Thread by @Nachteule68_

Der #CleanAir Thread zum Space von @DerPhilosoph5 vom 18.01.2024
1/39

@DerPhilosoph5 Der R-Wert steigt in regelmäßigen Abständen ungehindert an, wir erleben immer wieder Wellen mit hohem Infektionsdruck von SARS-CoV-2. Können wir etwas dagegen tun?
Ich möchte versuchen, ein paar Dinge griffig darzustellen.
2/39

@DerPhilosoph5 Der R-Wert liegt in Zeiten hoher Verbreitung bei Spitzenwerten von knapp unter 1,3.
Vielen Dank an dieser Stelle an die unermüdlichen Modellierer @Martin46er1 und @rv_enigma für ihre Posts.


3/39

https://twitter.com/Martin46er1/status/1747563625496076655

https://twitter.com/rv_enigma/status/1745788054885785952

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Die ersten Fragen, die mir gestellt wurden
🔸wann kann ich wieder in einen Raum, wenn ein Handwerker da war?
🔸wie lange sollte man die Fenster öffnen?
🔸wie lange lässt man den Luftreiniger laufen?
Ich habe versucht Antworten zu finden, auch für mich selbst.
4/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Beginnen wir mit dem natürl. Zerfall. Es gibt eine Studie von Van Doremalen et al. (2020). Gemessen wurden Halbwertszeiten für den Zerfall. Ich habe diese Studie oft gesehen, konnte mir daraus aber keine Handlungsweise ableiten.

5/39nejm.org/doi/pdf/10.105…

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Das ändert sich, wenn man die Restmenge an Virus grafisch darstellt.
🔸Im Mittel sind nach grob 16 Stunden 99,99% der ursprünglichen Virionen "zerfallen".
🔸Im schlechtesten gefundenen Fall sind nach 24 Stunden ca. 99,8% zerfallen.
6/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Auch der Zerfall auf Oberflächen wurde untersucht. Nimmt man die mittleren Werte, dann sind 99,99% der Viren verschwunden
🔸auf Kupfer nach 10 Stunden
🔸auf Karton nach 46 Stunden
🔸auf Edelstahl nach 74 Stunden
🔸auf Kunststoff nach 90 Stunden
7/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Falls man so lange nicht warten will, kann man die Luft reinigen oder auswechseln.
Nach 5 Luftwechseln ist grob 99,6% bis 99,7% des infektiösen Materials beseitigt. Ob man das mit 5 LW über eine Stunde oder 10 LW über 30 min erreicht, spielt eine untergeordnete Rolle.
8/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Etwas komplizierter wird es, wenn die Virusquelle mit im Raum sitzt. In diesem Fall wird die Luft konstant mit infektiösen Aerosolen angereichert. Wie man das Risiko rechnerisch abschätzen kann wurde von Lelieveld et al. (2020) veröffentlicht.

9/39mdpi.com/1660-4601/17/2…

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Wenn man sein Excel-Sheet für eine Schulklasse mit untersch. Luftwechselzahlen anwendet ergibt sich nach 6 Stunden Anwesenheit ein individ. Infektionsrisiko von
🔸10% ohne Lüftung
🔸unter 2% mit Lüftung bei 4-6 Luftwechseln je Stunde.
ℹ️ Risikoreduktion um Faktor 5
10/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Das RKI empfiehlt im Epidemiologischen Bulletin 18/2021 Luftwechselraten von 4-6 LW/h. Das passt dazu, dass bei höheren Luftwechselraten eine weitere Verbesserung immer schwerer erreichbar ist.

11/39 edoc.rki.de/bitstream/hand…

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Aus der Lelieveld Studie ist der Online-Infektionsrechner am MPIC (Max-Planck-Institut für Chemie) entstanden.

12/39mpic.de/4747361/risk-c…

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Auf der Basis einer Literaturstudie von Müller et al. (2021) ist ein weiterer Infektionsrechner entstanden. Basis ist hierbei der Vergleich mit einer Referenzumgebung (Klassenzimmer mit 200m³, 27 Personen).


