)
Indoor Air Quality in scholen
Studenten helpen schone, gezonde en virusvrije lucht in te ademen
Na Covid19 kan het belang van een schone en gezonde luchtkwaliteit binnenshuis niet langer worden genegeerd, vooral nu de schoolgebouwen opengaan en kinderen van alle leeftijden zich klaarmaken om terug te keren naar het klaslokaal. De vraag is niet langer óf er geventileerd moet worden, maar hoe en wat de beste manier is om dat te doen.
Marko Petkovski, R&D Manager bij Systemair, gaat dieper in op de impact van verschillende ventilatieoplossingen in dergelijke kritieke ruimtes.
Een verschuiving in hoe de maatschappij tegen ventilatie aankijkt
In de paar maanden die het duurde voordat Sars-Cov-2 zich over de wereld verspreidde, werd de wetenschap achter effectieve mitigatie en bescherming tegen het virus twijfelachtig, door een gebrek aan eenduidige en duidelijke communicatie van wetenschappers en internationale gezondheidsinstanties.
Sociale media, een belangrijke bron van informatie voor een groot deel van de bevolking, verergerde het probleem van verkeerde informatie omdat zelfs betrouwbare instanties tegenstrijdige verklaringen aflegden, met veranderende standpunten en aanbevelingen.
Door de verbondenheid van de moderne wereld kon de ziekte zich sneller verspreiden dan enig ander virus in de geschiedenis. De resulterende wereldwijde lockdown had een aanzienlijke economische, sociale en psychologische impact omdat het virus het dagelijks leven van de samenleving op zijn kop zette.
Dit alles opende een sterke dialoog over ventilatie. Wat vóór Covid als hoogwaardige ventilatie werd beschouwd, wordt nu misschien niet meer als voldoende beschouwd nu er behoefte is aan het hoogste niveau van binnenluchtkwaliteit (IAQ). Eigenaren van gebouwen en facilitair managers zijn op zoek naar oplossingen om hun ventilatiesystemen te upgraden zonder dat daar grote investeringen voor nodig zijn.
Gezien het feit dat het virus zich door de lucht verspreidt, zijn veranderingen in de ventilatienormen noodzakelijk om het infectierisico te minimaliseren nu de wereld probeert de normale activiteiten te hervatten en met Covid te leren leven. Dit is vooral cruciaal voor scholen, aangezien hun deuren opengaan om kinderen te ontvangen.
De oplossingen werden gevonden in het verminderen of volledig elimineren van interne luchtlekkage. Als het hele systeem was ontworpen met luchtvermenging vanwege energiebesparing of om de luchtvochtigheid binnenshuis op peil te houden, kwamen er verschillende HEPA- of virusdodende filteropties op de markt. Deze filters verminderen de kans op virusoverdracht door het hele ventilatiesysteem. Er zijn nog andere opties om virussen uit de luchtstroom te verwijderen, maar deze bleken al snel kostbaar, vooral wat betreft de initiële investering.
)
Waarom een goede luchtkwaliteit in scholen van cruciaal belang is
Voor scholen is de eerste en meest cruciale stap het meten van de binnenluchtkwaliteit in een klaslokaal. Afhankelijk van de aanwezigheid van mensen, hun activiteitenniveau en de daaruit voortvloeiende uitstoot van biologische afvalstoffen in een bepaalde ruimte, wordt CO2 beschouwd als een betrouwbare indicator voor de luchtkwaliteit binnenshuis. Er zijn verschillende onderzoeken gedaan naar de correlatie tussen CO2-concentratie en cognitieve prestaties van leerlingen. Meer dan een paar hebben ontdekt dat de CO2-concentratie in een klaslokaal binnen een uur de concentratie en de besluitvaardigheid van leerlingen aanzienlijk kan beïnvloeden en ook duizeligheid en vermoeidheid kan veroorzaken.
Er zijn verschillende soorten deeltjes in de lucht waarop wij mensen verschillend reageren. Als het gaat om deeltjes die vieze geuren veroorzaken, is het eenvoudig om de concentratie te verspreiden door simpelweg de ramen of de deur open te zetten om frisse lucht binnen te laten. Dit is een snelle en eenvoudige oplossing voor stank, omdat onze eigen receptoren kunnen aangeven wanneer de stank aanwezig is. Andere deeltjes kunnen problematischer zijn. In de lucht zwevende virussen en bacteriën kunnen zich bijvoorbeeld gemakkelijk tussen mensen verspreiden zonder tastbare tekenen totdat er symptomen optreden, waardoor studenten een groter risico lopen. Dit komt omdat mensen bij afwezigheid van tastbare negatieve effecten minder snel geneigd zijn om ramen te openen.
Tijdens het koude seizoen kiezen veel mensen er ook voor om de ramen en deuren gesloten te houden, omdat ze liever muffe lucht inademen dan het risico lopen op koude tocht die ook verkoudheid kan veroorzaken.
Er werd een onderzoek uitgevoerd in 150 klaslokalen in Graubünden, Zwitserland. In het onderzoek werd gekeken naar de correlatie tussen slechte luchtkwaliteit en de invloed daarvan op het aantal Covid19-infecties. Hoewel het onderzoek nog loopt en niet op korte termijn veralgemeend kan worden, hebben de eerste resultaten aangetoond dat er aanzienlijk meer personen besmet raakten in slecht geventileerde klaslokalen.
