sluiten

Inzicht in ventilatiekwaliteit, CO2-concentratie en besmettingsrisico

27 oktober 2020 | Hans Buitenhuis

Ga verder dan de ventilatietoets voor het Bouwbesluit

Ventilatie staat sterk in de belangstelling, omdat ventilatie – of liever gezegd het gebrek aan ventilatie – in verband wordt gebracht met het besmettingsrisico voor het SARS-CoV-19 virus. Het gaat dan om de overdracht van het virus via aerosolen. De vraag óf het virus zich inderdaad via deze route verspreidt is nog een discussiepunt, in ieder geval bij het RIVM, maar er zijn veel studies die in die richting wijzen. In onze adviespraktijk hanteren we het uitgangspunt dat de aerosolen inderdaad het virus kunnen overdragen (naast andere overdrachtsmechanismen) en onze analyse geeft antwoord op de vraag wat het getaxeerde besmettingsrisico is in een bepaalde situatie.

Ventilatiekwaliteit, CO2-concentratie en besmettingsrisico

In het algemeen wordt de gemeten CO2-concentratie in een ruimte gehanteerd als maat voor de kwaliteit van de ventilatie. In de buitenlucht zit circa 400 ppm (parts per million) CO2-gas. In een zeer goed geventileerd kantoor (klasse A) stijgt het CO2-gehalte in de verblijfsruimten niet boven de 800 ppm bij normale bezetting. Mensen produceren CO2, waardoor de concentratie wil stijgen. Ventilatie betekent toevoer van verse buitenlucht waardoor de CO2-concentratie afneemt. Per saldo ontstaat een evenwicht op een bepaald niveau. Ruwweg: 800 ppm is heel goed, 1.200 ppm is acceptabel, boven de 1.500 ppm is onwenselijk. Van CO2 wordt je overigens niet ziek, hooguit duf als de waarde erg hoog wordt (>2.500 ppm).

Aerosolen met een besmettelijk virus worden uitgestoten door een besmettelijk persoon (in de analyses gaan we altijd uit van één besmet persoon, dit is gebaseerd op de wetenschappelijke uitgangspunten). De aerosolen verspreiden zich, net als CO2, door de gehele ruimte en zorgen voor een bepaalde concentratie. Evenals bij CO2 zorgt ventilatie voor een verlaging van de concentratie.
Het besmettingsrisico hangt samen met de concentratie én de verblijftijd in een ruimte met besmettelijke aerosolen. Dit is dus echt anders dan bij CO2 waar alleen de concentratie van belang is. Het besmettingsrisico wordt bepaald door de dosis schadelijke virussen die wordt ingeademd.
Gegeven een bepaalde concentratie schadelijke aerosolen in een ruimte, neemt het besmettingsrisico toe naarmate de verblijftijd langer is. Bij toenemende verblijftijd loopt het besmettingsrisico richting 100%.

Het besmettingsrisico is dus te beperken door maatregelen langs twee lijnen:

  1. Technische maatregelen: zorg voor voldoende ventilatie
  2. Bijvoorbeeld: vergader niet langer dan xx uur, pauzeer dan en lucht de ruimte door de ramen te openen.

Bouwbesluit 2012

In de adviezen en publicaties van het RIVM wordt vrijwel uitsluitend verwezen naar het Bouwbesluit 2012, als uitgangspunt voor ventilatie in gebouwen. Het Bouwbesluit 2012 maakt onderscheid tussen ‘bestaande bouw’ (gebouwd vóór 2012) en ‘nieuwbouw’ (gebouwen die onder het nieuwe regiem vallen). Met betrekking tot ventilatie wordt voor beide categorieën voorgeschreven hoeveel ventilatielucht in liter per seconde per persoon minimaal moet worden toegevoerd. De eisen zijn per gebouwfunctie vastgelegd. In een ventilatietoets doen wij een check op de eisen van het Bouwbesluit 2012.

