nachweislich zu einer größeren Vielfalt von Mikroben. Die Reduzierung der Personendichte und ein Mix zwischen offenen und geschlossenen Räumen kann die Verbreitung von Krankheitserregern eindämmen. Auch die Wahl des Bodenbelages kann einen Einfluss auf die Luftqualität haben. Textile Bodenbeläge reduzieren im Vergleich zu Hartböden die Feinstaubbelastung, da Staub in den Fasern gebunden und nicht wieder aufgewirbelt wird. Organische Fasern speichern zusätzlich Wasser und haben eine schalldämmende Wirkung. Pflanzen filtern Verschmutzungen aus der Luft, erhöhen die Mikroben-Vielfalt und produzieren Sauerstoff. Durch die Photosynthese nehmen die Pflanzen das Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und verwandeln ihn mit Hilfe von Licht unter anderem in Sauerstoff. Zusätzlich können Pflanzen bis zu 90% des Gießwassers verdunsten und dadurch auch begrenzt zu einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit beitragen.

Gesündere Gebäude, die vor Atemwegsinfektionen schützen, sind das Ergebnis vieler Faktoren, die sich auch gegenseitig beeinflussen. Nicht alle Maßnahmen passen zu jedem Gebäude oder sind technisch umsetzbar. Für Unternehmensleiter, Facility Manager, Mitarbeiter und Arbeitsschutz-Beauftragte ist es wichtig, jetzt rechtzeitig den Dialog zu suchen, um für vorhandene Gebäude wirksam und nachhaltig das richtige Paket für mehr Gesundheit zu schnüren.