Hoogtepunten
- Aërosoldeeltjes-concentratiemetingen in een sportschool met 35 sporters.
- Beoordeling van afzetting, ventilatie en luchtreiniging (AC) voor aerosolreductie.
- Gym ventilatie met ACH = 2,2 h −1 heeft een vergelijkbaar effect als luchtreiniging met ACH = 1,39 h −1
- Toepassing van vereenvoudigde wiskundige modellen om andere scenario’s te voorspellen.
- De combinatie van ventilatie en AC geeft reductiefactoren van 2,3 tot 3,7, afhankelijk van de aerosolgrootte
- Eerst meten, dan actie ondernemen
- foto header: Tonic Lifestyle Clubs
SARS-CoV-2 kan zich verspreiden door nauw contact door grote druppelspray en indirect contact via besmette objecten. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat het ook kan worden overgedragen door inademing van geïnfecteerde speeksel-aerosoldeeltjes. Deze deeltjes ontstaan bij het ademen, praten, lachen, hoesten of niezen.
Aangenomen kan worden dat de concentraties van aerosoldeeltjes laag moeten worden gehouden om het potentiële risico van virusoverdracht via de lucht te minimaliseren. Dit artikel presenteert metingen van aerosoldeeltjesconcentraties in een sportschool, waar de productie van speekselaerosol uitgesproken is. 35 proefpersonen voerden lichamelijke inspanning en aerosoldeeltjesconcentraties uit, CO 2concentraties, luchttemperatuur en relatieve vochtigheid werden verkregen in de kamer van 886 m³.
Een aparte test werd gebruikt om onderscheid te maken tussen menselijke endogene en exogene aërosoldeeltjes. De verwijdering van aerosoldeeltjes door mechanische ventilatie en mobiele luchtzuiveringsunits werd gemeten. De gymtest toonde aan dat ventilatie met luchtverversingssnelheid ACH = 2,2 h −1 , ofwel 4,5 keer het minimum van de Nederlandse Bouwwet, onvoldoende was om de significante stijging van de aerosolconcentratie over 30 minuten te stoppen. Alleen luchtreiniging met ACH = 1,39 h −1had een soortgelijk effect als ventilatie alleen. Er werden vereenvoudigde wiskundige modellen gebruikt om meer inzicht te krijgen in ventilatie, luchtreiniging en depositie. Aangetoond werd dat de combinatie van bovengenoemde ventilatie en luchtreiniging de aerosoldeeltjes-concentraties met 80 tot 90% kan verlagen, afhankelijk van de aerosolgrootte. Deze combinatie van bestaande ventilatie aangevuld met luchtreiniging is energiezuinig en kan ook voor andere binnenomgevingen worden toegepast.
1 . Invoering
In de tweede week van 2021 meldde het Europees Centrum voor ziektepreventie en -bestrijding 94.582.873 gevallen van SARS-CoV-2, waaronder 2.036.713 sterfgevallen wereldwijd. Er is gesuggereerd dat dit virus kan worden overgedragen door respiratoire druppeltjes en via contactroutes. Directe overdracht kan optreden wanneer infectieuze druppeltjes die worden geproduceerd door activiteiten zoals praten, lachen, hoesten of niezen, de slijmvliezen (mond en neus) of het bindvlies (ogen) van een andere persoon bereiken. Indirecte of contactroute-overdracht kan plaatsvinden via leuningen, toetsenbordknoppen en andere objecten, waar het virus wordt afgezet na contact met een geïnfecteerde persoon. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat het virus ook kan worden overgedragen door inademing van speeksel-aërosoldeeltjes, omdat het virus is aangetroffen in kleine aërosoldeeltjes die uren in de lucht kunnen blijven, en het is aangetoond dat het in dergelijke aërosolen levensvatbaar blijft. Daarom moeten voorzorgsmaatregelen worden genomen, niet alleen voor de directe transmissieroute en de contactroute, maar ook voor de luchtroute.
Ademhalingsdruppels worden gegenereerd uit de vloeistofbekleding van de luchtwegen tijdens uitademingsactiviteiten zoals ademen, praten, lachen, hoesten en niezen. Een enkele niesbui kan 10.000 druppels of meer produceren. Een hoest kan 100 tot 1000 druppels of meer produceren. Praten kan ongeveer 50 druppels per seconde produceren. Op uur- of dagbasis wordt echter aangenomen dat normale mondademhaling meer aerosoldeeltjes genereert dan hoesten of niezen, omdat dit laatste onderbroken gebeurtenissen zijn.
