UV-C-Entkeimung: einfach und sicher

Raumluftfilter sind nicht nur in Corona-Zeiten wichtig. Sie dienen ganz grundsätzlich einer besseren Raumlufthygiene. In letzter Zeit ist neben die bekannten HEPA-Luftfilter eine neue Technologie immer stärker in die öffentliche Diskussion gerückt: UV-C-Entkeimungsfilter versprechen eine Entkeimung mit UV-Licht. Wir haben einen der führenden deutschen Technologieentwckler gebeten uns den aktuellen Stand der Entwicklung aus seiner Sicht in einem Gastbeitrag vorzustellen.

Wolf Hartmann ist Mitglied im Vorstand des VDMA-Fachverbands Allgemeine Lufttechnik und Vorstandsvorsitzender der in Stuttgart beheimateten LTG Aktiengesellschaft. Die 1924 gegründete LTG wurde für ihre Entwicklungen auf dem Gebiet der Raumlufttechnik mehrfach ausgezeichnet, ist in branchenrelevanten Normungsausschüssen aktiv und arbeitet eng mit führenden deutschen Forschungsinstituten auf dem Gebiet der Lüftungs- und Versorgungstechnik zusammen.

---

Gastbeitrag von Wolf Hartmann

Wo aerosolgebundene Viren zum Gesundheitsrisiko werden, führen zwei Wege zu einer besseren Raumlufthygiene: Lüften und Entkeimen. So kann beispielsweise die Konzentration an Viren in einem Raum mit 60 m² Grundfläche und Fensterlüftung etwa halbiert werden, wenn zusätzlich zum Stoßlüften nur ein einziges, adäquates Umluft-Entkeimungsgerät verwendet wird. Entsprechende Geräte arbeiten typischerweise mit Filtern, welche die Krankheitserreger zurückhalten, oder mit UV-Licht, das die Keime abtötet. Im Folgenden werden Geräteaufbau, Wirkung und Vorteile der UV-Entkeimungsgeräte beschrieben.

Entkeimen mit UV-Licht – bewährte Technologie

Die UV-C-Bestrahlung ist eine seit Langem bewährte Technik zur Entkeimung, die bislang zum Beispiel zum Hygienisieren von Wasser oder in großen, zentralen Lüftungsanlagen zum Einsatz kam und nun im Rahmen der Corona-Pandemie verstärkt Einzug in Raumgeräte für den Hausgebrauch – ob privat oder gewerblich – gehalten hat. UV-Strahlung schädigt die Nukleinsäuren (DNS) der dem Licht ausgesetzten Bakterien, Viren und anderen Mikroorganismen und tötet die Krankheitserreger dadurch ab.

Entkeimungsgeräte mit UV-C-Technologie können die Virenkonzentration im Raum effektiv senken, indem sie erregerbelastete Luft ansaugen, die an Aerosolen (Schwebeteilchen) anhaftenden Erreger neutralisieren und die entkeimte Luft dem Raum wieder zuführen. Umluft-(oder Sekundärluft-)Reinigungsgeräte reduzieren somit die Konzentration aerosolgebundener Krankheitserreger: UV-C-Licht kann, wie im S3-Labor der Goethe-Universität Frankfurt am Main an hochwertigen Niederdruckstrahlern nachgewiesen wurde, bei SARS-CoV-2-Viren eine 99,99%ige Inaktivierung der Viren bewirken.

Risiken der UV-Strahlung im Griff

Allerdings könnte UV-Licht auch eine Schädigung oder Entzündung der Horn- und Bindehaut hervorrufen, weswegen sicherzustellen ist, dass keine Gefahr für Menschen oder Haustiere besteht. Viele Menschen sind wegen der schädigenden Wirkung auf die Haut oder das Auge unsicher, ob von den Geräten eine Gefahr ausgeht, doch dieses Risiko lässt sich durch sogenannte Lichtfallen bannen. Diese verhindern ein Austreten des Lichtes und müssen vom Gerätehersteller so gestaltet werden, dass selbst beim Versuch, über längere Zeit aus nächster Nähe in das Gerät hineinzusehen, keine schädigende Dosis auf das Auge treffen kann. Die Anforderungen an die UV-C-Abschirmung sind in der DIN 15858 festgelegt.

Eine zweite mögliche, unerwünschte Wirkung des UV-Lichts, die viele Menschen kennen, ist die Bildung von Ozon. Sie erfolgt jedoch nur bei einer Bestrahlung mit Wellenlängen unter 180 nm. Bei der für die Entkeimung optimalen Wellenlänge von etwa 254 nm hingegen entsteht kein Ozon. Die Leuchtmittel für Umluftentkeimungsgeräte sind so konzipiert, dass sie diese für die Abtötung der Krankheitserregern hochwirksame Frequenz erzeugen, niedrigere Wellenlängen durch die Beschaffenheit der Glasröhre jedoch nicht emittieren.

