برای طراحی تهویه به معیارهای جدیدی نیاز داریم

Göran Stålbom خلاصه خوبی در مورد تاریخچه معیارهای تهویه در خبرنامه اکتبر ۲۰۲۰ Swesiaq، سازمان هوای داخلی سوئد منتشر کرد. نکته اصلی این بود که هیچ معیار علمی و پذیرفته شده ای برای نرخ تهویه وجود ندارد. عمل اندازه‌گیری تا حد زیادی بر اساس مقادیر مختلف دستورالعمل یا تجربیات عملی است، به این معنی که در پایان روز، عملکرد مناسب تهویه ممکن است به تجربه طراح بستگی داشته باشد.

شاید متداول‌ترین قانون ابعاد سیستم‌های تهویه در اروپا و آمریکای شمالی بر این اصل استوار است که تهویه دارای دو جزء اساسی است: حذف آلاینده‌ها از منابع انسانی و انتشار گازهای گلخانه‌ای از مصالح ساختمانی. احتمالاً پرکاربردترین استانداردها، EN 16798-1 و ASHRAE 62، از مجموع این دو جزء به عنوان مبنای طراحی تهویه استفاده می کنند. این معیارها به بوی هوای اتاق و درصد افرادی که از نظر آماری از کیفیت هوا ناراضی هستند بستگی دارد. این اصل در ابتدا توسط پروفسور دانمارکی اوله فانگر وضع شد. ایده او گنجاندن انتشار گازهای گلخانه ای از مصالح ساختمانی در معیارهای کیفیت هوا و تهویه بود که این اصل منجر به کاهش قابل توجه انتشار از مصالح ساختمانی و تجهیزات تهویه شده است. با این حال، با گذشت زمان، این معیارهای ابعاد ممکن است منسوخ شده باشند.

استانداردهای ذکر شده در بالا هرگز در همه کشورها پذیرفته نشدند، تا حدی به دلیل قیمت آنها برای مالکان و کاربران. حداقل مقدار تهویه تعریف شده توسط مقامات کشورهای شمال اروپا ۶-۷ L/s برای هر نفر است. با این حال، نرخ تهویه بالاتر تا ۱۰-۲۰ لیتر در ثانیه برای هر نفر را می توان با توجه به تأثیر تهویه بر سرنشینان، مانند بهره وری و علائم SBS (مثلاً پروژه EU HealthVent، همچنین گزارش نهایی را ببینید) توجیه کرد. دستورالعمل های کیفیت آب و هوای داخل ساختمان (به عنوان مثال طبقه بندی آب و هوای داخلی فنلاند) مقادیر معمولی بالاتری را برای تهویه توصیه می کند. به طور کلی ۱۰ لیتر در ثانیه برای هر نفر در سطح بین المللی به عنوان میزان تهویه قابل قبول در نظر گرفته می شود.

مواد در تماس با آب آشامیدنی

برای اولین بار، الزامات هماهنگ برای موادی که با آب آشامیدنی در تماس هستند اعمال می شود. برای اطمینان از اجرای هماهنگ، حداقل الزامات بهداشتی خاص برای مواد در قوانین اجرایی تعیین شده است. مواد و مواد و همچنین روش‌های آزمایش و انتخاب مواد خام و ترکیبات اولیه، ظرف سه سال در «فهرست مثبت اروپایی» قرار خواهند گرفت.

نظارت بر مواد مضر

علاوه بر فهرست ثابت پارامترها در پیوست I دستورالعمل و محدودیت های به روز شده، در برخی موارد سختگیرانه تر، به عنوان مثال. سرب، لژیونلا، کلرات و بیسفنول A، به‌اصطلاح «لیست دیده‌بانی» معرفی می‌شود تا به‌عنوان مثال، مختل‌کننده‌های غدد درون ریز، محصولات دارویی و میکروپلاستیک‌ها را شامل شود. این هدف برای رفع نگرانی های مصرف کننده در مورد اثرات مواد تازه شناسایی شده بر سلامت انسان به دلیل مصرف آب آشامیدنی است. این نوع ابزار فهرست نظارت نیز در بخش زیست محیطی دستورالعمل چارچوب آب (WFD) ایجاد شده است.

در طول این همه‌گیری کووید-۱۹، باید دوباره این سوال را مطرح کنیم: آیا تهویه ساختمان‌های ما برای ارتقای سلامت و محافظت از ما در برابر بیماری‌ها کافی است؟ شواهد روزافزون نشان می‌دهد که انتقال از طریق هوا یکی از دلایل اصلی انتشار ویروس است، و این مهم با افزایش گونه‌های ویروس جدید که بسیار عفونی‌تر هستند، بیشتر می‌شود. انتشار مشابهی از پاتوژن های موجود در هوا در گذشته برای سایر بیماری های مسری (مانند آنفولانزا، سرخک و سل) شناخته شده است.

