Aktuelle Informationen zur Luft- und Wasserhygiene

Aktuelle Informationen zur Luft- und Wasserhygiene

Coronavirus weckt Lüftungsbranche auf

Einfluss von LuftfeuchteAls Reaktion auf die Coronavirus-Pandemie hat die EU-REHVA einen Leitfaden für die Branche erstellt. Dies löst eine heftige Reaktion aus von Ärzten. Atemwegsviren haben die höchste Lebensfähigkeit und Infektiosität auf Oberflächen und in der Luft, wenn die Luftfeuchtigkeit unter 40 % liegt.
   - Wunsch ist min. 40 % rel. Feuchte
   - Wichtig sind dezentrale und Einzel-Anlagen
Wird sich die Gebäudetechnik der Verantwortung bewusst und plant, erstellt, betreibt qualitativ bessere und hygienischere Anlagen?

"Die Aufrechterhaltung eines günstigen, gesundheitsfördernden Raumklimas ist kostspielig und energieaufwändig. Was die Menschheit im Moment durchmacht, gemessen an den menschlichen Verlusten und den wirtschaftlichen Kosten, sollte uns motivieren, wesentlich mehr in die gebaute Umwelt zu investieren. Aus einer ganzheitlichen Sicht betrifft dies nicht nur die Gebäudetechnik, sondern grundsätzlich auch die Art und Weise, wie wir Häuser bauen, die Materialien, die wir verwenden, und schließt alle Aspekte der Nachhaltigkeit ein."

pdf>> In diesem Zusammenhang gibt es eine neue wissenschaftliche Studie zu "Saisonalität von Virusinfektionen der Atemwege" auf Englisch

Entwurf des Briefes automatisch übersetzt. (mehr und genauer später)

An den Vorstand der REHVA,
Wir werden zu Ihrem vorläufigen ""REHVA COVID-19 Leitfaden, 17. März 2020" Stellung nehmen.
Wir sind Ärzte und haben uns in den letzten zehn Jahren mit den Auswirkungen des Raumklimas auf die Gesundheit beschäftigt, mit dem Ziel, Gebäude zu schaffen, die die Gesundheit der Bewohner wirklich unterstützen.
Unsere Aktivitäten zur Erreichung dieses Ziels sind:
Dr. Hugentobler:
• Initiativpartner eines multidisziplinären Forschungsprojekts des Schweizerischen Nationalfonds. An diesem Projekt beteiligen sich das ETZ, die EPFL und das Universitätsspital Zürich zum Thema "INFECTIVITÄT VON EINFLUSSVIREN IN EXPIRATORISCHEN AEROSOLEN UNTER AMBIENTENTEMPERATUREN UND FEUCHTIGKEITEN (IVEA) [1];
• Mitautorin der Veröffentlichung "Seasonality of Respiratory Viral Infections", Annu. Pfarrer Virol. 2020. 7:2.1-2.19, https://doi.org/10.1146/annurev-virology-012420-022445 [2];
• Medizinischer Berater von Condair durch Nutzung meines Fachwissens in der Rolle der Befeuchtung, der Bauphysik und der Lüftungsplanung zur Erhaltung der Gesundheit der Bewohner.
Dr. Taylor:
• CEO Taylor Healthcare Consulting: ein Unternehmen, das sich darauf konzentriert, die Schnittmenge zwischen menschlicher Gesundheit und der gebauten Umwelt in Innenräumen durch Forschung und Beratung zu verstehen;
• Harvard Medical School, Boston, Massachusetts: strategischer Berater für Patientensicherheit und Krankenhaus-Qualitätskontrolle für das Partners Hospital Network;
• Harvard Medical School, Incite Health Fellow, Abteilung Primary Care;
• ASHRAE: Mitglied des Ausschusses für Umweltgesundheit und angesehener Dozent;
• Medizinischer Berater von Condair, um Ingenieure über die gesundheitlichen Auswirkungen von Wasserdampf aufzuklären und Forschungsergebnisse zu erläutern.

