Corona: Sind Klimaanlagen Virusschleudern?

Was ist aber mit Räumen, wo das nicht geht? Etwa in klimatisierten Büroräumen, wo man die Fenster nicht öffnen kann? Oder in Restaurants, in denen eine Klimaanlage läuft? Pusten die Anlagen die Viren vielleicht auch noch durch den ganzen Raum und machen sie besonders gefährlich?

Gute Klimaanlagen verdünnen Corona-Konzentration

Für Anlagen in Deutschland trifft das nicht zu, bestätigen Branchenverbände, das Umweltbundesamt (UBA) und das Robert-Koch-Institut (RKI). Auch Dirk Müller, Professor für Gebäude- und Raumklimatechnik an der RWTH Aachen, hält das Risiko von Klimaanlagen für gering – wenn es sich um professionell installierte und gewartete Anlagen mit Frischluftzufuhr handelt:

"Lüftungs- und Klimaanlagen stellen sicher, dass alle vorliegenden Belastungen in der Raumluft verdünnt werden. Dadurch kann auch die Gefahr einer möglichen Übertragung von Viren durch Aerosole gemindert werden. Ein Abschalten der Anlagen kann hingegen zu einer Erhöhung der Konzentration von Viren in der Atemluft führen“.

Seit die Sommermonate in Deutschland durch den Klimawandel immer wärmer werden, nimmt auch die Zahl der professionell installierten Geräte in privaten und kleinen gewerblichen Betrieben zu. Nach Angaben des "Fachverbands Gebäude-Klima“ jährlich um 10 Prozent auf derzeit 250 000 Geräte pro Jahr.

Schlechte Klimaanlagen: Viren im ganzen Raum verteilt

Klimaanlagen sind aber nicht per se und in allen Ausführungen ungefährlich. Wie Klimaanlagen beim Coronavirus unter Umständen doch zum Problem werden können, haben Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen in China beschrieben. Sie untersuchten, wie in einem Restaurant in der Stadt Guangzhou eine einzelne infizierte Person gleich mehrere andere Menschen anstecken konnte – sogar an den Nachbartischen.

Dabei half vermutlich die dortige Klimaanlage. Ihr Gebläse erzeugte in dem Restaurant einen starken kreisförmigen Luftstrom, der kleine Tröpfchen mit Coronaviren von Tisch zu Tisch transportieren konnte.

Wenn eine solche kräftig blasende Klimaanlage dazu noch keine oder nur eine schwache Frischluftzufuhr hat, strömt die Luft mit den Viren sogar mehrfach an den Gästen vorbei. Und so könnte dann durch die Klimaanlage das Infektionsrisiko steigen. So zumindest das Fazit der chinesischen Wissenschaftler.

Kleinere Tröpfchen, etwa in der Atemluft, werden als Aerosole bezeichnet: Sie sind kleiner als 5 Mikrometer, also kleiner als fünftausendstel Millimeter. Und weil sie besonders leicht sind, können sie prinzipiell über Stunden in der Luft schweben. In Laborversuchen zeigte sich, dass SARS-CoV-2 in Aerosolen bis zu drei Stunden infektiös bleiben können.

Deshalb sehen Virologen in den Aerosolen zumindest theoretisch ein hohes Infektionspotenzial bei Coronaviren. Einzelfallstudien wie in dem Restaurant in China scheinen das zu bestätigen. Auch bei einer Chorprobe in den USA konnte nachgewiesen werden, dass ein einzelner infizierter Sänger in ein paar Stunden viele andere Chormitglieder ansteckte, auch wenn sie nicht in der unmittelbareren Nähe zum Infizierten gestanden hatten.

Aerosole: Weitere Studien fehlen noch

Der deutsche Virologe Christian Drosten hält es sogar für möglich, dass über 40 Prozent der Coronainfektionen auf Aerosole zurückgehen könnten. Doch derzeit fehlt es noch an mehr und umfangreicheren Studien in Alltags-Situationen, die genauer belegen, wie stark und unter welchen Umständen die Aerosole Menschen tatsächlich infizieren. Diese Studien wären aber wichtig für die Überlegungen zu neuen Schutzmaßnahmen – zum Beispiel für Innenräume ohne Klimaanlage.

