Het hebben van goede kamerventilatie om luchtverontreinigende stoffen binnenshuis te verdunnen en te verspreiden, wordt al lang erkend, en met de COVID-19-pandemie is het belang ervan des te groter geworden.
Maar nieuwe experimenten door binnenluchtonderzoekers van het Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) tonen aan dat bepaalde omstandigheden zullen resulteren in een slechte vermenging van kamerlucht, wat betekent dat verontreinigende stoffen in de lucht mogelijk niet effectief worden verspreid en verwijderd door ventilatie op gebouwniveau.
Met behulp van CO2 als tracer om kleine ademhalingsaerosolen te volgen die met luchtstromen in een kamer reizen, ontdekte het Berkeley Lab-team dat wanneer luchtopeningen (of diffusers) verwarmde lucht leveren, het thermisch gelaagde omstandigheden creëerde die de stroom van schone lucht naar beneden blokkeren naar de “ademhalingszone” in de middelste hoogte van de kamer.
Als gevolg hiervan kunnen sommige aanwezigen, zelfs wanneer mensen meer dan 1,80 meter van elkaar zitten, worden blootgesteld aan luchtwegaërosolen van anderen met een snelheid die 5 tot 6 keer hoger is dan wanneer dezelfde ruimte goed gemengd zou zijn.
Hun studie, “Gemeten invloed van overhead HVAC op blootstelling aan luchtverontreinigingen door gesimuleerd spreken in een vergadering en een klaslokaal”, werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Indoor Air.
“Als alles goed gemengd is, wordt iedereen blootgesteld aan dezelfde omstandigheden”, zegt Berkeley Lab-onderzoeker binnenlucht, Woody Delp.
“Als het niet goed gemengd is, kun je vanuit een COVID-perspectief potentiële hotspots hebben. Dus als er één geïnfecteerd persoon in de kamer is, in plaats van dat hun uitgestoten adem volledig wordt verspreid en vervolgens op de juiste manier wordt verdund en verwijderd door het HVAC-systeem, kan een andere persoon die naast hen zit of zelfs aan de andere kant van de kamer een hoge concentratie van die geïnfecteerde krijgen door een persoon uitgestoten virale aerosol.”
Delp merkt op dat deze situatie zich alleen zou voordoen als er verwarmde lucht wordt toegevoerd vanuit de luchtroosters.
Bij aanvoer van koude of neutrale lucht zagen de onderzoekers de thermische gelaagdheid niet optreden; in plaats daarvan bleek de kamer onder die omstandigheden goed gemengd te zijn.
Hoewel het basisrisico van overheadverwarming al jaren bekend is, was het niet eerder gekwantificeerd onder gecontroleerde maar realistische omstandigheden van een vergadering of klaslokaal.
De resultaten zijn belangrijk om te begrijpen hoe groot het risico kan zijn wanneer aanwezigen opzettelijk op afstand worden gehouden voor de veiligheid.
“Ventilatie is essentieel voor het behoud van een goede luchtkwaliteit”, zegt Brett Singer, hoofdauteur van de studie en hoofd van Berkeley Lab’s Indoor Environment Group.
“Maar als je boven je hoofd verwarmt zonder opzettelijk de lucht in de kamer te mengen, krijg je niet het volledige voordeel van ventilatie.” Gelukkig is er een simpele oplossing, zo blijkt uit het onderzoek: het gebruik van draagbare luchtreinigers die lucht van onder naar binnen trekken en via de bovenkant naar buiten duwen.
“Ze zorgen voor het mixen en filteren vervolgens ook de lucht, dus ze hebben een dubbel voordeel”, zei Singer.
Vertaling: Pieter Tau