Vervallen druppelgroottes kunnen variëren van ongeveer 0,1 μm tot 1 mm. Grote druppeltjes zullen over het algemeen vrij snel bezinken als gevolg van de zwaartekracht en kunnen daarom alleen bijdragen aan virusoverdracht tussen individuen die zich dicht bij elkaar bevinden. Dit is de reden waarom in landen over de hele wereld ‘sociale afstand nemen’ is geïntroduceerd, hoewel er geen strikte consensus bestaat over de aan te houden afstand en de momenteel gebruikte afstand van 1,5 m, 1,8 m of 2 m eigenlijk een compromis is tussen het vermijden van grote druppelspray. en praktische haalbaarheid om deze afstand in het dagelijks leven te bewaren. Kleine druppeltjes en hun residuen of druppelkernen na verdamping kunnen echter veel langer in de lucht blijven hangen en zouden SARS-CoV-2 over grotere afstanden kunnen overbrengen.
Er is geen duidelijke consensus in de wetenschappelijke literatuur over de diameter die grote druppels scheidt van kleine druppeltjes of aerosoldeeltjes. Grote druppels werden aanvankelijk door Wells gedefinieerd als druppels met een diameter groter dan 100 μm . In overeenstemming met deze definitie definieert Hinds aerosolen als een suspensie van vaste of vloeibare deeltjes in een gas met een deeltjesgrootte van 0,001 tot meer dan 100 μm. Anderen hebben echter druppeltjes groter dan 5 μm of 10 μm als grote druppeltjes bestempeld . Nicas et al. suggereerde dat een deeltje met een diameter van enkele tientallen μm of groter een druppel was. Xie et al. de Wells-verdamping-dalcurve opnieuw bekeken en de kritische druppelgrootte gedefinieerd als de diameter van een druppel die volledig is verdampt op het moment dat hij de grond raakt en van 2 m hoogte valt. Ze ontdekten dat een zoutwaterdruppel een kritische diameter kan hebben van ongeveer 30 μm tot bijna 100 μm, afhankelijk van de uitwerpsnelheid van de druppel en de omgevingstemperatuur en relatieve vochtigheid (RH). Aangenomen wordt dat de overweging van verschillende RV leidde tot de verschillende kritische diameters uit verschillende studies.
Kleine druppeltjes verdampen snel tot de grootte van druppelkernen, die heel langzaam bezinken en lange tijd in de lucht kunnen blijven hangen. Nicas et al. schatte dat verlopen aerosoldeeltjes snel verdampen tot een diameter die iets minder is dan de helft van de oorspronkelijke diameter als wordt aangenomen dat de concentratie van niet-vluchtige componenten 88 g / l is. Voor een deeltje van 20 μm bij RH = 30 en 70%, zou het respectievelijk slechts 0,17 s en 0,4 s duren om te verdampen tot een evenwichtsdiameter van 10 μm. Morawska et al. verklaarde dat een druppel van 5 μm zuiver water in 0,8 s verdampt bij 97% RV en een druppel van 3 μm in minder dan 0,33 s. Holmgren et al. ontdekte dat de diameter van de druppeltjes met een factor 0,42 was afgenomen in 75% relatieve luchtvochtigheid en dat verdamping een zeer snel proces is, in lijn met Nicas et al.
Na uitademing wordt de beweging van de aerosoldeeltjes in de omhulling aanvankelijk beïnvloed door de uitademingsstraal, die een vochtige en turbulente drijvende gaswolk is. Blijkbaar is deze straal veel minder uitgesproken bij het ademen dan bij hoesten en niezen. Na de invloed van de uitademingsstraal nemen de luchtstroompatronen binnenshuis het over. Luchtstroompatronen binnenshuis kunnen erg complex zijn. Een persoon is ook een bron van warmte en damp en rond elke persoon is een – voornamelijk thermische – convectiepluim aanwezig die een duidelijke opwaartse luchtstroom nabij zijn lichaam produceert. De beweging van de aerosoldeeltjes wordt daarom bepaald door de interactie tussen de uitademingsstraal, de menselijke thermische pluim en andere bronnen die het luchtstroompatroon binnenshuis beïnvloeden, zoals het ventilatiesysteem, thermische pluimen van apparaten en andere warmtebronnen, en de beweging van mensen in de behuizing.
