ArchivDeutsches Ärzteblatt40/2020Umluftkühlgeräte und Luftreinigung: Umrüstung wegen Corona kann Kliniken teuer zu stehen kommen

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Umluftkühlgeräte und Luftreinigung: Umrüstung wegen Corona kann Kliniken teuer zu stehen kommen

Popp, Walter

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Derzeit ringen Gebäudebetreiber nach Lösungen für ihre möglicherweise problematischen Klimaanlagen. Aber ob die kostspielige Um- oder Nachrüstung tatsächlich vor einer Verbreitung von SARS-CoV-2 schützt, ist nicht sicher zu sagen. Deshalb sind die Anforderungen genau zu prüfen.

Kühlen gegen Erwärmung des Innenklimas: Ob Umluftkühlgeräte, wie sie so oder so ähnlich typischerweise in zahlreichen Gebäuden zu finden sind, tatsächlich als Coronavirenschleudern fungieren, ist keineswegs evident. Foto: Walter Popp
Kühlen gegen Erwärmung des Innenklimas: Ob Umluftkühlgeräte, wie sie so oder so ähnlich typischerweise in zahlreichen Gebäuden zu finden sind, tatsächlich als Coronavirenschleudern fungieren, ist keineswegs evident. Foto: Walter Popp

Die Häufung von Coronafällen in dem Fleischbetrieb des Tönnies-Konzerns hatte zur Folge, dass nun Umluftkühlgeräte (ULK) unter den Verdacht gerieten, wesentlich zur Verbreitung von SARS-CoV-2 beizutragen: „Klimaanlage als Virenschleuder“ titelte beispielsweise die Tagesschau zum Coronaausbruch bei Tönnies (1).

Kliniken und Praxen betroffen

Seither diskutieren Experten über die Notwendigkeit und den Nutzen von Umluftkühlgeräten – und die Gefahren, die davon ausgehen sollen. Besonders betroffen sind hiervon nicht zuletzt die Krankenhäuser, die teilweise 100 und mehr Umluftkühlgeräte betreiben. Aber auch im niedergelassenen Bereich finden sie sich häufig – überall dort nämlich, wo sich viele Menschen aufhalten oder sich bewegen (Belastungs-EKG), wo den ganzen Tag Geräte eingeschaltet sind (Sonografie, Echo), wo Temperatur und Feuchtigkeit anfallen (Reinigungs- und Desinfektionsgeräte, Autoklaven) oder wo große Fensterfronten im Sommer viel Sonne einlassen. Durch das immer wärmere Klima ergibt sich zunehmend auch im Gesundheitswesen die Notwendigkeit, mindestens im Sommer die Innenräume zu kühlen.

Derzeit wird debattiert, ob wegen der eventuell Coronaviren enthaltenden Aerosole an solche Anlagen neue Anforderungen gestellt werden müssen, ob sie nach- oder komplett umgerüstet werden müssen. Das könnte Praxen und Krankenhäuser teuer zu stehen kommen. Die Frage ist nicht nur eine der Kosten, sondern auch, ob dies überhaupt den Zweck erfüllt.

Weiter ist zu bedenken, dass sich die derzeitige Diskussion fast ausschließlich auf die Beobachtungen stützt, die bei dem COVID-Ausbruch bei Tönnies gemacht worden sind (2). Jedoch lässt sich die Ausbreitung der Viren in dem Betrieb auch einfach durch Übertragung von Mensch zu Mensch erklären.

OP-Klimatisierung in der Klinik

Zentrale Raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) werden seit Jahrzehnten im Krankenhaus eingesetzt, beispielsweise zur OP-Klimatisierung. Früher funktionierten die RLT-Anlagen meist ungeregelt mit Ventilatoren, die eine hohe Pressung, einen hohen dynamischen Druck erzeugten. Im Zuge des technischen Fortschritts und nicht zuletzt aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden moderne RLT-Anlagen mit rechnerunterstützten EDV-Programmen exakt auf die erforderlichen Druckregime ausgelegt. In der Regel geschieht dies ohne Reserven. Eine Aufrüstung der RLT-Anlage im hygienischen Sinne mit Filtern höherer Abscheidegrade – also HEPA-Filter – gestaltet sich dann schwierig.