Und: Die Klimaanlagen in Flugzeugen werden seit Jahrzehnten so konzipiert, dass sie Infektionsgefahren im Passagierraum erfolgreich entgegenwirken können. 

Allerdings: Aus Sicht einiger Strömungsforscher und Virologen ist derzeit noch nicht abschließend geklärt, ob die Klimasysteme in Flugzeugen auch im Nahbereich der unmittelbaren Sitznachbarn ausreichend vor Coronaviren schützen.

Nach Auskunft der Flugzeughersteller und Fluggesellschaften ist das Fliegen sicher, selbst bei vollbesetzten Maschinen – besonders wenn die Passagiere Schutzmasken tragen. Und es gibt auch Forschungsarbeiten, die diese Position unterstützen. Trotzdem braucht es hier noch weitere Studien.

Sicherheit nur, wenn die Klimaanlage im Flieger läuft

Einig sind sich alle Flugexperten aber schon jetzt in einem Punkt: Wenn die Klimaanlage im Flugzeug nicht liefe, gäbe es ein massives Problem. Denn dann stiege die Infektionsgefahr garantiert, weil die Viren sich ein einer vollbesetzten Passagierkabine in der Luft ansammeln und überall hin verteilen könnten. 

Dies haben frühere Einzelfallstudien bestätigt. Diese haben gezeigt, dass bei Flugzwischenfällen, bei denen die Klimaanlage über Stunden nicht lief, tatsächlich ein erhöhtes Influenza-Infektionsrisiko entstand. 

In Flugzeugen ist deshalb eine konstante Lüftung nicht nur zur Sauerstoffzufuhr notwendig, sondern auch, um möglicherweise virenbelastete Luft ständig gegen Frischluft oder gesäuberte Luft auszutauschen.

In heutigen Flugzeugen wird von den Klimaanlagen nicht zu 100 Prozent Frischluft nachgeführt, sondern ein Teil der Luft (variabel, meist um die 40 bis 50 Prozent) wird "rezirkuliert". Das bedeutet:  Dieser Luftanteil wird aus der Kabine herausgesogen, dann durch sehr hochwertige Filter (sogenannte HEPA-Filter) gereinigt und danach wieder der Kabine zugeführt. Diese HEPA-Filter sind so konstruiert, dass sie selbst Viren aus der Luft herausfiltern, und damit theoretisch auch Coronaviren.

Laufen die Klimaanlagen im Flugzeug die ganze Zeit?

Aber selbst die beste Klimaanlage kann nur wirken, wenn sie tatsächlich in Betrieb ist. Auch beim Einstieg und Ausstieg der Passagiere oder bei ungeplanten Wartezeiten auf dem Flughafen vor der Startbahn. Und dort darf dann nicht gespart werden: Denn die Frischluftzufuhr wird entweder über die Haupttriebwerke, auf den Flughäfen aber auch über die APUs (Auxiliary Power Units), also die Hilfstriebwerke, betrieben. 

Da die Frischluftzufuhr dann auch zum Kerosinverbrauch beiträgt, wurde vor der Coronazeit in Flugzeugen auf dem Flughafen nicht immer durchgängig Frischluftzufuhr betrieben - allerdings auch aus Lärmschutzgründen.

In Coronazeiten gelten nun andere Prioritäten. Lufthansa-Sprecher Michael Lamberty erklärt: "Die Luftversorgung der Kabine hat in der aktuellen Situation unbedingte Priorität vor der Überlegung, Kerosin zu sparen oder Lärm zu vermeiden.“ Lufthansa betreibt nun nach eigenen Angaben die Frischluftzufuhr durchgehend. Wo auf Flughäfen stehende Flugzeuge die APUs aus Umweltschutzgründen nicht betreiben dürfen, werde die Frischluft "bodenbasiert" über Schläuche zugeführt. Und: Unabhängig davon läuft das Rezirkulierungssystem, also die Umwälzung und Filterung der bestehenden Kabinenluft, konstant durch.

