Über Aura Air
Wir von Aura Air glauben, dass Atmung wie von der Natur beabsichtigt ablaufen sollte:
Sauber, rein und einfach.
Von Geburt an ist Atmen eine Konstante, die unseren Lebens- rhythmus vorgibt:
Einatmen. Ausatmen.
Saubere Luft erfrischt unseren Geist und verjüngt unseren Körper, ohne dass wir darüber nachdenken müssen.
Mit der Mission, unser natürliches Recht auf frische Luft zurückzugewinnen, hat Aura Air das weltweit intelligenteste Luftreinigungssystem entwickelt, das Ihre Innenluft reinigt und desinfiziert und gleichzeitig ihre Qualität in Echtzeit überwacht.
Mit seinem innovativen Design ist Aura Air bemerkenswert einfach zu installieren und mühelos zu bedienen. Hängen Sie es einfach auf und schließen Sie es an. Den Rest erledigen wir.
AURA AIR
White Paper
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Einführung
Weshalb ist die Luftqualität in Innenräumen so wichtig?
Die Menschen verbringen heutzutage den größten Teil ihrer Zeit in Innenräumen (Zuhause, in Büros, Schulen, Einkaufszentren usw.).
Die Qualität von Innenraumluft kann laut US EPA bis zu fünfmal stärker verschmutzt sein als Außenluft, ist aber in den meisten Ländern noch nicht gesetzlich reguliert. Das bedeutet, dass viele Menschen stärkeren Gesundheitsrisiken durch Innenraum- luftverschmutzung als durch die der Außenluft ausgesetzt sind.
Das Verständnis für die Ursachen der Verschmutzung und ihre Zusammensetzung ist zentral zur Verbesserung der Innenluft- qualität. Nach der Untersuchung der Verschmutzungsursachen müssen Maßnahmen zu ihrer Aufarbeitung erfolgen. In dieser Schrift beschäftigen wir uns mit den verbreitetsten Quellen für die Verschmutzung von Innenräumen und ihren gesundheitli- chen Auswirkungen und präsentieren die Aura Air-Lösung zur Bekämpfung von Verschmutzung und Verbesserung der Luftqualität.
„Innenluft kann bis zu fünfmal stärker
verschmutzt sein als Außenluft“
365 Tage saubere Luft
Jedes Jahr sind Menschen einer Vielzahl saisonaler, aber auch dauerhaft präsenter Krankheitserreger und Schadstoffen ausgesetzt.
Besonderst in stark frequentierten Innenräumen, bspw. Büros oder öffentlichen Verkaufsflächen, ist die Schadstoffbelastung der Raumluft besonders hoch.
Folgen der Schadstoffbelastung
Gemäß der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin fehlte jeder Arbeitnehmer in Deutschland im Jahr 2019 krank- heitsbedingt durchschnittlich 17,3 Tage. Dies entspricht 712,2 Millionen Arbeitstagen.
Setzt man zur Grundlage, dass jeder einzelne Tag einen Arbeit- geber mindestens 250 Euro kostet, ergibt sich ein wirtschaftli- cher Gesamtschaden von mindestens 178 Milliarden Euro.
Etwa 14,5% der Erkrankungen lassen sich auf das Atem- wegssystem zurückführen. Dies geht aus der Auswertung der neuesten Daten des Dachverbands der Betriebskrankenkassen hervor. Zu diesen Erkrankungen zählen u. a. Schnupfen, Grippe und allergische Reaktionen, die bspw. durch Hausstaub, Schimmelpilze, Pollen und Tierhaaren ausgelöst werden können.
Aura Air schützt Sie ganzjährig vor solchen
Luftverschmutzungen in Innenräumen und
trägt somit aktiv zu Ihrer Gesundheit bei.
Schlüsselparameter und ihre gesundheitlichen Auswirkungen
CO2
Kohlendioxid ist ein farbloses Gas, das natür-lich in der Erdat- mosphäre vorkommt. Es wird von allen atmenden Lebewesen auf der Erde produziert. Ohne CO2 gäbe es kein Leben auf der Erde, denn Pflanzen benötigen es für die Photosynthese.
