Mitten im Streit um Lüftungsanlagen für Schulen zur Senkung des Corona-Infektionsrisikos machten sie sich im Mainzer Max-Planck-Institut einfach selbst an die Arbeit: Ein breiter Plastikschirm über jedem Tisch, verbunden mit einem Rohr, das die Raumluft absaugt und nach außen transportiert – fertig war die Self-Made-Abluftanlage. Der Mainzer Physiker Frank Helleis konstruierte die Anlage mit Materialien aus dem Baumarkt, Messungen belegten: Das Abluftsystem mit den Hauben entfernt über 90 Prozent der Aerosole, und das kontinuierlich. Nun ist das Interesse an der Low-Cost-Lüftungsanlage groß.

Ausbreitung des Coronavirus in einer Bar ohne Vorsichtsmaßnahmen. – Quelle: El Pais, Screenshot: gik
Ausbreitung des Coronavirus in einer Bar ohne Vorsichtsmaßnahmen, Rot sind infizierte Personen. – Quelle: El Pais, Screenshot: gik

Wochenlang stritten Land und Schulvertreter nach den Herbstferien über das Thema Lüften zur Vorbeugung von Corona-Infektionen an den Schulen, denn Virologen sind sich einig: Halten sich zu viele Menschen gleichzeitig in einem Raum auf und ist einer von ihnen mit dem Coronavirus infiziert, entsteht im wahrsten Sinne des Wortes dicke Luft – mit Viren geschwängerte Luft nämlich. Nach dem jüngsten Stand der Forschung erfolgen Infektionen mit dem neuartigen Coronavirus zum weit überwiegenden Teil durch die Luft, weil sich die Viren an winzige Luftpartikel, die sogenannten Aerosole heften. Simulationen zeigen, dass sich binnen 50 Minuten wahre Arerosolwolken rund um einen Menschen entwickeln und auch in der Raumluft erhalten bleiben – die Infektionsgefahr steigt erheblich.

Das Mainzer Bildungsministerium setzte lange auf reines Stoßlüften über die Fenster und betonte, Lüftungssysteme in den Schulen – Forscher ermittelten jedoch in Studien: Ein zentral wichtiges Mittel zur Verhinderung von Corona-Infektionen in Schulräumen ist der komplette Austausch oder die Reinigung der Luft. Genau hier setzt das Forschungsprojekt des Mainzer Max-Planck-Instituts für Chemie an: Erfinder Frank Helleis entwickelte einfache Plastikschirme, die in Deckenhöhe über jedem Sitzplatz im Klassenzimmer installiert werden können. Jeder Schirm ist mit einem Rohr verbunden, der die Luft zu einem zentralen Rohr und von dort durch ein gekipptes Fenster nach außen leitet. Ein Ventilator am Ende des Rohrs sorge dafür, dass die Luft aktiv nach außen transportiert werde, so die Forscher weiter.

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Montage eines Abluftschirms für das Lüftungssytem des MPI Chemie. - Foto: MPI Chemie
Montage eines Abluftschirms für das Lüftungssytem des MPI Chemie. – Foto: MPI Chemie

Der Bausatz wurde mit Materialien aus dem Baumarkt entwickelt, die breiten Schirme fangen die Luft regelrecht ein. Den Prototyp der Anlage montierte Helleis, dessen Frau Lehrerin ist, bereits im Sommer in der Integrierten Gesamtschule in Mainz-Bretzenheim. „Es hörte sich so einfach und überzeugend an, dass wir uns sofort entschlossen haben, mitzumachen“, sagte Schulleiter Roland Wollowski laut einer Mitteilung des MPI. Der Prototyp sei denn auch gleich mit Messungen begleitet worden, das Ergebnis: „Unsere Messungen haben gezeigt, dass das Abluftsystem mit den Hauben über 90 Prozent der Aerosole kontinuierlich entfernt“, sagte Helleis.