De druppelkernen zijn submicrometer tot ongeveer 10 μm groot en kunnen uren in de lucht blijven hangen terwijl ze elk meerdere virionen dragen, en van Doremalen et al. toonde een levensvatbaarheidhalfwaardetijd van ongeveer 1 uur aan van het SARS-CoV-2-virus. Daarom moeten voorzorgsmaatregelen tegen COVID-19-overdracht ook betrekking hebben op de mogelijke aërosol- of luchttransmissieroute. Aangenomen kan worden dat de concentraties van aerosoldeeltjes in binnenomgevingen laag moeten worden gehouden om het potentiële risico van virusoverdracht te minimaliseren. Aërosoldeeltjesconcentratie in de luchtwegen in binnenmilieus kan uitgesproken worden, zeker als er onvoldoende ventilatie is.
De rol van ventilatie van gebouwen bij de overdracht van infectieuze agentia via de lucht werd beoordeeld door Li et al. Ze concludeerden dat er een verband bestaat tussen ventilatie, luchtbeweging in gebouwen en de verspreiding van infectieziekten zoals griep en SARS. Ze wezen echter ook op het gebrek aan gegevens om de minimale ventilatie-eisen in gebouwen zoals ziekenhuizen, scholen en kantoren te specificeren om de verspreiding van infectieziekten via de lucht te voorkomen. Ai en Melikov besprak de verspreiding in de lucht van expiratoire druppelkernen tussen de inzittenden van binnenomgevingen. Ze benadrukten het belang van luchtstromingspatronen binnenshuis en wezen op de noodzaak van toekomstig onderzoek op drie specifieke gebieden: het belang van de richting van luchtstromingspatronen binnenshuis, de dynamiek van luchttransmissie en de toepassing van computationele vloeistofdynamica (CFD) -simulaties om meer gedetailleerde informatie te verkrijgen.
In de tweede helft van 2020, tijdens de COVID-19-pandemie, heeft een steeds groter aantal internationale organisaties en nationale overheidsinstanties benadrukt dat er moet worden gezorgd voor “voldoende ventilatie”. Voor zover wij weten, zijn er echter drie hoofdvragen waarop tot op heden geen duidelijk kwantitatief antwoord is gegeven. Ten eerste is niet duidelijk hoeveel ventilatie nodig is om aerosolconcentraties beperkt te houden. Dit hangt uiteraard af van het aantal personen per oppervlakte-eenheid, van de fysieke en respiratoire activiteit van deze personen, van hun fysiologische kenmerken in termen van aerosoldeeltjesemissie en van de ventilatie-efficiëntie. Vooral met betrekking tot de emissie van menselijke aerosoldeeltjes tijdens verschillende soorten activiteiten is de beschikbare informatie in de wetenschappelijke literatuur vrij schaars. Ten tweede is het qua blootstelling nog niet bekend welke limiet van aerosolconcentraties als veilig kan worden beschouwd. Met andere woorden, het is nog niet bekend welk niveau van potentieel geïnfecteerde aerosoldeeltjesconcentraties voor welke duur een risico kan zijn voor welke mensen met welk type immuunsysteem. Ten derde is het bij onvoldoende ventilatie niet duidelijk in hoeverre luchtreiniging kan worden ingezet om de aerosoldeeltjesconcentraties onder een bepaalde drempelwaarde te brengen. De huidige studie probeert informatie te verschaffen die kan helpen bij het beantwoorden van de eerste en derde vraag. Het onderzoek richt zich niet expliciet op infectierisico’s maar op ventilatie en luchtreiniging als maatregelen om de vorming van aërosolconcentraties in het binnenmilieu van een sportschool te beperken. het is niet duidelijk in hoeverre luchtreiniging kan worden ingezet om de aerosoldeeltjesconcentraties onder een bepaalde drempelwaarde te brengen. De huidige studie probeert informatie te verschaffen die kan helpen bij het beantwoorden van de eerste en derde vraag. Het onderzoek richt zich niet expliciet op infectierisico’s, maar op ventilatie en luchtreiniging als maatregelen om de vorming van aërosolconcentraties in het binnenmilieu van een sportschool te beperken. het is niet duidelijk in hoeverre luchtreiniging kan worden ingezet om de aerosoldeeltjesconcentraties onder een bepaalde drempelwaarde te brengen. De huidige studie probeert informatie te verschaffen die kan helpen bij het beantwoorden van de eerste en derde vraag. Het onderzoek richt zich niet expliciet op infectierisico’s, maar op ventilatie en luchtreiniging als maatregelen om de vorming van aërosolconcentraties in het binnenmilieu van een sportschool te beperken.