In hohen Konzentrationen jedoch, besonders in Innenräumen, kann das Gas gesundheitsschädigende Auswirkungen wie Kopfschmerzen, Mattigkeit, Ruhelosig-keit, Kribbelgefühl, Atmungsschwierigkeiten, übermäßiges Schwitzen, Müdigkeit und beschleunigten Herzschlag auslösen. Deshalb sollte der CO2-Gehalt in Innenräumen konstant überwacht werden.
VOCs
Flüchtige organische Verbindungen sind Verbin-dungen, die leicht dampf- oder gasförmig werden. Eine wichtige Entste- hungsquelle ist die Verbrennung von Brennstoffen wie Benzin, Holz, Kohle oder Naturgas. Auch Konsumprodukte wie Zigaret- ten, Lösungsmittel, Farben und Lacke, Kleber, Holzschutzmit- tel, Reiniger, Desinfektionsmittel, Lufterfrischer, Baumateria- lien und Pestizide u.a. setzen VOCs frei. Formaldehyd, Ethanol, Toluol und Benzol sind nur einige Beispiele von VOCs. Nicht alle, doch viele VOCs sind gesundheitsschädlich. Ei-nige der gesund- heitlichen Auswirkungen von VOPs sind kurzfristig, wie Augenrei- zungen, Kopfschmerzen und Schläfrigkeit. Andere haben langfristige Auswirkungen wie Erschöpfung, Koordinationsverlust, Leber- und Nierenschä-den und sogar Krebs.
CO
Kohlenmonoxid ist ein farb- und geruchloses, giftiges Gas, das als Beiprodukt der Ver-brennung von Brennstoffen wie Benzin, beim Kochen, der Kaminnutzung usw. auftritt. Es kann sich in Innenräumen anreichern und Menschen und Tiere vergiften, die es einatmen. Die verbreitetsten Symptome einer CO-Vergif- tung sind Kopfschmerzen, Mattigkeit, Schwäche, Magenver- stimmung, Übelkeit, Brustschmerzen und Verwirrung. CO-Sym- ptome werden oft als „grippeähnlich“ beschrieben. Atmet man zu viel CO ein, kann dies zu Ohnmacht und sogar zum Tod führen.
PM2.5 und PM10
Partikelmasse (Pm) – auch bekannt als atmo-sphärische Aerosolpartikel – sind mikroskopisch kleine, feste oder flüssige Teilchen, die frei-schwebend in der Atmosphäre der Erde vorkommen. Diese umfassen gröbere Partikel mit einem Durchmesser von 10 µm oder weniger (Pm10) und Feinpartikel mit einem Durchmesser von höchstens 2,5 µm (Pm2.5). Zu Pm10 gehören Partikel wie Staub, Pollen und Schim-mel. Pm2.5 umfasst dagegen Partikel aus Verbrennung, organischen Verbindungen, Me-tallen, Bakterien usw. Die Auswirkungen des Einatmens von Partikelmasse wurden in breitem Rahmen an Menschen und Tieren erforscht und umfassen Asthma, Lungen- krebs, Atemweg-serkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Frühgeburten, Geburtsfehler, geringes Geburts-gewicht und vorzeitigen Tod.
Pollen
Pollen ist einer der häufigsten Ursachen sai-sonaler Allergien.
Im Frühling, Sommer und Herbst geben Pflanzen winzige Pollen- körner ab, um andere Pflanzen derselben Art zu befruchten.
Viele dieser Pollen, die allergische Reaktionen auslösen, stammen von Bäumen, Sträuchern und Gräsern. Diese Pflanzen erzeu-gen kleine, leichte und trockene Pollenkörner, die vom Wind getragen werden. Menschen mit Pollenallergien zeigen nur dann Symptome, wenn sich die Pollen, auf die sie allergisch sind, in der Luft befinden. Zu diesen Symptomen gehören eine laufende Nase, Schleimproduk-tion, Niesen, juckende Nase, Augen, Ohren und Mund, Schwellungen um die Augen und mehr.