Vorbemerkungen:
• SARS-CoV2 ist ein Atemwegsvirus und teilt viele Eigenschaften mit anderen Atemwegsviren, wie die Veröffentlichung von Moriyama [2] zeigt. Ähnlich wie alle bekannten humanpathogenen Coronaviren weist es eine Wintersaisonalität auf. Die REHVA-Richtlinien gelten daher für das gemäßigte Klima in den europäischen Wintern. Die Folge unserer kalten Winter ist, dass alle Gebäude und Verkehrsmittel in dieser Zeit beheizt werden müssen. Zu diesem Zweck wird kalte Außenluft mit wenig Feuchtigkeit in die bewohnten Räume gesaugt und auf Komforttemperaturen erwärmt. München beispielsweise hat im Wintertrimester eine mittlere absolute Luftfeuchtigkeit von 3,4g/kg (1,2 - 7,4). Die Feuchtigkeitsmenge von 3,4 g pro kg Luft ergibt eine relative Luftfeuchtigkeit von 20%, nachdem die Luft auf Raumtemperatur von 22°C erwärmt wurde.
• Die WHO gibt in der Erklärung "Getting your workplace ready for COVID-19" vom 3. März 2020 keine Empfehlung zur Belüftung von Wohn- oder Geschäftsgebäuden, um die Bewohner vor COVID-19 zu schützen. Die WHO befürwortet jedoch seit Jahrzehnten die natürliche Belüftung durch Fenster- und Türöffnungen.
• Wir stimmen mit der REHVA darin überein, dass die Behörden des öffentlichen Gesundheitswesens (PH) die Bedeutung der opportunistischen Übertragung von SARS-CoV2 über die Luft unterschätzen, wie van Doremalen in einem kürzlich erschienenen JAMA-Papier [3] diskutiert hat. Mehr als ein Dutzend Papiere im Anschluss an SARS 2002/2003 kamen zu dem Schluss, dass die Übertragung von SARS-CoV1 in Amoy-Gärten, Krankenhäusern, Hotels und Wohnheimen nur ohne die Übertragung aus der Luft erklärt werden kann. Die so genannten "Super-Spreizer-Ereignisse" waren in Wirklichkeit luftgetragene Nahfeld-Übertragungsereignisse.
• Zu sagen, "dieses Virus wird durch Tröpfchen übertragen", schafft Verwirrung. Gilt dieser Weg nur für das Versprühen von Tröpfchen aus kurzer Entfernung, wie von den PH-Behörden angegeben? Was ist mit der Fernübertragung durch Tröpfchenkerne über die Luft? In Dokumenten der WHO wird die Aerosolübertragung durch CDC und ECDC nur im Zusammenhang mit medizinischen Verfahren erwähnt, die als "Aerosolisieren" bezeichnet werden, z.B. Intubation und Bronchoskopie. Es ist jedoch zu beachten, dass Husten, Sprechen, Niesen und sogar regelmäßiges Atmen 10 bis 1000 Mal mehr winzige Tröpfchen mit Durchmessern <10, <5 und < 1 µm erzeugt, verglichen mit der Erzeugung größerer "ballistischer" Tröpfchen, von denen bekannt ist, dass sie sich innerhalb von 2 Metern absetzen. Studien haben kürzlich gezeigt, dass diese winzigen, ausgetrockneten Tröpfchen mit Durchmessern < 5 µm, die als "Tröpfchenkerne" bezeichnet werden, lebensfähige Viren und Bakterien enthalten und in der Lage sind, Infektionen über große Entfernungen über die Luft zu übertragen.