Het document is als volgt opgebouwd. In paragraaf 2 wordt wat meer informatie gegeven over de state-of-the-art in de productie van aerosoldeeltjes tijdens lichamelijke inspanning en over de state-of-the-art in ventilatie en luchtreiniging. Hoofdstuk 3 bevat een korte studie om onderscheid te maken tussen menselijke endogene en exogene aërosoldeeltjes. Hoofdstuk 4 presenteert de meetopstelling en bijbehorende meetresultaten in de onderzochte sportschool. In secties 5 Vereenvoudigd wiskundig model voor CO , 6 Vereenvoudigd wiskundig model voor aerosoldeeltjesconcentraties wordt vereenvoudigde wiskundige modellering toegepast om inzicht te geven in de effectieve ventilatie-, luchtreinigings- en afzettingsfluxen, en om de bevindingen te extrapoleren naar scenario’s met langere oefensessies en meer luchtreinigingseenheden.
2 . Aërosolproductie, ventilatie en luchtreiniging in sportscholen
2.1 . Sportscholen en productie van aerosoldeeltjes tijdens lichamelijke inspanning
Een sportschool is een omgeving met apparatuur en diensten voor lichaamsbeweging. Om verschillende redenen is als casus gekozen voor een sportschool. Ten eerste wordt verwacht dat de productie van respiratoire aërosoldeeltjes en de inademing van aërosoldeeltjes in sportscholen meer uitgesproken zal zijn dan in veel andere binnenomgevingen. Hoewel er maar een paar onderzoeken zijn die een indirecte indicatie geven van hoe lichaamsbeweging de uitstoot van ademhalingsdruppels beïnvloedt, zijn deze onderzoeken consistent in het aangeven van een algemene substantiële toename van de uitademing van de aerosol als gevolg van intensievere ademhaling in vergelijking met getijdenademhaling. Johnson en Morawska [ 13] ontdekte dat diepe uitademing resulteerde in een 4- tot 6-voudige toename van de concentratie van aerosoldeeltjes. Snelle inademing veroorzaakte een verdere 2- tot 3-voudige toename van de concentratie, terwijl snelle uitademing weinig effect had op de gemeten concentratie. Almstrand et al. [ 14] bestudeerden het effect van het openen van de luchtwegen op de productie van aerosoldeeltjes. Proefpersonen voerden verschillende ademhalingsmanoeuvres uit waarbij het aanvankelijke longvolume voorafgaand aan een inademing tot de totale longcapaciteit werd gevarieerd tussen functionele restcapaciteit (FRC; het luchtvolume in de longen aan het einde van passieve uitademing) en restvolume (RV; het volume lucht in de longen na volledige uitademing). Het aantal uitgeademde aerosoldeeltjes vertoonde een 2 tot 18-voudige toename na uitademingen naar RV vergeleken met uitademingen zonder luchtwegafsluiting. Wat betreft inademing tijdens lichamelijke inspanning, worden ten minste drie verzwarende factoren onderscheiden: (i) de hoeveelheid ingeademde verontreinigende stoffen neemt evenredig toe met de minuutventilatie; (ii) de meeste lucht wordt via de mond ingeademd en omzeilt daarom de normale nasale mechanismen voor filtratie van grote deeltjes; en (iii) de verhoogde luchtstroomsnelheid voert verontreinigende stoffen dieper in de luchtwegen [50 ]. Een tweede reden om een sportschool als casestudy te kiezen, is dat sportscholen zijn geïdentificeerd als de belangrijkste locaties voor mogelijke overdracht van infecties en zelfs potentiële ‘superspreading’-gebeurtenissen [ [51] , [52] , [53] ]. Er zijn bijvoorbeeld COVID-19-uitbraken gemeld in 12 fitnessdanslessen in Zuid-Korea [ 53 ] en in een fitnesscentrum in België [ 54 ] waar aerosoloverdracht een factor had kunnen zijn. Samen met recente studies die suggereren dat asymptomatische dragers SARS-CoV-2 kunnen overdragen [ 55 , 56], hebben deze onderzoeken geleid tot bezorgdheid over de verspreiding van SARS-CoV-2 in fitnesscentra. Een derde reden is volksgezondheid en economie. Sport speelt een belangrijke rol in de samenleving met het oog op de gezondheid en het welzijn van de bevolking en het verminderen van de druk op de zorg. Zeker tijdens de COVID-19-pandemie was en is sport ongetwijfeld belangrijk [ [57] , [58] , [59]]. Vanwege de pandemie hebben de autoriteiten in veel landen echter de sluiting van fitnesscentra en sportscholen gelast en de afgelopen maanden zijn ze slechts geleidelijk en gedeeltelijk heropend, en uiteindelijk in veel landen weer gesloten tegen het einde van 2020. Een lange sluiting of een langdurige verminderde bezettingsdichtheid kan de gezondheid en het welzijn van de bevolking negatief beïnvloeden. Het kan ook nadelige economische gevolgen hebben, met faillissementen en de daarmee samenhangende negatieve gevolgen voor de hele toeleveringsketen. In Nederland is fitness bijvoorbeeld de meest beoefende sport [ 60 ] met in totaal 3.900 fitnesscentra die zijn geregistreerd bij de belangrijkste landelijke brancheorganisatie en met een bijbehorende totale omzet van 1,9 miljard euro in 2019 [ 61 ].