AQI
Es handelt sich um den Luftqualitätsindex (AQI), den staatliche Behörden nutzen, um der Öffentlichkeit Informationen zur aktuellen oder voraussichtlichen Luftverschmutzung zukom-men zu lassen.
Dieser Luftqualitätsindex kann sich je nach Land und seinen unterschiedlichen nationalen Luftqualitätsstandards unter- scheiden. Zur Berechnung des AQI wird die Luftschadstoffkon- zentration in der Luft über einen bestimmten Durchschnittszeit- raum heran-gezogen, die über einen Luftmonitor oder über ein -Modell bezogen wird. Zusammen bilden Konzentration und Zeitraum die Dosis des Luftschadstoffs. Die Werte des AQI werden typischerweise in Bereiche eingeteilt. Jedem Bereich ist ein Farbcode zugeteilt. Viele der AQI‘s werden für Außenluftqualität verwendet. Aura hat seinen eigenen AQI für Innenluftqualität erstellt, der auf neuartiger Forschung und auf spezifischen Beschäftigungsanforderungen beruht. Unser AQI-System ähnelt dem Breezo-meter (BAQI) mit einer Skala von 1-100.
Abbildung 2: Luftqualitätsindex USA Index-Werte Gesundheitsniveau Prognosen
0-50 Gut Keine
51-100 Mittel Sehr allergieempfindliche Menschen sollten längere oder intensive körperliche Betätigung im Freien vermeiden.
101-150 Gesundheitsgefähr- dend für sensible Gruppen
Aktive Kinder und Erwachsene sowie Men- schen mit Lungenkrankheiten wie Asthma, sollten längere oder intensive körper- liche Bestätigung im Freien reduzieren.
151-200 Ungesund
Aktive Erwachsene sowie Menschen mit Lungenkrankheiten wie Asthma, sollten längere oder intensive körperliche Bestätigung im Freien vermeiden. Alle anderen, insbesondere Kinder, sollten längere oder intensive Betätigung im Freien reduzieren.
201-300 Sehr ungesund
Aktive Kinder und Erwachsene sowie Menschen mit Lungenkrankheiten wie Asthma, sollten längere oder sämtliche Bestätigungen im Freien vermeiden.
Alle anderen, insbesondere Kinder, sollten längere oder intensive Betätigung im Freien vermeiden.
301-500 Gefährlich Alle sollten sämtliche körperlichen Aktivitäten im Freuen vermeiden.
Luftaufbereitungstechnologien in Aura Air
Vorfilter
Beim Vorfilter handelt es sich um einen Filter, der unerwünschte Schadstoffe aus Luft und Wasser entfernt. In HVAC-Anlagen und Luftreinigern besteht er für gewöhnlich aus einem waschbaren Polymerengewebe wie Polypropylen. Der Vorfilter filtert große Staub- und Pollenpartikel, Insekten, Tierhaare und andere Großpartikel. Außerdem verlängert er die Lebensdauer empfind- licherer, dem Vorfilter nachgeschalteter Filter wie HEPA-Filter.
Ray-Filter™
Der patentierte Ray-Filter™ besteht aus drei Komponenten, die im Zusammenspiel für eine wirksame Filterung von Partikeln und Schadstoffen sorgen:
HEPA-Filter
HEPA steht für „high-efficiency particulate air“ (dt. Schweb- stofffilter) und bezeichnet einen Abscheide-Wirksamkeits- standard für Luftfilter. Die Wirksamkeit wird in der Fähigkeit des Filters gemessen, über 0.3 µm große Partikel zurückzuhalten.
Diese Filter werden in Umgebungen wie Lebensmittel- und pharmazeutische Industrie, Krankenhäusern, Halbleitern sowie in Fahrzeugen und Wohnungen verwendet.
