In Schulklasse, S-Bahn und Bar

Coronavirus in der Luft: Darum helfen Masken und Lüften

  • Marcel Richters
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Wie dem Coronavirus beizukommen ist, wird noch immer viel diskutiert. Eine Auswertung zeigt, wie Lüften und Masken helfen.

  • Ein Team der University of Colorado hat ein Werkzeug zur Schätzung der Wahrscheinlichkeit einer Corona-Übertragung entwickelt.
  • Wie sich Aerosole auswirken, ist anhand einiger Beispiele aus dem Alltag zu erkennen.
  • Aufgrund der erhobenen Daten erscheinen Corona-Maßnahmen wie Masken und Lüften in einem neuen Licht.

Frankfurt – Das größte Problem beim Coronavirus sind sogenannte Aerosole. Gelöste kleinste Partikel, in denen sich das Virus in der Luft verteilt. Dagegen sollen Lüften und Masken helfen. Viele Kritiker bezweifeln den Sinn dieser Maßnahmen. Eine Auswertung der Daten von Wissenschaftlern der University of Colorado unter Professor José-Luis Jiménez zeigen: Es kann funktionieren.

Zur Berechnung ihrer Daten haben die Wissenschaftler um den Atmosphärenchemiker Jiménez verschiedene Corona-Ausbrüche untersucht und daraus die Wahrscheinlichkeit einer Infektion mit dem Virus abgeleitet. Sie betonen, dass die Daten auf die jeweilige Situation angepasst werden müssen. Außerdem wurde bei der Untersuchung stets angenommen, dass Personen rund 1,5 Meter Abstand zueinander halten, also eine Tröpfcheninfektion keine Rolle spielt.

Die Rolle der Aerosole bei einer Corona-Infektion

Aerosole sind dafür umso bedeutender. Bei jedem Atemzug stoßen Menschen Partikel mit einer Größe von weniger als 100 Mikrometern aus. Diese enthalten bei Infizierten das Coronavirus und verweilen längere Zeit in der Luft, unter Umständen für Stunden. Tröpfchen haben dagegen eine Größe von mehr als 300 Mikrometern. Sie fallen beim normalen Ausatmen nach rund einem Meter zu Boden. Daher auch der Abstand von 1,5 Metern als Sicherheitsfaktor. Das Verhältnis von Tröpfchen zu Aerosolen beträgt etwa 1200 zu eins. Es werden also sehr viel mehr Aerosole ausgestoßen als Tröpfchen.

Ohne Maske werden beim Sprechen 10-mal so viele Aerosole ausgestoßen, wie beim Schweigen. Beim lauten Sprechen sind es 50-mal so viele, beim Singen unter Umständen noch mehr. Nach einer Stunde Schweigen ist die „Aerosol-Wolke“ um einen Menschen so groß, wie nach zwei Minuten lautem Sprechen. Wie aber wirken sich Aerosole abhängig von Frischluftzufuhr, Abstand, getragenen Masken und Infektionsrate des Coronavirus aus? Das zu veranschaulichen ist anhand einiger Beispiele im direkten Vergleich möglich.

Corona-Infektion im Klassenraum mit Lüften

Eines der untersuchten Beispiele ist ein Klassenraum mit einer Länge von 7,5 Metern, einer Breite von 6 Metern und einer Höhe von 3 Metern. Als Grundlage werden 25 Personen im Raum angenommen, eine davon ist mit dem Coronavirus infiziert. Es wird dreimal pro 60 Minuten gelüftet, was der empfohlenen Rate in Schulen in Deutschland entspricht. Alle Personen tragen Stoffmasken, welche das Infektionsrisiko um rund 30 Prozent verringern. Für jede Person stehen 5 Quadratmeter Raum zur Verfügung.

Unter diesen Bedingungen beträgt die Wahrscheinlichkeit mit einer Infektion mit dem Coronavirus 0,68 Prozent, die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person stirbt, liegt bei 0,007 Prozent und ist damit 114-mal höher als beim Autofahren.

OrtKlassenzimmer
SituationLüften
Wahrscheinlichkeit einer Infektion0,68 Prozent

Corona-Infektion im Klassenraum ohne Lüften

Relevant wird die Auswertung bei veränderten Parametern. Was passiert, wenn alle anderen Annahmen gleich bleiben, aber nicht gelüftet wird? Wird beispielsweise nur einmal in 60 Minuten gelüftet, steigt das Risiko einer Corona-Infektion auf 1,03 Prozent, die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person stirbt, steigt auf 0,010 Prozent. Damit liegt der Wert bereits 172-mal höher als beim Autofahren.

