Wie sich das Corona-Virus verbreitet - Neueste Studie aus Deutschland

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Wie sich das Coronavirus genau ausbreitet - über eine Tröpfcheninfektion oder vielmehr über Aerosole in der Atemluft - ist noch nicht endgültig geklärt. Wenn ein Koronapatient hustet, spricht oder niest, entsteht ein Strahl unterschiedlich großer Aerosole, der in die Raumluft eindringt und sich dort ausbreitet.

Prof. Dr. Martin Kriegel, Leiter des Hermann-Rietschel-Instituts an der TU Berlin, hat nun im Juli 2020 eine Studie über all diese unterschiedlich großen Tröpfchen und Aerosole abgeschlossen, die möglicherweise Viren enthalten. Er und sein Team untersuchten, wie sich diese Partikel verhalten, ob und wann sie zu Boden sinken, wie weit sie verteilt sind, in der Luft bleiben oder wo sie sich absetzen. Hier sind seine ersten Erkenntnisse:
Die TU Berlin untersuchte die Zeit, die Krankheitserreger unter einer Vielzahl von Bedingungen in der Luft verbringen müssen: d. H. Ob die Ausbreitung des Virus von der Zusammensetzung und Größenverteilung der Partikel in der ausgeatmeten Luft (Aerosol) abhängt. Ein Aerosol ist das kleinste, flüssige oder feste Partikel (dies können Viren sein, beispielsweise einzeln oder in Kombination mit Speichel) in einem Gas, normalerweise Luft. Die Teilchengröße reicht von einigen Nanometern - d. H. Einem Millionstel Millimeter - bis zu mehreren Mikrometern. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hat eine Dicke von etwa 100 Mikrometern.

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Für das Coronavirus scheint es so zu sein, dass sowohl Tröpfcheninfektionen als auch die Übertragung in der Luft, d. H. Über Aerosole, relevant sind. Bei einer Tröpfcheninfektion gelangen die Viruspartikel in einem Speicheltröpfchen direkt auf die Schleimhäute eines anderen Menschen. Bei einer Übertragung in der Luft gelangen die Viren in die Atemwege, gebunden an die kleinsten Flüssigkeitsteilchen. Die Größe der Trägeraerosole ist entscheidend für das Verhalten von Viren in der Luft, aber auch für das Raumklima, die Luftänderungsrate und die Art und Weise, wie sie belüftet werden. Größere Partikel sinken schneller zu Boden.

Kleinere Partikel folgen dem Luftstrom und können lange in der Luft bleiben. Dies macht sie für Personen, die in offenen Büros arbeiten, sehr gefährlich.
Die Ausbreitung der Mischung aus Partikeln, Speichel und Luft, die während des Sprechens, Hustens und Niesens auftritt, erfolgt in zwei Schritten. Erstens erzeugt Husten / Sprechen / Niesen einen Strahl, der in die Raumluft eindringt und sich zunehmend mit dieser vermischt. Der Verlauf des einfallenden Strahls hängt von verschiedenen Randbedingungen ab, wie Geschwindigkeit, Turbulenzen, dem Temperaturunterschied zwischen dem Strahl und der Umgebungsluft und dem Unterschied in der Luftfeuchtigkeit. Die ersten Studien haben gezeigt, dass beim Sprechen / Husten / Niesen Partikel von 0,01 bis 1500 Mikrometer auftreten. "Nachdem der Strahl vollständig mit der Raumluft vermischt wurde, findet die Verteilung statt. Die kleineren Partikel folgen weitgehend dem Luftstrom des Raums, während größere Partikel allmählich auf den Boden fallen. Die Tatsache, dass Menschen sehr große Partikel" niesen ", ist häufig ignoriert. Normale Sprache und Husten erzeugen fast ausschließlich kleine Aerosole. Nach 20 Minuten befinden sich noch mehr als 50 Prozent der Mediumpartikel in der Luft.

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In den verschiedenen Tests haben die Wissenschaftler die sogenannte Sedimentationszeit (Ablagerungszeit) von Partikeln unterschiedlicher Größenklassen gemessen. Kleine Partikel (0,5 bis 3 Mikrometer) sind nach einer Messzeit von 20 Minuten noch fast vollständig in der Luft vorhanden. Die Ablagerung dieser Partikel ist nicht oder nur geringfügig erkennbar. Bei mittleren Partikeln (3 bis 10 Mikrometer) befinden sich nach einer Messzeit von 20 Minuten noch mehr als 50 Prozent in der Luft. Es zeigt sich auch, dass sich unter bestimmten Umständen noch größere Tröpfchen (> 60 Mikrometer) weit im Weltraum ausbreiten können. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Partikel im Strom von Wärmequellen „geniest“ werden (z. B. von einer Person). Sie steigen auf, breiten sich horizontal aus und beginnen erst dann, sich abzuscheiden. Mögliche horizontale Luftbewegungen verstärken den Verteilungseffekt weiter.

Und wie ist die Situation in einem Mehrpersonenbüro?
Im Zusammenhang mit der täglichen Arbeit in einem Büro mit mehreren Personen simulierten die Wissenschaftler auch die Partikelausbreitung in einem Büro mit vier Personen mit und ohne mechanische Belüftung. Dies zeigt, dass sich insbesondere kleinere Partikel unter 50 Mikron ohne mechanische Belüftung weit im Raum ausbreiten und lange verweilen. Im Gegensatz dazu breiten sich Partikel zwischen 5 und 20 Mikrometern in einem Raum mit mechanischer Belüftung weniger weit aus und werden weitgehend entladen. Eine Erhöhung der Außenluftversorgung ist sinnvoll.

Die wichtigsten Fragen, die wir jetzt in interdisziplinären Projekten untersuchen werden, sind, wie groß SARS-CoV-2-Partikel sein müssen, um noch infektiös zu sein, und wie die Verweildauer dieser Partikelgröße durch gezielte Zu- und Abluftsysteme oder sogar beeinflusst werden kann einfache Belüftung von Räumen. Auch das Raumklima spielt eine Rolle, da die Aerosole durch Verdunstung sehr schnell kleiner werden und sich dann anders verhalten. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass bei typischen Luftwechselraten in Wohn- und Bürogebäuden die Krankheitserreger stundenlang im Raum bleiben. Die Sinkgeschwindigkeit und auch die Lufterneuerung dauern sehr lange. Eine Erhöhung der Außenluftzufuhr ist daher generell sinnvoll.

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