Das Gewebe dieser Filter besteht aus zufällig angeordneten Fasern, typischerweise aus Fiberglas. Der Durchmesser dieser Fasern liegt bei 0,5-2 µm. Die Wirksamkeit des Filter ist vom Faserdurchmesser, der Filterdicke und der Anströmgeschwin- digkeit bestimmt (der Luftgeschwindigkeit am Filtereinlauf).
Diese Filter werden in verschiedenen Klassen angeboten, die sich durch ihre Partikel-Abscheidewirksamkeit unterscheiden.
Aktivkohlefilter
Bei der Aktivfilterung wird ein Aktivkohle-Bett zur Abscheidung von Schadstoffen im Rahmen eines Adsorptionsprozesses verwendet. In diesem Prozess werden die Moleküle des Schad- stoffs im porösen Gewebe des Kohlefilters eingefangen. Dies ist eine sehr wirksame Methode zur Aufbereitung von Wasser und Luft, die wirksam flüchtige organische Verbindungen (VOCs) sowie schlechte Gerüche aus Luft und Wasser filtert. Die Wirksam- keit dieser Filter richtet sich nach ihrer Kohlekonzentration im Filter und der Durchflussrate – je langsamer der Luftfluss durch den Filter, desto höher die Expositionszeit der Schadstoffe und gleichzeitig die Wirksamkeit der Abscheidung.
Smart Fabric
Unser Smart Fabric besteht aus Baumwolle, die mit Kupferoxid imprägniert wurde. Kupfer wirkt stark antibakteriell und besitzt zudem die Fähigkeit, Viren, Pilze und Schimmel zu neutralisieren.
Es handelt sich um eine patentierte und von EOA zugelassene Technologie. Smart Fabric ist in unseren Ray-Filter™ integriert, um seine Fähigkeit zu verbessern, diese Schadstoffe abzu- scheiden. Abb. 1 zeigt ein Mikroskopbild unserer Smart Fabric.
Abb. 1: Ein Mikroskopbild des Kupfer-gesättigten Stoffs.
Kupferverbindung
Der Sterionizer™
Beim Sterionizer handelt es sich um ein Gerät, das auf bipolarer Ionisation beruht. Beim Prozess der Ionisation spalten UV-Licht und elektrischer Strom Sauerstoffmoleküle (O2) in zwei Atome (O) auf. Eines dieser Atome besitzt ein Elektron und ist daher negativ geladen (O-), während das andere Atom kein Elektron besitzt und daher positiv geladen ist (O+). Diese Atome sind chemisch sehr aktiv. Wenn Sie in der Luft vorhandene Wassermoleküle angreifen, bilden sich zwei Arten von Molekülen: OH- und H2O2. Diese Moleküle greifen verschiedene Schadstoffe an und neutralisieren sie – Bakterien, Pilze, Schimmel und Viren. Diese Technologie bietet einen weiteren Vorteil – im Gegensatz zur einpoligen Ionisati- on, die hohe Konzentrationen von Ozon (O3), einem gefährli- chen Stoff, bildet, emittiert der Stereonizer sehr geringe und daher nicht gesundheitsbedenkliche Konzentrationen von Ozon.
UVC-LEDs
UVC-Lampen werden seit Jahrzehnten für die Desinfektion der Luft in Abdeckhauben und Reinräumen sowie zur Wasserdesinfek- tion eingesetzt. Sie bekämpfen Bakterien, Viren und Parasiten wirksam durch die Beschädigung der Proteine auf der Zellmembran.
In den letzten Jahren konnten UVC LEDs erfolgreich ihr Potenzial zur Ersetzung der traditionellen Dampflampen unter Beweis stellen.
Diese UVC-LEDs, die im Bereich 267-310 nm eingesetzt werden, wurde zur Wasserdesinfektion getestet. Dabei erwies sich die Wellenlänge von 275 nm als wirksamste und passendste Ersetzung der traditionellen Dampflampen. Zwar fehlt es noch an weiteren Forschungsarbeiten über die luftreinigende Wirksamkeit dieser Lampen, aber bereits jetzt zeichnet sich ein hohes Potenzial ab, so dass wir sie in Geräten von Aura testen.
