محققان دانشگاه بورگوس اسپانیا دریافتند که تهویه متقاطع بهترین نوع تهویه طبیعی برای حفظ کیفیت سالم هوای داخل ساختمان‌ها است.
با این حال، آن‌ها دریافتند که در بیش از نیمی از ساختمان‌های عمومی موجود که بررسی کردند، اجرای عملی این روش ممکن نیست.
نگرانی‌های پس از همه‌گیری کرونا
از زمان همه‌گیری کووید-۱۹، هوای بازچرخانی‌شده در فضاهای عمومی به یک نگرانی واقعی تبدیل شده است. مردم به دسترسی امن به فضاهای عمومی نیاز دارند.
مدارس، دانشگاه‌ها، دفاتر کار و سالن‌های ورزشی برای یک جامعه پویا ضروری‌اند. اما سؤال این است: چطور می‌توانیم هوای این مکان‌ها را ایمن کنیم؟
مدل قابل تکرار برای ارزیابی کیفیت هوا
محققان یک مدل تکرارپذیر برای این هدف توسعه دادند. این مدل، توانایی ساختمان‌ها را برای حفظ کیفیت مطلوب هوای داخل بر اساس ظرفیت واقعی تهویه ارزیابی می‌کند.
غلظت دی‌اکسیدکربن (CO₂) یک شاخص کلیدی در این مدل است.
این مطالعه پیشنهاد می‌کند که تهویه باید یک جزئیات حیاتی در طراحی ساختمان‌های عمومی آینده باشد.
نقش CO₂ در تعیین کیفیت هوا
غلظت CO₂ با تنفس انسان به شکل قابل پیش‌بینی افزایش می‌یابد و به عنوان یک شاخص قابل اعتماد برای رقیق‌سازی آئروسل‌های بالقوه عفونی شناخته می‌شود.
- کیفیت خوب هوای داخل زمانی است که اختلاف بین سطح CO₂ در داخل و خارج کمتر از ۵۰۰ پی‌پی‌ام باشد.
- استانداردهای اروپایی این وضعیت را در رده IDA2 طبقه‌بندی می‌کنند.
- دسته‌های IDA1 تا IDA4 کیفیت هوای داخل را برای ساختمان‌های غیرمسکونی تعریف می‌کنند.
ساختمان‌های بررسی‌شده در این مطالعه در شهر موستولس اسپانیا قرار داشتند.
نرخ تعویض هوا (ACH) و استانداردهای ایمنی
برای حفظ CO₂ در یک رده IDA مشخص، نرخ جریان تهویه خاصی لازم است.
- برای کنترل عفونت، هدف‌گذاری سه بار تعویض کامل هوا در هر ساعت (ACH) پیشنهاد شده است.
- ACH یعنی تعداد دفعاتی که حجم کل هوای یک فضا در یک ساعت با هوای تازه جایگزین می‌شود.
- سطح CO₂ زیر ۸۰۰ پی‌پی‌ام ایمن در نظر گرفته می‌شود.
- بیش از پنج ACH می‌تواند موجب ناراحتی و حتی اثر معکوس بر کنترل بیماری شود.
کمبود تهویه طبیعی در بیشتر ساختمان‌ها
تهویه متقاطع یعنی ورود و خروج هوا از طریق بازشوهایی در دو سمت مخالف ساختمان. این تنها روش طبیعی است که می‌تواند به‌طور پیوسته به ACH توصیه‌شده برسد.
محققان تأکید کردند که کیفیت مطلوب هوای داخل برای سلامت کارکنان دفاتر و کاهش بیماری‌های منتقل‌شونده از طریق هوا ضروری است.
با این حال، حدود ۵۳ درصد از ۱۸۳ اتاق بررسی‌شده اصلاً امکان تهویه طبیعی نداشتند.
نمونه‌ای از محدودیت‌ها
در سالن جلسات شورای شهر، طراحان ظرفیت را برای ۷۷ نفر در نظر گرفته بودند.
اما مطالعه نشان داد که این سالن تنها می‌تواند ۲۰ نفر را با حفظ شرایط IDA2 جای دهد، حتی اگر همه پنجره‌ها کاملاً باز باشند.
به دلیل مشکلات مشابه، فقط ۱۱ درصد از اتاق‌ها با استانداردهای اشغال IDA2 مطابقت داشتند.
بین ۲۸ تا ۵۷ درصد اتاق‌ها به معیارهای ملایم‌تر ۵ یا ۳ ACH رسیدند، بسته به نوع فضا و تراکم جمعیت.
راهکارهای بهبود تهویه طبیعی
نتایج نشان می‌دهد که بسیاری از ساختمان‌های عمومی موجود، کیفیت هوای مطلوب را حفظ نمی‌کنند و تهویه طبیعی آن‌ها ناکافی است.
محققان توصیه کردند که پنجره‌ها با سیستم‌های تهویه مکانیکی ترکیب شوند تا شرایط IDA2 حفظ شود.
همچنین آن‌ها نشان دادند که چگونه می‌توان پایش ساده CO₂ را به یک ابزار عملیاتی روزانه تبدیل کرد.
- برای مثال، محدود یا نوبتی کردن ورود افراد به یک فضا وقتی که سطح CO₂ از حد مشخصی فراتر می‌رود.
- استفاده از حسگرهایی که باز شدن پنجره‌ها را به‌صورت خودکار فعال کنند، بدون نیاز به مداخله دستی.
این روش می‌تواند تعادل بین بهره‌وری انرژی و ایمنی را در فضاهای دارای تهویه مطبوع ایجاد کند.
طراحی ساختمان‌هایی که «نفس می‌کشند»
این مطالعه یک رویکرد یکپارچه برای طراحی ساختمان‌های سالم ارائه می‌دهد. در این رویکرد، شرایط تهویه، نوع فعالیت و تعداد افراد حاضر در نظر گرفته می‌شود.
اکثر فضاهای عمومی بررسی‌شده فاقد طراحی معماری لازم برای استفاده از تهویه طبیعی بودند. بنابراین، لازم است سیستم‌های مکانیکی یا هیبریدی به آن‌ها افزوده شود.
تهویه متقاطع: روشی کم‌هزینه و مؤثر
تهویه متقاطع کارآمدترین روش طبیعی برای رقیق کردن آلاینده‌های هوای داخل است و هزینه عملیاتی کمی دارد.
این روش را می‌توان با پایش سطح CO₂ ترکیب کرد تا به شکل پویا از سلامت افراد محافظت شود.
اثرات کیفیت پایین هوا فراتر از گسترش بیماری‌ها است و به جنبه‌های دیگر سلامت دستگاه تنفسی نیز مربوط می‌شود.
جمع‌بندی و مسیر آینده
این یافته‌ها نشان می‌دهد که مسیر پیش رو دو بخش دارد:
- ارتقای ساختمان‌های موجود برای افزودن سیستم‌های هیبریدی در صورت نیاز.
- طراحی تمام ساختمان‌های عمومی جدید به شکلی که از ابتدا قابلیت «تنفس» داشته باشند.
این مطالعه پیشنهاد می‌کند که ادغام تهویه متقاطع در طراحی ساختمان یک گام اساسی برای ایجاد فضاهای عمومی سالم‌تر است.