Die simple Anlage funktioniere im Prinzip auch ohne die trichterförmigen Hauben über den einzelnen Tischen, diese sammelten die Aerosole aber noch gezielter ein, so der Physiker – das habe er auch mit Aerosolspektrometern und künstlich erzeugten Aerosolen nachweisen können. Die Materialkosten belaufen sich Helleis zufolge nur auf rund 200 Euro – und wären damit deutlich niedriger als bei hochwertigen Lüftungsgeräten, die um die 1000 Euro kosten. „Wegen der geringen Material- und Betriebskosten könnte die Anlage eine clevere Alternative zum Stoßlüften und zu teuren Filteranlagen bieten“, heißt es beim MPI.

Zudem seien die Anforderungen an den Raum niedrig: es brauche lediglich eine Steckdose und ein kippbares Fenster oder Oberlicht, deshalb sei das modulare System auch für Turnhallen geeignet. Helleis sagte zudem, das MPI stehe auch mit Unternehmen in Kontakt, die einzelne Formteile für die Konstruktion fertigen könnten – „das würde den Nachbau noch leichter machen“, sagte der Erfinder.

Skizze der MPI-Lüftungsanlage im Klassenzimmer. - Grafik: Andrea Kloppenborg
Skizze der MPI-Lüftungsanlage im Klassenzimmer. – Grafik: Andrea Kloppenborg

Zudem hilft die Lüftungsanlage auch gegen andere Probleme: „Unser System löst auch das lange bekannte CO2-Problem in Klassenräumen“, sagt Helleis. Die Luftrohre beförderten nämlich nicht nur Aerosole nach draußen, sondern reduzierten auch die CO2-Anreicherung, „so dass sich die Schüler besser auf den Unterricht konzentrieren können.“ Beim Mainzer Bildungsministerium interessierte man sich umgehend für den Bausatz: Das Ministerium habe die Konstruktion bereits vor Ort geprüft, man diskutiere derzeit ihren Einsatz.

An der IGS wollen sie möglichst viele Unterrichtsräume mit dem Lüftungssystem ausstatten, das auch noch eine Umweltkomponente habe, sagte Wollewski: Durch das Lüftungssystem würden auch die Energieverluste durch das Stoßlüften verringert, was wiederum dem Klima zu Gute komme. Und auch die Stadt Mainz ist an dem Modellbau höchst interessiert: Mit der Anlage würden derzeit alle Klassenräume der Grundschule Mainz-Marienborn als Pilotprojekt ausgerüstet, teilte die Stadt am Mittwoch im Stadtrat mit.

Info& auf Mainz&: Das Mainzer MPI Chemie will demnächst die Bauanleitung für die Lüftungsanlage auf seiner Internetseite veröffentlichen, bislang gibt es dort aber nur ein Kontaktformular zum Bestellen der Anleitung – die Forscher werden gerade von Anfragen überrannt. Alles zu der Anlage sowie das Kontaktformular findet Ihr hier im Internet. Mehr zu der Studie zur Ausbreitung von Aerosolen in Räumen könnt Ihr hier bei Mainz& nachlesen, einen ausführlichen Bericht zum Thema Lüften, mobile Luftreiniger und wie die Wissenschaft das Thema sieht, lest Ihr hier auf Mainz&.

 

 

7 KOMMENTARE

  1. Eine gute und kostengünstige Idee. Die Stadt Mainz prüft…bedeutet: Das wird in einigen Monaten (im 2. Halbjahr 2021) wieder auf die Tagesordnung gesetzt.