Früher war eine Luftbefeuchtung häufig, dabei wurde die Dampfbefeuchtung zum Stand der Technik. Für diese Form der Luftbefeuchtung kann eine Übertragung von Keimen aus dem Wasser in die Raumluft weitgehend ausgeschlossen werden. Allerdings hat man in den letzten 20 Jahren zunehmend auf die Luftbefeuchtung mittels Dampf verzichtet. Dies geschah vor allem aus Kostengründen, jedoch mit dem Argument, dass etwa im OP mehrere Menschen genügend Wasser (über die Atmung) abgeben, um so eine ausreichende Luftfeuchtigkeit zu gewährleisten. Zudem wurde der Außenluftanteil immer mehr reduziert, um Kosten und Energie zu sparen.

Seit Langem regelt die DIN 1946–4 die Klimatisierung im Gesundheitswesen. In der aktuellen Ausgabe von 2018 werden erstmals Anforderungen an dezentrale Klimageräte gestellt. Konkret werden Sekundärluftkühlgeräte (also Umluftkühlgeräte) genannt. Diese müssen – um der Verbreitung von Keimen entgegenzuwirken – demnach mit einer 2-stufigen Filterung ausgestattet sein, mit der Filterstufe PM1/≥ 50 (entsprechend F7-Filter nach alter Klassifikation) am Geräteeintritt (der Raumluft) und der Filterstufe PM1/> 80 (entsprechend F9-Filter nach alter Klassifikation) am Geräteaustritt (also in der Zuluft) (3).

Hygiene, Kühlung, Klima

Generelle Basisanforderungen an zentrale und dezentrale RLT-Anlagen – im Gesundheitswesen, aber auch in allen anderen Bereichen (wie in Bürohäusern, Gewerbebetrieben) – beschreibt seit rund 20 Jahren die VDI 6022 (4). Danach sind nicht nur für zentrale, sondern auch für dezentrale Anlagen – hier auch für Umluftkühlgeräte – regelmäßige Hygieneinspektionen und entsprechende Kontrollen gefordert; Letztere aber nur ab 20 gleichartigen Anlagen in einem Gebäude. Hochleistungsfilter (HEPA-Filter der Qualität H13 oder H14) findet man meist nur in Bereichen wie OP-Sälen, wo sie endständig – also am Kanalauslass in der Decke – installiert sind.

Unter Bezug auf möglicherweise coronavirushaltige Aerosole wird stellenweise HEPA-Filterung gefordert – so etwa von der Kommission Innenraumluft oder in Arbeitsschutzausschüssen beim Bundesministerium für Arbeit und Soziales (5, 6). Diese kann jedoch in den vorhandenen zentralen und dezentralen Anlagen im Allgemeinen nicht einfach nachgerüstet werden. Denn die Motoren der Ventilatoren können den gesteigerten Anforderungen an den (zusätzlichen) Druckverlust höherwertigerer Filtermedien nicht gerecht werden. Es wären also neue Anlagen erforderlich, die größer und teurer sind und mehr Energie verbrauchen.

Wenn aktuell ein höherer Außenluftanteil (also Frischluft) gefordert wird, so bedeutet dies, dass im Winter diese Luft erwärmt und im Sommer gekühlt werden muss – also ebenso erheblich Energie verbraucht wird. Dies muss auch unter Klimaschutzzielen bedacht werden. Ferner gibt es derzeit nur wenige Anbieter von dezentralen Umluftkühlgeräten mit Filtern – die darüber hinaus größer sind als die bisherigen und anders als diese nicht im Deckenbereich installiert werden können wegen zu geringer Deckenhöhe.

Bereits installierte Umluftkühlgeräte finden sich meist als dezentrale Geräte, oft in Decken installiert (Abb.). Dies sind in der Regel sogenannte kältemittelbetriebene Splitgeräte, wenn zu dem Innengerät ein Außengerät existiert: Da warme Luft mehr Feuchtigkeit (Wasser) aufnehmen kann als kalte, kommt es im Rahmen der Kühlung zur Auskondensation von Wasser. Dieses muss abgeführt werden, denn es darf nicht direkt in die Abwasserleitung, da man einen mikrobiellen Zurückwuchs verhindern will. Ein direkter Anschluss der Wasserabläufe an das Abwassernetz ist daher nicht zulässig (4).