Taxatie besmettingsrisico

Zoals gezegd vloeit de aandacht voor ventilatie voort uit mogelijke besmetting met het SARS-CoV-19 virus, via aerosolen die door de lucht zweven. Het RIVM refereert voor ventilatie weliswaar aan het Bouwbesluit 2012, maar legt geen verband met het besmettingsrisico. Dat is opmerkelijk, want vanuit het voorzorgsbeginsel zou je daar wel een indicatie van willen hebben. In een ventilatietoets taxeren wij het besmettingsrisico met een risicotaxatiemodel dat gebaseerd is op de theorie van Wells-Riley en berekeningsuitgangspunten die zijn vastgesteld in een werkgroep van wetenschappers waar DWA in participeert. Wij spreken over ‘taxeren’ omdat de uitgangspunten voor het SARS-CoV-19 virus niet exact bekend zijn. Hoeveel besmettelijke aerosolen stoot iemand uit die rustig werkt, of iemand die vergadert, of iemand die een presentatie houdt? Dat soort vragen.
Beschouw berekende besmettingsrisico’s dus niet als exacte waarheid, al worden ze soms tot in decimalen nauwkeurig gepresenteerd, maar zie de berekende waarden als goede indicaties.

Kort nadat de coronacrisis uitbrak ontwikkelde DWA in samenwerking met de werkgroep ‘Zingen in de kerk’ de website www.eerstehulpbijventileren.nl, waarop het besmettingsrisico voor COVID-19 in kerkzalen kan worden onderzocht.

Dura Vermeer checkt kantoorgebouwen

Vanuit het voorzorgsbeginsel heeft Bouwbedrijf Dura Vermeer voor haar kantoren ventilatietoetsen laten uitvoeren. De ventilatietoets bestaat uit een beoordeling van enerzijds de centrale luchtbehandelingskasten en anderzijds de lokale systemen voor ventilatie in de vertrekken. In de centrale luchtbehandelingskasten is het van belang dat er geen recirculatie plaatsvindt. In de meeste installaties in kantoren is dat niet het geval, tenzij de ventilatielucht ook gebruikt wordt voor het verwarmen van een gebouw. Wel treedt er altijd enige lekkage op in warmtewielen of kruisstroomwarmtewisselaars, waarmee warmte uit de afvoerlucht wordt terug gewonnen. Bij warmtewielen is dit onder meer afhankelijk van de positionering van de ventilatoren.

Luchtlekkage bij warmtewielen
In de schetsen hieronder zijn twee situaties aangeven:

Hier staan zowel de toevoer- als de afvoerventilator ‘zuigend’ ten opzichte van het warmtewiel. Dit is een gunstige opstelling met weinig lekkage langs het warmtewiel (1 á 3%).

Hier staan beide ventilatoren aan dezelfde kant van het warmtewiel. De afvoerventilator perst de lucht door het warmtewiel (overdruk), de toevoerventilator zuigt de lucht uit het warmtewiel (onderdruk). Daardoor ontstaat een groot drukverschil met relatief veel lekkage (circa 5% voor luchtbehandelingskasten groter dan circa 14.000 m3/h tot wel 20% voor kleine systemen.

Stilzetten van het warmtewiel heeft geen zin, omdat de lekkage daardoor niet wordt beïnvloed. Bovendien kan een stilstaand warmtewiel door z’n eigen gewicht een beetje ‘uitzakken’ waardoor de as niet meer centrisch zit en de zaak beschadigt zodra het wiel weer wordt ingeschakeld.
Een oplossing kan zijn om de retourventilator te verplaatsen naar de andere zijde van het warmtewiel. Als daar te weinig plaats voor is, zou nog onderzocht kunnen worden of een aantal compacte (en energiezuinige!) EC-ventilatoren toegepast kunnen worden.

Dashboard geeft inzicht in besmettingsrisico
In eerste instantie bekeken wij op basis van informatie uit tekeningen hoe de ventilatiehoeveelheden zich verhouden tot Bouwbesluit 2012.  We bekeken een aantal typerende vertrekken in elk gebouw; met name vergaderruimten en kantoorvertrekken voor meerdere personen. Steekproefsgewijs hebben we metingen uitgevoerd om de luchtdebieten te checken. Vervolgens taxeerden we de besmettingsrisico’s met behulp van het hiervoor genoemde risicotaxatiemodel.

Aan de hand van een aantal gegevens van een ruimte, het ventilatiedebiet, het type activiteiten en het aantal personen worden een aantal berekeningen gedaan. Daaruit blijkt of het ventilatiedebiet voldoet aan het bouwbesluit. Het verloop van de CO2-concentratie wordt berekend. En het besmettingsrisico wordt bepaald in samenhang met de verblijftijd. Hieronder staat een voorbeeld van een uitdraai.