Voor zover wij weten, is er in de wetenschappelijke literatuur geen studie die zich specifiek richt op de productie van respiratoire aerosol in fitnesscentra of sportscholen. Er is zelfs relatief weinig gepubliceerd onderzoek over luchtkwaliteit in fitnesscentra in het algemeen, in tegenstelling tot woongebouwen en andere soorten openbare ruimtes zoals scholen en kantoren [ [62] , [63] , [64]]. De weinige onderzoeken die in de wetenschappelijke literatuur beschikbaar zijn, hebben fijnstofconcentraties (PM) in fitnesscentra gemeten als onderdeel van onderzoeken naar de luchtkwaliteit binnenshuis, zonder aandacht voor speeksel-aerosoldeeltjes. PM-concentraties in fitnesscentra kunnen inderdaad niet alleen afkomstig zijn van ademhalingsactiviteit (endogene deeltjes) maar ook van injectie door het ventilatiesysteem, resuspensie uit kamer- en apparatuuroppervlakken na eerdere afzetting, resuspenderen uit kleding, huid en haar, wrijving tussen fitnessapparaatonderdelen , wrijving tussen kleding, enz. De laatste worden exogene deeltjes genoemd. Salonen et al. [ 64] gaf een overzicht van onderzoeken naar verontreinigingen in binnensportfaciliteiten, waaronder fitnesscentra. De PM-concentraties in fitnesscentra bleken sterk te worden beïnvloed door de bezettingsgraad, het type of de intensiteit van de binnenactiviteit en het ventilatietype. Ramos et al. [ 65 ] gemeten hogere PM-concentraties voor aerobe dan voor holistische klassen. Aerobic omvatte alle klassen waarin kracht, kracht, krachtige en snelle bewegingen betrokken waren, maar met uitzondering van fietsen. Holistic omvatte alle lessen die betrekking hadden op meditatie, stabiliteit en flexibiliteitsbewegingen. De hogere concentraties tijdens aerobe lessen werden toegeschreven aan de activiteitspatronen die resuspensie van deeltjes bevorderden [ [66] , [67] , [68] ]. P.M10 concentraties gemeten in hetzelfde klaslokaal en op dezelfde dag waren ook hoger tijdens de aerobe klas (gemiddeld 45 μg / m³) dan in de holistische klas (gemiddeld 33 μg / m³), wat opnieuw werd toegeschreven aan de grotere resuspensie veroorzaakt door de aërobe activiteiten. De relatie tussen PM-concentratie en resuspensie werd ook aangegeven door Ramos et al. [ 69 ] die hogere PM-concentraties vonden die samenvielen met de periode van fitnesslessen. De concentraties waren veel lager in fitnesscentra met mechanische ventilatie inclusief filtratie van buitenlucht dan in centra met natuurlijke ventilatie met open ramen [ 70]. De maximale PM-concentraties waren doorgaans hoger in ruimtes voor groepslessen dan in grote trainingsruimtes, zoals die met cardiovasculaire apparatuur en losse gewichten. De maxima traden op tijdens cardio-groepslessen met hoge intensiteit, met de hoogste PM 10- concentratie die werd waargenomen voor een fietsles.