Wie viel Umrüstung muss sein?

Es gibt praktisch – trotz der derzeitig erhobenen Forderungen – keine veröffentlichten Untersuchungen zur hygienischen Qualität von Umluftkühlgeräten. In der Krankenhaushygiene der Universitätsklinik in Essen wurden bereits vor mehr als 15 Jahren Messungen an 38 Umluftkühlgeräten, die nur einen groben Eingangsfilter zum Geräteschutz hatten (wie dies bei Splitgeräten üblich ist) ausgewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle dargestellt und zeigen einen wichtigen Punkt: Die Unterschiede bei den Partikel- und Feinstaubkonzentrationen waren signifikant – nicht hingegen die Keimkonzentrationen.

Auswertung der Messwerte von 38 Umluftkühlgeräten (die nur einen groben Eingangsfilter zum Geräteschutz hatten, wie dies bei Splitgeräten üblich ist)
Tabelle
Auswertung der Messwerte von 38 Umluftkühlgeräten (die nur einen groben Eingangsfilter zum Geräteschutz hatten, wie dies bei Splitgeräten üblich ist)

Es fällt auf, dass in den Räumen mit Umluftkühlgerät die Partikel- und Keimbelastung niedriger und damit gesundheitlich unbedenklicher war als in den Räumen ohne. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass diese Geräte mit dem Wasser auch Aerosole zur Auskondensation bringen – und damit auch die in diesen vorhandenen Bakterien und Viren entfernen.

Hier gilt es also Folgendes festzuhalten: Bevor jetzt im Rahmen der Coronadiskussion für derartige Geräte HEPA-Filter gefordert werden, sollten mehr Untersuchungen vorliegen, die auch klären müssten, ob sich nicht bereits mit F7- oder F9-Filtern eine ausreichende Filterleistung realisieren ließe. Es geht schließlich nicht darum, einzelne Soloviren herauszufiltern, sondern wesentlich größere Aerosole, in denen sich zahlreiche Viren befinden.

In schlecht gewarteten Umluftkühlgeräten kann es im Geräteinneren, wenn das Kondenswasser nicht korrekt abgeführt wird, zur Vermehrung von Bakterien und Pilzen und damit zur Belastung der Zuluft und im Weiteren der Raumluft kommen. Jedoch: Eine Vermehrung von Viren kann dort nicht erfolgen, sodass die Zuluft bei Umluftkühlgeräten bezüglich der Viruslast keinesfalls schlechter sein kann als die angesaugte Raumluft, da sich Viren in einer solchen Anlage nicht vermehren können, da Zellen dafür fehlen.

Es gibt also keinen Grund, jetzt wegen Corona die Umluftkühlgeräte abzuschalten. Zudem ist vollkommen unklar, ob Umluftkühlgeräte die extrem kleinen Aerosole wirklich beschleunigen und weiter transportieren als die normale Luft. Bislang hatte man die Vorstellung, dass sich Aerosole sowieso zügig im Raum verteilen – durch Luftbewegungen wie sie auch durch alle menschlichen Bewegungen hervorgerufen werden können.

Wichtig ist jedoch die Tatsache, dass die Wirksamkeit der ULK-Geräte mit einer turnusmäßigen, technisch-hygienischen Wartung steht und fällt. Ist dies nicht erfolgt, dürfen sie als unzulänglich gelten. Umluftkühlgeräte, die zudem die Kühlung über Ventilatoren erreichen, sind zumindest in Patientenbereichen abzulehnen.

Luftreiniger ohne Evidenz

Auf dem Markt gibt es eine Fülle von Luftreinigungsgeräten, die – je nach Problemlage und Bewerbung – gegen Keime, Partikel und flüchtige organische Substanzen wirken sollen. Von den Herstellern werden jedoch weitgehend keine befriedigenden Untersuchungen in Bezug auf Sicherheit und Wirksamkeit vorgelegt. Eine sicher wirkende Reinigungtechnik, die Keime entfernt, ist der Einsatz von Luftfiltern, wobei HEPA-Filter sicher die höchste Effizienz haben. Gleichwohl liegen keine Untersuchungen vor, inwieweit nicht auch schon F7- und F9-Filter eine gute Abscheideleistung zeigen (s. o.). Falls auch flüchtige organische Verbindungen, Gerüche etwa, entfernt werden sollen, kommen Aktivkohlefilter infrage.

