Corona: Wie CO₂-Messgeräte Aerosol-Infektionen in Büro/Klassenzimmer vermeiden können

Das Corona-Virus kann übertragen werden

  1. durch Schmier-Infektion (kontaminierte Flächen berühren und dann in Mund/Nase/Augen fassen),
  2. durch Tröpfchen-Infektion mit ca. 2 m Reichweite (kleine Tröpfchen aus Mund/Nase gelangen beim Gegenüber in Mund, Nase, Augen), oder
  3. durch Aerosol-Infektion mit 10 m Reichweite oder mehr (superfeine kleine Tröpfchen entstehen beim Atmen, Sprechen, Singen und schweben längere Zeit durch die Luft und werden eingeatmet oder gelangen in die Augen).

Dies verhindern wir jeweils

  1. Schmier-Infektion: durch Händewaschen, Hand-/Flächendesinfektion, und Abstand halten
  2. Tröpfchen-Infektion: durch Abstand halten und geeignete und gut sitzende Masken (Mund-Nase-Schutz)
  3. Aerosol-Infektion: durch Masken (am besten FFP2) und durch Vermeiden von schlecht gelüfteten Räumen mit vielen Menschen

Christian Drosten hat im Juni schon vermutet, dass maximal 20% der Infektionen durch Schmierinfektion erfolgen, und dass Tröpfchen und Aerosole jeweils mit 40% beteiligt sind. Es gibt Fachleute, die meinen, dass Aerosol-Ansteckung sogar den größten Teil ausmachen, ganz sicher aber den großen Teil der Super-Spreader-Events, wo eine Person zig oder hunderte Menschen anstecken kann (siehe zweistündige Chor-Probe mit 61 Leuten und einem Infizierten, alle habe brav Abstand gehalten. Ergebnis: 32 Infizierte, 3 mussten ins Krankenhaus, 2 Verstorbene).

Die Regeln für #1 und #2 haben nun die meisten schon gut auf dem Radar, aber das mit den Aerosolen noch nicht. Also, was können wir tun für #3?

Was heißt denn schlecht gelüftet?

Eine Kneipe mit 50 Gästen und geschlossenem Fenstern ist schnell als potentieller Ansteckungsort zu erkennen. Aber ab wann wird es in einem Büro, einem Klassenzimmer, usw. problematisch? Sind 2 offene Fenster nötig oder reicht auch nur die Lüftungsanlage, wenn vorhanden?

Es geht wohlgemerkt um Räume, in denen wir uns länger als 10 Minuten aufhalten. Wenn es im Herbst/Winter jetzt wieder kalt wird, wird das ständige Dauerlüften keine Lösung mehr sein (oder wir sitzen alle im Skioverall mit Schal&Mütze und Maske in Büro/Schule).

Praktischerweise atmen Menschen bei jedem Atemzug auch CO₂ mit aus, d.h. die Menge an CO₂ in einem Raum ist ein guter Indikator, wie “verbraucht” die Luft bereits ist. Den Normalwert für den CO₂ Anteil kennt Ihr aus meinen Klima-Wandel-Posts, er liegt bei ca. 415 ppm. (Kaum zu glauben, dass wir hier jetzt schon wieder von CO₂ reden).

Im folgenden Graph sieht man, dass in meinem Schlafzimmer der CO₂ Wert bei geschlossenem Fenster über Nacht problemlos 1000 ppm erreicht (trotz Lüftungsanlage auf Stufe 1) und dann tagsüber wieder auf 450 ppm absinkt.

In einer Studie des Umweltbundesamtes (2008) werden für Wohnungen Werte von 700 bis mehrere Tausend ppm beschrieben, in Schulen sind Werte von 2000-5000 ppm “keine Seltenheit”, 80% (!) der Messwerte lagen über dem Grenzwert von 1.000 ppm. Besser dran sind demnach Büros mit 700-1200 ppm. Im ÖPNV 1.600 -2.000 ppm nicht ungewöhnlich.

