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#Faktenfuchs: Sind Klimaanlagen Virenschleudern? | BR24

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Wie gefährlich sind Klimaanlagen beim Corona-Virus? Johannes Rossteuscher im Gespräch mit David Globig für das B5-Sonntagsmagazin "Aus Wissenschaft und Technik".

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#Faktenfuchs: Sind Klimaanlagen Virenschleudern?

Bei Corona-Fällen in einem chinesischen Restaurant und in einer deutschen Fleischfabrik spielte jeweils eine Klimaanlage eine wichtige Rolle. Was heißt das für uns? Sind Klimaanlagen Superspreader? Ein #Faktenfuchs.

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Die Geschichte im Restaurant in Guangzhou geht so: Eine fünfköpfige Familie sitzt an einem Tisch. Die fünf kommen frisch aus Wuhan. Unmittelbar vor dem Ausreiseverbot haben sie die Stadt verlassen und sind nach Goungzhou gereist. Das Ganze spielt am 24. Januar.

Ein Mitglied der Familie, eine 63-jährige Frau, ist offenbar mit dem Corona-Virus infiziert, jedenfalls bekommt sie noch am gleichen Tag Husten und Fieber und begibt sich schließlich ins Krankenhaus. Zwölf Tage später sind von den anderen Gästen im Restaurant neun Corona-positiv.

Vier davon gehören zur Ursprungsfamilie, saßen also am gleichen Tisch wie die 63-Jährige. Fünf weitere saßen an den beiden direkten Nachbartischen.

Die drei Tische standen laut einer Studie der Gesundheitsbehörde von Guangzhou nebeneinander in einer Reihe – und allesamt im Luftstrom der Klimaanlage. Diese war an einem Ende des Raums an der Wand angeschraubt.

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Die Grafik zeigt, wo der Corona-infizierte Gast saß (A1) und welche anderen Personen in der Umgebung sie ebenfalls ansteckte (A2-C2).

Wer hat sich genau angesteckt?

Außer den Familienmitgliedern steckten sich drei Gäste an, die am direkten Nachbartisch links saßen – in der Richtung, in die der Luftstrom der Klimaanlage blies. Auch zwei Personen am Nachbartisch rechts steckten sich an – der Richtung, aus der der Luftstrom eher herkam.

Die Tische standen recht eng beieinander, mit jeweils nur einem Meter Abstand. Der ganze Teil des Raums ist nur sechs Meter lang. Die Autoren der Untersuchung gehen jetzt davon aus, dass der Luftzug die infektiösen Tröpfchen im Raum verteilt hat: zum linken Nachbartisch auf direktem Weg und über Verwirbelung oder Rückströmung auch zum rechten Nachbartisch.

Unklar ist, ob alle Menschen an den Tischen direkt angesteckt wurden. Möglicherweise hat sich auch nur jeweils eine Person im Restaurant angesteckt und das Virus dann später an jeweilige Familienmitglieder weiter gegeben.

Die Autoren gehen nicht davon aus, dass das Virus bereits aus der Klimaanlage gekommen sein könnte. Wischproben aus dem Gerät waren negativ. Außerdem spricht alles dafür, dass die 63-jährige Frau das Virus in den Raum gebracht hat, die noch am gleichen Tag Symptome entwickelte.

Zwischenfazit: In diesem Fall in Guangzhou, der einiges Aufsehen erregt hat, hat offenbar ein Luftzug aus einer einfachen, an der Wand festgeschraubten Klimaanlage die Ansteckungen verursacht oder begünstigt. Schlicht, indem der Luftzug die infektiösen Tröpfchen weiter trug als den empfohlenen Sicherheitsabstand von gut einem Meter.

Eine große Rolle spielte dabei offenbar die Richtung des Luftzugs. Denn es befanden sich noch weitere 73 Gäste im anschließenden, etwas größeren Teil des Raums. Der Raum hatte eine eigene Klimaanlage und bekam nach der Interpretation der Studienautoren vom Luftzug nichts ab. Alle 73 Gäste aus diesem Teil des Raums wurden getestet, niemand hatte sich angesteckt. Ebenso wenig die acht Bedienungen im Restaurant.

