CO2-Sensoren helfen, das COVID-19-Risiko in Schulen zu mindern

CO2-Sensoren bieten eine kostengünstige Echtzeitmessung der Raumluftqualität. Sie können verwendet werden, um potenzielle Problemstellen in Klassenzimmern anzuzeigen, wenn Kinder in die Schule zurückkehren.

Seit Jahren werden Kohlendioxidsensoren zur Überwachung des CO2-Gehalts in Büros, Schulen und Klassenzimmern eingesetzt. Untersuchungen zeigen, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen erhöhten CO2-Werten und schlechtem Luftaustausch in Luftaustauschsystemen in Gebäuden gibt.

CO2 als Indikator für Frischluft

Der Kohlendioxidgasgehalt in einem Raum kann als Indikator für Frischluft verwendet werden. Zu viele Schüler in einem Klassenzimmer oder zu wenig Luftaustausch führen mit der Zeit zu einer Anhäufung von CO2-Werten.

Frischluft enthält etwa 0,04 % (400 Teile pro Million oder ppm) CO2-Moleküle. In einem bewohnten, gut belüfteten Raum ist es nicht ungewöhnlich, dass der CO2-Gehalt über 1.000 ppm ansteigt. ASHRAE empfiehlt einen Grenzwert von 800-1.000 ppm für Klassenzimmer, um die allgemeine Gesundheit und Leistung der Schüler zu gewährleisten.

Beachten Sie, dass nicht das Kohlendioxid selbst das Problem ist. Menschen können in geschlossenen Räumen mit einem CO2-Gehalt von fast 3 % noch atmen. Stattdessen sind erhöhte CO2-Werte ein Indikator für schlechten Luftaustausch. Hohe CO2-Werte in der Luft korrelieren mit einem hohen Gehalt an Staub, Hautschuppen, Schimmel, Partikeln, Chemikalien und aerosolisierten Flüssigkeiten in der Luft, die das Coronavirus übertragen können.

Anstelle subjektiver Messungen wie „der Raum fühlt sich stickig an“, liefert die Überwachung des CO2-Gehalts eine genauere Beschreibung der Raumluftqualität. Diese Informationen können verwendet werden, um entweder die Lüftungsgeräte fernzusteuern oder eine Warnung auszugeben, wenn mehr Frischluft benötigt wird.

Frische Luft und Covid-19-Risiko

So wie das Risiko einer Übertragung des Coronavirus im Freien gesenkt wird, wird das Risiko durch mehr Frischluft in den Klassenzimmern gesenkt. Der beste Beweis ist, dass die Übertragung von Covid-19 über die Luft erfolgt.

Es gibt drei wahrscheinliche Wege zur Coronavirus-Infektion:

• Erstens besteht die Gefahr , kontaminierte Oberflächen zu berühren . Dieses Risiko kann durch häufiges Händewaschen und Desinfizieren harter Oberflächen gemildert werden.

• Der zweite Risikofaktor ist die direkte Exposition gegenüber Partikeln einer infizierten Person , die in der Nähe hustet. Dieses Risiko wird durch die 6-Fuß-Regel und durch die Verwendung von Masken gemindert. Masken schützen den Träger nicht. Stattdessen begrenzen sie die Anzahl der Partikel, die eine infizierte Person verbreiten kann.

• Der dritte Risikofaktor ist das durch aerosolisierte Flüssigkeiten übertragene Coronavirus in der Luft . Das Virus kann sich auf dem Aerosol ausbreiten, das mehrere Minuten lang in der Luft verbleibt, nachdem eine infizierte Person gehustet oder niest. Im Freien wird das Aerosol schnell vom Wind weggetragen. In Innenräumen kann dieses Aerosol verweilen und möglicherweise von einem anderen Schüler eingeatmet werden.

Um den Risikofaktor der Übertragung von Viren über die Luft zu mindern, besteht die Lösung darin, die Luft zu reinigen.

Luft im Klassenzimmer reinigen

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Luft in geschlossenen Räumen zu reinigen: Luftfilterung oder Frischluftaustausch.

Luftfiltration

Es hat sich gezeigt, dass die Luftfiltration durch die Verwendung von High Efficiency Particulate Air (HEPA)-Filtern die Anzahl der Partikel in der Luft reduziert. HEPA-Filter töten keine Viren ab. Stattdessen fangen sie sie in den Filterfasern ein, wo das Virus austrocknet und bald stirbt.

Untersuchungen zeigen , dass die Partikelgröße des Covid-Virus etwa 0,1 Mikrometer (µm) beträgt, zu klein, um von der HEPA-Filtration erfasst zu werden. Aber das Virus breitet sich nicht von selbst aus. Stattdessen wird es von Atemtröpfchen mit einer Größe von etwa 5 µm getragen. Da ein HEPA-Filter beim Auffangen von Partikeln mit einer Größe von 0,3 µm mindestens zu 99,97 % effizient ist, ist er zu 99,97 % beim Auffangen von vom Menschen erzeugten Viruspartikeln effizient.

Die Herausforderung bei der Luftfiltration ist die physische Größe des Filters. Viele tragbare HEPA-Luftfiltereinheiten können nicht genügend Luft zirkulieren lassen. Da sie auf dem Boden stehen, können sie außerdem möglicherweise keine angemessene Aufgabe zum Einfangen von Partikeln hoch in der Luft erfüllen.

Es gibt derzeit mehrere Hersteller, die HEPA-Filtrationseinheiten als geeignet für die Reinigung der Luft in Klassenzimmern bewerben. Obwohl sie hilfreich sein können, zeigen Tests, dass herkömmliche Luftreiniger mit HEPA-Filtern für den Heimgebrauch in einem Klassenzimmer nicht ausreichen. Wand- oder deckenmontierte Einheiten mit hohem Luftstrom oder mehrere kleinere Einheiten im selben Raum sind erforderlich.

Frischluftaustausch

Als Alternative zum Aufstellen von HEPA-Filtereinheiten in jedem Klassenzimmer kann der gleiche Effekt erzielt werden, indem die Raumluft durch frische, unbelastete Luft ersetzt wird. Der Luftaustausch in einem Klassenzimmer wird durch das HVAC-System gesteuert, das so kalibriert ist, dass es einen konstanten Frischluftstrom liefert. Sowohl CDC als auch ASHRAE haben empfohlen, dass Schulen Lüftungssysteme mit maximalem Luftstrom betreiben, um die Luft ständig zu wechseln.

Die Herausforderung in älteren Gebäuden besteht darin, dass es „Taschen“ an Innenräumen oder Räumen gibt, die keine gute Frischluftzufuhr erreichen können. Daher schlägt die CDC auch handgehaltene, tragbare CO2-Detektoren oder einen Desktop-CO2-Monitor mit visuellen Gut-Ok-Schlecht-Anzeigen vor, um verschiedene Bereiche im Gebäude zu testen, in denen kein ordnungsgemäßer Luftstrom auftritt.

Mit dem kommenden Schuljahr stehen Eltern und Schulträger vor der Herausforderung, Kinder wieder sicher in die Schule zu schicken. Durch eine Kombination aus Hygiene, Masken, HEPA-Filtration und geprüftem Frischluftaustausch können Klassenzimmer kindersicher gestaltet werden.