Die Filterstufen im praktischen Einsatz
Die einzelenen in Aura Air verbauten Filterstufen wurden mehrfach labortechnisch und klinisch auf ihre Wirksamkeit hin überprüft.
Dabei wurde die Leistung insbesondere in Bezug auf die Inaktivierung/Beseitigung von behüllten Viren untersucht und für jede einzelne Komponente mit sehr gut bewertet.
Tabelle 1 - Klinische Leistung von Aura Air gegen Coronaviren (IBV)
Filterart Reduktionsrate (%)
HEPA 99.7243
Smart Fabric 99.9744
Sterionizer™ 99.9651
UVC 99.9631
Tabelle 2 - Coronavirus Reduktionsrate (normalisierte Ergebnisse in %)
Probe Dauer der Luftaufbereitung
10 Minuten 20 Minuten 30 Minuten Niedrige IBV-Konzentration 99.99999 99.99975 100 Hohe IBV-Konzentration 99.98325 99.93515 99.6845
Diese klinischen Ergebnisse der Studie am Chaim Sheba Medical Center (Israel) wurden erstmals am 8. April 2021 im rennomierten
„World Journal of Surgery and Surgical Research“ veröffentlicht.
Raumluftqualitätsstandards
Im vorherigen Abschnitt haben wir die unterschiedlichen Luftschadstoffe und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit untersucht. Dabei wurde recht deutlich, dass bestimmte Standards für die Innenluftqualität festgelegt werden müssen.
In diesem Kapiteln widmen wir uns neuen Standards, die weltweit entwickelt werden.
OSH
Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz ist ein Bereich, der die Sicherheit und Gesundheit von berufstätigen Menschen garantieren soll. Jedes Land hat seine eigenen Normen und Geneh-migungsbehörden, um sie durchzusetzen. Die ersten Standards für Innenluftqualität und Luftproben wurden für Industrien wie Kohlebergbau, Gas und petrochemische Verarbeitung auf den Weg gebracht, in denen Menschen bei der Arbeit Chemikalien ausgesetzt sind, aber mittlerweile gibt es auch Standards für moderne Arbeitsumgebungen wie Einzel- und Großraumbüros.
LEED
Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) ist eines der weltweit gängigsten Bewertungssysteme für ökologisches Bauen. Als ökologisches Bauen oder Green Building bezeichnet man die Planung, Konstruktion und den Betrieb von Gebäuden im Hinblick auf maximale Gesundheit und Produktivität der Bewohner, Rückgriff auf weniger Ressourcen, Reduzierung von Abfall und Umweltauswirkungen sowie geringere Lebenszyk- luskosten. Beim Thema Innenluftqualität legen die LEED Standards bestimmte Schadstoffe fest, die vor der Belegung eines neuen Gebäudes oder nach Renovierung eines alten Gebäudes überwacht werden müssen. Zu diesen Schadstof- fen zählen PM2.5, PM10, CO, Ozon, TVOCs, Formaldehyd und bestimmte VOCs wie Benzol und Toluol. Der Nachteil von LEED-Standards ist, dass sie diese Schadstoffe nach erfolgter Belegung nicht mehr messen.
RESET
RESET ist der erste Sensor-basierte Baustandard und ein Zertifizierungsprogramm für die Luft-qualitätsüberwachung.
Er legt die Parameter fest, die online überwacht werden müssen, ihre Werte, die zu verwendenden Monitor-Typen, die Art ihrer Speicherung und die Bekanntmachung der Resultate gegenüber der Öffentlichkeit. Die bei diesem Standard überwachten Parameter sind CO2, TVOC, PM2.5, Temperatur und Feuchtigkeit.
Typen von Luftqualitätssensoren
Am Markt werden verschiedene Arten von Luftqualitätssensoren angeboten. In dieser Schrift möchten wir nur die wichtigsten Typen vorstellen.
