Luftfilter

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Ein Gastbeitrag von Dr. with Mask

Luftfilter – Der einfachste Weg zu nachhaltig sauberer Luft

Wie erhält man saubere Luft?

In der freien Natur, am Meer oder in den Bergen ist die Luft von sich aus gut. In Innenräumen können wir Luft in ähnlicher Qualität erreichen, indem wir richtig Lüften (reduziert den CO2-Wert) und/oder Luftfilter einsetzen (entfernt Schwebstoffe aus der Luft) [1].

Luftfilter

Ein Luftfilter ist ein Gerät, dass die Luft ansaugt, filtert und sauber wieder in den Raum zurückführt. Sie gibt es in allen erdenklichen Größen, in rund oder eckig, mobil oder stationär. Um die beste Filterung zu erreichen, sollten HEPA-Filter zum Einsatz kommen. HEPA steht für „High Efficiency Particulate Air“, was so viel heißt wie hoch-effizienter Partikelfilter. Sie bestehen aus einer gefalteten Vliesstruktur, die die Oberfläche des Filters massiv erhöht. Hierdurch verfangen sich Partikel im Filter, wozu auch Viren zählen.

Es gibt unterschiedliche Effizienz-Grade bei den HEPA-Filtern:

NameDurchschnittliche SpeicherungKommentar
HEPA 1195-99%Einfache Luftfilter wie Corsi-Rosenthal-Boxen setzen auf diese oder HEPA-12 Filter. Gegen Feinstaub sind diese Filter je nach Anforderung ausreichend. Für eine Virenfilterung reichen die hier im Text angegebenen 6x/Stunde dann aber nicht! Beim Einsatz dieser Filter sollte die Luft pro Stunde deutlich mehr als 6x gefiltert werden, wenn mehrere Personen im Raum sind.
HEPA 1299,5-99,9%
HEPA 1399,95% – 99,99%Ideal für Virenfilterung bei mind. 6x pro Stunde
HEPA 1499,995-99,999%Vergleichbar mit Intensivstation

Die meisten Hersteller von Luftfilter wie Bosch, Philips, Trotec, etc. setzten auf HEPA-13, doch es schadet nie dies nachzulesen, denn manchmal werden auch niedrigere Klassen verbaut. Gleiches gilt auch für die angegebenen Raumgrößen, für die der Luftfilter geeignet sein soll. Dazu Näheres und eine Beispielrechnung unter „Welcher Luftfilter für welche Räume?“.

Ionisierung

Viele Luftfilter werben mit Zusatzfunktionen, wie sogenannten „Ionizern“. Hierbei werden negative Ionen produziert, die sich an die Partikel in der Luft anbinden. Durch elektrische Anziehung sollen dann viele dieser Partikel zu schweren Gebilden werden und zu Boden sinken [2]. Manche Ionizer produzieren Ozon, dass gesundheitsschädlich ist. Die Verbraucherzentrale rät auch von Ionizern bei Luftfiltern ab [3]. Ist der Luftfilter ausreichend leistungsstark für den Raum und besitzt einen HEPA-13 Filter, ist ein Ionizer unnötig oder der Gesundheit nicht zuträglich.

UVC-Lampen

Eine andere Zusatzfunktion sind UVC-Lampen in Luftfiltern. UVC-Lampen produzieren hochenergetische Strahlung, die tatsächlich Viren und Bakterien zerstören kann [4]. Da die Luft aber in der Regel nur einmal an der Lampe vorbeigeführt wird, ist der Nutzen sehr eingeschränkt. Ist die Leistung der Lampe dann auch noch gering, dann ist der Nutzen deutlich geringer als gedacht und kann an Unwirksamkeit grenzen. Für ein Wohnzimmer genügt bereits eine Standard-11-Watt-UVC Lampe nicht. Neben dem höheren Stromverbrauch kann UVC aber ähnliche Nebeneffekte haben wie die Ionizer: Sie produzieren Ozon. Es ist daher immer empfehlenswert auf diese Zusatzfunktionen zu verzichten und dafür lieber auf die richtige Leistung des Filters für die Raumgröße zu achten.

Welcher Luftfilter für welche Räume?

Die meisten Hersteller werben mit der Angabe, dass der Luftfilter für Räume bis z. B. 50,00 qm geeignet ist. Diese Angabe ist in der Regel nur ein grober Daumenwert und bezieht sich definitiv nicht auf eine erfolgreiche Virenfilterung, wenn Menschen als Aerosolquellen im Raum sind oder waren. Für eine erfolgreiche Virenfilterung muss mind. 6x pro Stunde das gesamte Raumvolumen durch den Luftfilter (HEPA-13) gefiltert werden. Dies folgt mathematisch aus der Effizienz eines HEPA-13-Filters. Für die richtige Auslegung des Filters zum vorgesehenen Raum, gilt daher:

Beispiel Raum mit 15 m² Grundfläche:
Deckenhöhe: 2,5 m
Länge: 5 m
Breite 3 m
=> Raumvolumen: Deckenhöhe x Länge x Breite = (2,5 x 5 x 3) m = 37,5 m³
Bei 6x/h folgt: 6 x 37,5 m³ = 225 m³/h

Dieses Volumen muss der Luftfilter mind. in einer Stunde filtern können.