• Wir wissen, dass jede menschliche Interaktion mit Wasser, einschließlich des empfohlenen häufigen Händewaschens, Duschens, Putzens, Kochens und Toilettenspülens, zu einer Aerosolisierung von Tausenden von winzigen Tröpfchen führt, die in der Luft schweben, die sich durch thermodynamische oder Konvektionskräfte durch die Gebäude bewegt. Diese aerosolierten Tröpfchen können Oberflächen durch Absetzen kontaminieren und dann durch Luftturbulenzen, die durch Belüftung oder menschliche Aktivitäten hervorgerufen werden, wieder in Suspension gebracht werden. Wenn diese Tröpfchen infektiöse Viren und Bakterien enthalten, kann die Inhalation durch die Insassen, die von der ursprünglichen Quelle entfernt sind, zu Krankheiten führen. Das Gesundheitsministerium von Hongkong schlug ein solches Szenario als Erklärung für den SARS-Ausbruch in den Amoy-Gärten 2002 vor [4].
• Der endgültige Beweis für die Übertragung von Mensch zu Mensch aus der Luft fehlt noch immer, da es ernsthafte technologische Hindernisse und das Fehlen angemessener Studien gibt. In einer Situation, in der weltweit nur wenige Laboratorien über das kombinierte Fachwissen in der Aerosoltechnologie und Virologie für den Nachweis kleiner Mengen infektiöser Tröpfchen in der Umgebungsluft verfügen, ist das Fehlen eines Nachweises kein Beweis für das Fehlen.
• Die Messung lebensfähiger und daher potenziell infektiöser Viren in der Luft, die eine infizierte Person umgibt, ist äußerst anspruchsvoll. Die für die Luftprobenahme, den Virusnachweis und die Bestimmung der Infektiosität erforderliche Technologie und Spezialausrüstung waren bis vor einigen Jahren außerhalb spezialisierter Labors nicht verfügbar. Diese Beschränkung verhinderte, dass Feldstudien in verschiedenen Umgebungen durchgeführt werden konnten. Die Übertragung von Influenza über die Luft wurde in einer ganzen Reihe von Tierversuchen nachgewiesen. Aus Studien über Tuberkulose (TBC), die als einzige obligatorische luftübertragene Bakterie bekannt ist, und aus einem klassischen Experiment mit Menschen und aerosolisiertem Influenzavirus (Alford, 1966) wissen wir, dass ein einziges TBC-Bakterium oder einige wenige Influenzaviren ausreichen, um eine Atemwegsinfektion auszulösen. Wir hoffen, dass sich Wissenschaftler auf der ganzen Welt um den Nachweis lebensfähiger SARS-CoV2-Viren in großvolumigen Proben der Umgebungsluft in Krankenhäusern und anderen relevanten Bereichen bemühen werden. Unsere Forschungsgruppe [1] hat einen Brief an die China Science and Technology Association geschickt mit der Aufforderung, entsprechende Experimente durchzuführen. Wir wiederholen diese Aufforderung an alle Wissenschaftler weltweit, solche Studien durchzuführen, um den Schutz des Gesundheitspersonals und der gesamten Bevölkerung vor luftübertragenen infektiösen Mikroben zu erhöhen. Wir müssen uns in dieser laufenden Pandemie auf die nächsten Epidemien vorbereiten, die in Zukunft auftreten werden.
Wir brauchen dringend verlässlichere Daten über den kausalen Zusammenhang zwischen der Anzahl der lebensfähigen Viren, der Feuchtigkeit, der Temperatur, der Belüftungsgestaltung und den Luftwechselraten (ACR).
• Wenn es sich um eine Übertragung über die Luft handelt, wie bei SARS-CoV2, spielt die Belüftung eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des Infektionsrisikos für die Umstehenden (Zweitwirte). Wir müssen uns darüber im Klaren sein, dass die Belüftung nicht nur die Verdünnung und Entfernung von luftgetragenen Tröpfchen beeinflusst, sondern auch den Zerfall von Viren in der Luft und auf Oberflächen durch den Einfluss von RH. Eine Erhöhung der Menge an frischer Außenluft und damit der Luftwechselrate (ACR) kann die Raumluftfeuchtigkeit im Winter drastisch senken. Serienmessungen zeigen, dass RH unter 20%, bis zu einem Maximum von 40% in Wohn- und Geschäftsgebäuden üblich sind [7]. Dieser Mechanismus verbindet Belüftung und relative Luftfeuchtigkeit in Gebäuden und beide haben große Auswirkungen auf das SARS-CoV2-Virus und auf die Bewohner.

 

Eine zu kühne Behauptung: "Befeuchtung und Klimatisierung haben keine praktische Wirkung".

In den Richtlinien heißt es: "... das SARS-CoV2-Virus ist ziemlich resistent gegen Umweltveränderungen und ist nur bei einer sehr hohen relativen Luftfeuchtigkeit von über 80% und einer Temperatur von über 30 °C anfällig, die in Gebäuden aus anderen Gründen (z.B. thermische Behaglichkeit) nicht erreichbar und akzeptabel sind.
Was das Papier nicht erwähnt, ist ein Schlüsseleffekt von sehr niedriger Feuchtigkeit gegenüber mittlerer Feuchtigkeit auf Coronaviren. Tests zur Halbwertszeit von Viren auf Oberflächen wurden bei 21-23 °C und 40% r.F. durchgeführt, bei 65% r.F. für Viren in Aerosolen. Die Publikation macht nicht auf die verschiedenen RHs aufmerksam, die in Oberflächen- und Aerosolexperimenten verwendet werden [siehe ergänzender Anhang, 5].
Die mittleren Halbwertszeiten (Std.) von SARS-CoV2 auf verschiedenen Oberflächen lagen zwischen 0,774 und 6,91.
SARS-CoV1 und SARS-CoV2 blieben nach drei Stunden in der Luft nachweisbar und infektiös. Dies erstaunte die Wissenschaftler weltweit. Die Halbwertszeit (Std.) von SARS-CoV2 betrug 1,09 (0,64 bis 2,64, 2,5%-97,5% Quartil-Bereich) bei 65% r.F. Der Befund ist äußerst erschreckend, da alle Atemwegsviren mit Ausnahme der Nicht-Rhinovirus-Enteroviren ihre niedrigste