Also auch ohne Aerosol-Thema lüften wir meistens schon nicht genug…

Zwischenfrage: Warum lassen wir das in den Schulen überhaupt so zu? Bei zu viel CO₂ in der Luft kann man sich schlecht konzentrieren usw. Nach DIN stehen CO₂-Werte über 1.000 ppm schon für “mäßige Luftqualität”:

Das Umweltbundesamt schreibt dazu in o.g. Studie: “Eine systematische Interventionsstudie hat kürzlich eindrücklich gezeigt, dass Absenkungen der mittleren CO₂-Konzentration von 1300 ppm auf 900 ppm bzw. der mittleren CO₂-Spitzenkonzentration von 1700 auf 1100 ppm zu einer signifikanten Leistungssteigerung bei Schulkindern führen.” und “Vor diesem Hintergrund ist der bisher in Deutschland üblicherweise verwendete Beurteilungswert von 1500 ppm CO₂ als zu hoch anzusehen. Im benachbarten europäischen Ausland liegen die Zielwerte überwiegend bei 1000 ppm.

Welcher CO₂-Höchstwert ist aus Corona-Sicht maßgeblich?

Die Literatur, die ich gefunden habe, ist sich nicht so ganz einig, ob 600 oder 800 ppm schon zu viel sind. Aber da es ja noch viele weitere Aspekte gibt, die da mit reinspielen (z.B. ist das CO₂ im Raum gleichmäßig verteilt und dort ggf. höher/tiefer als beim Meßgerät, oder wie ist es mit dem Luftstrom im Raum?) würde ich von 800 ppm als Grenze ausgehen. Den 800er Wert empfiehlt auch die Europäische Vereinigung der Heizungs, Lüftungs- und Klima-Anlagen-Verbände in ihrem Guidance for Schools-Dokument.

Atze Boerstra recommends a maximum CO₂ concentration of 800 ppm during the pandemic, which corresponds to a lower limit of 60 m3 / h per person supply of fresh air.

Quelle

In der “SARS-CoV-2-Arbeitsschutzregel” (Stand 10.8.2020) der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) steht dazu: “Die Überprüfung der Qualität der Lüftung kann durch eine CO₂-Messung erfolgen. Entsprechend ASR A3.6 ist eine CO₂-Konzentration bis zu 1.000 ppm noch akzeptabel. In der Zeit der Epidemie ist dieser Wert soweit möglich zu unterschreiten.” Womit wir auch wieder bei 800 ppm oder weniger sind.

Wir wollen also den CO₂-PPM Wert messen und – durch Stoß-/Dauerlüften oder mit der Belüftungsanlage – den Wert unterhalb von 600 oder 800 ppm halten. Dafür brauchen wir in jedem Raum ein Meßgerät, das direkt ablesbar ist und ggf. auch noch eine Alarmton ausgibt beim Grenzwert-Überschreitung.

Wie misst man CO₂ in der Raumluft?

Ich habe mir vor 2 Wochen vier verschiedene CO₂-Messgeräte zwischen €99 und €600 besorgt zum Ausprobieren:

Von Links nach rechts und von oben nach unten:

  1. AirCO2ntrol 5000 (€135 bei amazon): das einfachste Gerät, läuft nur mit Dauerstrom via USB-Anschluss (der einzige ohne Batterie/Akku), Alarmton ab einstellbarem ppm Wert.
  2. ARANET 4 (€149 bei amazon, inzwischen vergriffen): Durch e-Paper Display dürfte die Laufzeit mit zwei AA-Batterien besonders hoch sein, kein Alarmton.
  3. Kecheer CO2-Messgerät (€99 bei amazon, ebenfalls vergriffen): Das billigste Kästchen im Test, Ampel-Anzeige und Alarmton ab 1000 ppm.
  4. Testo 160 IAQ (€600 bei conrad.de): Das teuerste Gerät mit eingebauter WLAN/Cloud-Anbindung, EMail-Alarms
  5. Außer Konkurrenz und ohne Bild: Die Netatmo-Basis-Stationen (€145 bei amazon) haben auch einen CO₂ Sensor mit an Bord, aber keine Anzeige o.ä. Die kann man nur mit der Handy-App ablesen, das ist für unseren Einsatzfall zu umständlich.