2.2 . Ventilatie in sportscholen
Ventilatie kan worden gedefinieerd als ‘het proces waarbij buitenlucht en / of correct behandelde gerecyclede lucht in een gebouw of kamer wordt geïntroduceerd en verspreid’ [ 71 ] of ‘het proces waarbij opzettelijk’ schone ‘lucht (normaal gesproken buitenlucht) wordt geleverd aan een ruimte en muffe lucht worden verwijderd ”[ 72 ]. Over dit onderwerp zijn de afgelopen decennia gezaghebbende boeken en uitgebreide recensies gewijd (bijv. Refs. [ 71 , [73] , [74] , [75]]). Er wordt onderscheid gemaakt tussen twee hoofdcategorieën ventilatie: verdringingsventilatie en mengventilatie. Voor zover wij weten, passen de overgrote meerderheid van sportscholen mengventilatie toe. Dit kan mechanische ventilatie zijn, natuurlijke ventilatie of hybride mechanische / natuurlijke ventilatie. De binnenluchtstroompatronen bij het mengen van ventilatie in het algemeen en rond personen in het bijzonder kunnen zeer complex zijn [ [35] , [36] , [37] , [38] , [39] , [40] , [41] , [42 ] , [43] , [44]]. Deze luchtstroompatronen regelen ook de beweging van de uitgeademde aerosoldeeltjes vanwege hun lage traagheid. De bedoeling van het mengen van ventilatie is om de concentraties van bijvoorbeeld aerosoldeeltjes te verdunnen, waarna een deel van deze gemengde lucht naar buiten wordt afgevoerd. In sommige gevallen omvat ventilatie recirculatie van een deel van de verwarmde of gekoelde afgezogen lucht terug naar binnen, met het oog op energiebesparing. In het geval van infectieziekten, als recirculatie wordt toegepast, wat niet wordt aanbevolen (bijv. Ref. [ 48 , 49 ]), moet de gerecirculeerde lucht worden behandeld zodat infectieuze aerosolen worden vernietigd.
In Nederland worden de minimumvereisten voor de ventilatie van gebouwen voorgeschreven door het Bouwbesluit dat in 2012 is gepubliceerd en voor het laatst is gewijzigd in 2020 [ 76 ]. Het Bouwbesluit hanteert een persoonsgerichte aanpak waarin de minimale ventilatiehoeveelheden verse lucht in dm³ / s per persoon zijn vastgelegd. De minimumwaarden voor verschillende soorten gebouwen zijn weergegeven in Tabel 1 , waarbij onderscheid wordt gemaakt tussen nieuwe en bestaande gebouwen. tafel 1laat zien dat de vereiste stroomsnelheden voor binnensportcentra hoger zijn dan voor winkels, maar – voor nieuwe gebouwen – lager dan voor onderwijsgebouwen en identiek aan die van industrie- en kantoorgebouwen. Dit lijkt niet in overeenstemming te zijn met de verwachte hogere productie van aerosoldeeltjes tijdens lichamelijke inspanning [ 13 , 14 ].
Tabel 1 . Minimaal vereiste ventilatiedebieten voor verschillende gebouwgebruikstypen in de Nederlandse Bouwcode [ 76 ].
| Functie | Vereiste in dm³ / s / persoon | |
|---|---|---|
| Nieuwe gebouwen | Bestaande gebouwen | |
| Kinderopvang | 6.5 | 3.44 |
| Vergadering | 4 | 2.12 |
| Gezondheidszorg, bedgedeelte | 12 | 3.44 |
| Gezondheidszorg, andere gebieden | 6.5 | 3.44 |
| Industrieel | 6.5 | 3.44 |
| Kantoor | 6.5 | 3.44 |
| Hotel, slaapzaal | 12 | 6,40 |
| Onderwijs | 8.5 | 3.44 |
| Sport | 6.5 | 3.44 |
| Boodschappen doen | 4 | 2.12 |
In 2008 is door het NOC * NSF [ 77 ] de Nederlandse “Gids voor Sportaccommodaties” gepubliceerd . Het NOC * NSF (Nederlands Olympisch Comité * Nederlandse Sportfederatie) is de overkoepelende organisatie voor alle sportactiviteiten, zowel professioneel als recreatief, in Nederland. In 2014 zijn specifieke richtlijnen voor sportfaciliteiten voor mensen met een handicap gepubliceerd door een consortium van organisaties, waaronder het NOC * NSF [ 78 ]. Deze richtlijnen schrijven voor sporthallen een minimaal ventilatiedebiet van 11,1 dm³ / s per sporter voor, wat 70% hoger is dan de minimaal vereiste waarde in het Bouwbesluit voor nieuwbouw en zelfs 3,2 keer hoger voor bestaande gebouwen (zie Tabel 1 ). . Het handboek [ 77] suggereert zelfs een totaal van 6 luchtverversingssnelheden per uur (ACH) voor fitnessruimtes, wat inhoudt dat het luchtvolume in de kamer 6 keer per uur wordt vervangen door verse lucht. Voor aerobics- en vechtsportruimtes adviseert het ACH = 8 h −1 en voor indoor cycling ACH = 10 h −1 . Deze hogere waarden lijken beter in lijn te zijn met de verwachte hogere productie van warmte, damp, CO 2 en aerosoldeeltjes door mensen tijdens lichamelijke inspanning.