  2. Vorneweg: Ich will die Lösung und vor allem die Initiative an sich nicht schlecht reden – Pfiffigkeit und einfache Lösungen haben unser Land mal groß gemacht. Ich wende mich nur gegen die Blauäugigkeit, mit der hier (wohl auch aus journalistischen Gründen) eine durchaus respektable Idee größer gemacht wird als es die Physik und die Praxis zulassen. Es tut mir leid, hier ein wenig Wasser in den Wein zu kippen, aber einige Aussagen des Artikels sind – jedenfalls in der hier gewählten Vereinfachung – Augenwischerei:

    „auch für Turnhallen geeignet“ – natürlich stört sich die Turnhalle nicht an dem System. Aber Turnhallen sind, nutzungsbedingt, sehr hoch und haben große Flächen (= weniger Personen pro m²). Was im Klassenzimmer funktionieren mag, nämlich dass die aufsteigende Wärme, die Aerosole mit zu den Absaugelementen transportiert, wird hier versagen. Zumal die Bewegung der Sporttreibenden für eine kräftige Verwirbelung der Luft sorgt, was eine ganz andere Situation ist als in einem Klassenraum mit sitzenden Schülern.
    Insofern müsste man in Turnhallen tendenzielle bodennah absaugen, was aber aus praktischen Gründen (nur an den Wänden machbar) ebenfalls limitiert ist

    „Klimafreundlich, weil das Stoßlüften entfällt“ – das ist (wenn überhaupt) kein Effekt der Absauganlage. Die Luft, die aus dem Raum rausgefördert wird, muss ersetzt werden. Beim Stoßlüften ist das natürlich Kaltluft von außen. Bei der Absaugung wird die Luft z.T. aus den benachbarten Fluren, ganz gewiss aber auch durch das geöffnete Oberlicht hereinströmen. Aber jede Luft, die in einem Gebäude warme Luft ist, war irgendwann mal kalte Luft von draußen.

    Und noch ein Aspekt: was jetzt eine corona-bedingte ad-hoc-Lösung ist, wird – aus verschiedensten Gründen – als Dauerlösung wieder teurer: Brandschutzauflagen, Wartungsaspekte (wie lange hält ein Ventilator für 150 Euro durch – wer kümmert sich um die Reparatur/Ersatz), wer kümmert sich drum, dass das offene Oberlicht nach Unterrichtsende wieder zugemacht wird (und am nächsten Tag wieder geöffnet)?

    • Na, Sie sind ja die Überheblichkeit in Person. Aus „journalistischen Gründen“ haben wir über eine Pressemitteilung des MPIC berichtet – wir sind Journalisten, keine Physiker. Uns einfach Blauäugigkeit zu unterstellen, finden wir ziemlich frech – zumal dieses System, das Sie nicht erfunden haben, aber offensichtlich wunderbar von oven herab beurteilen können, von verschiedenen Experten geprüft und für gut befunden wurde.

  3. Es ist doch schön hier zu sehen, wie mainzund.de zur freien Meinungsäußerung steht. Ich habe mir bereits mehrmals die Mühe gemacht meinen Kommentar zu dem Artikel hier zu posten aber scheinbar entspricht dieser nicht dem „Geschmack“ des Moderationsteams, Herausgebers oder gar der verfassenden Journalistin… ach nein, Herausgeberin und Autorin dieses Artikels sind ja die gleiche Person. Dann ist Zensur natürlich angebracht.
    Dann mal alles Gute, Hauptsache die Pressefreiheit bleibt erhalten.

    • Tja, Herr Müller, oder Maier oder wie immer Sie auch heißen – wer sich hinter so aussagekräftigen Pseudonymen wie „Ich“ verschanzt, und dann in seinen Kommentaren hauptsächlich rumpöbelt, der wird halt hier NICHT freigeschaltet. Das widerspricht unseren Netiquetten und überhaupt jeglichen Anstands, aber Hauptsache mal schön „Zensur“ gebrüllt. Und was eigentlich ist verwerflich daran, wenn Herausgeberin und Autorin dieselbe Person sind, hm? Werfen Sie das auch Herrn D’Inka von der FAZ vor, dass er eigene Artikel schreibt? Na? Aber genau das zeigt Ihre Kommentarhaltung, und genau das ist der Grund , warum wir sie auch weiter NICHT freischalten werden: Mit Dreck werfen und Rumpöbeln erlauben wir hier nicht. Punkt. Weder jetzt noch in Zukunft. Wer sich nicht benehmen kann, hat hier nichts zu suchen, Herr „Ich“.

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