„Restart-19“

– Die Studie zum Thema „Übertragungsrisiko von Corona durch Hallen- Großveranstaltungen“.
Die Martin Luther Universität Halle Wittenberg beauftragt seit Juli dieses Jahres unser Planungsbüro mit der Untersuchung der Raumluftströmung in der Arena Leipzig, um Aussagen zum Infektionsrisiko treffen zu können.

Hierbei soll erforscht werden, unter welchen Bedingungen trotz Pandemie solche Großveranstaltungen wieder stattfinden können.

Nach aktuellem Kenntnisstand bilden Aerosole einen der Hauptübertragungswege von SARS-CoV-2. Im Detail und in der konkreten Situation muss daher die Lüftungswirksamkeit mit betrachtet werden, die abhängig ist von der Luftwechselrate und der Art der Luftverteilung. Eine hohe Luftwechselrate (Zu-und Abluftluftmenge pro Raumvolumen) erhöht dabei vor allem bei geringen Emissionsraten die Aufenthaltszeit im Raum beträchtlich. Die Lüftungseffektivität beschreibt dabei die Verteilung der ausgeatmeten Luft einer infektiösen Person zu anderen Personen im Raum. Folglich sind eine gute Verdünnung der Atemluft und eine gute Führung der Abluft entscheidend, um das Infektionsrisiko in Innenräumen zu senken.

Unsere Untersuchungen basieren auf aktuellen wissenschaftlichen Veröffentlichungen zum Infektionsrisiko und deren komplexen Umsetzung in Strömungssimulationen.

Fluiddynamische Simulationen (CFD)
Ergebnispräsentation

Abb. 3D-Modell Arena Leipzig
3D Modell Arena Leipzig
Abb. 3D-Modell Arena Leipzig – Ansicht auf die Tribünen
3D-Modell Arena Leipzig – Ansicht der Tribünen
Abb. Vergleich von Aerosolen und der CO2-Konzentration
Vergleich von Aerosolen und der CO2-Konzentration beim Ausatmen

Arena Leipzig – Fluiddynamische Simulationen (CFD)

Methodik:
Mittels Fluiddynamischer Simulationen (CFD) ist es möglich für geschlossene Räume die maßgeblichen Parameter für Infektionen über die Atemluft (mit dem Virus Covid19) zu analysieren. Die Übertragung erfolgt über virenbehaftete Aerosole, die beim Sprechen, Singen oder Nießen an die Raumluft abgegeben werden. Die Bewegung der Aerosole in der Raumluft hängt von Aerosolgröße, Raumluftwechsel, Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftrichtung ab. Aussagen  über die Bewegung der Aerosole wie z.B. das „zu Boden fallen in einem bestimmten Abstand“ sind ohne Angabe dieser Parameter fragwürdig und in vielen Fällen falsch.

Für die Studie RESTART19 wurde deshalb die Arena Leipzig in ein 3D-Modell im Maßstab 1:1, mit allen Einbauten, Personen, Stühlen etc., übertragen.
Alle Personen wurden mit einem virtuellen Mund versehen über den die Atemluft der Person an die Raumluft abgegeben wird. Die Atemluft nicht infizierter Personen besteht dabei aus Luft als ideales Gas und 20 Liter/h  CO2. Bei Infizierten Personen enthält die Atemluft noch zusätzlich die virenbehafteten Aerosole unterschiedlicher Partikelgröße.

Um die Übertragung der Viren über die Raumluft zu quantifizieren, wurde bei allen 4.000 Personen die am Mund eingeatmete Luft analysiert und die numerische Auswertung in EXCEL-Tabellen übertragen. Die Tabellen enthalten für jede Person den Massenstrom für die Aerosole und ihren prozentualen Anteil im Vergleich zu einer infektiösen Person.

Für die Bewertung des Verhaltens der Aerosole im Raum wurde deren Bewegung mittels Partikeltracking berechnet und die Ergebnisse in Videos dargestellt.

Abb.​ Aerosolbewegung im Schnitt für Variante 0

Abb. CO2 Verteilung im Schnitt für Variante 2

Abb.​ Aerosolbewegung im Schnitt für Variante 2

Abb. CO2 Tribüne V2 x 264

Abb.​ Gentra V0 iso x 264