Lebensfähigkeit bei einer mittleren Luftfeuchtigkeit von 40-60% [2]. Wir brauchen dringend Informationen über die Halbwertszeit dieser Coronaviren in verschiedenen Matrizen und bei einer niedrigen Luftfeuchtigkeit von 20 bis 30%. Dies wird für die Risikoabschätzung für luftübertragene Übertragungsereignisse in der beheizten bebauten Umgebung von wesentlicher Bedeutung sein.
Atemwegsviren haben die höchste Lebensfähigkeit und Infektiosität auf Oberflächen und in der Luft, wenn die Luftfeuchtigkeit unter 40 % liegt.
Umgekehrt inaktiviert der mittlere Bereich RH 40 bis 60% diese Viren. Alle Studien seit 1985 bestätigen diesen Zusammenhang zwischen den RH-Bereichen und der viralen Infektiosität, wie in der Grafik links dargestellt. Dieser parabolische Effekt ist nicht linear, sondern verwirrt die Wissenschaftler weiterhin.
Nur die Studie von Iljaz aus dem Jahr 1985 kam zu anderen Ergebnissen. Er fand eine höhere Coronavirus-Lebensfähigkeit im Medium RH unter Verwendung des humanpathogenen Stammes 229E. Die Studie berichtete über eine Halbwertszeit in Aerosolen von 27 Stunden bei 20°C/30% r.F., verglichen mit 67 Stunden bei 50% r.F. Beide Halbwertszeiten sind extrem lang und daher besorgniserregend.

Im Jahr 2010 untersuchte Casanova die Stabilität und Infektiosität des Coronavirus auf Oberflächen bei unterschiedlichen RH-Werten der Umgebung. Anhand von Stämmen, die bei Tieren Krankheiten verursachen (TGEV, MHV), stellte er fest, dass die Coronaviren bei Raumtemperatur und sehr niedriger Luftfeuchtigkeit extrem stabil waren, jedoch nicht bei mittlerer Luftfeuchtigkeit. Siehe Grafiken mit den Ergebnissen von Casanova: https://www.dropbox.com/s/a1zw1t03t27744z/Coronavirus%20Casanova%20engl_.pdf?dl=0. Bei einer mittleren Luftfeuchtigkeit von 50% RH waren weniger als 1% der Coronaviren nach 2 Tagen lebensfähig. Umgekehrt zeigten Coronaviren bei einer Umgebungsfeuchte von 20% RH nach 7 Tagen eine Lebensfähigkeit von 80%.
Eine nachfolgende Studie von van Doremalen aus dem Jahr 2013 fand die gleiche Virus-Vitalität und die gleiche RH-Beziehung für MERS CoV. Sie fand heraus, dass MERS CoV, das in Aerosolen getragen wird, bei 40% rF aktiver und bei 70% rF inaktiv war. Auch hier zeigt sich der gleiche Trend: geringere Inaktivierung (mehr Infektiosität) bei niedrigerer relativer Feuchte. Sie schrieb: "Die relative Stabilität von MERS-CoV bei 20°C - 40% r.F. und die rasche Abnahme der Virusvitalität bei höheren Temperaturen und höherer Luftfeuchtigkeit lässt vermuten, dass MERS-CoV und SARS-CoV relativ ähnliche Stabilitätseigenschaften aufweisen.
Auch 2007 offenbarte Kim denselben Trend für TGEV (Transmissible Gastroenteritis Coronavirus) in Aerosolen und schrieb: "Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass TGEV und vielleicht auch andere Coronaviren in der Luft länger lebensfähig bleiben und bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit wirksamer beprobt werden als bei hoher Luftfeuchtigkeit".

Der Geschäftsführer der BTGA, Günther Merz, erklärte in einem Interview am 18. März in der ARD, dass die Aufrechterhaltung einer relativen Luftfeuchtigkeit von 45-50% in den Gebäuden wichtig für die Vermeidung von viralen Übertragungen ist. Dies zeigt deutlich, dass die REHVA-Richtlinie zu SARS-CoV2 nicht mit dem gesamten europäischen Sektor der Gebäudetechnik übereinstimmt.