Beispielsweise filtert der Trotec AirgoClean 250E in Stufe 1 ganze 384 m³/h [5] und wäre daher ideal für den Beispielraum. Da der Filter das Raumvolumen des Bauspielraums grob 10x/h filtert, ist die Virenfilterung gewährleistet, das Ansteckungsrisiko gering und die Lärmbelästigung kaum wahrnehmbar.

Lautstärke

Wichtig ist, die Lautstärke eines Filters nicht zu unterschätzen. Die verlinkte Tabelle gibt Vergleiche verschiedener Lärmquellen mit dazugehöriger dB Zahl: Einordnung von Schalldruckpegeln.

Die Einheit der Lautstärke ist dB und je größer sie ist, desto lauter ist es. Lautstärke verhält sich physikalisch etwas anders als man intuitiv denkt: Reduziert sich die dB-Zahl um 10, dann halbiert sich die wahrgenommene Lautstärke. Ist ein Luftfilter 50 dB laut und ein anderer nur 40 dB, so nimmt der Mensch eine Halbierung der Lautstärke war, obwohl der dB-Wert sich nicht halbiert. Außerdem addieren sich die Lautstärken von Schallquellen nicht einfach. Zwei Luftfilter mit jeweils 50 dB sind zusammen „nur“ 53 dB laut. Geräusche ab 60 dB gehen mit einer gesundheitlichen Beeinträchtigung einher [6].

Für unseren Beispielraum mit dem Trotec Luftfilter heißt das: In Stufe 1 (17 dB) oder 2 (26 dB) liegt der Luftfilter zwischen einem ruhigen Radiostudio und dem eigenen Atemgeräusch. Beides sind Lautstärken, die meist noch als nicht störend empfunden werden.

Da die Lautstärke eines Luftfilters auf Dauer nervig werden kann, sollte immer ein möglichst leiser Filter ausgesucht werden. Im Idealfall ist die leiseste Stufe ausreichend für den Raum nach einer vergleichbaren Rechnung wie für den Beispielraum. Da sich die Wirkweise von Luftfiltern addieren, kann es auch eine gute Idee sein mehr als einen Luftfilter für große/stark besuchte Räume anzuschaffen. Ist zum Beispiel das Wartezimmer einer Praxis durch offene Türen mit dem Eingangsbereich verbunden, so ist der Raum groß und gewinkelt. Außerdem ist die Personenzahl sehr hoch. In so einer Situation wären mind. zwei Luftfilter notwendig. Für viele Klassenräume bietet sich oft eine Kombination von 4 Luftfilter an, die zwischen den Schülern in den Reihen verteilt werden können, sodass der ganze Raum abgedeckt wird. Dies liegt daran, dass bei ca. 30 Schülern und schlechter Lüftung die Belastung mit Giftstoffen in der Luft schnell ansteigt. Ein einziger Luftfilter in einer Ecke reicht nicht, um die Luft am anderen Ende des Raums effektiv zu filtern. Die Nähe zu den Schülern, die die Quelle für potenziell virenhaltiger ausgeatmeter Luft sind, ist vorteilhaft und effektiver.

Positionierung

Generell ist darauf zu achten, dass der Filter nicht in einer Ecke steht, die im schlimmsten Falle noch die Luft-Ansaugflächen des Filters versperren/verringern. Ideal ist eine zentralere Position im Raum. Trotzdem, selbst eine unvorteilhafte Position hilft, solange die Ansaugflächen frei sind.

Klassenzimmer Leseerlaubnis
Bildquelle: X/Leseerlaubnis

Was kostet ein Luftfilter und wie sind die Folgekosten und der Wartungsaufwand?

Stand: 23.11.2024

Kosten und Folgekosten

Die Preise reichen von günstig bis teuer. An dieser Stelle rechnen wir wieder mit unserem Beispielraum von oben und dem Trotec 250E:

  • Kosten Luftfilter 250E (Sparangebot mit insgesamt 4x HEPA-Filter): 329,99 €
    Ersatzfilter: 49,99 € pro Stück (zwei werden gebraucht)
  • Der Tausch der HEPA-Filter ist alle sechs bis 12 Monate nötig. In Gegenden mit vielen Kaminöfen eher alle sechs Monate. Bei Räumen mit wenigen Besuchern eher alle 12 Monate. Man erkennt die Notwendigkeit zum Filterwechsel spätestens an der Farbe der Filterfläche. Ein neuer Filter ist weiß, je nach Belastung wird er mit der Zeit grau bis schwarz.

