Grundprinzip: Wie der Druck in einer Sauerstoffkammer erzeugt wird
Jeder kennt den Moment im Sinkflug, wenn die Ohren schmerzen. Dasselbe Gefühl stellt sich beim Tauchen ein, sobald man einige Meter unter die Wasseroberfläche kommt. Genau das bildet eine Druckkammer nach, denn technisch gesehen ist eine Sitzung nichts anderes als ein kontrollierter Tauchgang.
Warum sich das überhaupt bemerkbar macht, erklärt das Gesetz von Boyle und Mariotte, nach dem sich das Volumen eines Gases verkleinert, sobald der Druck steigt.¹ Im Mittelohr sitzt ein kleines, nach außen abgeschlossenes Luftpolster. Steigt der Druck ringsum, wird dieses Polster zusammengedrückt, das Trommelfell wölbt sich nach innen und genau das nimmt man als Druck auf den Ohren wahr. Ein Schlucken öffnet die Verbindung zum Rachen, Luft strömt nach und der Unterschied gleicht sich aus. Entscheidend ist deshalb nicht allein die Höhe des Drucks, sondern wie schnell er sich ändert.
In einer Sauerstoffkammer wird der Druck von einem Kompressor erzeugt, der aufbereitete Umgebungsluft in den abgedichteten Kammerkörper fördert. Je mehr Luft in dasselbe Volumen gepresst wird, desto höher steigt der Druck. Ventile steuern dabei den Zufluss und den Abfluss, sodass der gewünschte Wert erreicht und anschließend gehalten wird. Der Druck in einer Sauerstoffkammer ist damit keine exotische Technik, sondern eine gut verstandene Physik.
Druckkammer Technik: der Aufbau einer HBOT-Kammer
Die Technik der Druckkammer folgt in ihrem Kern immer demselben Prinzip, unabhängig von Bauform und Größe. Es braucht einen druckfesten Körper, eine dicht schließende Tür, einen Kompressor als Druckquelle, Ventile für Zu- und Abluft sowie eine Sensorik, die die Werte im Inneren überwacht. Ob die Kammer sitzend oder liegend genutzt wird, ob sie einen Platz oder mehrere bietet, ändert an dieser Sauerstoffkammer Funktionsweise und Technik wenig.
Eine Kammer muss allerdings zwei Dinge gleichzeitig leisten, die sich gegenseitig im Weg stehen. Sie muss den Druck erzeugen und konstant halten und gleichzeitig die Luft im Inneren austauschen, weil mit jedem Atemzug Kohlendioxid entsteht und je nach System auch Sauerstoff in die Kammerluft gelangt. Luft ablassen senkt allerdings den Druck, Luft nachschieben erhöht ihn. Die eigentliche Aufgabe besteht also darin, Druck und Luftqualität zur selben Zeit zu halten.
Aus diesem Zielkonflikt ergeben sich zwei grundsätzlich verschiedene Bauweisen. Bei der passiven Variante sitzt lediglich ein Überdruckventil in der Hülle, das öffnet, sobald der maximale Druck erreicht ist. Ein Luftaustausch findet damit frühestens ab diesem Zeitpunkt statt. Ob er überhaupt ausreicht, hängt zusätzlich davon ab, wie groß das Ventil ausgelegt wurde. Bei der aktiven Variante übernimmt ein pneumatisches System diese Aufgabe. Ventile öffnen und schließen fortlaufend, sodass bereits während des Druckaufbaus Luft ausgetauscht wird, während Zuluft und Abluft aufeinander abgestimmt bleiben. Technisch ist das deutlich aufwendiger, weil beide Ströme in Echtzeit zusammenspielen müssen.
Für den Anwender macht dieser Unterschied im Betrieb den größten Teil der Luftqualität aus. Wie stark der Sauerstoffanteil in der Kammerluft während einer Sitzung ansteigt und wie viel Kohlendioxid sich ansammelt, hängt unmittelbar davon ab, wie viel Frischluft tatsächlich durch die Kammer strömt. Damit ist die Art der Belüftung einer der entscheidenden Sicherheitsfaktoren überhaupt.
HBOT Kammer Druckaufbau und Druckstufen im Detail
Der Druckaufbau einer HBOT Kammer gliedert sich in drei Phasen. Zuerst die Kompression, in der der Druck über etwa fünf bis fünfzehn Minuten langsam auf den Zielwert steigt, je nach Programm und Wunsch des Anwenders. Danach die Haltephase, in der der Druck konstant bleibt und die eigentliche Sitzung stattfindet, je nach Programm rund vierzig bis neunzig Minuten. Zum Schluss die Dekompression, in der der Druck in ähnlichem Tempo wie beim Aufbau wieder abgesenkt wird.
Die Rate des Druckanstiegs ist dabei kein Komfortdetail. Steigt der Druck schneller, als der Körper über Schlucken, Gähnen oder ein sanftes Pressen gegen die geschlossene Nase ausgleichen kann, entsteht ein Druckgefälle am Trommelfell, das von unangenehm bis schmerzhaft reicht und im Extremfall zu einem Barotrauma führt.² Deshalb lässt sich die Geschwindigkeit in guten Kammern frei wählen. Wer zum ersten Mal in einer Kammer sitzt, taucht langsam ab, während erfahrene Anwender ihren Zieldruck zügiger erreichen.