Infektionsrisiko, Belüftung und RH

Die Normen der Bauvorschriften für die Belüftung zur Infektionskontrolle basieren auf den Prinzipien der Verdünnung und Entfernung von infektiösen Tröpfchen. Ein hoher ACR-Wert von 12 und ein negativer Luftdruck sind vorgeschriebene Bedingungen in Isolierräumen, die für Patienten mit hochansteckenden Infektionen verwendet werden. Man geht davon aus, dass diese Einstellungen das Risiko der Luftübertragung aus dem Isolationsraum heraus verringern und dadurch das Gesundheitspersonal und andere Patienten schützen.

Anders als bei der Raumbelüftung hat die Luftfeuchtigkeit einen direkten Einfluss auf das Niveau:
• Krankheitsresistenz von infizierten und anderen anfälligen Personen [2]
• Inaktivierung von Viren auf Oberflächen und in der Luft [2]
• Übertragungsrisiko durch Tröpfchendynamik [6]. Siehe auch Grafik mit Link unten: https://www.dropbox.com/s/0a3wru89m71wp24/Fig.%20Transmission%20of%20respiratory%20infections%20under%2 0different%20im Haus%20Feuchtigkeit..pptx?dl=0

Auswirkungen von Luftwechsel und relativer Luftfeuchtigkeit auf das Übertragungsrisiko

Eine Studie von Yang W modellierte 2011 die Dynamik der ausgeatmeten Grippetropfen in Innenräumen und die Auswirkungen von Feuchtigkeit und ACR [6]. Sie stellten fest, dass "das Absetzen für die Entfernung großer Tröpfchen wichtig ist", und dass "Belüftung und Inaktivierung für die Entfernung von IAVs, die mit Tröpfchen <5 µm assoziiert sind, relativ wichtiger sind". Sowohl die Belüftung als auch die mittlere Luftfeuchtigkeit tragen dazu bei, das Risiko einer Infektion durch Influenza zu verringern. "Die Feuchtigkeit ist eine wichtige Variable bei der Aerosolübertragung von IAVs, da sie sowohl die Tröpfchengröße verändert als auch die Inaktivierungsraten von IAVs beeinflusst".
Im Winter, der Jahreszeit, in der die überwiegende Mehrheit der Atemwegsviren einschließlich der für den Menschen pathogenen Coronaviren auftritt, haben erhöhte Luftwechselraten den gefährlichen Nebeneffekt, dass die relative Luftfeuchtigkeit in Innenräumen sinkt. Da Außenluft mit niedriger absoluter Luftfeuchtigkeit nach innen gebracht und auf Komforttemperaturen erwärmt wird, sinkt die resultierende Raumluftfeuchtigkeit von einem Tiefstwert von 20% auf einen Höchstwert von 40% [7]. Eine niedrige absolute Außenluftfeuchtigkeit, die mit der Heizung in eine zu niedrige Innen-RF umgewandelt wird, löst die Wintersaisonalität von Atemwegsviren aus. Die daraus resultierende niedrige Raumluftfeuchtigkeit ist der ursächliche Faktor für menschliche Erkrankungen durch diese Viren [2]. Wir können das Außenklima nicht verändern, das Innenklima und die relative Luftfeuchtigkeit in Innenräumen werden jedoch vom Menschen geschaffen und können daher vom Menschen verbessert werden. Bauvorschriften, Gebäudetechnik und Gebäudemanagement sind der Schlüssel zur Schaffung eines Raumklimas, das den Menschen hilft, saisonalen Infektionskrankheiten zu widerstehen.
Da die Bedeutung der relativen Feuchte in Bezug auf die Resistenz der menschlichen Atemwege gegen Infektionen und die Auswirkungen der relativen Feuchte auf Mikroben in der bebauten Umwelt in der Vergangenheit nicht berücksichtigt wurde, ist das optimale Gleichgewicht zwischen der erwünschten Klimaanlage und der Aufrechterhaltung einer minimalen relativen Feuchte über 40-45% Neuland und bedarf intensiver Forschung.
Die Aufrechterhaltung einer minimalen relativen Luftfeuchtigkeit von 40 bis 45% in Gebäuden mit hoher ACR, wie z.B. Krankenhäusern, würde intensive Befeuchtungsbemühungen und einen erheblich erhöhten Energiebedarf erfordern. Ein alternativer Ansatz besteht darin, eine sensorgesteuerte ACR von etwa 2 bis 3 AC/Stunde beizubehalten, was weniger Energie erfordert und das Erreichen mittlerer Feuchtigkeitsniveaus ermöglicht. Der moderate Feuchtigkeitsbereich dient auch dazu, Atemwegserreger in der Luft und auf den Oberflächen besser zu inaktivieren. Letztendlich hängt das optimale Gleichgewicht zwischen ACR und RH davon ab, ob die Luft- oder Kontaktübertragung vorherrscht. Wenn die Kontaktübertragung dominiert, wird die "Zeit der Lebensfähigkeit" auf Oberflächen zum dominierenden Risikofaktor und die Bedeutung der relativen Luftfeuchtigkeit steigt. Wenn die Luftübertragung der vorherrschende Weg der anhaltenden menschlichen Exposition ist, kommt die Forderung nach höheren Luftwechselraten ins Spiel. Die Wissenschaft muss sich mit diesem unerforschten Gebiet befassen.