Links in bovenstaande figuur staan eerst de invoergegevens. Daaronder staan de resultaten van de ventilatiecheck. De ventilatiecheck wordt gedaan op basis van de richtlijnen in het Bouwbesluit 2012. Vervolgens staat eronder de corona check in tweemaal drie kolommen. In de eerste drie kolommen staan bovenaan in de grijze velden de gekozen niveaus van besmettingsrisico’s. Eronder kun je aflezen na hoeveel tijd die risico’s worden bereikt, welke CO2-niveaus dan zijn bereikt bij verschillende aantallen personen. En tenslotte staan onderaan de reproductiegetallen.
In de laatste drie kolommen rechts zijn drie verblijftijden gekozen en is voor die verblijftijden de overige gegevens berekend. Rechts staan de resultaten in grafiekvorm. De drie curven laten de toename van de CO2-concentratie in de tijd zien bij verschillende bezettingsgraden. Het blauwe balkendiagram toont de ontwikkeling van het besmettingsrisico in de tijd. Op basis daarvan kunnen gedragsmaatregelen worden afgesproken. Bijvoorbeeld dat een vergaderruimte na 1,5 uur gebruik, een half uur wordt gelucht.

Concluderend kun je dus uit bovenstaande grafieken het verband tussen CO2 en het besmettingsrisico halen. De CO2 kan met een sensor worden gemeten. Als je dan ook het aantal personen weet, kun je het besmettingsrisico berekenen. Dat proces hebben we geautomatiseerd en in een app gebouwd. Zo levert de CO2-meting niet alleen informatie over de luchtkwaliteit, maar ook over het besmettingsrisico.

Terugkoppeling met een gezond-gebouw app

Met onze gezond-gebouw-app krijgt de gebruiker van een ruimte continu terugkoppeling over de luchtverversing in een ruimte en het besmettingsrisico. In de betreffende ruimte wordt een mobiele, batterij gevoede sensor geplaatst, die z’n data draadloos naar het Bright-Building platform stuurt. Als je de QR-code op de sensor scant, start de app en kun je het aantal aanwezige personen invoeren en de analyse starten. In ons cloud-platform van Bright-Building draait het risicotaxatiemodel, dat de resultaten terugstuurt naar de app. Zo blijft de gebruiker continu op de hoogte van luchtkwaliteit (CO2-concentratie) en het besmettingsrisico. Als het besmettingsrisico te hoog wordt, is het tijd om te pauzeren en de ruimte te luchten. De CO2-concentratie geeft aan wanneer de ruimte weer ‘schoon’ is.

Mobiele logger die de data naar het platform Bright-building van DWA stuurt. Daar draait het risicotaxatiemodel dat de data terug stuurt naar een app. Scan de QR-code en check de demo-ruimte bij DWA. Als het aantal ingevulde personen groter dan 1 is, wordt het risico berekend. Naar mate meer tijd verstrijkt, zal het risico groter worden.

Uit de analyses rolt ook de ventilatiehoeveelheid, die wordt teruggekoppeld naar een facility manager of gebouwbeheerder. Dit samenspel functioneert inmiddels en toont aan dat de combinatie van moderne sensoren en data-analyse relevante informatie over kwaliteit en gezondheid van een gebouw oplevert.

Conclusie

Samenvattend kunnen we concluderen dat een ventilatietoets aan Bouwbesluit 2012 nuttig is, maar nog geen inzicht geeft in de besmettingsrisico’s. Daarvoor gaan wij een stap verder en doen de aanvullende analyses, die tot praktische adviezen leiden. Met onze gezond-gebouw-app en sensor hebben gebruikers een praktisch hulpmiddel voor verantwoord gebruik van ruimten met meerdere personen.

Contact

Meer weten over de ventilatiekwaliteit, CO2-concentratie en besmettingsrisico in uw vastgoed, neem dan contact op met Hans Buitenhuis of lees verder over de Ventilatie Check-in.

Hans Buitenhuis
e-mail: buitenhuis@dwa.nl
telefoon: 06 – 229 096 68

Hans Buitenhuis

onze vestigingen
Gouda

Bezoekadres
Harderwijkweg 7
2803 PW GOUDA

Routebeschrijving

Postadres
Postbus 2073
2800 BE GOUDA

Veenendaal

Bezoekadres
Lunet 7
3905 NW Veenendaal

Routebeschrijving

Postadres
Postbus 140
6710 BC Ede

Rijssen

Bezoekadres
Hogepad 85
7462 TB Rijssen

Routebeschrijving

Postadres
Postbus 136
7460 AC Rijssen


contact

telefoon: 088 - 163 53 00
e-mail: dwa@dwa.nl