Auf die Dosis kommt es an

Während die UV-Strahlung außerhalb des Geräts idealerweise null beträgt, ist im Inneren eine Mindestdosis erforderlich, um eine zuverlässige Keimabtötung zu gewährleisten. Auf die Dosis haben sowohl die Lichtintensität als auch die Strömungsgeschwindigkeit – besser: die Verweilzeit der Krankheitserreger in der Bestrahlungszone – Einfluss. Bei der Gerätekonzeption ist daher sowohl das Know-how in Sachen UV-Licht als auch das Beherrschen der Luftströmung von Bedeutung.

Verspiegelte Strahlungskammer steigert die Wirkung

Um die Wirkung bei bestehender Strahlungsleistung zu steigern, bietet sich eine einfache, aber wirkungsvolle Optimierung an: die Verspiegelung. Durch Reflexionen kann die Strahlungsdosis erhöht und sichergestellt werden, dass Aerosole beim Passieren der Reaktionskammer von allen Seiten mehrfach der Strahlung ausgesetzt werden. Wichtig ist, dass die Spiegel bei der Wellenlänge des UV-Lichts gut reflektieren, was bei herkömmlichen Spiegelmaterialien nicht zutrifft.

Systembedingte Vorteile der UV-C-Entkeimungsgeräte

Da bei UV-C-Entkeimungsgeräten keine HEPA- oder ULPA-Filter verwendet werden und dementsprechend auch kein Filterwiderstand zu überwinden ist,

• arbeiten sie leiser als Geräte mit Filter,
• benötigen bei gleicher Luftleistung weniger Ventilatorleistung
• und lassen sich vergleichsweise kompakt bauen.

Gegenüber Filter-Geräten haben UV-C-Entkeimungsgeräte noch einen Vorzug: Sie sind weniger wartungsintensiv, denn sie benötigen im Gegensatz zum mindestens halbjährlich erforderlichen, teuren Filterwechsel nur sehr selten einen Leuchtmittelwechsel. Während bei Filtergeräten große Vorsicht beim (mindestens halbjährlichen) Filterwechsel gefordert ist, da die Filterfliese mit noch aktiven Viren belegt sein können, ist der seltenere Leuchtmittelwechsel ohne besondere Schutzausrüstung möglich. Durch einen Gehäusekontakt lässt sich eine Gefährdung des Menschen beim Leuchtmittelwechsel ausschließen.

Typische Einsatzgebiete der UV-C-Umluft-Entkeimung

Umluft-Entkeimungsgeräte stellen zwar keinen Ersatz für gutes Lüften dar, beeinflussen aber die Raumlufthygiene positiv. Sie sind daher empfehlenswert, wenn

• eine hohe Raumbelegungsdichte herrscht, etwa in Besprechungs- und Wartezimmern, oder ein hohes Sicherheitsbedürfnis besteht,
• Fensterlüftung nicht die gewünschte Reduktion der Virenlast ermöglicht,
• eine mechanische Lüftung möglichst energieeffizient betrieben werden soll, um zum Beispiel die Wärmeverluste zu minimieren
• oder die mechanische Lüftung vor Pandemiezeiten nach herkömmlichen Kriterien ausgelegt wurde und nicht die angestrebte „Verdünnung“ der Virenkonzentration bewirkt.

Dies gilt sowohl für UV-C- als auch für Filter-Entkeimungsgeräte. Aufgrund der zuvor beschrieben Betriebseigenschaften und vor allem wegen der einfachen und seltenen Wartung sind UV-C-Geräte zur Umluftentkeimung zum Beispiel gut geeignet für

• Schulen und Kindergärten,
• Seminarräume,
• Büros und Besprechungsräume,
• den Einzelhandel,
• Sport- und Wellnesseinrichtungen,
• Hotellerie und Gastronomie
• Altenheime und Pflegeeinrichtungen,
• Praxen und Wartezimmer
• sowie Empfangs- und Wartebereiche.

Wo es auf einen leisen Betrieb ankommt, macht sich der geringe Luftwiderstand und das im Vergleich zu Filtergeräten leise Betriebsgeräusch besonders bemerkbar.

UVC SterilVentilation – die Lösung von LTG

Aufgrund der systembedingten Vorteile hat sich die LTG Aktiengesellschaft entschieden, ausschließlich Sekundärluft-Entkeimungsgeräte (Umluftmodelle) mit UV-C-Leuchtmitteln eines deutschen Qualitätsanbieters anzubieten. Die Geräte wurden gemeinsam entwickelt und die Wirkung der UV-Entkeimung im oben genannten Labor der Goethe-Universität bestätigt. Die Geräte sind als Standgeräte sowie zur Decken- und Wandmontage erhältlich.

Licht- und Lüftungswissen zusammengeführt

Da bei der Geräteentwicklung das Know-how der LTG als Anbieter von Lüftungslösungen eingeflossen ist, sorgen die Geräte unabhängig von der Aufstellung bzw. Montage für eine gute Raumdurchspülung. Diese ist maßgeblich dafür, ob Aerosole in einem Teil des Raumes verweilen können oder ob diese, wie gewollt, vom Luftstrom erfasst und dem Gerät zugeführt werden. Damit die erwünschte Raumluftspülung nicht auf Kosten des Komforts geht, sind die Geräte so konzipiert, dass bei einer typischen Anordnung keine hohen Luftgeschwindigkeiten in der Aufenthaltszone entsteht.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website www.uvc-sterilventilation.de.