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Die Grafik zeigt die Luftströme der Klimaanlage in dem Teil des Raumes, wo die Corona-Patientin saß, und den angrenzenden größeren Raumteil.

Wie hoch ist das Risiko in Räumen mit einer einfachen Klimaanlage?

Die Frage ist nun: Kann so etwas in Räumen mit ähnlicher Belüftung wie dem Restaurant auch passieren? Hier muss man unterscheiden:

1. Es gibt grundsätzlich ein gewisses Risiko, dass Coronaviren in sehr kleinen Tröpfchen, also Aerosolen, eine gewisse Zeit überleben und deshalb auch länger in der Luft sein können. Es ist also möglich, dass man in eine Wolke mit dem Virus geraten kann, die jemand kurz zuvor hinterlassen hat – selbst dann, wenn man Abstand hält.

Über das Ausmaß des Risikos kommen Studien zu unterschiedlichen Einschätzungen. Meistens ist die Menge der in der Luft gefundenen Viren sehr klein. Eine Studie in einer Klinik in Nebraska fand in Krankenzimmern von Corona-Erkrankten im Schnitt 2,86 Viren pro Liter Luft – also weniger als drei einzelne Viren, von denen kein einziges noch infektiös war. Zum Vergleich: Ein Milliliter Rachenabstrich eines akut Infizierten enthält eine Milliarde Viren.

Trotzdem schließen die Autoren solcher Untersuchungen ein gewisses Restrisiko nicht aus, sich über die Luft anzustecken. Aktuell heißt es in einer im Fachmagazin Nature vorveröffentlichten Studie aus Wuhan:

"Obwohl wir keine Infektiosität des Virus in diesen Krankenhausbereichen feststellen konnten, nehmen wir an, dass SARS-CoV-2 das Potential haben könnte, durch Aerosole übertragen zu werden." Studie im Fachmagazin Nature

Ein gutes Beispiel ist das sogenannte Salzstreuer-Event, das in München erforscht wurde. Ein Kantinengast steckte einen anderen Gast mit Corona an, obwohl beide Rücken an Rücken saßen. Offenbar wurde lediglich ein Salzstreuer von einem Tisch zum anderen gereicht.

Der Virologe Christian Drosten kann sich so eine Ansteckung durchaus über den Luftzug vorstellen. Drosten sagte im NDR-Corona-Podcast am 31. März:

"Klar haben die sich auch mal sehr nah unterhalten, also sie haben sich wahrscheinlich zueinander hingedreht. Natürlich kann es da passiert sein. Es ist schon so: Man atmet nach vorne, man hustet nach vorne. Aber es gibt ja auch Luftbewegungen im Raum. Und ein grobtröpfiges Aerosol nicht, aber mitteltröpfiges, das wird eine Zeit in der Raumluft stehen. Wenn es dann eine Luftbewegung gibt, wird das natürlich auch weitertransportiert – egal, ob derjenige, von dem das ausgeht, mit dem Rücken zu einem sitzt. Das ist eine Situation, die kann man nicht von der Hand weisen." Christian Drosten, Leiter der Virologie in der Berliner Charité, im NDR-Corona-Podcast

2. Welche Rolle spielt der Luftzug? Drosten spricht von "Luftbewegung im Raum". Offenbar kann diese zwei ganz unterschiedliche Effekte haben:

  • Der Luftzug verdünnt die Aerosol-Wolke. Vor allem im Freien ist das laut Drosten sicher günstig.
  • Er transportiert sie weiter als die empfohlenen 1,50 Meter, wie es offenbar in Guangzhou passiert ist.

Einen solchen Luftzug kann eine einfache Klimaanlage erzeugen, wie sie vermutlich in dem Restaurant an die Wand geschraubt war. Dazu sagt Günther Mertz, Geschäftsführer des Fachverbandes Gebäude-Klima:

"Diese typischen Raumkühlungsanlagen, wie es sie in China und den USA gibt, erzeugen eine sehr hohe Luftgeschwindigkeit. Ähnlich ist es auch bei Ventilatoren an der Decke." Günther Mertz, Fachverband Gebäude-Klima

Wie hoch ist das Risiko bei Klimaanlagen in großen Gebäuden wie Hotels und Büros?