Ob alle Fluggesellschaften diesem Beispiel so konsequent folgen? Das neue EU-Flugsicherheitsprotokoll zu Covid-19 vom Mai 2020 empfiehlt hier nur: Die Fluggesellschaften sollten sicherstellen, dass Passagiere nicht länger als 30 Minuten ohne Frischluftzufuhr in der Kabine sitzen.

Tröpfchen vom Sitznachbarn trotz Klimaanlage?

Es gibt dennoch weiterhin auch warnende Einschätzungen:  So verweist der US-Strömungs-Experte Qingyan Chen auf seine Computer-Simulationsstudien, die zeigten, dass auch bei laufender Klimaanlage Tröpfchen eines Passagiers die Nachbarsitze erreichen können.

Aus seiner Sicht vielleicht eine Erklärung für eines der dramatischsten bislang nachgewiesenen Infektionsgeschehen während eines Fluges: die Infizierung von 20 Passagieren mit dem SARS-Virus am 21. Februar 2003 bei einem Flug von Hongkong nach Taipeh durch nur einen einzigen infizierten Mitreisenden.

Und der deutsche Virologe Alexander Kekulé vermutet: "Wenn natürlich jemand vor mir oder hinter mir sitzt, der mir die ganze Zeit in den Nacken hustet, dann kann ich mich anstecken. Das kann ich reduzieren, wenn alle im Flugzeug eine Maske anhaben." Allerdings hat Kekulé keine eigenen Studien zum Infektionsgeschehen in Flugzeugen durchgeführt.

Die Fluggesellschaften weisen in ihren aktuellen Presseerklärungen auch auf die gezielte Luftströmung ihrer Klimaanlagen hin: Die Luft werde dort konstant und sicher von der Decke oben nach unten in den Fußraum transportiert (oder je nach Flugzeugmodell von unten nach oben), sodass es im Flieger nicht zu horizontalen Luftbewegungen über mehrere Passagierreihen hinweg komme.

DLR-Studie zu Klimaanlagen in Flugzeugen

Hinweise, inwieweit dabei tatsächlich auch die unmittelbaren Sitznachbarn vor infizierter Atemluft bewahrt werden, könnte eine neue, aufwendige Studie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erbringen: In einem realen Flugzeug wird dort bei laufender Klimaanlage simuliert, ob bzw. inwieweit sich Tröpfchen und feine Aerosole beim Atmen und Husten eines "Erkrankten" auf die Nachbarpassagiere verteilen.

Bei dem Erkrankten und den Mitreisenden handelt es sich natürlich um Puppen. Auch der Atem des Erkrankten wird künstlich hergestellt. Die Forscher erwarten, dass sie den Weg der Tröpfchen realitätsgerecht simulieren können. Allerdings werden sie dabei keine Aussagen darüber treffen können, wie infektiös diese Tröpfchen dann im Ernstfall wären. Erste Ergebnisse dieser Studie werden ab Ende 2020 erwartet.

Flugreisende im Sommer 2020 sollten sich aber auf jeden Fall auf das Fliegen mit Mund- und Nasenschutz einstellen – schon im ureigenen Interesse. Und: Ohne Maske wird in diesem Sommer wohl kaum geflogen werden dürfen: Stand Juni ist bei vielen Airlines (nicht nur bei der Lufthansa, auch zum Beispiel bei Ryanair und Easyjet) das Tragen von Masken während des gesamten Fluges Pflicht.

Auch in Pkws gilt deshalb: Ständige Frischluftzufuhr ist besser, als über längere Strecken immer die gleiche Luft ein- und auszuatmen, in der sich dann gegebenenfalls die Viren immer weiter anreichern und verteilen.  Das bedeutet: Lüftungsanlage in niedriger Stufe an, aber unbedingt mit der Einstellung "Frischluftzufuhr". Und keineswegs mit der Einstellung "Innenraumzirkulation", denn dabei würde die gleiche Luft mit den Viren immer wieder durch den gesamten Fahrzeuginnenraum gewirbelt.