Met het oog op de COVID-19-pandemie heeft ASHRAE, de American Society of Heating, Refrigerating and Airconditioning Engineers, het potentieel voor aërosoltransmissie van SARS-CoV-2 erkend en stelt dat alle soorten faciliteiten minimaal de laatst gepubliceerde normen en richtlijnen en goede technische praktijken [ 79 ]. ASHRAE-norm 62.1 specificeert ventilatiesnelheden voor een aanvaardbare binnenluchtkwaliteit [ 80 ]. Voor sportscholen, gezondheidsclubs, aerobicsruimten en gewichtsruimten is het minimale luchtdebiet buiten 10 dm 3/ s / persoon. Dit is hoger dan gespecificeerd voor de meeste winkelgebouwen (3,8 dm³ / s / persoon, behalve voor schoonheids- en nagelstudio’s waar 10 dm³ / s / persoon vereist is) en onderwijsgebouwen (3,8–5 dm³ / s / persoon). Merk op dat de ASRHAE-waarde voor sportscholen goed aansluit bij de 11,1 dm³ / s uit de Nederlandse richtlijnen [ 77 , 78 ].
2.3 . Luchtreiniging in sportscholen
Luchtreiniging kan worden gedefinieerd als het verwijderen van potentieel schadelijke luchtverontreinigingen, meestal aerosoldeeltjes maar soms ook gassen, uit de lucht [ 81 ]. Luchtreinigers (AC’s) kunnen in binnenomgevingen worden geïnstalleerd als kleine zelfstandige mobiele units of in HVAC-units (verwarming, ventilatie, airconditioning) of luchtbehandelingsunits in gebouwen. Er bestaat een breed scala aan technologieën voor wisselstroom, zoals filtratie, actieve kool, kiemdodende ultraviolette straling, elektrostatische stofvangers, fotokatalytische oxidatie en plasma. Grote AC’s worden ook wel professionele AC’s genoemd. AC’s moeten een voldoende hoge efficiëntie hebben bij het verwijderen van aerosoldeeltjes en een voldoende hoge volumestroom in vergelijking met het te behandelen ruimtevolume. Fisk et al. [ 82] verklaarde dat filterefficiënties van meer dan 85% slechts een bescheiden prestatieverbetering opleveren. Verschillende auteurs vermeldden dat de luchtstroomsnelheden ten minste verschillende ACH moeten zijn om substantiële deeltjesreducties te verkrijgen [ [82] , [83] , [84] , [85] ]. De Air Cleaner Council van de Association of Home Appliance Manufacturers (AHAM) definieert de stabiele toestand voor luchtreiniging als een continue verwijdering van ten minste 80% van rookdeeltjes [ 86 ]. Asbach et al. [ 87 ] vermelden dat AC’s 3 tot 6 luchtverversingen per uur moeten opleveren, waarbij de hogere waarde de voorkeur verdient in de context van de COVID-19-pandemie [ 88 ]. De Amerikaanse ANSI / AHAM AC-1: 2015-norm [ 86] beoordeelt AC’s op basis van hun schone luchtafgiftesnelheid (CADR), die wordt gedefinieerd als de maat voor de afgifte van verontreinigende vrije lucht, binnen het gedefinieerde deeltjesgroottebereik, door een AC, uitgedrukt in kubieke voet per minuut (cfm) of m³ / u. De CADR is de snelheid waarmee de verontreiniging in een testkamer wordt verminderd wanneer de AC is ingeschakeld, minus de snelheid van natuurlijk verval wanneer de AC niet draait, vermenigvuldigd met het volume van de testkamer zoals gemeten in ft³ of m³ [ 86 ]. Uitgaande van een kamer van 8 ft hoog (= 2,44 m) en om een 80% steady-state-verwijdering te bereiken, is het vloeroppervlak gerelateerd aan de CADR door Ref. [ 86 ]:(1)EEN=1.55CEENDRmet A in ft 2 en CADR in cfm. In SI-eenheden met A in m 2 en de CADR in m³ / h is dit:(2)EEN=0,0852CEENDR
Voor zover wij weten is de toepassing van luchtreiniging in de openbare ruimte in Nederland en vele andere Europese landen op het moment van schrijven van deze paper naar ons beste weten vrij zeldzaam, ook al is AC-technologie niet nieuw en is de COVID-19 pandemie al een feit. meer dan een jaar oud. Dit wordt deels toegeschreven aan de soms minder goede reputatie van in de handel verkrijgbare airco’s en de inferieure performance van sommige van deze airco’s. Ten eerste: hoewel er verschillende hoogwaardige airconditioners op de markt zijn, hebben andere een zeer lage efficiëntie en produceren sommige zelfs schadelijke bijproducten zoals O 3 en NO x [ [89] , [90] , [91] , [92] ]. Asbach et al. [ 87] verklaarde dat het bewijs dat door fabrikanten wordt geleverd over de effectiviteit van hun airconditioners altijd kritisch moet worden beoordeeld. Er is een gebrek aan goede testnormen en certificering. Er is momenteel geen Europese testnorm voor AC’s en een internationale IEC-norm ter vervanging van de nationale normen is momenteel in voorbereiding [ 87 ]. Ten tweede zijn mobiele airco’s eenvoudig te installeren (plug and play) en is het voor ongeschoolde personen verleidelijk om de selectie, aankoop, installatie en bediening zelf uit te voeren. AC’s zullen echter alleen goede resultaten opleveren als het rendement hoog genoeg is, als het geïnstalleerde vermogen in overeenstemming is met het te behandelen luchtvolume in de kamer en als de juiste onderhoudsprocedures en -frequenties worden toegepast.