Angenommen der Filter läuft 10 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr:

  • Stromverbrauch Durchschnitt für Stufe 1 & 2: 11 Watt = 0,011 kW
    Strom: 365 Tage x 10 h x 0,30 €/kWh x 0,011 kW = 12,045 € pro Jahr
  • Die Gesamtkosten aller Jahre nach x-Jahren kann über folgende Formel berechnet werden, wobei die Filterwechsel im ersten Jahr in den Anschaffungskosten integriert:

Anschaffungskosten + x-Jahre * Stromkosten pro Jahr + Filterkosten * (x-Jahre-1)

Für unser Beispiel:
Kosten nach x-Jahren = 330,00 € + x*12,045 € + 100,00 €*(x-1)

Nach 5 Jahren betragen die gesamten Kosten des Luftfilters unter Annahme konstanter Strom- und Ersatzfilterpreisen:
K(x=5) = 330,00 € + 5*12,045 € + 100,00 €*(5-1) = 790,225 €
=> Jahreskosten nach 5 Jahren: 158,045 €
=> Monatliche Kosten: 13,17 €

Gibt es zu Hause Solarstrom, so sind die Stromkosten noch niedriger und die Selbstnutzung des produzierten Stroms steigt.

Saubere Luft zusammen mit allen gesundheitlichen Vorteilen gibt es also bereits für deutlich unter 20,00 €/Monat. Je mehr Menschen davon profitieren, desto geringer sind die pro Kopf Kosten. Das bedeutet weniger Krank und niedrigere Gefahr für Langzeitfolgen durch Pollen, Feinstaub, Viren, Bakterien und Pilzen für den Preis eines Gerichts im Restaurant oder die Kinokarte.

Wartung

Der Wartungsaufwand ist gering. Der HEPA-Filterwechsel 1-2x im Jahr dauert in der Regel 5-10 Minuten. Die Entsorgung erfolgt in der Restmülltonne. Es ist davon auszugehen, dass wie bei Solarzellen ab einer bestimmten Skalierung auch Recyclingprozesse wirtschaftlich werden. Einige Luftfilter haben noch sogenannte „Vorfilter/Prefilter“. Das ist meist ein einfacher Kunststoffrahmen, der mit Netzgewebe bezogen ist. Dieser dient der Filterung von grobem Staub wie „Wollmäusen“. Dieser muss nur bei Beschädigung entfernt werden und kann sonst einfach gereinigt und wiederverwendet werden. Die Reinigung des Vorfilters erfolgt unter klarem Wasser und einer Trocknungszeit. Dies ist wichtig, damit der HEPA-Filter nicht durch Nässe beschädigt wird. Hier sollte die Anleitung gelesen werden. Ein weiches, sauberes und trockenes Staubtuch ist ebenso ausreichend, Staubsauger dagegen können das Netzgewebe beschädigen. Die Reinigung des Vorfilters dauert ebenfalls in der Regel nicht mehr als 5 Minuten. Dies sollte aber alle 1-4 Wochen gemacht werden, je nach Benutzung des Filters und der Staubbelastung.

Wichtig ist, dass die Anzeige der Luftfilter mit Vorsicht betrachtet wird. Die Anzeige gibt in der Regel eine Art Lebensdauer des HEPA-Filters an. Oft gibt es noch eine Anzeige für den Vorfilter, die anzeigt, wann der Luftfilter denkt, dass der Vorfilter gereinigt werden soll. Beide Hinweise, also für HEPA- und Vorfilter, basieren meist auf den gemessenen Feinstaubwerten und/oder der Betriebsdauer. Es wird also nicht gemessen, wie verdreckt die Filter sind, sondern es sind Abschätzungen, die oft nicht korrekt sind.

Die Empfehlung ist daher, die Vorfilter in einer Routine früher als die Anzeige angibt zu reinigen. Vorsichtiges Absaugen des HEPA-Filters ohne ihn zu beschädige kann vorteilhaft sein. Je nach Benutzung und vermuteter Belastung der Luft mit Staub und Viren, ist ein Austausch nach 6 bis 12 Monaten empfohlen.

Quellen

[1] saubere-luft.jetzt – Ein Plädoyer für Saubere Luft
[2] Wikipedia-Ionisator
[3] Verbraucherzentrale – Wie sinnvoll sind Luftreiniger?
[4] UBA – UV-C-Strahlung zu Desinfektionszwecken
[5] Trotec 250E
[6] Lärm
Die Wirkung von Lärm auf den Menschen
BG RCI – Lärm
Online Rechner Schallpegel

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