Weit mehr als nur heiße Luft: Wie Lüftungsanalysen von HLK-Anlagen dazu beitragen können, die Übertragung von COVID-19 zu verringern

Von Bo Petersson, PE, Maschinenbauingenieur, EFI Global

Es herrscht große Unsicherheit darüber, inwiefern Gebäude zur Ausbreitung von COVID-19 beitragen oder diese verhindern können.

Ingenieure und andere Experten haben darauf hingewiesen, dass die Übertragung von COVID-19 durch Änderungen im Gebäudebetrieb verringert werden kann. In ähnlicher Weise haben Bundesbehörden empfohlen, dass der beste Weg, das Risiko einer Umwälzung oder anhaltenden Verbreitung von COVID-19 in Innenräumen zu verringern, darin besteht, die Frischluftzufuhr zu erhöhen und die Filterung der Rückluft zu verbessern, sofern dies möglich ist, ohne dabei die Funktionsfähigkeit der bestehenden HLK-Anlage zu beeinträchtigen.

Unternehmen sollten sich heutzutage mit den Problemen und Fallstricken vertraut machen, die bei der Umrüstung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK-Anlagen) auftreten können. Betreiber und Verantwortliche jeder Einrichtung sollten angesichts der Komplexität solcher betrieblichen Anpassungen ihre Optionen sorgfältig abwägen, bevor sie Änderungen an einer HLK-Anlage vornehmen.

Überlegungen zur Luftqualität

Luftwechsel vs. Lüftung – Wennvon „Luftwechseln“ die Rede ist, ist damit in der Regel die Anzahl der Luftwechsel pro Stunde gemeint, die das Lüftungssystem gewährleistet. Bei den meisten Lüftungssystemen besteht die Zuluft, die aus einem Lüftungsgerät (AHU) kommt, aus einer Mischung aus Rückluft (RA) und Außenluft (OA). Neuere Systeme bestehen häufig aus rauminternen Umwälzvorrichtungen wie Kühlbalken (CBs) oder Gebläsekonvektoren (FCUs) in Kombination mit speziellen Außenluftsystemen (DOAS). Daher basiert die Luftwechselrate (ACH) je nach Konfiguration des Lüftungssystems entweder auf einem Gemisch aus Außenluft und Rückluft oder ausschließlich auf Außenluft.

Filterung – Einetypische Lüftungsanlage für Schulen und Büros ist für den Einsatz von Filtern der MERV-Klasse 8 ausgelegt. Je höher die MERV-Klasse, desto höher ist die Filterwirksamkeit. Einige Fachverbände haben empfohlen, die Filterleistung auf Filter der MERV-Klasse 13 zu erhöhen, um die Gebäudevorbereitung zu verbessern. Bei jeder Änderung der Filterung sollte eine Bewertung der zugehörigen Ventilatoren erfolgen, da eine Erhöhung der Filtereffizienz in der Regel zusätzliche Ventilatorleistung und Platz für die Filter erfordert.

Lokale HEPA-Filtergeräte – Eine weitereOption ist der Einsatz von lokalen, eigenständigen HEPA-Filtergeräten (High Efficiency Particulate Air), die an eine Steckdose angeschlossen werden können. Diese Geräte sind mit austauschbaren HEPA-Filtern ausgestattet, die die Raumluft umwälzen. Selbst bei ordnungsgemäß funktionierenden HLK-Anlagen kann es in vielen Gebäuden zu einer unzureichenden Luftdurchmischung, zur Isolierung am Ende von Abzweigungen oder zu schlecht belüfteten Bereichen kommen, die eine lokale Filterung erfordern. Es ist zudem wichtig, Bereiche zu berücksichtigen, in denen gefährdete Gebäudenutzer oder Besucher sich aufhalten. An diesen Orten sollte zur Erhöhung der Sicherheit eine zusätzliche lokale Filterung in Betracht gezogen werden.

Belüftung erhöhen – HLK-Anlagensind für ein bestimmtes Mischungsverhältnis von Außenluft und Rückluft ausgelegt, wobei die zulässigen Toleranzen von diesen Konzentrationen abweichen können. Das bedeutet: Erhöht der Betreiber die Außenluftmenge, kann dies zu einer Überlastung des vorhandenen Heizregisters führen und das Risiko erhöhen, dass das Register einfriert und weitreichende Schäden verursacht. Um umfangreiche Schäden, Geräteausfälle oder eine Verkürzung der Lebensdauer der Geräte zu vermeiden, wird eine technische Begutachtung empfohlen, bevor der Betrieb einer Anlage geändert wird.