Ein oder zwei Fenster (zusätzlich) zur Lüftungsanlage einen Spalt zu öffnen, könnte eine weitere Option für die Frischluftzufuhr sein.

Hygieneregeln fürs Autofahren

Auch zu Autos konnten wir in unserer Recherche keine Studien zur Infektionsgefahr mit Coronaviren unter Alltagsbedingungen finden. Wir haben aber Ernst Tabori, den Direktor des Deutschen Beratungszentrums für Hygiene in Freiburg, gebeten, uns die wichtigsten Hygieneempfehlungen für Fahrten im Pkw zusammenzustellen. Diese sind:

• Wer Symptome bei sich feststellt, soll auf Fahrten in Autos aus Rücksicht und zum Schutz der Mitfahrer auf jeden Fall verzichten.
• Für alle anderen gilt: Im Pkw möglichst weit Abstand halten. Da das Einhalten der Mindestabstände in den gängigen Autos meist nicht wirklich machbar ist: Nicht notwendige Fahrten mit mehreren Personen, die nicht zur eigenen Wohngemeinschaft gehören, vermeiden.
• Bei (beruflich bedingten) Fahrgemeinschaften mit wenigen und möglichst immer mit derselben Person fahren (wichtig auch für die Nachverfolgbarkeit von Infektionsketten).
• Vor dem Einstieg ins Fahrzeug ist der Mund-Nasen-Schutz anzulegen. Im Fahrzeug sollte die Schutzmaske ununterbrochen korrekt eng anliegend über Mund und Nase getragen werden.
• Vor dem Einstieg ins Fahrzeug sowie am Ende der Fahrt sind die Hände zu waschen bzw. zu desinfizieren.

Auch der ADAC empfiehlt auf seiner Website, "die gemeinsamen Autofahrten mit Personen außerhalb der Familie und des eigenen Hausstands auf das Nötigste zu beschränken und nur mit denjenigen im Auto zu fahren, mit denen man auch den Alltag gemeinsam verbringt. Das Tragen eines Mundschutzes ist bei haushaltsfremden Personen ratsam."

Wenn also in einem Klassenzimmer oder Restaurant der Sitznachbar infektiös ist und hustet oder niest, dann können auch die Filter vor einer Infektion nicht schützen. Das Umweltbundesamt schreibt dazu: "Mobile Geräte zur Luftreinigung stellen in Innenräumen keinen Ersatz für konsequente Lüftungsmaßnahmen … dar. Sie können jedoch als unterstützende Maßnahme die empfohlenen Maßnahmen ergänzen."

Daher bleibt richtiges Lüften der wichtigste Punkt, um in Innenräumen die Infektionsgefahr einzudämmen. Hinzu kommt das Abstandhalten – wo das nicht möglich ist, ist der Mund-Nasen-Schutz sinnvoll. 

CO2-Ampeln messen das Kohlendioxid in Parts per Million, also ppm. Ab einem Wert von etwa 1 000 ppm, sagt das Bundesumweltamt, sollte man lüften. Dann zeigt die Ampel gelb. Ab 1 500/2 000 ppm schaltet die Ampel dann auf rot. 

Dann muss gelüftet werden. Möglichst querlüften oder stoßlüften. Wenn der Wert wieder deutlich unter 1.000 ppm liegt, ist die Luft ausreichend frisch. CO2-Ampeln können also anzeigen, wann ein Luftaustausch spätestens wichtig wäre – ob auch nach dem Lüften noch Aerosole mit Coronaviren in der Luft sind, zeigen sie nicht. Und auch gegen die direkte Infektion durch Niesen und Anhusten können sie nichts tun.  

Autoren: Mike Schaefer, Annika Franck