افزایش تهویه در ساختمان های موجود به طور گسترده ای برای کاهش عفونت های ویروس کرونا پیشنهاد شده است. غلظت ذرات حامل ویروس با سرعت تهویه تقریباً معکوس کاهش می یابد، اما این باعث نمی شود که هوا کاملاً عاری از ویروس باشد. افزایش تهویه نیز چه در ساختمان های قدیمی و چه در ساختمان های جدید محدودیت هایی دارد. ساختمان های قدیمی از تجهیزات موجود با ظرفیت محدود استفاده می کنند. در ساختمان های جدید، افزایش تهویه با سرمایه گذاری و مصرف انرژی محدود می شود. بنابراین برای کنترل عفونت های ناشی از پاتوژن های موجود در هوا به راه حل های دیگری نیاز داریم.

استدلال برای تمیزی هوای داخل ساختمان برای تنفس بسیار از استدلال آب خانگی تمیز عقب مانده است. سیستم های تامین آب و فاضلاب پس از اختلاط آب فاضلاب با آب آشامیدنی چاه ها به عنوان عامل وبا در انگلستان به سرعت تکامل یافتند. فاضلاب با دقت از آب آشامیدنی جدا شد، در حالی که الزامات بهداشتی و بهداشتی برای آب خانگی به سرعت توسعه یافت. آیا باید از این مثال درس بگیریم و آن را در فناوری تهویه به کار ببریم؟ به قیاس، باید از اختلاط هوای بازدم با هوای استنشاقی جلوگیری کرد. برای تنفس باید هوای تمیز و عاری از بیماری زا تامین شود. دستیابی به این هدف مستلزم یک رویکرد جدید برای کارایی تهویه، تهویه موضعی/شخصی و نظارت بر کیفیت هوا است.

مدیریت محلی آب و هوای داخلی مدت‌هاست که در حال توسعه است، به‌ویژه در محیط اداری، که عمدتاً مربوط به بهره‌وری کار، راحتی و بهره‌وری انرژی است. با این حال، این فناوری گسترده نیست. فن آوری تهویه موضعی در محیط بیمارستان، به ویژه در سالن های عمل و اتاق های درمان پزشکی آشنا است. اما راه درازی در پیش است تا اطمینان حاصل کنیم که فناوری هوای پاک به طور گسترده در سایر انواع ساختمان ها و کاربردها به کار گرفته شده است.

به هر حال، تهویه باید به طور بهینه کنترل شود تا از سلامت ساکنان حمایت شود. در صورت افزایش انتشار احتمالی ویروس ها در یک فضا، تهویه باید افزایش یابد. یک شاخص نسبتا خوب افزایش خطر عفونت، غلظت CO2 در هوا است. مشخص است که فرد آلوده با افزایش تعداد تنفس، ذرات ویروسی بیشتری را پخش می کند، در حالی که تولید CO2 نیز در همان زمان افزایش می یابد. غلظت CO2 نماینده ذراتی است که از طریق بازدم به هوا منتقل می شوند، به خصوص با افزایش فعالیت بدنی، اما استفاده از صدا را در نظر نمی گیرد. انتشار ویروس ممکن است با افزایش حجم صدا صد برابر شود. در مورد شیوع بیماری های عفونی و تهویه، این که افراد بی تحرک باشند یا فعالیت بدنی داشته باشند، با صدای بلند صحبت کنند یا ساکت باشند، مثلا در سینما، یک عامل مهم است.

اگر از غلظت CO2 برای کنترل تهویه استفاده شود، باید ویژگی های اتاق را بیشتر در نظر بگیریم (تاخیر در اندازه گیری غلظت، مکان سنسور، توزیع هوا و غیره). همچنین لازم به ذکر است که ذرات ویروس را می توان با تمیز کردن هوا حذف کرد، در این صورت غلظت CO2 تغییر نمی کند در حالی که غلظت ویروس کاهش می یابد.

ارائه تهویه مناسب بر اساس غلظت و انتشار عوامل بیماری زا منجر به طراحی متفاوت تهویه نسبت به روش فعلی می شود. سرعت تنفس بیشتر باعث افزایش انتشار و قرار گرفتن در معرض ذرات ویروسی به طور همزمان می شود. بنابراین، افزایش تعداد تنفس بر تولید ذرات ویروسی و قرار گرفتن در معرض آن تأثیر می گذارد و خطر عفونت را چند برابر می کند. در کنترل قرار گرفتن در معرض، ممکن است حذف هوای بازدمی از فضا تا حد امکان مؤثرتر از افزایش تهویه باشد.

زمان تغییر طراحی تهویه از طراحی مبتنی بر کیفیت هوا به طراحی تهویه مبتنی بر سلامت فرا رسیده است. هوای بازدمی باید به طور موثر از داخل خارج شود و هوای تمیز و عاری از بیماری زا برای تنفس تامین شود. تهویه و توزیع هوا باید با توجه به ساکنین و فعالیت آنها کنترل شود، نه بر اساس فضای اتاق. به نظر می رسد یک مشکل خاص این است که برخی از راه حل هایی که در تئوری خوب به نظر می رسند ممکن است در عمل کارایی نداشته باشند.