Zeitplanung und Wartung – Wenneine HLK-Anlage nach einem festen Zeitplan betrieben wird, können die Betreiber beschließen, die Betriebszeiten zu verlängern, um vor und nach der Nutzung des Gebäudes eine „Durchlüftung“ zu erreichen. Die Betreiber sollten zudem den Zustand der Lüftungsanlagen überprüfen. Verschmutzungen an Ansauggittern, Wärmetauschern und Wärmerückgewinnungskomponenten können den Luftstrom erheblich verringern. Eine Verlängerung der Betriebszeit der Anlagen erhöht den Bedarf sowie die erforderliche Häufigkeit von Filterwechseln, Systemwartungen und Reinigungen.

Lokale Geräte – VieleRäume sind mit kleineren lokalen Geräten ausgestattet, die entweder eigenständig oder zusammen mit anderen HLK-Systemen des Gebäudes wie Gebläsekonvektoren oder Kühlbalken arbeiten. Diese Geräte führen keine Außenluft zu und führen lediglich die Raumluft um. Lokale Geräte mit Filtern geringer Leistungsfähigkeit sind nicht für den Einsatz mit Hochleistungsfiltern vorgesehen. Zwar führen bestimmte lokale Geräte Außenluft zu, doch ähneln sie stark Gebläsekonvektoren und sind in Schulklassenräumen relativ verbreitet. UV-Geräte sind dafür ausgelegt, geringe Mengen Außenluft einzuleiten, die mit der Raumrückluft vermischt wird. Diese Geräte sind in der Regel mit einem Heizregister, Filtern und manchmal auch mit einem Kühlregister ausgestattet. Wie größere Lüftungszentralen sind auch diese Geräte nicht dafür ausgelegt, bei kälteren Temperaturen zu 100 % Außenluft einzuleiten. Eine Umrüstung kann zum Einfrieren der Register und damit zu Wasserschäden führen.

Systembewertungen

Bewertung von HLK-Anlagen – Im Laufeder Jahre können sich Betrieb und Leistung einer gewerblichen HLK-Anlage erheblich von den ursprünglich vorgesehenen Auslegungsmerkmalen unterscheiden. Wenn ein Eigentümer Bedenken hinsichtlich des Betriebs seiner HLK-Anlagen hat oder Änderungen in Betracht zieht, sollte er sich an ein Unternehmen wenden, das über spezielle Fachkenntnisse bei der Bewertung bestehender Anlagen und Umgebungen verfügt, bevor er mit den Änderungen fortfährt. Das Beratungsunternehmen sollte den Zustand und den Betrieb der bestehenden Anlagen untersuchen und deren ursprüngliche Auslegung bewerten, um festzustellen, welche Verbesserungen umgesetzt werden könnten, um die Zufuhr von Außenluft zu erhöhen oder die Filterleistung zu steigern. Die Fachleute des Unternehmens sollten in der Lage sein, Mängel in bestehenden HLK-Anlagen zu identifizieren, die behoben werden können, und zu ermitteln, welche Anpassungen vorgenommen werden können, um die Anlagenleistung zu steigern.

Umweltgutachten – ImRahmen einer umfassenden Begutachtung der Umgebung zur weiteren Bewertung der Raumluftqualität sollte ein renommiertes Beratungsunternehmen für Arbeitshygiene hinzugezogen werden. Neben viralen Gefahren kann ein qualifiziertes Team von Luftqualitätswissenschaftlern auch Schimmel, Staub und andere Krankheitserreger sowie Schadstoffe in der Luft untersuchen.

Lösungen für die Zukunft

EFI Global beschäftigt Luftqualitätsexperten, die eng mit unseren Ingenieuren und den Gebäudeteams unserer Kunden zusammenarbeiten, um mithilfe von Messgeräten mit Direktanzeige und einer beschleunigten Berichterstattung Echtzeitdaten bereitzustellen. Das multidisziplinäre Expertenteam von EFI verfügt über umfangreiche Erfahrung und eine nachgewiesene Erfolgsbilanz bei der Durchführung dieser entscheidenden Lüftungsbewertungen. Es ist in der Lage, nachzuweisen, dass die HLK-Anlagen ordnungsgemäß funktionieren und die Luftqualitätsrichtlinien zum Schutz der Gesundheit und Sicherheit der Gebäudenutzer eingehalten werden.

Weitere Informationen finden Sie unterhttps://www.efiglobal.com/. Gerne stehen wir Ihnen auch jederzeit für weitere Unterstützung zur Verfügung.

Weitere Mitwirkende:

– Jay Kramarczyk, MS, PE, AVP und leitender Chefingenieur, EFI Global

– Keith Pokorny, Vizepräsident für Maschinenbau, EFI Global

– Jennifer Archacki, Leiterin des Bereichs Umweltdienstleistungen, EFI Global

– Peter von Au, leitender Arbeitshygieniker, EFI Global

– Joseph Whitlock, PhD, CIH, Arbeitshygieniker, EFI Global