HLK-Systeme in Zügen in Zeiten von COVID-19
Mit Heizungs-, Lüftungs- und Klima-Systemen (HLK) die Ausbreitung von COVID-19-Viren in Zügen mindern - alles rund um die Wirkweise unserer HLK-Systeme.
Die Auswirkungen der Pandemie auf den Bahnverkehr
Wie verhindern moderne HLK-Systeme die Ausbreitung von Viruspartikeln in Zügen?
Moderne HLK-Lösungen halten das Ansteckungsrisiko im Zug während einer Pandemie niedrig – ohne zusätzliche Umbauten. Sie tun dies durch:
- Einbringung einer hohen Frischluftmenge in den Wagen. Je nach Fahrzeugtyp und Klimatisierungsmodus werden pro Minute etwa 10 bis 30% des Innenraumvolumens durch Frischluft ersetzt.
- Ermöglichung eines hohen Luftaustauschs im Inneren eines Wagens. Die verbrauchte Luft und eventuell darin enthaltene Viruspartikel verbleiben nur zwei bis drei Minuten im Wagen, bevor sie wieder abgesaugt werden.
- Beseitigung von „Toträumen“. Die Frischluft wird durch die Ventilation im Zug gleichmäßig im Innenraum verteilt, während die verbrauchte Luft sehr gleichmäßig aus dem Innenraum wieder abgesaugt wird. Es gibt keine Bereiche im Wagen, in denen sich Aerosole sammeln können.
Diese Maßnahmen in unseren Zügen mindern sehr effektiv das direkte Übertragungsrisiko von COVID-19-Viren von Fahrgast zu Fahrgast. Ein Rest-Ansteckungsrisiko bleibt jedoch bestehen.
Austausch der verbrauchten Luft beim Kühlen oder Heizen
Beim Kühlen
Bei der Kühlung eines Zuginnenraums wird Luft hauptsächlich von der Decke aus zugeführt. Die Abluftöffnungen sind in Zwischenräumen unter den Gepäckablagen, an der Decke oder an den Einstiegsbereichen platziert. Dadurch wird verbrauchte Luft sehr gleichmäßig und effizient abgesaugt.
Beim Heizen
Im Gegensatz zur Kühlung kommt die warme Luft beim Heizen eines Zuges von unten. Auch hier wird verbrauchte Luft sehr effizient abgesaugt – dank der Platzierung der Abluftvorrichtungen in den Zwischenräumen unter den Gepäckablagen, an der Decke oder in den Einstiegsbereichen.
Verhinderung der Ausbreitung von Aerosolen durch richtige Belüftung
Die Aerosol-Ausbreitung ohne Belüftung
Abhängig von den jeweiligen Temperaturverhältnissen bewegen sich ausgeatmete Aerosole ohne Ventilation im Zug in einer konzentrierten Wolke durch den Raum. Personen, die sich in unmittelbarer Nähe und Atemrichtung einer infizierten Person aufhalten, sind einer sehr hohen Konzentration von Aerosolpartikeln – und damit einem Ansteckungsrisiko – ausgesetzt, bevor sich die Wolke auflöst.
Über einen längeren Zeitraum verteilt sich eine Aerosolwolke im gesamten Raum – und kann sich in Toträumen wie Ecken ansammeln. Ohne Absaugung oder Verdünnung über Lüftungs-Systeme können infektiöse Partikel 30 Minuten und bis hin zu mehreren Stunden im Raum verbleiben.
Der Einfluss der Belüftung auf ausgeatmete Aerosole
Die Verteilung und Absaugung von ausgeatmeten Aerosolen
Zahlen und Fakten auf einen Blick
Dauer
Maximale Zeit, die selbst sehr leichte Partikel im Wagen verbleiben, bevor sie durch die gleichmäßige Belüftung abgesaugt werden.
Verdünnung
Das Atemvolumen pro Person von ca. 0,5m³ Luft pro Stunde wird auf eine Zuluft von ca. 3000-4000m³/h mit einer Frischluftmenge von ca. 400-1800m³/h verdünnt.
Maximale Belastung
Studien zeigen, dass Passagiere weniger als 0,01% der Aerosole eines infizierten Passagiers über HLK-Systeme ausgesetzt sind.
Können Viren indirekt über die HLK-Anlage verbreitet werden? Wir schauen uns das genauer an.
Was in der HLK-Anlage passiert
Auch ohne HEPA Filter verfügt eine HLK-Anlage über viele Komponenten wie Filter, Wärmetauscher, Heizregister, Radiallüfter und Deflektoren, die einen Teil der Viruspartikel abfangen. Zusammen mit einem sehr langen und komplexen Luftkanal aus dem Inneren des Wagens bleibt ein großer Prozentsatz aller Viruspartikel hängen. Nach unseren Untersuchungen schaffen es nur etwa 15% der Aerosole (und weniger als 1% der größeren Tröpfchen) zurück in das Wageninnere. Die so gefilterte Luft wird mit Frischluft vermischt, bevor sie dem Waggon wieder zugeführt wird – was die Viruslast weiter verdünnt.
Die Auswirkungen auf den Fahrgast
Die Zuluft – ein Gemisch aus gefilterter und frischer Luft – wird mit einer relativ hohen Geschwindigkeit in den Wagen zurückgeblasen. Durch den kräftigen und schnellen Luftstrom ist das Einatmen von eventuell mitgeführten Viruspartikeln wesentlich schwieriger als bei stehender Luft in einem unbelüfteten Raum. Das liegt daran, dass Aerosole, obwohl sie sehr leicht sind, immer noch deutlich größer und schwerer als die Gasmoleküle der Atemluft sind. Nach unseren Untersuchungen atmet ein Passagier weniger als 0,01% des Aerosols eines infizierten Passagiers indirekt über die HLK-Anlage ein – selbst bei sehr geringen Frischluftmengen. Bei höheren Frischluftmengen sinkt der Wert nochmals deutlich.
Welche Auswirkungen hat das Tragen von Masken an Bord – funktionieren sie?
Ausbreitung des Virus ohne Masken
Wenn ein infizierter Fahrgast keine Maske trägt, breiten sich Viruspartikel leicht um ihn herum aus.
Ausbreitung des Virus mit Masken
Eine richtig getragene Maske schränkt die Reichweite von Viruspartikel drastisch ein. Sie lenkt Aerosole im Zug von anderen Passagieren weg und weniger Partikel verteilen sich im Raum. Selbst bei einer theoretischen Wirksamkeit von nur 70% beträgt die Gesamtreduktion der Aerosolbelastung für andere Passagiere über 80%. Letztendlich hat das Tragen einer Maske den größten Einfluss auf die Minimierung des Infektionsrisikos, vor allem wenn sich Menschen nahe beieinander aufhalten – mehr als jede HLK-Technologie.