Der Einsatz von UV-Lampen in derartigen Geräten scheint wenig sinnvoll, da die Luft wahrscheinlich daran so schnell vorbeiströmt, dass kaum ein Effekt zu erwarten ist. Weitere Geräte setzen Ozon, „Plasma-technologie“ oder „Ionisation“ ein. Auch hierzu gibt es kaum Untersuchungen. Außerdem kann beim Einsatz von UV, „Ionisation“ oder „Plasmatechnologie“ die Bildung von Sauerstoffradikalen, Ozon oder anderen Sekundärprodukten nicht ausgeschlossen werden, die beispielsweise Schleimhäute reizen können. Solange dazu keine Studien vorliegen, kann nicht zum Einsatz derartiger Technologien geraten werden (6).

Insbesondere bei Stand- und mobilen Geräten ist zu bedenken, dass diese nicht lautlos arbeiten. Das folgt als unmittelbare Konsequenz aus leistungsstärkeren Ventilatoren oder Motoren bei gleichzeitigem Verzicht auf Schalldämpfer, da diese platzinteniv sind. Daher sollte, wenn der Kauf eines derartigen Gerätes erwogen wird, erst einmal eine Probegestellung zum Beispiel in der Klinik oder Praxis erfolgen, um den Lärm abschätzen zu können. Dabei sollte auch darauf geachtet werden, ob eventuelle Zugluftphänomene zu Unannehmlichkeiten für die Patienten führen.

Häufig empfehlen die Hersteller täglich eine thermische Desinfektion des (HEPA-)Filtermaterials. Unklar ist indes, wie dies umgesetzt werden sollte. Ganz abgesehen davon ist eine Personalgefährdung beim Ausbau und Handling des benutzten Filters nicht sicher auszuschließen. Daher ist allen Institutionen vor einem Kauf dringend anzuraten: Vorher genau die Herstellerinformationen studieren.

Prof. Dr. med. Walter Popp

Vizepräsident der Deutschen Gesellschaft für Krankenhaushygiene (DGKH)

Interessenkonflikt
Der Autor erklärt, dass keine Interessenkonflikte vorliegen.

Der Artikel unterliegt nicht dem Peer-Review-Verfahren.

Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit4020
oder über QR-Code.

Die Politik will die Umrüstung von Klimaanlagen fördern

Die Große Koalition hat Ende August 2020 eine finanzielle Unterstützung zur coronagerechten Umrüstung von Klimaanlagen in öffentlichen Gebäuden und Versammlungsstätten in Aussicht gestellt. Vorgesehen ist ein Förderprogramm in Höhe von 500 Millionen Euro, befristet auf 2020 und 2021. Damit trage die Politik der Erkenntnis Rechnung, dass raumlufttechnische Anlagen deutlich zur Reduktion der Infektionsgefahr in Gebäuden beitragen, so der Fachverband Gebäude-Klima e.V. (FGK), der führende Branchenverband der deutschen Klima- und Lüftungswirtschaft, in einer Pressemitteilung.

Aus wissenschaftlichen Studien sei bekannt, dass insbesondere Klima- und Lüftungsanlagen mit hohem Außenluftanteil die Aerosolkonzentration und damit auch eine mögliche Virenlast in geschlossenen Räumen verringern – heißt es darin. Der Verband begrüße die Entscheidung und empfiehlt, im Hinblick auf den hygienischen Betrieb zu ertüchtigen.

Die meisten Anlagen verfügen über eine Lüftungsfunktion mit Außenluft, durch die das Infektionsrisiko vermindert wird. Allerdings sollten nach Ansicht des FGK vor allem die Anlagen nachgerüstet werden, die mit einem geringen Außenluftanteil betrieben werden. Neben der Außenluftversorgung spielen auch die Hygienekontrolle, die Reinigung, Filterung und eine mögliche UVC-Entkeimung eine Rolle.

