MÜNCHEN. Mit einem neuen „Lüftungskonzept“ (gemeint ist die schlichte Vorgabe, alle 20 Minuten für drei bis fünf Minuten die Fenster aufzureißen) versucht die KMK, das Infektionsgeschehen in den Schulen in den Griff zu bekommen. Wissenschaftler vom Institut für Strömungsmechanik und Aerodynamik der Universität der Bundeswehr München haben dazu geforscht, wie die Aerosol-Belastung in Klassenräumen wirksam gesenkt werden kann. Ihre Analyse zeigt die Schwächen der KMK-Vorgabe deutlich auf.
Das „Konzept“ der Kultusministerkonferenz (KMK) für die nächsten Monate besteht im Großen und Ganzen darin, den Schulunterricht ohne zusätzliche Schutzvorkehrungen durchzuführen – und lediglich durch das regelmäßige freie Lüften über geöffnete Fenster für eine Reduzierung der möglichen Virenlast im Raum zu sorgen. „Diese Variante erscheint zunächst sehr kostengünstig und einfach umsetzbar, da die Klassenräume in der Regel mit Fenstern ausgestattet sind. Es ist daher nicht verwunderlich, dass dieses Konzept häufig sehr positiv dargestellt wird“, so heißt es in dem Papier, an dem Prof. Dr. Christian J. Kähler mitgewirkt hat (den die KMK unlängst zu einer Expertenrunde eingeladen hatte – dann aber seine Erkenntnisse ignorierte. News4teachers berichtet ausführlich darüber, und zwar hier.)
Die Infizierten-Zahlen in Schulen sind niedrig – noch
Und: „Die praktische Umsetzung dieses Konzepts scheint den Befürwortern Recht zu geben, denn die Infektionszahlen steigen gegenwärtig nicht sprunghaft an.“ Die Analyse ist auf den 22. September datiert – mittlerweile gibt es dokumentierte Corona-Ausbrüche an Schulen, wie RKI-Präsident Prof. Lothar Wieler unlängst eingeräumt hat (auch darüber berichtet News4teachers umfangreich – hier).
Dass es bislang keine Explosion der Infizierten-Zahlen in Schulen gibt, liegt den Autoren zufolge „nicht daran, dass dieses Konzept Sicherheit vor einer Infektion bietet, sondern daran, dass die aktuellen Infektionszahlen in Deutschland recht gering sind und daher Infektionen recht unwahrscheinlich sind“. Wenn die Infektionszahlen im Herbst und Winter zunehmen sollten, dann würden auch sofort die Schwächen und Risiken des Konzepts sichtbar. „Der größte Mangel des Schutzkonzepts besteht darin, dass keinerlei Vorkehrungen zur Verhinderung direkter Infektionen getroffen werden. Weder eine Vergrößerung der Abstände zwischen den Schülerinnen und Schülern, noch Atemschutzmasken, Mund-Nasen-Bedeckungen oder Gesichtsvisiere (Faceshields) werden verwendet. Darüber hinaus wird auch die Möglichkeit, die Virenlast im Raum durch das regelmäßige freie Lüften zu reduzieren, überschätzt.“
Die freie Lüftung sei physikalisch nur dann wirkungsvoll, wenn entweder ein großer Temperaturunterschied zwischen drinnen und draußen besteht oder Wind vor den Fenstern weht. „Ein Temperaturunterschied ist oft nicht vorhanden und wenn er besteht, dann wird er beim freien Lüften schnell reduziert, so dass dieser Mechanismus meist nur für kurze Zeit wirksam ist“, so schreiben die Wissenschaftler. „Der Luftaustausch wird daher entsprechend lange dauern.“ Der Wind vor dem Fenster sei auch nur selten stark genug, um eine ausreichende Lüftung zu gewährleisten.
Dauerlüften der Klassenräume ist im Winter keine Option
Im Herbst und Winter komme hinzu: Dauerlüften führe zu Erkältungen und das Wohlbefinden der Menschen werde beeinträchtigt – es sei deshalb in der kalten Jahreszeit keine Option. „Wird zum regelmäßigen Stoßlüften übergegangen, dann muss stets daran gedacht werden und die Schülerinnen und Schüler müssen es auch wollen und können (in vielen Schulen lassen sich die Fenster nicht öffnen).“ Ferner entsteht bei der Stoßlüftung die Frage, in welchen Abständen und für wie lange gelüftet werden soll.