13/39 publications.rwth-aachen.de/record/814894/…
risico.eonerc.rwth-aachen.de/#relrisk

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Wie erreicht man die empfohlenen Luftwechselraten? Kein Problem, falls eine geeignete mechanische Belüftung eingebaut ist. In sehr vielen Fällen ist das nicht der Fall. Das lässt auch das RKI durchblicken mit dem Satz "tatsächliche Werte weichen regelhaft nach unten ab."
14/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Eine Möglichkeit wäre die "Fensterlüftung". Der Volumenstrom wurde unter anderem in der Diss.Bäumler (2016) für diverse Fensterkonfigurationen untersucht. Dichteunterschiede zwischen warmer und kalter Luft über der Höhe treiben die Fensterlüftung an.

15/39 d-nb.info/112861099X/34

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Aus den von Bäumler gemessenen Volumenströmen kann eine Luftwechselrate für einen beliebigen Raum ermittelt werden. Die Grafik zeigt die Umrechnung auf einen Raum der Grundfläche 5m x 5m mit einer Höhe von 2,5m.
16/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Die treibende Kraft dabei ist der Temperaturunterschied zwischen innen und außen. Das bringt folgende Probleme mit sich:
🔸In der Übergangszeit ist der Effekt nur wenig nutzbar.
🔸Während dem Lüften passt sich die Raumtemp. an die Umgebung an, der Effekt wird geringer.
17/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Aus diesem Grund sind Luftreiniger mit Luftfiltern die Methode der Wahl. Es gibt ein Suchwerkzeug für verschiedene Länder und Volumenströme.

18/39filters.cleanairstars.com

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Die Modellwahl hängt außer der Technik und dem Preis auch von anderen Kriterien ab, beispielsweise
🔸wie teuer sind Ersatzfilter?
🔸wie lange sind diese vermutlich erhältlich?
🔸möchte man ein ausländisches Fabrikat mit seinem WLAN verbinden?
19/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Wie funktionieren Luftfilter? Aerosole sind so klein, dass sie eigentlich durch die Filter passen müssten. In der Filtertechnik gibt es glücklicherweise Effekte, mit denen man auch sehr kleine Partikel abscheiden kann.
20/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Christopherson et al. (2020) haben eine schöne Beschreibung erstellt.
Folgende Effekte sind interessant:
🔸Inertial separation: Auf einer krummlinigen Bahn kann das Partikel aufgrund seiner höheren Dichte (Trägheit) der Luft nicht folgen und prallt auf eine Filterfaser.
21/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma 🔸Interception: Der Mittelpunkt des Partikels folgt der Stromlinie der Luft und führt an der Filterfaser vorbei, aufgrund der Größe des Partikels trifft das Partikel trotzdem auf eine Faser.
Die ersten beiden Effekte sind dominant für Partikel > 1µm.
22/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma 🔸Diffusion: Die stochastische Bewegung der Gasmoleküle der Luft stößt die Partikel wiederholt an und zwingt ihnen eine "zittrige Bewegung" auf. Dadurch treffen auch sehr kleine Partikel (Größe < 0,1µm) irgendwann auf eine der Filterfasern.
23/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Partikel der Zwischengröße zwischen 0,1 und 1µm werden von allen drei Effekten in geringerem Maße beeinflusst, was zu einer geringeren Filtrationseffizienz führt.
24/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Die Überlagerung dieser Effekte führt bei Filtern dazu, dass sich bei der Partikelgröße 0,15µm ein Minimum der Wirksamkeit ergibt. Um sich als HEPA-Filter zu qualifizieren, müssen Filter mindestens 99,97% der Partikel dieser Größe abscheiden.

25/39 journals.sagepub.com/doi/epub/10.11…

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Die Frage drängt sich auf, welche Partikelgrößen sind überhaupt interessant? Wie viele welcher Größe stößt ein Mensch aus? Welche davon sind tatsächlich infektiös? Hierzu wurde eine Messung mit einem mehrstufigen Filterkonzept durchgeführt.