Räume ohne Lüftungsanlagen können im Hinblick auf COVID-19 kurzfristig mit Sekundärluftfiltern oder UVC-Desinfektion bestückt werden. Dies sei allerdings kein Ersatz für eine Versorgung mit Außenluft. Filter und Desinfektion ohne weitere Maßnahmen genügten keinesfalls, um Außenluftqualität zu erreichen, da CO2, gasförmige Stoffe und Gerüche im Raum bleiben. Zielführend ist, die Anlagen so nachzurüsten, dass sie bedarfsgeregelt mit einem möglichst geringen Umluftanteil betrieben werden können.

Der Fachverband Gebäude-Klima vertritt die Interessen seiner Mitglieder gegenüber den Marktpartnern, der Politik, der Wirtschaft, den Normungsinstitutionen und der Wissenschaft. Mit einer intensiven politischen Kommunikation nimmt der Verband Einfluss auf ordnungsrechtliche Vorgaben sowie auf Normen aus dem relevanten Bereich der Technischen Gebäudeausrüstung. Die ca. 300 Mitglieder des FGK beschäftigen rund 49 000 Mitarbeiter und erwirtschaften einen Umsatz von etwa 8 Milliarden Euro pro Jahr (7).

1.
Lambrecht O: Corona-Ausbruch bei Tönnies: Klimaanlage als Virenschleuder , NDR/Tagesschau.de vom 24.06.2020 https://www.tagesschau.de/inland/corona-schlachthof-103.html
2.
Guenther, T., Czech-Sioli, M., Indenbirken, et al.: Investigation of a superspreading event preceding the largest meat processing plant-related SARS-Coronavirus 2 outbreak in Germany. 202 CrossRef
3.
DIN 1946–4: Raumlufttechnik – Teil 4: Raumlufttechnische Anlagen in Gebäuden und Räumen des Gesundheitswesens. 2018.
4.
VDI 6022–1: Raumlufttechnik, Raumluftqualität. Hygieneanforderungen an raumlufttechnische Anlagen und Geräte (VDI-Lüftungsregeln) 2018.
5.
Arbeitsschutzausschüsse beim BMAS: SARS-CoV-2-Arbeitsschutzregel. 2020.
6.
Kommission Innenraumlufthygiene: Das Risiko einer Übertragung von SARS-CoV-2 in Innenräumen lässt sich durch geeignete Lüftungsmaßnahmen reduzieren. www.Umweltbundesamt.de . 12. August 2020.
7.
Pressemitteilung vom Fachverband Gebäude-Klima e.V. vom 9. September https://updates.fgk.de/presseverwaltung/pm-ausgabe-mit-rahmen.php?index=220
Auswertung der Messwerte von 38 Umluftkühlgeräten (die nur einen groben Eingangsfilter zum Geräteschutz hatten, wie dies bei Splitgeräten üblich ist)
Tabelle
Auswertung der Messwerte von 38 Umluftkühlgeräten (die nur einen groben Eingangsfilter zum Geräteschutz hatten, wie dies bei Splitgeräten üblich ist)
1. Lambrecht O: Corona-Ausbruch bei Tönnies: Klimaanlage als Virenschleuder , NDR/Tagesschau.de vom 24.06.2020 https://www.tagesschau.de/inland/corona-schlachthof-103.html
2.Guenther, T., Czech-Sioli, M., Indenbirken, et al.: Investigation of a superspreading event preceding the largest meat processing plant-related SARS-Coronavirus 2 outbreak in Germany. 202 CrossRef
3.DIN 1946–4: Raumlufttechnik – Teil 4: Raumlufttechnische Anlagen in Gebäuden und Räumen des Gesundheitswesens. 2018.
4.VDI 6022–1: Raumlufttechnik, Raumluftqualität. Hygieneanforderungen an raumlufttechnische Anlagen und Geräte (VDI-Lüftungsregeln) 2018.
5.Arbeitsschutzausschüsse beim BMAS: SARS-CoV-2-Arbeitsschutzregel. 2020.
6.Kommission Innenraumlufthygiene: Das Risiko einer Übertragung von SARS-CoV-2 in Innenräumen lässt sich durch geeignete Lüftungsmaßnahmen reduzieren. www.Umweltbundesamt.de . 12. August 2020.
7.Pressemitteilung vom Fachverband Gebäude-Klima e.V. vom 9. September https://updates.fgk.de/presseverwaltung/pm-ausgabe-mit-rahmen.php?index=220

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