Elektrochemische Sensoren
Elektrochemische Sensoren sind die verbreitetsten. Sie reagieren mit chemischen Lösungen und erzeugen ein elektrisches Signal, das in seiner Intensität der analytischen Konzentration entspricht.
Es handelt sich vorwiegend um Gasdetektoren für Gase wie CO.
NDIR-Sensoren
NDIR steht für nichtdispersive Infrarotsensoren. Es handelt sich um ein einfaches spektrokopisches Gerät, das im IR-Spektrum arbeitet und Gase durch ihre typische Lichtabsorption identifiziert.
Diese Gasdetektoren sind typischerweise zur Ermittlung von Kohlendioxid- und Methan- Konzentrationen gebaut.
MOX-Gassensoren
Metalloxid-Sensoren (MOX) gehören zum Typ Halbleitersensoren.
Sie ermitteln Gase durch eine chemische Reaktion, die stattfindet, wenn das Gas auf den Resistor (in diesem Fall das Metalloxid) trifft. Die Widerstandsänderung ist dabei proportional zur Gaskonzentration. Herkömmliche Gassensoren dieses Typs sind VOC-, Wasserstoff- und Ozon-Sensoren. Wasserstoff- Sensoren werden auch verwendet, um den Gehalt von CO2 zu messen, das Lebewesen neben Wasserstoff ausatmen.
Dieser Parameter wird CO2-Äquivalente (CO2e) genannt.
Streulichtsensor
Lichtstreuung ist ein physikalischer Prozess, der erfolgt, wenn eine einfallende Energie-Lichtmenge von einem System absorbiert und danach eine andere Lichtenergie emittiert wird. Streu- lichtsensoren werden zur Messung von Partikelmasse verwendet (wo sie auch Staubsensoren genannt werden). Die vom Partikel ausgegebene Energie ist proportional zu seiner Größe und seinem Umfang.
Laser-Partikelzähler
Laser-Partikelzähler nutzen Laserstrahlen, mit denen vorbei- ziehende Partikel durch ihre Reflektivität erfasst werden.
Die Lichtreflexion ist dabei proportional zur Partikelgröße.
Nachweis von Formaldehyd – als Probenahmeverfahren dient NOISH 2016. Nach dieser Methode muss Formaldehyd auf speziellen Silicium-Patronen nachgewiesen werden, die an eine Luftpumpe angeschlossen sind. Die Luft wird in die Patrone gepumpt, und das Formaldehyd vom Silicium absorbiert. Im Labor erfolgt dann die Elution des Formalde- hyds mit Acetonitril und die Analyse mithilfe der Hochdruck- flüssigkeitschromatographie (HPLC) und einem UV-Spektro- meter als Detektor-Einheit. Grundlage der Methode ist die Trennung und Ermittlung der verschiedenen Stoffe nach ihren chemischen Eigenschaften und ihrer einmaligen UV-Absorption.
Nachweis von tVOCs – als Probenahmeverfahren dient NOISH 1400. Nach dieser Methode müssen VOCs auf Kohlenstoff- Röhrchen nachgewiesen werden, die an eine Luftpumpe angeschlossen sind. Die Luft wird in das Röhrchen gepumpt, und die VOCs vom Kohlenstoff absorbiert. Die Röhrchen werden dann zur Desorption der VOCs und zur Analyse mithilfe des Gaschromotogra-phie-Flamm-Ionisationsdetektors (GC-FID) in ein Labor gegeben Diese Methode beruht auf der Scheidung und Ermittlung verschiedener Gase über ihre chemischen Eigenschaften und die Ionen-Anzahl eines jedes Gases (welche proportional zur Konzentration des Gases ist).
Nachweis von Partikelmasse – das Probenahmeverfahren ist NOISH 0500. Die Ermittlung der Partikelmassen erfolgt gravimetrisch – Luft wird durch einen Filter mit einem bekannten Gewicht gepumpt, auf dem die Partikel sich absetzen.
Der Filter wird nun wieder gewogen und die Masse der Partikel berechnet.
