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Helfen Ventilatoren bei Hitzewellen?

Freitag, 9. August 2019

Ventilatoren sind aus der Mode gekommen. Für Verunsicherung sorgte, dass die Weltge­sund­­­­­­heitsorganisation sie bei Lufttemperaturen von bis zu 35°C für sinnvoll betrachtet. Die US-Umweltbehörde EPA warnt sogar vor Ventilatoren, wenn der Hitzeindex auf über 37,2°C gestiegen ist. Der Hitzeindex berücksichtigt neben der Temperatur die Luftfeuchtigkeit. In Deutschland wird er (nach einer anderen Berechnung) auch als „gefühlte Temperatur" bezeichnet.

Tatsächlich ist die Luftfeuchtigkeit der entscheidende Faktor für die Effektivität eines Ventilators, wie die jetzt von Forschern der Universität Sydney durchgeführten Experimente zeigen.

Zwölf gesunde Männer wurden mit Sensoren versehen, die die thermische Belastung (Rektaltemperatur), die kardiovaskuläre Belastung (Herzfrequenz und Blutdruck) und das Dehydrierungsrisiko (Ganzkörperschweißrate) bestimmten, während für zwei Stunden die Luftemperatur gesteigert wurde. Die Probanden bewerteten außerdem den thermischen Diskomfort auf einer visuellen Analogskala von 120 mm.
 
Die Forscher simulierten an zwei Tagen zwei unterschiedliche Hitzewellen. Die erste entsprach der kalifornischen Hitzewelle vom Juli 2018, als die Temperaturen auf 47°C angestiegen waren bei einer niedrigen Luftfeuchtigkeit von 10 Prozent. Dies ergibt einen Hitzeindex von 46°C.

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Unter diesen Bedingungen stieg die rektale Temperatur bei den Probanden, die sich leicht bekleidet in der Klimakammer aufhielten, innerhalb von zwei Stunden von 37,1°C auf 37,4°C an.

Ein großer Ventilator (44,5 cm Durchmesser), der sich 1,25 Meter vor den Probanden entfernt  befand und einen Luftstrom von 2,0 m/s erzeugte, beschleunigte den Anstieg der Rektaltemperatur auf 37,7°C. Die Herzfrequenz stieg mit Ventilator von 64 auf 96/min, während sie ohne Ventilator nur auf 78/min zugenommen hatte.

Erklärung: Der Ventilator drückte beständig warme Luft gegen den Körper, der trotz einer gesteigerten Schweißabgabe die Temperatur nicht konstant halten konnte. Entsprechend unangenehm wurde die Hitze empfunden. Die Probanden bewerteten den Diskomfort mit Ventilator mit 77 mm, ohne Ventilator mit 52 mm.

Ganz anders ist die Situation, wenn die Luftfeuchtigkeit erhöht ist. Die Forscher stellten das Szenario der Chicagoer Hitzewelle vom Juli 1995 und die Shanghaier Hitzewelle vom Juli 2017 nach. Damals war die Lufttemperatur „nur“ auf 40°C angestiegen. Die Luftfeuchtigkeit betrug jedoch 50 Prozent, was einen Hitzeindex von 56°C ergibt.

Ohne Ventilator stieg die Körpertemperatur der Probanden innerhalb von zwei Stunden von 37,0°C auf 37,5°C an. Die Herzfrequenz beschleunigte sich auf 86/min. Mit Ventilator war der Anstieg geringer (0,3°C) und die Herzfrequenz erhöhte sich nur auf 78/min an.

Erklärung: Bei einer hohen Luftfeuchtigkeit beschleunigt der Luftstrom das Verdunsten des Schweißes. Das begrenzt nicht nur den Anstieg der Körpertemperatur, es fördert auch das Wohlbefinden. Die Probanden gaben den Diskomfort bei angeschaltetem Ventilator mit 42 mm an gegenüber 79 mm bei abgeschaltetem Ventilator.

Fazit: Ventilatoren können bei einer hohen Luftfeuchtigkeit eine kühlende Wirkung erzielen, auch wenn sie den Hitzestress nicht völlig eliminieren. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit können sie dagegen die Gesundheitsrisiken erhöhen.

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