Kinder zwischen 5 und 14 Jahren sind derzeit am häufigsten von Covid-19 betroffen. Stand erster Dezember erkrankte eines von 100 Kindern jede Woche. Bereits im Sommer hatten viele Wissenschaftler und Elternvertreter vor diesem Szenario gewarnt und bessere Hygienemaßnahmen für die Schulen gefordert, unter anderem effektivere Lüftungskonzepte. Zwischenergebnisse einer umfangreichen Studie zur Luftqualität im Klassenzimmer zeigen jetzt: Das funktioniert leider viel zu selten.

Ein Team von Forschern der Hochschule München, der TU sowie der LMU München und des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz haben laut einer aktuellen Mitteilung in den vergangenen Monaten 233 Klassenzimmer in 52 Schulen im Großraum München und der Stadt Mainz untersucht und dabei Daten von über 700 Unterrichtstagen gesammelt. Unter anderem interessierten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für die CO2-Konzentrationen in der Luft. Diese sahen sie als Indikator für die Menge ausgeatmeter Atemluft und damit auch als Hinweis auf die Ansammlung von Virenpartikeln, wenn jemand in der Klasse gerade ansteckend ist.

Das Umweltbundesamt empfiehlt in der Pandemie, Klassenzimmer alle 20 Minuten stoßzulüften. Dadurch solle die CO2 Konzentration einen Grenzwert von 1000 ppm nicht überschreiten. Laut den jetzt erhobenen Daten gelang das aber in weniger als acht Prozent der Klassenzimmer. In der Regel wurde lediglich nach einer Stunde und während der Pausen gelüftet.

Gab es in einem Klassenzimmer nur die klassische Fensterlüftung, wurde der Grenzwert von 1000 ppm an 25,3 Prozent der Unterrichtstage überschritten. Selbst wenn der Lehrer eine sogenannte CO2-Ampel hatte, also ein Messgerät, das ihm den aktuellen CO2-Wert in der Raumluft anzeigte, wurde der Grenzwert immer noch an 22,4 Prozent der Unterrichtstage überschritten. Überraschenderweise allerdings wurde dieser Wert kaum verbessert, wenn eine Schule über eine sogenannte raumlufttechnische Anlage verfügte, also eine Klimaanlage oder ein anderes gebäudeweites Belüftungssystem. Auch hier wurde der Grenzwert an 22,8 Prozent der Unterrichtstage überschritten. "Dieses Ergebnis ist schon erstaunlich, denn RLT-Anlagen gelten weitläufig als Goldstandard bei der Belüftung von Innenräumen", sagt Christian Schwarzbauer von der Hochschule München.

Viele Anlagen seien für den Betrieb in Coronazeiten offenbar nicht richtig eingestellt worden. Auch fielen sie mitunter mehrtägig aus. In einer Klasse beobachteten die Forscher einen Anstieg der CO2-Konzentration auf über 4700 ppm. "Vermutlich wird ein Ausfall nicht immer sofort von der Lehrkraft bemerkt, weil diese Anlagen in der Regel sehr leise laufen. Man verlässt sich auf die Anlage, die Fenster bleiben geschlossen. Die CO2-Konzentration und damit auch die Aerosol-Konzentration steigen dann schnell auf hohe Werte und das Infektionsrisiko ist damit stark erhöht", so Schwarzbauer.

Noch schlechter waren die CO2-Werte lediglich, wenn ein mobiler Luftreiniger in einer Klasse aufgestellt wurde, denn dann verzichteten viele Lehrer offenbar auf das Lüften. Hier wurde der Grenzwert an 34,2 Prozent der Unterrichtstage überschritten. Schwarzbauer warnte: Die Geräte könnten zwar Viren aus der Luft entfernen, nicht jedoch das Lüften ersetzen. "Dauerhaft erhöhte CO2-Konzentrationen haben einen direkten Einfluss auf das Wohlbefinden und die kognitive Leistungsfähigkeit der Schüler und Schülerinnen."

Deutlich besser schnitten sogenannte dezentrale Lüftungsanlagen ab, also Lüftungen, die beispielsweise als Rohr in die Außenwand eines Klassenzimmers eingebaut wurden. In solchen Fällen sei der CO2-Genzwert nur an 4 Prozent der Unterrichtstage überschritten worden. Lösungen, bei denen Ventilatoren in Fenster eingebaut wurden hätten mit 4,6 Prozent ähnlich gute Werte. Eine solche ventilator-gestützte Lösung für Klassenzimmer mit im Baumarkt erhältlichen Komponenten hatte das Max-Planck-Institut für Chemie im vergangenen Jahr entwickelt. Allerdings wurden die Forscher dafür auch kritisiert, denn die Anlage sei nicht in der Lage dazu, Aerosole mit Viren wirklich zuverlässig aus der Luft zu filtern.

Da eine Ausstattung aller Schulen mit dezentralen Lüftungsanlagen oder Luftfiltern weiterhin nicht nicht flächendeckend geplant ist, müssen sich Schülerinnen und Schüler vorläufig wohl weiterhin selbst so gut es geht vor einer Ansteckung schützen. Und hier haben Forscher vom Max-Planck-Institut in Göttingen eine gute Nachricht: Werden FFP-2-Masken richtig aufgesetzt, dann kann das Ansteckungsrisiko auf kaum mehr als ein Tausendstel gesenkt werden, schreiben sie im renommierten Journal PNAS. Das gilt selbst dann, wenn eine infizierte und eine nicht infizierte Person 20 Minuten lang dicht beieinander in einem Raum sitzen. Wichtig ist dabei, dass die Masken so getragen werden, dass möglichst wenig Luft an ihnen vorbeiströmt. Dazu muss etwa der Nasenbügel richtig angedrückt werden und Maske möglichst enganliegend getragen werden.

Eine weitere gute Nachricht kommt von Forschern der TU-Berlin: Das Tragen einer FFP-2 Maske beeinträchtigt die geistige Leistungsfähigkeit kaum. In einem Experiment haben die Wissenschaftler verglichen, wie gut Testpersonen in einer Stresssituation Matheaufgaben lösen konnten – mit und ohne Maske. Ergebnis der in Scientific Reports veröffentlichten Studie: Sowohl die Maskenträger als auch die Personen ohne Maske zeigten am Ende der Aufgaben ungefähr die gleichen Sauerstoffsättigungen im Blut. Auch andere physiologische Marker unterschieden sich nicht großartig. Allerdings räumen die Autoren der Studie ein, das subjektive Empfinden könne davon deutlich abweichen, sprich: Auch wenn sich die physischen Werte kaum unterscheiden, könne das Maskentragen dennoch als höchst unangenehm empfunden werden.

• Hochschule München: Lüften, Luftreiniger oder Lüftungsanlagen: Luftqualität und Ansteckungsrisiken in deutschen Klassenzimmern; Pressemitteilung
• Spang, Pieper: The tiny effects of respiratory masks on physiological, subjective, and behavioral measures under mental load in a randomized controlled trial, Scientific Reports
• Bagheri et.al: An upper bound on one-to-one exposure to infectious human respiratory particles, PNAS