Können also auch große Klimaanlagen, wie sie in Hochhäusern eingebaut sind, Viren verteilen – womöglich im ganzen Haus, auch über mehrere Stockwerke?

Völlig ausgeschlossen ist das nicht, es gilt aber unter Fachleuten als sehr unwahrscheinlich. Vor allem deshalb, weil echte Gebäudeklimaanlagen einen großen Teil ihrer Luft von draußen ansaugen. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich darin infektiöse Viren befinden, dürfte äußerst gering sein – in jedem Fall geringer als in der Innenluft.

"Viren werden über Aerosole und Staubpartikel transportiert. Die Außenluft wird über das Dach oder in drei Metern Höhe über dem Boden angesaugt. Eine Verbreitung von Viren über die Zuluft von raumlufttechnischen Anlagen mit zentraler Luftkonditionierung kann deswegen – und durch die zusätzliche Filtrierung der Außenluft – mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden." Dirk Müller, Professor für Gebäude- und Raumklimatechnik an der RWTH Aachen

Allerdings wird ein gewisser Anteil der Luft auch umgewälzt, damit man nicht so viel Außenluft erst erwärmen oder abkühlen muss. Ist jemand im Gebäude an Corona erkrankt, könnte in diesem Anteil ein Rest Aerosol mit Viren enthalten sein. Auch hier erscheint die Wahrscheinlichkeit klein, dass die Viren in den Tröpfchen das Umwälzen überleben, ohne auszutrocknen.

"Die möglicherweise belastete Abluft aus einem Raum wird mit nicht belasteter Außenluft vermischt. Dabei kommt es immer zu einer starken Verdünnung aller möglichen Kontaminationen. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Zuluft in diesem Fall kritische Erregerkonzentrationen enthält, ist sehr gering." Dirk Müller, Professor für Gebäude- und Raumklimatechnik an der RWTH Aachen

Fallbeispiel 2: Ansteckung im Callcenter

Ganz ausgeschlossen scheint es allerdings nicht zu sein. Darauf könnte eine Studie aus Südkorea hindeuten: Die Wissenschaftler untersuchten den Ausbruch von Covid-19 in einem Hochhaus in Seoul. In dem 19-stöckigen Gebäude wurde am 8. März ein erster Corona-Fall bestätigt. Ein Mitarbeiter eines Büros im 10. Stock war erkrankt. Nur einen Tag später wurde der gesamte Wolkenkratzer gesperrt, insgesamt lebten oder arbeiteten darin 1.143 Menschen. Alle wurden getestet, am Ende zählten die Behörden 97 Corona-Positive.

Der allergrößte Teil davon, nämlich 94 Personen, arbeiteten im Callcenter auf der elften Etage – obwohl der erstbestätigte Erkrankte nach eigenen Aussagen nie im elften Stock gewesen war. Allerdings kamen die Bewohner und Nutzer des Gebäudes nach Aussagen der Wissenschaftler in den Aufzügen und Fluren des Gebäudes häufig miteinander in Kontakt.

Gibt es eine Gefahr, wenn die Luft in andere Zimmer weiterströmt?

Die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung über die Klimaanlage ist also nicht gleich null. Deshalb haben drei Fachverbände eine gemeinsame Empfehlung herausgegeben zum Betrieb von Klimaanlagen in der Corona-Zeit. Unter anderem empfehlen sie, den Anteil der angesprochenen Umluft zu reduzieren und lieber mehr oder nur Außenluft anzusaugen, auch wenn man dadurch mehr Energie verbraucht.

Und noch eine zumindest theoretische Möglichkeit der Virenverbreitung wird angesprochen: die sogenannte Überströmung. Sie entsteht, wenn zum Beispiel nur ein Zimmer an die Klimaanlage angeschlossen ist, diese aber über Lüftungsschlitze andere Zimmer mit belüftet. Auch hier sagt der Verband: Überströmung möglichst reduzieren, weil sie Luft von einem Zimmer ins andere bringt.

Davon abgesehen, so der Verband, sollte man die Klimaanlagen eher länger betreiben als sonst, weil dann mehr Frischluft in die Räume kommt. Unterstützt werden diese Empfehlungen übrigens auch von Hochschulen: Sowohl der Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik der RWTH Aachen, als auch das Institut für Klimatechnik der Uni Stuttgart haben sich dahintergestellt.

