Onlangs werd opnieuw een uitbraak van kruisbesmetting met het coronavirus gemeld in een afgesloten, gecontroleerde ruimte. De grootschalige hervatting van bedrijven, scholen, supermarkten en dergelijke openbare plaatsen in het hele land heeft ons nieuwe inzichten gegeven in hoe het coronavirus kan worden voorkomen in dichtbevolkte gebieden van openbare gebouwen.
Van de daadwerkelijke gevallen van kruisbesmetting in een gesloten gevangenis zijn er 207 besmet geraakt, en op het cruiseschip Diamond Princess raken meer dan 500 mensen besmet. Deze voorbeelden hebben ons bewezen dat kruisbesmetting in drukke ruimtes, met name in relatief kleine ruimtes, of het nu gaat om een gesloten personeelsruimte met eenvoudige omstandigheden of een luxe cruiseschip, kan leiden tot kruisbesmetting door slechte ventilatie of een probleem met de werking van de airconditioning.
Laten we een relatief typisch gebouw als voorbeeld nemen om het ventilatiesysteem te analyseren en te bekijken hoe effectief kruisbesmetting kan worden bestreden in dichtbevolkte gebieden.
Dit is de indeling van een typische gevangenis. Volgens de regelgeving van dergelijke gebouwen mag het aantal personen in een mannen- of vrouwenkamer niet meer dan 20 bedragen. Dit is een ontwerp met gemiddelde dichtheid, met 12 stapelbedden per kamer.
Figuur 1: gevangenisindeling
Om te voorkomen dat gevangenen ontsnappen, is de ventilatieruimte buiten normaal gesproken zo klein mogelijk ontworpen. De specificatie bepaalt strikt dat het raam niet groter mag zijn dan 25 cm. Over het algemeen is de ventilatieopening van elke kamer 10 tot 20 cm. Omdat de kamer is ontworpen met boven- en onderbedden, is de hoogte minimaal 3,6 m volgens de bouwnormen voor gevangenissen. De basisafmetingen van deze gevangenis zijn dus ongeveer 3,9 m breed, 7,2 m lang en 3,6 m hoog, met een totale inhoud van 100 m³.
Er zijn twee drijvende krachten voor natuurlijke ventilatie: de winddruk en de warmtedruk. Als we het zo berekenen: als zo'n gevangenis een externe opening heeft van 20 cm bij 20 cm en de opening op een hoogte van meer dan 3 m ligt, dan moet de algehele ventilatiesnelheid van de kamer tussen 0,8 en 1 uur per uur liggen. Dat betekent dat de lucht in de kamer bijna elk uur volledig ververst kan worden.
Figuur 2 Berekening van de luchtverversingstijden
Hoe kun je nu beoordelen of een ventilatiesysteem goed of slecht is?
Een belangrijke indicator is het volumeaandeel koolstofdioxide. Meer mensen, slechte ventilatie, het volumeaandeel koolstofdioxide binnenshuis zal stijgen. Koolstofdioxide zelf is geurloos, maar het is een indicator.
Meer dan 100 jaar geleden introduceerde Max Joseph Pettenkofer, een Duitser die als eerste het concept van ventilatie introduceerde, een standaardformule voor gezondheid: 1000×10-6. Deze index is tot op heden gezaghebbend. Als de koolstofdioxide-volumefractie binnenshuis onder de 1000×10-6 wordt gehouden, kan een gezonde luchtomgeving in principe worden gehandhaafd en is de kans kleiner dat mensen ziekten op elkaar overdragen.
Max Joseph Pettenkofer
Wat is dus het volumeaandeel koolstofdioxide in deze ruimte? We hebben een simulatieberekening uitgevoerd, waarbij we ervan uitgaan dat 12 personen in liggende toestand zijn. Voor deze kamerhoogte, kamergrootte en ventilatievolume is het stabiele volumeaandeel koolstofdioxide 2032 × 10-6, bijna het dubbele van de standaard van 1000 × 10-6.
Ik ben nog nooit in een afgesloten ruimte geweest, maar mensen zeggen vaak dat de lucht er vuil is.
Deze twee incidenten, en vooral het recente incident met 207 besmettingen, vormen een belangrijke waarschuwing dat er bij het hervatten van werkzaamheden in gebieden met een hoge personeelsdichtheid speciale voorzichtigheid geboden is.
Een drukke ruimte die zeer vatbaar is voor vergelijkbare effecten is het klaslokaal. In een klaslokaal zitten vaak zo'n 50 leerlingen. En ze blijven vaak 4 tot 5 uur. In de winter zullen mensen er niet voor kiezen om ramen open te zetten voor ventilatie, omdat het koud is. Er is een risico op kruisbesmetting. Als je de volumefractie koolstofdioxide in een klaslokaal vol mensen in de winter meet, blijkt dat veel van hen meer dan 1000 × 10-6 bedragen.
De meest effectieve manier om kruisbesmetting van het coronavirus tegen te gaan, en vrijwel de enige beschikbare manier, is ventilatie.
De meest effectieve manier om ventilatie te detecteren, is door het kooldioxidevolume te meten. We weten in principe dat als het kooldioxidevolume kleiner is dan 550 × 10-6, de omgeving zeer veilig is, zelfs als er individuele patiënten in de kamer zijn. Aan de andere kant kunnen we vaststellen dat als het kooldioxidevolume groter is dan 1000 × 10-6, de omgeving niet veilig is.
Beheerders van gebouwen moeten de luchtkwaliteit in gebouwen dagelijks controleren. Als u zich zorgen maakt, neem dan een instrument mee. Zo niet, gebruik dan uw neus. De neus van een persoon is de beste en meest gevoelige detector. Als de luchtkwaliteit ongunstig is, ren dan zo snel mogelijk.
Nu de maatschappij langzaam terugkeert naar een normale productie en werk, moeten we zo voorzichtig mogelijk zijn wanneer we ons in relatief besloten ruimten bevinden, zoals ondergrondse winkelcentra, ondergrondse gangen, maar ook klaslokalen, wachtkamers en andere drukke ruimten.
Auteur: Xu Peng
Plaatsingstijd: 21-04-2020
