UV-C Lufthygiene für Windkanal-Forscher

Der ETW ist eine gemeinsame Einrichtung der europäischen Staaten Frankreich, Deutschland, Großbritannien und den Niederlanden, gegründet und 1992 in Betrieb genommen nicht zuletzt, um Europa in Sachen Luft- und Raumfahrtindustrie und -Forschung konkurrenzfähig zu halten. Die Simulation von Strömung im Computer mag weit fortgeschritten sein, aber wenn es darum geht, die Aerodynamik von Flugkörpern zu untersuchen, lassen sich Windkanalversuche an Maßstabsmodellen nicht ersetzen – und hier ist der ETW weltweit führend. Die Besonderheit: Durch exakte Steuerung von Temperatur, Geschwindigkeit und Druck lassen sich die Verfälschungen aufgrund des Modellmaßstabs soweit ausgleichen, dass die gewonnenen Daten annähernd realen Flugbedingungen entsprechen.

Home-Office ist keine Option

Die Arbeit am ETW lässt sich also beim besten Willen nicht ins Home-Office verlegen – weder für die Institutsmitarbeiter noch für die Kundenteams aus aller Welt, die mit ihren Versuchsmodellen für typischerweise zwei bis vier Wochen anreisen und in dieser Zeit die Einrichtung so intensiv wie möglich nutzen wollen. Angesichts der Pandemielage stellte sich den Betreibern daher die Frage, wie Kunden und Mitarbeiter im Rahmen eines Mehrfachbarrieren-Ansatzes optimal vor Infektionen durch SARS-CoV-2 oder andere Krankheitserreger geschützt werden können. „Wir haben verschiedene Optionen geprüft und uns zusätzlich zu den anerkannten Abstands- und Hygieneregeln entschieden, die Lüftungsanlagen unserer Gebäude mit Luftentkeimungsgeräten nachzurüsten,“ berichtet der Wirtschaftsingenieur André Kasper, der als Projektleiter im ETW seit einigen Jahren die Instandhaltung und technische Weiterentwicklung der Anlagen koordiniert. Letztlich fiel die Entscheidung im Oktober 2020 auf UV-C Entkeimungsmodule „AirStream“ von BÄRO, denn sie konnten bei kalkulierbarem Aufwand für Anschaffung, Installation und Betrieb einen klaren Mehrwert bieten.

„Für UV-C spricht aus unserer Sicht die Wirksamkeit, die der Hersteller mit einer Eliminierung von bis zu 99,9 % aller luftgetragenen Keime angibt,“ begründet Kasper die Entscheidung des ETW. Das zweite gewichtige Argument pro UV-C war die absolut unkomplizierte und wartungsarme Integration dieser Technologie in Bestandsanlagen wie die der ETW. Die Gebäude aus den 1990er Jahren sind mit zeittypischen zentralen Lüftungsanlagen ausgestattet, die noch nicht über Wärmerückgewinnungsanlagen verfügen, sondern die Wärmeverluste durch einen hohen Umluft-Anteil in Grenzen halten. Durch Heizregister erwärmte Frischluft wird nach Bedarf zugeführt. Vergleichbare Anlagen sind in ungezählten Betriebs- und Verwaltungsgebäuden dieser Ära anzutreffen, daher kann die Nachrüstung im ETW durchaus als exemplarisch gelten.

Einfache Integration in den

Umluftstrom

Um die Ausbreitung und Verteilung virenbelasteter Luft im Umluftbetrieb zu vermeiden, sind verschiedene Ansätze denkbar. Die naheliegende Umstellung auf 100 % Frischluft ist keine Lösung, denn bei tiefen Außentemperaturen reicht die Heizleistung der maximal für Teil-Umluftbetrieb ausgelegten Heizregister nicht aus. Da in der aktuellen Lage die Keime nicht über die Außenluft, sondern durch menschliche Träger in die Räume gelangen, erscheint es sinnvoller, das Augenmerk auf den Umluftstrom zu richten. Feinfilter, die auch Partikel in Virengröße ausfiltern, haben allerdings einen so großen Strömungswiderstand, dass wiederum die Leistung vorhandener Ventilatoren nicht mehr ausreicht – ganz abgesehen von dem Wartungsaufwand und der Umweltbelastung aufgrund der anfallenden Filterreinigung und -entsorgung. Solche Folgeprobleme kennt die UV-C Luftdesinfektion nicht: Module wie „AirStream“ setzen dem Luftstrom keinen zusätzlichen Widerstand entgegen. Sie ersetzen einfach an geeigneter Stelle ein Stück des bestehenden Lüftungskanals. Bei der Planung und Auslegung ist es entscheidend, dass die Bestrahlungsleistung auf Geschwindigkeit und Volumen des Luftstroms abgestimmt ist, um ein sicheres Desinfektionsergebnis zu erreichen. Dies wird vom Hersteller entsprechend berechnet. Gegebenenfalls wird eine gezielte Erweiterung des Kanalquerschnitts am UV-C-Modul empfohlen, um die Strömungsgeschwindigkeit für eine höhere Bestrahlungsdosis zu senken.

Die saubere Dokumentation seitens des ETW sowie ausreichende Bauraumreserven in den aufgeräumten und gut gewarteten Lüftungszentralen haben den Ingenieuren bei BÄRO die Vorarbeiten sehr erleichtert. Nach einer Bauaufnahme formulierten sie ein Angebot für die Nachrüstung von drei Lüftungsanlagen mit maßgeschneiderten „AirStream“-Modulen, die das Unternehmen aus dem rheinischen Leichlingen auftrags- und aufmaßbezogen produzierte und nach wenigen Wochen liefern konnte. Die anschließende Installation der Module durch einen bewährten Lüftungstechnik-Partnerbetrieb des ETW war eine „ausgesprochen unspektakuläre und reibungslose Angelegenheit,“ wie André Kasper anmerkt, die nur knapp zwei Tage in Anspruch nahm. Ein Meister der Elektrotechnik vom ETW, der sich ansonsten auch um die Steuerungssysteme des Windkanals selbst kümmert, übernahm die Kopplung der Geräte an die vorhandene Gebäudeleittechnik, sodass Wartungsprozesse über einen Betriebsstundenzähler optimiert werden können. Um die Nutzungsdauer der UV-C-Lampen zu verlängern, realisierte der ETW zudem eine Logik, die die Module an Wochenenden sowie in Phasen, in denen die Anlage überwiegend mit Frischluft versorgt werden kann, zur Schonung abschaltet.

Schnell umsetzbar,
langfristig wirksam

Bislang blieb der ETW von Covid-Ausbrüchen verschont – wozu die konsequente Lufthygiene sicher ihren Teil beitragen konnte. „Mit der Nachrüstung der UV-C-Module zeigen wir unseren Mitarbeitern und Kunden, wie ernst wir das Thema Gesundheit und Sicherheit in unserer Einrichtung nehmen,“ betont André Kasper. Das gilt nicht nur für die aktuelle Pandemielage, sondern auch langfristig angesichts der alltäglichen Gesundheitsrisiken durch Infektionskrankheiten wie Grippe und Erkältungen, die sich über Aerosole ausbreiten und die Produktivität von Teams empfindlich schwächen können. Mit der Integration der UV-C Technik in die Umluftkanäle der Lüftungsanlagen konnte BÄRO eine schnell umsetzbare Lösung für optimale Lufthygiene bieten, die den hohen Ansprüchen der Techniker am ETW an Wirksamkeit und Effizienz in vollem Umfang entspricht.