Infektionsgefahr in mechanisch belüfteten Gebäuden

Die Richtlinien erwähnen einige Risiken, die mit bestimmten Belüftungsstrategien verbunden sind, z.B. Rezirkulation (ich dachte, das sei in Europa verboten?) und rotierende Wärmetauscher. Nicht überprüft werden die Risiken der häufig verwendeten Überlaufbelüftung. Wenn die frische Zuluft im ersten Raum anschließend in den zweiten und dritten Raum überströmt, gefährdet die potenzielle Übertragung von luftübertragenen Viren von einem Raum in den nächsten mehr Personen. Wenn wir über schwebende Krankheitserreger und soziale Distanzierung nachdenken, erscheinen Fragen der optimalen Einhausung im Vergleich zu offenen Raumgestaltungen für Büros und allgemeine Nutzungsbereiche in unseren Gebäuden in einem neuen Licht [9]. Der Artikel von Joseph G. Allen in der New York Times vom 4. März 2020 "Ihr Gebäude kann Sie krank machen oder gesund halten" hat die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf dieses Thema gelenkt.

Die REHVA entwickelte Richtlinien für "gesundheitsorientierte Beatmung". Bei unserer derzeitigen Sichtweise, ein hoch infektiöses Virus einzudämmen, das lediglich von jedem infizierten Bewohner in die Raumluft gelangen kann, ist die Einzelraumlüftung die einzige Konstruktion ohne zusätzliches Risiko. Die Einzelraumbelüftung hat mehrere Vorteile. Erstens ist sie mit Wärmerückgewinnung erhältlich.
Zweitens vermeidet sie Hygienerisiken, die mit umfangreichen Rohrleitungen verbunden sind. Im Falle einer Epidemie oder Pandemie ist die Einzelraumlüftung die einzige geeignete, gesundheitsbasierte Lüftungskonstruktion für Wohn- und Geschäftsgebäude. In diesen herausfordernden

Zeiten werden alle Krankenhausräume, die von Patienten belegt werden können, im Wesentlichen zu Isolationsräumen. Die Notwendigkeit von Vorräumen für eine effiziente Luftstromregelung [12] unterstreicht die Schwierigkeit, einen unidirektionalen Luftstrom aufrechtzuerhalten, wenn Räume mit Temperatur- oder Druckunterschieden angeschlossen werden und Türöffnungen stattfinden.

Ein ASHRAE-Positionspapier über luftübertragene Infektionskrankheiten (genehmigt durch den ASHREA-Vorstand 2014) besagt, dass Krankenhäuser die Fähigkeit haben sollten, "..... die Belüftung sogar bis zu 100% Außenluft zu erhöhen; die Fähigkeit, die Luft zu befeuchten; und Behälter im oberen Raum und Deckenhöhen von mindestens 2,4 m (8 ft.), um eine effektive UVGI im oberen Raum zu ermöglichen".