3 . Endogeen versus exogeen gegenereerde aerosoldeeltjes
3.1 . Meetopstelling en protocol
Metingen werden uitgevoerd om een eerste indicatie te geven van de hoeveelheid endogeen (dwz speeksel) versus exogeen gegenereerde aerosoldeeltjes tijdens lichamelijke inspanning. Het is bekend dat de hoeveelheid endogeen gegenereerde speekselaerosolen klein is in vergelijking met de deeltjesconcentraties die doorgaans worden aangetroffen in binnen- en buitenomgevingen [ 92 , 93 ]. Ademhaling levert dus slechts kleine toevoegingen aan PM-concentraties, hoewel het deze kleine hoeveelheden speeksel-aerosoldeeltjes zijn die zorgen baren met het oog op de verspreiding van infectieziekten. De tests werden uitgevoerd in een luchtdichte roestvrijstalen testruimte van 3,9 x 2,7 x 2,3 m³ = 24,2 m³ ( afb.1). De kamer was uitgerust met een hometrainer in het midden, een airco, een ventilator voor het genereren van goed gemengde binnenomstandigheden en drie Grimm 11D aerosol particle sizers (APS) met een meetbereik van ongeveer 0,25 tot ongeveer 30 μm [ 94]. Er was geen toevoer of afvoer van lucht uit de kamer. Drie gezonde menselijke vrijwilligers, in de leeftijd van 20–22 jaar en gewend aan regelmatige lichaamsbeweging, namen deel aan dit onderzoek. Goedkeuring voor het gebruik van menselijke proefpersonen is verkregen van de Ethical Review Board van de Technische Universiteit Eindhoven met dossiernummer ERB2020BE58. De proefpersonen ondertekenden een formulier voor geïnformeerde toestemming voordat ze aan het onderzoek deelnamen. Elke proefpersoon voerde twee keer een sessie van 30 minuten uit op de hometrainer in hartslagzones 3 en 4. In de eerste sessie liet de proefpersoon zijn adem vrij de kamer in en de APS meet de aerosoldeeltjes uit de verschillende bronnen. In de tweede sessie liet de proefpersoon zijn adem ontsnappen via een masker in een buis die was verbonden met de buitenomgeving. De mengventilator werd bediend tijdens de twee sessies. Voorafgaand aan elke sessie werden het masker en de buis gedesinfecteerd en werd er lucht gereinigd terwijl er een extra ventilator binnenin gedurende ten minste 30 minuten werd gebruikt om de concentratie van aerosoldeeltjes te verminderen. Ervan uitgaande dat de hoeveelheid endogeen en exogeen gegenereerde deeltjes in beide sets vergelijkbaar was door hetzelfde individu, gaf het verschil tussen beide sessies een indicatie van de hoeveelheid endogene aerosoldeeltjes. De proefpersonen kregen tussen de twee trainingssessies minstens 30 minuten rust en kregen een fles drinkwater voor consumptie in de rustperiode. De temperatuur was 21 ° C en de RV varieerde tussen 55 en 65%. Proefpersoon 1 had kort haar, een korte baard, droeg een shirt met korte mouwen en een korte broek en paste een trapfrequentie van ongeveer 90 toeren per minuut toe. Proefpersoon 2 had halflang haar, geen baard, droeg een shirt met korte mouwen en een korte broek en paste een trapfrequentie toe van ongeveer 70 toeren per minuut. Proefpersoon 3 had kort haar, een korte baard, droeg een shirt met korte mouwen en een lange broek en paste een trapfrequentie van ongeveer 80 toeren per minuut toe.
Lees origineel artikel of download de pdf