)
Let op het verschil: De impact van geen ventilatie vergelijken, natuurlijke en mechanische ventilatie
Om het effect van verschillende ventilatieoplossingen in scholen aan te tonen, is een eenvoudige C02-berekeningsanalyse uitgevoerd voor een klaslokaal met 165 m3. Er zijn 8 lessen per dag, die elk 45 minuten duren met een pauze van 5 minuten ertussen. De klas heeft 30 leerlingen inclusief leerkracht. Informatie over CO2-niveaus in de adem van mensen is afkomstig van VDI-normen.
)
)
De berekening simuleert het effect van 'geen ventilatie' en laat zien wat er gebeurt met de CO2-niveaus als leerlingen de hele dag binnen in het klaslokaal blijven met gesloten ramen. Het CO2-niveau zal consistent stijgen met ongeveer 2700 ppm per schooluur. Al na een uur is de CO2-concentratie hoog genoeg om slaperigheid bij de leerlingen te veroorzaken. Na twee uur zal de concentratie en zelfwerkzaamheid van de leerlingen sterk afnemen.
)
De berekening simuleert 'natuurlijke ventilatie' en laat zien wat er gebeurt als de ramen openstaan tijdens elke pauze van 5 minuten. De tocht moet sterk genoeg zijn om binnen deze 5 minuten volledige luchtuitwisseling te bereiken. In dit geval zullen de ppm-waarden gemiddeld onder de 2000 ppm liggen, wat al kritisch is. Als je hier rekening mee houdt, moeten de ramen tijdens de schooluren nog een keer worden geopend, wat zou resulteren in gemiddelde ppm-niveaus rond de 1000.
)
Berekening simuleert de impact van 'mechanische ventilatie' met de CO2-sensor ingesteld op 1000 ppm. Sensoren passen de werking van de unit aan op basis van de werkelijke niveaus in de ruimte (930 m3/h in onze berekening). De unit kan werken tegen minimale operationele kosten en tegelijkertijd de studenten voorzien van voldoende verse lucht voor een optimale binnenluchtkwaliteit. Bij een zorgvuldig ontwerp zal de tocht niet voelbaar zijn, terwijl de omstandigheden in de ruimte op een optimaal niveau kunnen worden gehouden.
Met CO2 als indicator en benchmark is het duidelijk dat geen ventilatie niet langer een optie zou moeten zijn voor onderwijsinstellingen. Hoewel natuurlijke ventilatie het CO2-niveau relatief laag kan houden, kunnen de besmettelijke deeltjes nog steeds een heel uur binnen blijven voordat ze naar buiten worden geventileerd. Als er geen mogelijkheid is om mechanische ventilatie te installeren, is natuurlijke ventilatie nog steeds een optie als het schoolpersoneel de richtlijnen volgt.
Gecentraliseerde vs. gedecentraliseerde mechanische ventilatiesystemen
Van de meeste nieuw gebouwde scholen wordt al verwacht dat ze worden ontworpen en gebouwd met mechanische ventilatie die voldoet aan de voorschriften en richtlijnen. De geldende normen bepalen de optimale temperatuur, vochtigheid en IAQ-niveaus om ervoor te zorgen dat kinderen de beste leeromgeving hebben. Het wordt meegenomen in de planningsfasen, waarbij rekening wordt gehouden met architectuur en mechanische systemen, zodat de investering en operationele prijs kunnen worden geoptimaliseerd.
______________________________________________________________________________
Dit vereist inzicht in de gangbare mechanische ventilatieoplossingen op de markt. De meest relevante kunnen worden onderverdeeld in gecentraliseerde en gedecentraliseerde mechanische ventilatiesystemen. Een gecentraliseerd ventilatiesysteem verwijst naar één stand-alone luchtbehandelingskast die lucht levert aan verschillende klaslokalen. Bij decentrale ventilatiesystemen is er sprake van één ventilatie-eenheid per klaslokaal.
De meeste nieuwe scholen zullen kiezen voor gecentraliseerde ventilatie omdat dit lagere investeringskosten met zich meebrengt. De lucht wordt verdeeld via kanalen in de school en geregeld met een systeem van automatische dumpers of volumeregelaars. De kanalen worden meestal verborgen in het verlaagde plafond of met andere "architecturale trucs".
)
Beide opties zijn geldig en zorgen voor een constante luchtuitwisseling in het klaslokaal, waardoor het niet meer nodig is om de ramen te openen tussen pauzes of tijdens de les. Mocht een lezer meer willen weten over gecentraliseerde en gedecentraliseerde ventilatie, dan is er een informatief document gepubliceerd door een andere Systemair-professional.
Uiteindelijk is het belangrijk om te onthouden dat de beste IAQ wordt gegarandeerd door een oplossing te kiezen die aan alle kritische criteria voldoet.
)
Scholen in oudere gebouwen zijn echter problematischer. In dergelijke situaties is gecentraliseerde ventilatie geen ideale oplossing omdat klaslokalen meestal lagere plafonds hebben en de investering in de verbouwing van het gebouw en de installatie van kanaalsystemen te hoog zou zijn. Voor dergelijke retrofit- en renovatieprojecten is het in de meeste gevallen kosteneffectiever om gedecentraliseerde ventilatiesystemen te overwegen, waarbij elk klaslokaal zijn eigen ventilatie-eenheid heeft. De prijs van de investering in units is hoger, maar de installatie is eenvoudiger omdat er slechts twee openingen boven de buitenmuur nodig zijn en een elektrische (soms water) aansluiting om de unit te laten werken en de lucht te herverwarmen tot kamertemperatuur.