Angesichts der Übertragung des Coronavirus können Gebäude- und Lüftungskonstruktionen das Infektionsrisiko erhöhen. Dieses Virus mit hoher Stabilität auf Oberflächen und in der Luft lehrt uns, dass die gebaute Umgebung und die gemeinsam genutzte Luft als Vektoren für SARS-CoV2 dienen [9]. Die Infektiosität von SARS-CoV2, ausgedrückt als Basis-Reproduktionszahl R0, wird auf 1,5-3 geschätzt. Auf Kreuzfahrtschiffen, wo sich extrem hohe Insassendichte und umfangreicher Belüftungsbedarf überschneiden, stieg die Reproduktionszahl auf 5-14 [10, 11]. Dies entspricht der Ansteckungsfähigkeit von Masern (R0 von etwa 12-18). Ohne die Übertragung aus der Luft ist eine derart hohe Reproduktionszahl auch bei der Insassendichte eines Kreuzfahrtschiffes nicht möglich. Mehr als 50% des Gesamtenergieverbrauchs auf Kreuzfahrtschiffen stammen von HAVAC-Systemen. Die Konstruktion eines HAVAC-Systems auf diesen Schiffen ohne Luftrückführung oder mit HEPA-Filtern würde den Energieverbrauch und die Kosten stark erhöhen.
Mehrere Kreuzfahrtschiffe waren Beispiele dafür, dass die gebaute Umgebung und die derzeitige Technologie das Infektionsrisiko stark erhöhen können.

Luftfilter: Filtern wir die richtigen Mikroben?

Luftfilter sollten uns nicht den falschen Eindruck vermitteln, dass sie vor allen Viren schützen. HEPA-Filter sollen mindestens 99,97% der Partikel bis hinunter zu 0,3 Mikron entfernen. Sie entfernen selbst kleine "Tröpfchenkerne" von Bruchteilen eines Mikrometers recht effizient und werden daher in Flugzeugen, Krankenhäusern, Operationssälen und Labors eingesetzt.
Filter mit geringem Wirkungsgrad, wie sie in Wohn- und Geschäftsgebäuden verwendet werden, halten keinen signifikanten Anteil an Tröpfchenkernen mit Coronaviren zurück, es sei denn, sie sind aggregiert oder haften an Trägern wie Hausstaub oder Textilfasern. Dies ist besonders besorgniserregend in Situationen, in denen die Luft rezirkuliert wird. Es gilt für Luft, die in denselben Raum rezirkuliert wird ("Sekundärluft" auf Deutsch) und für Luft, die in einen anderen Raum oder Gebäudebereich rezirkuliert wird (auf Deutsch "Umluft" genannt).
Darüber hinaus hängt die Effizienz und das Risikoprofil eines jeden Filters von der Qualität der Wartung und dem rechtzeitigen Austausch ab. Vorläufige Studien, die das bakterielle Mikrobiom in gefilterter mit ungefilterter Luft verglichen, zeigen besorgniserregende Ergebnisse. Filter mit geringer Effizienz halten eine bestimmte Anzahl von Bakterien, Pilzen und einige Viren aus der Zuluft zurück. Die Analyse des bakteriellen Mikrobioms von gefilterter und ungefilterter Luft zeigt, dass die Bakterien in gefilterter Luft näher an bekannten Krankheitserregern liegen als in ungefilterter Luft (Kembel 2012/2014). Darüber hinaus wiesen mechanisch belüftete Räume im Vergleich zu fensterbelüfteten Räumen eine geringere Bakterienvielfalt und mehr humanassoziierte Bakterien auf. Nach unserem Wissen gibt es keine Studien, die das virale Mikrobiom in gefilterter und ungefilterter Luft verglichen haben.
Wir können nicht sicher sein, dass die Filterung die schädlichen Mikroben entfernt, und daher kennen wir die Ergebnisse bezüglich der Gesundheit der Bewohner in Bezug auf Mikroben nicht. Es besteht ein unmittelbarer Bedarf an wissenschaftlicher Forschung über die Auswirkungen der Filtration auf das Mikrobiom in Innenräumen.

Was hat angesichts der aktuellen Pandemie mit SARS-CoV2 Priorität?

Der derzeitige Engpass unseres Gesundheitssystems bei dieser Pandemie ist die Verfügbarkeit gut ausgestatteter Intensivstationen, insbesondere die Anzahl der Beatmungsgeräte und der funktionierenden Mitarbeiter im Gesundheitswesen. Die Gebäudetechnik hat eine wichtige Rolle bei
• Verringerung des Infektionsrisikos für Beschäftigte im Gesundheitswesen
• Verringerung der Zahl der schwerkranken Patienten und damit der überwältigenden Nachfrage nach Schutzausrüstung
• Verbesserung der Vorsichtsmaßnahmen für Mitarbeiter und Patienten in der Luft und bei Kontakt
Wir wissen, dass während der SARS-Pandemie 58% der Fälle nosokomial waren, und bei den wiederkehrenden MERS-Epidemien sind bis zu 70% der Infektionen krankenhausbedingt. (Munster, 2020). Nun, da Studien zeigen, dass trockene Raumluft das Risiko der Übertragung von Atemwegsinfektionen erhöht und gleichzeitig den schützenden menschlichen Atemwegwiderstand gegen Atemwegspathogene schädigt, sollten wir unsere Strategien zur Schaffung eines schützenden Raumklimas überdenken. Der Versuch der Verdünnung
luftübertragene Coronaviren durch extrem hohe ACR haben die unbeabsichtigte Folge extremer Lufttrockenheit. Eine durch Sensoren gesteuerte Raumbefeuchtung zur Aufrechterhaltung der Reichweite von 40 bis 60% in Kombination mit einer bedarfsgesteuerten Belüftung (CO2-Sensoren) könnte den Schutz von Mitarbeitern und Patienten vor der Coronavirus-Krankheit verbessern. Diese Strategie verdient sofortige und intensive Forschungsanstrengungen.

