Australisches Forschungsteam entwickelt realistisches Modell zur Berechnung von Infektionsrisiken

DMZ – FORSCHUNG ¦ Lena Wallner ¦

 

Neue Perspektiven für gesunde Innenräume

Australisches Forschungsteam entwickelt realistisches Modell zur Berechnung von Infektionsrisiken – und stellt gängige Annahmen infrage

 

Was passiert, wenn sich in einem Klassenraum mit 22 Personen eine einzelne infizierte Person aufhält – etwa mit einer durch die Luft übertragenen Krankheit wie COVID-19? Wie schnell verteilt sich das Virus in der Luft, und wie lange kann man sich dort aufhalten, ohne sich anzustecken? Fragen wie diese haben Forschende schon früh in der Pandemie beschäftigt. Die meisten bisher eingesetzten Modelle gingen dabei von einem Idealzustand aus: gleichmäßig verteilte Luft, also ein vollständig durchmischter Raum.

 

Doch diese Annahme greift zu kurz – das zeigt ein Team der University of New South Wales in einer neuen Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Building and Environment. Die Forschenden um M.M.A. Mahmoud haben ein Modell entwickelt, das deutlich näher an der Wirklichkeit liegt. Es kombiniert reale Messdaten mit strömungsmechanischen Simulationen (CFD), um die Verteilung infektiöser Aerosole im Raum nicht nur im Durchschnitt, sondern konkret in Ort und Zeit zu erfassen.

 

Heterogene Luft, unterschiedliche Risiken

Der Clou an dem neuen Modell: Es geht nicht mehr um hypothetische Mittelwerte, sondern um tatsächliche Unterschiede im Raum. Denn die Luft ist eben nicht überall gleich – vor allem nicht dort, wo eine infizierte Person spricht, atmet oder sich bewegt. Das Modell bezieht die Partikelgröße, das Verhalten der Aerosole und die Temperaturunterschiede im Raum mit ein. Dafür werden optische Partikelsensoren verwendet, die in Echtzeit Daten liefern.

 

Die Ergebnisse sind bemerkenswert: Während herkömmliche Modelle pauschal ein Infektionsrisiko von rund 14 Prozent annehmen, liegt die Wahrscheinlichkeit in unmittelbarer Nähe zur infizierten Person laut den neuen Berechnungen bei über 50 Prozent – in anderen Bereichen des Raums aber deutlich darunter. In manchen Ecken kann man sich auch nach 25 Minuten noch sicher aufhalten, während an anderen Plätzen bereits drei Viertel der Anwesenden infiziert sein könnten.

 

Neue Maßstäbe: Aufenthaltsdauer statt abstrakter Wahrscheinlichkeiten

Einer der spannendsten Vorschläge der Studie betrifft den Umgang mit Risiken: Statt vager Prozentwerte schlagen die Forschenden vor, künftig den „maximal sicheren Aufenthaltszeitraum“ zu berechnen. Konkret heißt das: Wie lange kann sich eine Person an einem bestimmten Ort aufhalten, ohne ein hohes Infektionsrisiko einzugehen? Diese Herangehensweise ist nicht nur praxisnäher, sondern ermöglicht auch konkrete Schutzmaßnahmen – etwa durch gezielte Sitzordnung, besser platzierte Luftfilter oder intelligente Lüftungskonzepte.

 

Besonders interessant: Wärmere Zonen im Raum – etwa in der Nähe von Heizkörpern oder elektronischen Geräten – fördern die Ausbreitung infektiöser Partikel. Kühle, wenig bewegte Luft hingegen kann als Schutzbarriere wirken. Solche Erkenntnisse lassen sich direkt in die Planung von Klassenräumen, Großraumbüros oder Wartebereichen einfließen.

 

Ein Umdenken in der Raumplanung ist überfällig

Die Studie liefert nicht nur ein neues Werkzeug, sondern stellt auch grundsätzliche Fragen: Reicht es wirklich, den CO₂-Wert in Räumen zu messen oder einfach „gut zu lüften“? Die Antwort der Forschenden ist eindeutig: nein. Pauschale Empfehlungen verfehlen die Realität. Vielmehr braucht es datengestützte, flexible Konzepte, die sich am tatsächlichen Geschehen im Raum orientieren.

 

Mit diesem Modell wird ein neuer Standard denkbar: präzise Risikoanalysen, die nicht nur wissenschaftlich fundiert, sondern auch im Alltag anwendbar sind. Die offene Veröffentlichung der Studie (An infection risk model for estimating infection probability and occupancy time: A CFD approach with aerosol measurements, DOI: 10.1016/j.buildenv.2025.113035) liefert dafür eine solide Grundlage.

 

Fazit: Mehr als ein akademisches Rechenmodell

Was nach komplexer Simulation klingt, hat handfeste Konsequenzen. Wer Schulen, Büros oder Veranstaltungsräume sicherer machen will, muss künftig stärker auf konkrete Messdaten setzen – und akzeptieren, dass Innenräume keine homogenen Boxen sind. Diese Erkenntnis kommt spät, aber gerade rechtzeitig, um aus den Fehlern der Pandemie zu lernen.