Immer wieder werde eine CO2 Ampel als Lösung des Problems angepriesen. Die Geräte sollen anzeigen, wann die Raumluft verbraucht ist. Tatsächlich will der Freistaat Bayern Schulen damit ausstatten; Berlin denkt darüber nach. „Es wird dabei unterstellt, dass der CO2Wert mit der Virenlast im Raum korreliert. Diese Unterstellung ist aber falsch“, so schreiben die Autoren.
Denn: „Zunächst ist zu bedenken, dass die Virenlast von der Anzahl der infizierten Personen im Raum, deren Verweildauer und deren Aktivität abhängig ist. Wenn aus welchen Gründen auch immer angenommen wird, dass die Virenlast in einem Raum nach t Minuten erreicht ist, sofern nur eine einzige Person infiziert ist, dann müsste bei zwei infizierten Personen bereits nach t/2 gelüftet werden, obwohl der angenommene kritische CO2 Wert erst nach t Minuten erreicht ist. Wenn sich noch mehr infizierte Personen in dem Raum aufhalten, dann reduziert sich die Zeit weiter entsprechend der Anzahl N der infizierten Personen gemäß t/N. Dabei ist die Aktivität der Personen noch nicht einmal berücksichtigt.“ Deshalb sei eine CO2 Anzeige „allenfalls dann ein grobes Maß für die Virenlast, wenn die Zahl der infizierten Personen in dem Raum bekannt ist. Aber diese Zahl ist ja gerade unbekannt und daher ist die CO2 Ampel überhaupt kein Indikator für eine Infektionsgefahr.“
„Das Problem lässt sich auch mit einem anderen Beispiel illustrieren. Wenn 10 gesunde Personen in einem Raum sind, wird sich nach einer gewissen Zeit eine bestimmte CO2- Konzentration ergeben und die Virenlast ist Null. Wenn 5 Personen heraustreten und dafür 5 infizierte Personen eintreten, dann wird sich am Verlauf der CO2-Konzentration kaum etwas ändern, aber die Virenlast im Raum steigt sehr schnell an und damit das indirekte Infektionsrisiko.“
Die Autoren warnen vor Superspreader-Ereignissen in Schulen
Fazit der Autoren: „Der Wunsch, eine Lösung für 25 Euro pro Klassenzimmer in Aussicht zu stellen, die Sicherheit suggeriert, ist nachvollziehbar, aber diese vermeintliche Lösung erfüllt nicht den Zweck. Es könnte eingewendet werden, dass die Zahl der infizierten Personen klein ist und daher zu erwarten wäre, dass sich in den meisten Klassen keine oder allenfalls eine infizierte Person statistisch befindet. Das ist gegenwärtig sicherlich richtig, allerdings müssen zwei Dinge berücksichtigt werden. Zum einen ist zu befürchten, dass die derzeit niedrige Zahl der Infizierten im Winter stark ansteigen wird. Damit steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass sich infizierte Personen in den Klassenräumen aufhalten. Zweitens muss berücksichtigt werden, dass ein infiziertes Kind mit hoher Wahrscheinlichkeit andere Kinder anstecken wird, wenn es keine ausreichenden Schutzvorkehrungen gibt. Dies lässt sich damit begründen, dass die Kinder sehr vertraut sind und sich im Unterricht über lange Zeit nahekommen. Es ist daher zu befürchten, dass gerade in Schulen bei ungenügendem Schutz Superspreader-Ereignisse eine große Bedeutung gewinnen werden.“
Und noch eines spricht aus Sicht der Wissenschaftler gegen das Lüften als einzige Corona-Schutzmaßnahme an Schulen: der Klimaschutz. „Um Ressourcen zu schonen und die Erderwärmung zu begrenzen, werden die Häuser aufwendig und kostenintensiv isoliert und hoch effiziente Heizungen werden installiert. Es ist weder ökologisch noch ökonomisch sinnvoll, erst diese Maßnahmen umzusetzen, um dann die thermische Energie aus dem geöffneten Fenster herauszulassen.“ News4teachers
In den nächsten Tagen wird News4teachers darüber berichten, welche Unterrichtszenarien die Wissenschaftler durchgespielt haben – und was sie empfehlen. Hier lässt sich die vollständige Analyse herunterladen.
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