Ausbreitung von Aerosolen im Klassenraum

Masken, Abstandhalten, Lüften und technisches Luftreinigen sollen vor einer Infektion mit Viren schützen. Ziel der Wissenschaftler um Prof. Dr.-Ing. Christoph Egbers, Leiter des BTU-Fachgebietes Aerodynamik und Strömungslehre, ist es, die Wirksamkeit dieser Maßnahmen zu untersuchen. In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt "Sensorik und Expositionsanalysen für Aerosoltransport in dynamischen Situationen" erforschen die Cottbuser Wissenschaftler in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR e.V.) in Göttingen und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf in verschiedenen experimentellen Studien die Situationen in Klassenzimmern, engen Korridoren sowie die Gruppendynamiken im Innen- und Außenbereich.

"Wir konnten zeigen, dass das Lüften und die Filterung der Raumluft die Konzentration von Aerosolen erheblich reduziert", sagt Prof. Dr.-Ing. Christoph Egbers. "Bereits das gekippte Fenster im Klassenraum verringert die Konzentration der Aerosole in der Nähe eines erkrankten Menschen um bis zu zehn Prozent. Gleiches gilt für die Filterung der Raumluft bei geschlossenem Fenster."

Die Wissenschaftler erforschen die Ausbreitung von Aerosolpartikeln mit Helium gefüllten Seifenblasen, speziellen Nebelpartikeln und künstlichem Speichel. "Die mit Helium gefüllten Seifenblasen dienen dazu, die Gesamtströmung im Raum zu messen", so Projektleiter Dr.-Ing. Sebastian Merbold, ebenfalls von der BTU Cottbus-Senftenberg. "Diese Strömung transportiert die Aerosolpartikel im Raum von Person zu Person. Die Nebelpartikel hingegen simulieren die Aerosole, die von einem Menschen ausgestoßen werden. Sie trocknen im Vergleich zum künstlichen Speichel nicht ab. Letzterer ist daher nur begrenzt messbar."

Partikel-Sensoren im Raum messen die Verteilung des künstlichen Speichels und der Nebelpartikel. Eigens angefertigte mobile Helm-Kameras messen die Dichte der Helium-Partikel am sich im Raum bewegenden Menschen. Mit den ausgewerteten Daten soll es künftig möglich sein, Szenarien der Virus-Verbreitung in öffentlichen Räumen wie Schulen, Verkehrsmitteln, kulturellen Veranstaltungen, Restaurants oder Sportanlagen zu erstellen.

Das Projekt "Sensorik und Expositionsanalysen für Aerosoltransport in dynamischen Situationen (SENSAERO)" ist Teil des "Cottbus Aerosolpartikel Referenzexperiments (CARE)", in dem sich Wissenschaftler der BTU Cottbus-Senftenberg gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden, dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt Göttingen mit dem Transport von Virus beladenen Partikeln befassen. Gefördert wird das Experiment in dem deutschlandweiten Programm "DFG Fokusförderung COVID19".

Prof. Dr. rer. nat. Andreas Schröder
Fachgebiet Bildgebende Messverfahren
Gemeinsame Berufung mit dem DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik Göttingen
T +49 (0) 551 709 2190
Andreas.Schroeder(at)b-tu.de

Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Uwe Hampel
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
+49 351 260 2772
u.hampel(at)hzdr.de