Und wenn die infizierte Person keine Maske trägt, aber dennoch gelüftet wird? Die Infektionswahrscheinlichkeit mit dem Coronavirus steigt auf 2,05 Prozent. Die Wahrscheinlichkeit, dass es einen Todesfall gibt, verdoppelt sich. Auch Lüften macht dann kaum einen Unterschied.

OrtKlassenzimmer
SituationKein Lüften
Wahrscheinlichkeit einer Infektion1,03 Prozent

Corona-Infektion in einer vollen S-Bahn für 20 Minuten

Ein anderes Beispiel ist die Fahrt in einer vollbesetzten S-Bahn der Deutschen Bahn. Der Innenraum der Baureihe 423/433 ist rund 61 Meter lang und 2,4 Meter breit. Vollbesetzt finden 528 Personen Platz, von denen nach aktueller Rate der positiven Tests vier Prozent infektiös sind. Die Fahrt dauert 20 Minuten, pro Person werden in dieser Zeit durch das Öffnen der Türen rund 1,1 Liter Frischluft zugeführt, lediglich 90 Prozent der Personen tragen eine Maske. In einem solchen Fall beträgt die Wahrscheinlichkeit einer Ansteckung mit dem Coronavirus 0,57 Prozent, die Wahrscheinlichkeit, zu sterben liegt 95-mal so hoch wie im Autoverkehr.

OrtS-Bahn
SituationKurze Fahrt (20 Minuten)
Wahrscheinlichkeit einer Infektion0,57 Prozent

Corona-Infektion in einer vollen S-Bahn für 60 Minuten

Wenn die Fahrt dagegen 60 Minuten dauert und dennoch 99 Prozent der Anwesenden eine Maske tragen, steigt die Wahrscheinlichkeit einer Infektion auf 2,38 Prozent. Die Wahrscheinlichkeit, durch diese Fahrt eine tödliche Corona-Infektion zu erleiden, liegt 396-mal so hoch, wie im Autoverkehr tödlich zu verunglücken.

OrtS-Bahn
SituationLange Fahrt (60 Minuten)
Wahrscheinlichkeit einer Infektion2,38 Prozent

Corona-Infektion im Club mit tanzen und ohne

Ebenfalls viel diskutiert wird die Schließung von Clubs und Tanzlokalen im Rahmen der Corona-Pandemie. Hier könnte ein Raum von 14 mal 14 Metern Größe angenommen werden. 200 Personen sind im Raum, davon erneut vier Prozent infektiös. Alle Anwesenden tragen eine Maske, es wird für zwei Stunden getanzt und damit schwer geatmet. Die Menge der Luft, welche die Lunge passiert, verzehnfacht sich. Die im Raum enthaltene Luft wird in dieser Zeit durch die Klimaanlage einmal komplett ausgetauscht. Das Infektionsrisiko schnellt auf fast 37 Prozent hoch, die Wahrscheinlichkeit, zu versterben ist 6115-mal größer als im Autoverkehr.

OrtTanzclub
SituationTanzen erlaubt
Wahrscheinlichkeit einer Infektion37 Prozent

Wenn nicht getanzt wird, aber alle anderen Faktoren gleich bleiben, sinkt das Infektionsrisiko zwar auf 4,47 Prozent, aber die Wahrscheinlichkeit einer tödlichen Infektion ist immer noch 745-mal größer, als im Autoverkehr zu versterben.

OrtTanzclub
SituationTanzen nicht erlaubt
Wahrscheinlichkeit einer Infektion4,47 Prozent

Theoretische Zahlen zur Corona-Infektion

Natürlich sind alle diese Zahlen rein theoretischer Natur und können nur eine – wenn auch wissenschaftlich fundierte – Einschätzung der Corona-Lage ermöglichen. Neben den wichtigsten Faktoren wie Dauer, Luftzufuhr, Masken und Atemfrequenz spielen auch Luftdruck und Außentemperatur eine Rolle, wenn auch nur eine untergeordnete.

Dennoch können die Zahlen und Berechnungen helfen, die aktuellen Corona-Maßnahmen besser nachzuvollziehen und das eigene Infektionsrisiko in bestimmten Situationen zu ermitteln. Wer das tun möchte, kann das anhand der Daten selbst tun. Der „COVID-19 Aerosol Transmission Estimator“ (Covid-19 Aerosol-Übertragungsschätzer) steht der Öffentlichkeit zur Verfügung. Das Team um Professor Jiménez hat eine umfassende Dokumentation zur Verfügung gestellt. Die wichtigsten Punkte sind in jedem Tabellenblatt einzeln erläutert. Ob das aber dazu beiträgt, die Kritik an den Corona-Maßnahmen abzuschwächen, bleibt abzuwarten. (Marcel Richters)

Rubriklistenbild: © Daniel Bockwoldt / dpa

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