Partition walls as effective protection from bio-aerosols in classrooms – an experimental investigation

Introduction: During a pandemic, protective measures to prevent bio-aerosol based infections, such as Corona Virus Infection Disease 19 (COVID 19), are very important. Everyday face masks can only partially block aerosols, and their effectiveness also depend on how well the person is wearing it. They are recommended for classroom situations during high pandemic activity. However, ‘unprotected’ communication with and among children is fundamental from the pedagogical and psychological point of view for normal psychosocial development and teaching. Partition walls around the persons can theoretically provide substantial standardized mechanical protection against the spread of droplets and aerosols, either as additional protection to face masks or as an alternative. Methods: In the present research, the protection effectiveness of partition walls was investigated. With mannequin heads, fog generators, line lasers and a classroom-like setup with protective walls, flow visualization and aerosol concentration measurements were performed. Additionally, an active fan-suction system was tested to remove the channelled aerosols on top of the partition walls before they reach other persons in the room. Results: It was found that partition walls protect neighbours from bio-aerosol contact regardless of whether they wear masks or not. The combination with standardized room ventilation enforces this effect. Moreover, the experiments performed here clearly showed that partition walls may protect neighbours from bio-aerosols better than suboptimally fitting everyday face masks only. Conclusion: Partition walls are the most effective protection against infectious bio-aerosols in classroom settings and should be combined with standardized ventilation as the preferred method for classrooms during the current COVID 19 pandemic.
Einführung: Während Pandemien, wie der aktuellen „Corona Virus Infection Disease 19 (COVID 19)“ Pandemie, ist es wichtig, geeignete Schutzmaßnahmen zu etablieren, die eine durch Bioaerosole verursachte Infektion verhindern können. Alltags-Mund-Nasenmasken sind generell für das Tragen in Unterrichtsräumen während einer Pandemie empfohlen. Dennoch können sie die Ausbreitung von Aerosolen nur teilweise verhindern. Ihre Wirksamkeit hängt sehr davon ab, wie korrekt sie getragen werden. Unter pädagogischen und entwicklungspsychologischen Aspekten ist es fundamental wichtig, dass die Kommunikation zwischen Lehrer und Schüler ungehindert unter Einbeziehung der gesamten Mimik des Gesichts stattfinden kann. Trennwände zwischen den im Raum befindlichen Personen könnten theoretisch einen optimalen Schutz vor Tröpfchen und Aerosolen sicherstellen und entweder als Alternative oder Ergänzung zum Mund-Nasen-Schutz angewandt werden. Methode: In der vorliegenden Studie wurde die Effektivität von Trennwänden zum Schutz vor Bioaerosolen untersucht. Mit sogenannten Figurenköpfen, einem Nebelgenerator, einem Linienlaser und einer Sitzanordnung entsprechend einem simulierten Unterrichtsraum wurde mit einerseits Strömungssichtbarmachung und andererseits mit Konzentrationsmessungen der Partikelgrößen die Aerosolausbreitung im Raum untersucht. Mit einer aktiven Absauglüftungsanlage wurde zusätzlich untersucht, wie sich die Aerosole aus dem Unterrichtsraum entfernen lassen, bevor sie in Kontakt mit anderen Personen kommen. Resultate: Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass Trennwände den direkten Nachbar vor Bioaerosol Kontakt schützen, unabhängig ob Mund-Nasenmasken getragen werden. Die Kombination mit einem Absauglüftungssystem verstärkt diesen positiven Effekt. Zusätzlich zeigen die Messungen, dass Trennwände den direkten Nachbar besser schützen als Alltags-Mund-Nasenmasken. Schlussfolgerung: Trennwände sind die effektivste Schutzmaßnahme gegen infektiöse Bioaerosole in Unterrichtsräumen. In Kombination mit einem Absauglüftungssystem sollten sie als die bevorzugte Schutzmaßnahme während der aktuellen COVID 19 Pandemie angewandt werden.
GMS Hygiene and Infection Control; 16:Doc09