Bei den Druckstufen der HBOT unterscheidet man zwei Bereiche. Die milde Anwendung im Wellness- und Regenerationsbereich arbeitet bei bis zu 1,49 ATA, was einem Überdruck von 0,49 bar entspricht. Die klinische HBOT nutzt höhere Drücke von etwa zwei bis drei ATA. Der Grund für diese Trennung liegt vor allem in der Physiologie, denn mit steigendem Druck und höherer Sauerstoffdosis nimmt auch das Nebenwirkungsprofil zu, weshalb in diesem Bereich Atempausen mit normaler Luft und eine ärztliche Begleitung üblich sind. Hinzu kommt der regulatorische Rahmen, denn ab einem Überdruck von 0,5 bar greift die europäische Druckgeräterichtlinie mit deutlich strengeren Anforderungen.³ Mehr zur Einordnung der Kammertypen lesen Sie im Vergleichsbeitrag.
Druckregulierung der Sauerstoffkammer: Sicherheit und Kontrolle
Sicherheit entscheidet sich in einer Kammer an Werten, die sich weder sehen noch riechen lassen. Steigt der Sauerstoffanteil in der Kammerluft zu weit an, erhöht sich die Brandlast. Ein zu hoher CO2-Wert wiederum macht die Sitzung unangenehm und belastet den Körper. Beides fällt im Zweifel erst spät auf, weshalb Messung und Belüftung zusammen die eigentliche Schutzfunktion bilden.
Dafür sorgt die Druckregulierung der Sauerstoffkammer über einen geschlossenen Regelkreis. Sensoren erfassen laufend den Druck sowie, je nach Ausstattung, den Sauerstoff- und den CO2-Gehalt und melden die Werte an die Steuerung. Weicht ein Wert vom Sollzustand ab, regelt das System über die Ventile nach, im besten Fall ohne dass jemand eingreifen muss. Aus Messen, Vergleichen und Nachsteuern entsteht so ein stabiler Zustand über die gesamte Sitzung.
Ein Punkt, auf den beim Vergleich von Kammern besonders zu achten ist, ist die Redundanz, also die Frage, ob mehrere Schutzebenen unabhängig voneinander greifen. Viele Kammern am Markt kommen mit einem einzigen Überdruckventil aus, ohne eine zweite Ebene dahinter. Gut ausgestattete Anlagen begrenzen den Druck auch dann mechanisch, wenn die Elektronik ausfällt, verfügen über eine Notablass-Funktion für den schnellen und kontrollierten Druckabbau und melden auffällige Werte optisch wie akustisch. Ergänzt wird die Technik durch die Organisation, denn eine eingewiesene Bedienperson bleibt während der Sitzung in Sicht- und Hörweite der Kammer.
Wartung und Qualitätssicherung: Kompressor und Sicherheitseinrichtungen prüfen
Der Kompressor der Druckkammer, die Ventile, die Dichtungen und die Sensorik gehören zu den Bauteilen, über die sich entscheidet, ob eine Anlage nach Jahren noch so arbeitet wie am ersten Tag. Sie sollten deshalb in festen Intervallen geprüft, kalibriert und bei Bedarf getauscht werden. Ebenso auf den Prüfstand gehören die Sicherheitseinrichtungen, denn ein Überdruckventil und ein Notablass dürfen im Ernstfall nicht zum ersten Mal gefordert sein.
Diese Prüfungen sind zugleich Teil der Betreiberpflichten und werden dokumentiert.⁴ Ein fester Wartungsrhythmus hält die Technik nicht nur sicher, sondern auch effizient, weil ein sauber eingestelltes System weniger Energie verbraucht und länger hält. Wie sich das auf die laufenden Kosten auswirkt, zeigt der Beitrag zu den Betriebskosten
Fazit: Präzise Drucksteuerung als Basis für sichere Anwendungen
Druck in einer Kammer zu erzeugen ist technisch einfach, dafür genügen ein Kompressor und ein Ventil. Anspruchsvoll wird es erst, wenn der Druck über eine ganze Sitzung stabil bleiben und die Luft im Inneren trotzdem laufend ausgetauscht werden soll. An diesem Punkt trennt sich eine sorgfältig konstruierte Anlage von einer einfachen Konstruktion. Genau deshalb sind Steuerung, Sensorik und Wartung bei einer Kammer keine Nebensache.
EverWell begleitet Betreiber an dieser Stelle, von der Auswahl der passenden Technik über die fachgerechte Installation bis zur regelmäßigen Wartung mit festem Ansprechpartner in Deutschland. So wird aus anspruchsvoller Technik eine Anlage, auf die im Alltag Verlass ist. Für ein unverbindliches Gespräch erreichen Sie uns unter info@ever-well.de.
Dieser Beitrag dient der allgemeinen Information und beschreibt die Technik in vereinfachter Form. Für den konkreten Aufbau und Betrieb gelten die Angaben des jeweiligen Herstellers sowie die einschlägigen Sicherheitsvorschriften.
Quellen: 1. Gesetz von Boyle und Mariotte, physikalische Grundlage der Druck-Volumen-Beziehung von Gasen. 2. Übersichtsarbeiten zum Barotrauma des Mittelohrs bei Druckexposition, u. a. Undersea and Hyperbaric Medical Society (UHMS). 3. Richtlinie 2014/68/EU über Druckgeräte, Artikel 1, zur Schwelle von 0,5 bar Überdruck. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2014/68/oj?locale=de 4. Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV), Prüf- und Dokumentationspflichten beim Betrieb von Arbeitsmitteln. https://www.gesetze-im-internet.de/betrsichv_2015/ 5. EN 14931, Druckkammern für den Personeneinsatz, Anforderungen an Bau und Betrieb.