26/39 ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P…

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Die Messung wurde im Innenraum eines PKW mit einer infizierten Fahrerin durchgeführt, die Partikel wurden nach der Messung kultiviert. Nur im Größenbereich 0,25-0,5µm wurde vermehrbares Material gefunden. Gerade in diesem Bereich liegt die Schwäche von Filtern.
27/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Ist diese Schwäche relevant? Für die Belüftung eines Reinraums zur Herstellung von Computerchips durchaus. Für die pandemische Luftreinigung eher nicht. Unsere Umgebungsluft kann mit infektiösen Aerosolen in großer Menge angereichert sein.
28/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Der Abluftstrom eines Luftfilters vermischt sich schnell mit der möglicherweise virusbeladenen Umgebungsluft. Auf den letzten Bruchteil eines Prozents an Viren nach einem Luftfilter kommt es deshalb nicht an.
29/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Geringe "Schwächen" eines Filters könnten durch entspr. erhöhte Fördermengen kompensiert werden. Dieser Idee folgen Corsi-Rosenthal-Boxen, allerdings mit deutlich geringeren Abscheideraten im Vergleich zu HEPA-Filtern. In 🇩🇪 sind sie kaum bekannt.

30/39 corsirosenthalfoundation.org

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Zur Positionierung von Luftreinigern im Raum gibt es Hinweise der Hersteller in der jeweiligen Bedienungsanleitung. Man kann dabei nicht viel falsch machen, aber doch ein wenig.
31/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Luftreiniger erzeugen einen Freistrahl auf der Abluftseite. Nur dieser ist relevant für die großräumige Strömung im Raum, der Saugvorgang ist dagegen in der Regel unkritisch und nahezu bedeutungslos.
32/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Eine schöne Darstellung eines gestörten Freistrahls findet man beispielsweise bei Kähler (2020).
Der Freistrahl wird durch eine Lampenreihe an der Decke gestört, es stellen sich zwei Strömungswalzen ein, eine Raumhälfte wird schlechter belüftet.

33/39 unibw.de/lrt7/raumluftr…

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Selbst bei diesem gestörten Freistrahl wird die rechte Raumhälfte trotzdem durch 3D-Strömungen außerhalb der Bildebene noch gereinigt, aber eben deutlich ineffektiver, als es möglich wäre. Auf der Saugseite sind derart kleine Störungen unkritisch.
34/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Nach dieser sehr techn. Betrachtung nun der Bezug zur gesamtgesellschaftlichen Relevanz von #CleanAir, insbesondere an Schulen. Tseng et al. (2023) haben festgestellt, dass bis Okt. 2022 über 70% der Infektionen einen pädiatr. Indexfall aufwiesen.

35/39jamanetwork.com/journals/jaman…

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Was würde passieren, wenn wir in Schulen und Kindergärten Luftreiniger betreiben würden?
Ein Rechenexempel:
🔸30% der Infektionen starten nicht bei einem Kind, diese würden dadurch nicht verändert.
36/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma 🔸Annahme, wir statten nur 50% der Schulen mit Luftfiltern aus. Die Hälfte der 70% der Fälle blieben damit auch erhalten, also weitere 35%.
🔸Die andere Hälfte der 70% würde sich gemäß 10/39 dieses Threads um Faktor fünf reduzieren. Übrig blieben 70%/5=14%.
37/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma 🔸In der Summe bleiben 30%+35%+14%=79% der Infektionen übrig.

Ist das relevant? Zurück zum Start dieses Threads: In Spitzenzeiten war der R-Wert knapp unter 1,3. Multiplizieren wir diesen Wert mit 79% ergibt sich ein R-Wert von ziemlich genau 1,0.
38/39

@DerPhilosoph5 @Martin46er1 @rv_enigma Selbst in Zeiten mit maximalem R-Wert würde dieser knapp unter 1 bleiben, die meiste Zeit läge der R-Wert sogar bei verschwindenden Werten.

Mit Luftreinigern hätten wir eine Käsescheibe mehr, sogar eine mit nur ganz kleinen Löchern 🧐

Warum tun wir das nicht?

39/39