Öffentliche Behörden aller Ebenen, das Gesundheitswesen, Bauunternehmen und Auftragnehmer, Gebäudeausstatter und das Gebäudemanagement haben noch nicht vollständig erkannt und anerkannt, dass die Verwaltung der gebauten Umwelt im Mittelpunkt der Krankheitsbekämpfung steht [9]. Die Aufrechterhaltung eines günstigen, gesundheitsfördernden Raumklimas ist kostspielig und energieaufwändig. Was die Menschheit im Moment durchmacht, gemessen an den menschlichen Verlusten und den wirtschaftlichen Kosten, sollte uns motivieren, wesentlich mehr in die gebaute Umwelt zu investieren. Aus einer ganzheitlichen Sicht betrifft dies nicht nur die Gebäudetechnik, sondern grundsätzlich auch die Art und Weise, wie wir Häuser bauen, die Materialien, die wir verwenden, und schließt alle Aspekte der Nachhaltigkeit ein.

Referenzen:

1 EPFL, Pressemitteilung, Ein interdisziplinäres Forschungsteam will die Übertragung von Influenza verringern,
2 Moriyama M, Hugentobler WJ, Iwasaki A, Saisonalität von Virusinfektionen der Atemwege, Annu. Pfarrer Virol. 2020.
7:2.1-2.19, https://doi.org/10.1146/annurev-virology-012420-022445
3 Van Doremalen N et al, Aerosol- und Oberflächenstabilität von SARS-CoV2 im Vergleich zu SARS-CoV1, NEJM März
17, 2020, DOI: 10.1056/NEJMc2004973
4 Hong Kong Dep. of Health, 17. April 2003, Ausbruch des schweren akuten Atemwegssyndroms (SARS)vcat Amoy
Gardens, Kowloon Bay, Hongkong Hauptergebnisse der Untersuchung
5 Ergänzender Anhang,
https://www.nejm.org/doi/suppl/10.1056/NEJMc2004973/suppl_file/nejmc2004973_appendix.pdf
6 Yang W, Marr LC, 2011, Dynamik von luftübertragenen Influenza-A-Viren in Innenräumen und Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit, PLoS
ONE 6(6): e21481. doi:10.1371/journal.pone.0021481
7 FGK Status Report 8, 2019, Fragen und Antworten zur Raumluftfeuchte
8 ASHRAE-Positionspapier zu luftübertragenen Infektionskrankheiten, bestätigt am 31. Januar 2017
9 Dietz L et al, 2019 Neuartiger Coronavirus (COVID-19) Ausbruch: Ein Überblick über die 1 aktuelle Literatur und
Umwelt (BE) Überlegungen zur Reduzierung der Übertragung, Vorabdruck, nicht Peer-Review https://www.preprints.org/manuscript/202003.0197/v1
10 Mizumotoa K, Chowell G, Übertragungspotenzial des neuen Coronavirus (COVID-19) an Bord des Diamanten
Princess Cruises Ship, 2020, Infect Dis Model. 2020; 5: 264–270
11 Zhao S et al, Epidemische Wachstums- und Reproduktionszahl für die neue Coronavirus-Krankheit (COVID-19)
Ausbruch auf dem Kreuzfahrtschiff "Diamond Princess" vom 20. Januar bis 19. Februar 2020, Vorabdruck, nicht Peer-Review, https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3543150
12 Offermann FJ et al, Mögliche Übertragung von Krankheitserregern über die Luft in einem Krankenhaus mit und ohne Überspannungsschutz
Änderungen an Lüftungssystemen, Gebäude und Umwelt 106 (2016) 175e180

 

 

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