Testergebnis CO₂ Messgeräte

Alle Geräte machen den Job. Die Messwerte sind z.T. etwas unterschiedlich, aber mehr als plus/minus 10% vom Mittelwert aller 4 Geräte habe ich nicht beobachtet. Mit der Meßungenauigkeit können wir problemlos leben und diese wurde nach einer Neukalibrierung (30 min in der Außenluft) nochmals besser.

Die Aranet Geräte haben keinen Warnton sind aber ansonsten die elegantesten Geräte. Das billigste Gerät von Kecheer ist schon völlig ausreichend (und ist das Gerät, das am schnellsten auf Veränderungen anspricht).

Wie sich die Messungenauigkeiten mit der Zeit verändern, wird man sehen.

Praktischer Einsatz

Jetzt also in jeden Raum so ein Ding rein und immer wieder draufschauen. Ich denke man wird schnell eine Gefühl dafür bekommen, wieviel Lüften tatsäglich nötig ist…. Mangels Klassenzimmer oder Büro mit mehreren Mitarbeitern konnte ich da noch nicht viel ausprobieren. Werde das nachliefern.

Die allgemein empfohlenen Maßnahmen sind:

  • Lüften, auch schon längere Zeit VOR dem Meeting/Unterricht sowie natürlich regelmäßig oder dauernd während der Raumnutzung, ggf. mit Ventilatoren in Tür/Fenster
  • Wenn Lüftungsanlage vorhanden diese auf höchste Stufe stellen und maximale Frischlufzufuhr einstellen (keinesfalls die verbrauchte, aerosol-beladene Raumluft wieder und wieder durchs Haus pumpen und verteilen)
  • Filter in Lüftungsanlagen einbauen
  • KEINE Ventilatoren oder Klimageräte, die die Luft im Raum nur umwälzen und damit die Aerosole verteilen, verwenden!
  • Weitere Infos in meinem Blogpost von letzter Woche und im o.g. PDF (SARS-CoV-2-Arbeitsschutzregel) und

Fazit

Die Ansteckungsgefahr durch Aerosol-Infektion in Innenräumen kann mit aktiver Überwachung und Beachtung der Raumluft-Qualität maßgeblich verringert werden. Die nötigen Messgeräte sind günstig schon ab €100 zu haben, auch die einfachsten Geräte tun den Job. Da scheint es aber schon ein Ansturm auf diese Geräte zu geben, denn zwei Geräte, die ich vor 2 Wochen bestellt habe, sind schon nicht mehr lieferbar.

Hier noch ein Links zum Weiterlesen:

In “The Atlantic”: We Need to Talk About Ventilation

Und das ist, was wir nicht wollen:

Author: Dirk Paessler

Founder and Chairman, Paessler AG; Founder and Executive, Carbon Drawdown Initiative

One thought on “Corona: Wie CO₂-Messgeräte Aerosol-Infektionen in Büro/Klassenzimmer vermeiden können”

  1. Hi Dirk, schöne Zusammenstellung! Ein wenig neidisch bin ich ja auf die große Sammlung der Messgeräte 😉

    Ich habe mich aus ähnlicher Motivation hingesetzt und ein Gerät selber zusammengebastelt, siehe hier: https://github.com/alfkoehn/CO2_monitor Jetzt fehlen mir allerdings noch ein paar andere Geräte zur Kontrollmessung. Was mich interessieren würde, ob Sie mittlerweile dazu gekommen sind, in Büros oder Klassenzimmern einige Messungen durchzuführen?

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