Eine ganz besondere Klasse war zwischen dem 10. und 16. März im Musiksaal am Gymnasium Unterrieden Sindelfingen zugegen, die vielfach verwunderte Blicke auf sich gezogen haben dürfte: 25 Pappkisten nahmen den Platz der Schülerinnen und Schüler ein, liebevoll mit dem Konterfei von Kindern bemalt. Die Wissenschaftler zeigen Liebe zum Detail und Humor, wenngleich der Hintergrund ein ernster ist. Im Auftrag der Stadt Sindelfingen führten Torben Rathje und Maurizio Calandri vom Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) der Universität Stuttgart Raumluftmessungen durch. Hiermit soll untersucht werden, welchen Beitrag Luftreinigungs- und Lüftungsgeräte leisten können, um die Ausbreitung von Viren im Klassenzimmer zu verringern.

Eine Schulklasse, die aus Pappkartons besteht, im Dienst der Wissenschaft. Rechts hinten ist ein kombiniertes Luftreinigungs- und Lüftungsgerät zu sehen.

Die Pappkartons könnten hierbei über die Komplexität des Versuchsaufbaus hinwegtäuschen, doch spätestens, wenn man einen Blick auf die vielen Luft- und Gasschläuche, Messgeräte und Sensoren wirft, wird deutlich, dass hier intensiv geforscht wird. „Die Kartons sind nicht zufällig ausgewählt, sondern haben eine Oberfläche von genau 1,8 Quadratmetern, was der Körperoberfläche einer durchschnittlichen Person entspricht“, erklärt Torben Rathje vom IGTE der Universität Stuttgart. Im Inneren der Kartons befindet sich zudem auch eine 75 Watt Glühbirne, um die Wärmeabstrahlung eines menschlichen Körpers zu simulieren.

Der "Spreader" des Versuchsaufbaus verströmt Schwefelhexafluorid (SF6).

Das IGTE will mit dem Versuchsaufbau untersuchen, wie sich das Virus ausgehend von einem infizierten Schüler ausbreiten könnte. Dazu wird ein „Spreader“, der das Gas Schwefelhexafluorid (SF6) verströmt, an verschiedenen Orten im Klassenzimmer platziert und dann gemessen, wie sich dieses ausbreitet. Um realen Bedingungen näherzukommen ist direkt unter dem SF6-Auslass zusätzlich ein Aerosolgenerator installiert, denn Aerosole fungieren bekanntlich als Träger der Viren. Durch Gas- und Partikelsensoren an mehreren Stellen im Klassenzimmer kann man somit die Ausbreitung von Gas und Aerosol nachvollziehen und somit wertvolle Informationen über die potentiellen Ausbreitungswege eines Virus gewinnen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler interessiert dabei vor allem die Frage, welchen Beitrag Lüftungsanlagen, bzw. kombinierte Luftreinigungs- und Lüftungsgeräte zur Eindämmung leisten können.

Torben Rathje (links vorne) und Maurizio Calandri (mitte hinten) vom Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) der Universität Stuttgart bei den Messungen im Musiksaal.

Gerät zur Messung von Anzahl und Konzentration von Partikeln; links hinten: Luftdruckmessgerät.

Neben Herrn Prof. Dr.-Ing. Konstantinos Stergiaropoulos vom Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) und Herrn Dr.-Ing. Ulrich Vogt vom Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK) sind mehrere wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie studentische Hilfskräfte der beiden Institute an diesem Projekt beteiligt. Für deren wichtige Forschungen bedanken wir uns herzlich.

Lufttrocknungsanlage

Partikelmessgerät

Die Auswertung der Messungen ist leider bis dato noch nicht abgeschlossen, wir hoffen aber auf hilfreiche Erkenntnisse darüber, wie ein Schulalltag unter Pandemiebedingungen optimiert werden kann.

Text/Fotos: Christian Maier