© Guido Kirchner/dpa

In dieser Fabrik der Tönnies-Holding im nordrhein-westfälischen Rheda-Wiedenbrück ist es zu einem massenhaften Corona-Ausbruch gekommen.

Fallbeispiel 3: Corona-Ausbruch im Schlachtbetrieb

Auch bei der Untersuchung des Corona-Massenausbruchs beim Fleischkonzern Tönnies im nordrhein-westfälischen Rheda-Wiedenbrück ist die dortige Belüftungstechnik ins Visier der Experten geraten. Das System der Luftkühlung im so genannten "Zerlegebereich" könnte eine größere Rolle bei der Virusverbreitung gespielt haben, so eine erste Einschätzung des Bonner Hygiene-Experten Martin Exner. Er und weitere Wissenschaftler haben unterstützt vom Robert Koch-Institut den Corona-Ausbruch in dem Schlachtbetrieb im Kreis Gütersloh untersucht.

Welche Rolle hat die Klimaanlage im Fall Tönnies gespielt?

In dem als kritisch identifizierten Bereich des Schlachtbetriebs bei Tönnies wird die Luft dauerhaft auf 6 bis 10 Grad gekühlt, indem sie aus dem Raum abgezogen und über ein Kühlsystem zurückgeführt wird. Die Raumluft wird aus Gründen der Energieeffizienz so im Endeffekt nur umgewälzt und nicht ausgetauscht, wie es bei Klimaanlagen in der Regel der Fall ist. Frischluft von außen wird für den Kühlbereich nur sehr wenig zugeführt. Die Luft zirkuliert hier also – mehr oder weniger undurchmischt – immer wieder den ganzen Arbeitstag über.

Im Zerlegebetreich ist es relativ laut. Die Arbeit ist sehr anstrengend und die Experten gehen davon aus, dass heftigeres Atmen und lautes Sprechen oder sogar Schreien die Bildung so genannter Aerosole begünstigen. Diese können, wie beschrieben, infektiöse Coronaviren enthalten und weil es im Zerlegebereich besonders kühl und trocken ist, halten sich die Viren auch länger in der Luft. Und da es kaum Luftaustausch gibt, strömen potentiell infektiöse Partikel in den Aerosolen immer und immer wieder über die Lüftungs- bzw. Kühlanlage in den Räumen hin und her.

Um diese Verteilung zu verhindern, raten die Hygiene-Experten und Infektiologen, die Kühl- und Lüftungsanlagen mit Hochleistungsfiltern auszustatten. Auch der Einsatz von UV-Strahlen, um Viren abzutöten, wird als Möglichkeit genannt. Die Wissenschaftler raten dazu, Lüftungs- und Klimatechnik auch im Hinblick auf das weitere Corona-Ausbruchsgeschehen im Auge zu behalten.

Fazit: Die Wahrscheinlichkeit, dass man sich über eine moderne Klimaanlage mit dem neuen Corona-Virus infiziert, dürfte äußerst gering sein. Im Gegenteil: Durch den Luftaustausch tragen die Klimaanlagen vermutlich eher dazu bei, dass sich Aerosole in der Luft kürzer halten. Allerdings können Klimaanlagen – vor allem einfache Raumkühlgeräte – eine Luftströmung verursachen, die möglicherweise die Ausbreitung von Aerosolen begünstigt – und zwar über eine größere Entfernung, als man erwarten würde.

Anders liegt der Fall beim Corona-Ausbruch in einer nordrhein-westfälischen Fleischfabrik: Dort wird die Raumluft nur umgewälzt und nicht ausgetauscht, wie es bei Klimaanlagen in der Regel der Fall ist. Es wird nur sehr wenig Frischluft von außen zugeführt. Da es kaum Luftaustausch gibt, werden Aerosole, also feinste Tröpfchen, über die Viren übertragen werden können, durch die Lüftungs- bzw. Kühlanlage in Bewegung gehalten.

Anmerkung: Dieser Text wurde ursprünglich am 2. Mai nach den Vorkommnissen in dem chinesischen Restaurant veröffentlicht. Am 25. Juni haben wir ihn um den Corona-Fälle in einem deutschen Schlachtbetrieb ergänzt.

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