Δοκιμές ποιότητας εσωτερικού αέρα σε σχολείο στη Ρουμανία

Η Daikin πρόσφατα συμμετείχε σε μια εκτενή μελέτη σε ένα από τα σχολεία σε περιοχή του Βουκουρεστίου για τον προσδιορισμό των πιθανών επιδράσεων σε μαθητές σχολείων σε ότι αφορά την μάθηση και την υγεία.

Ο ειδικός HVAC προσεγγίστηκε από το Πολυτεχνικό Πανεπιστήμιο του Βουκουρεστίου, Τμήμα υπηρεσιών κατασκευών, δεδομένης της αναγνωρισμένης εξειδίκευσης της Daikin και της εδραιωμένης σχέσης με ένα τοπικό δημόσιο σχολείο στην περιοχή του Βουκουρεστίου με μαθητές από την πρώτη τάξη του δημοτικού έως τη δευτέρα γυμνασίου.

Ποιότητα εσωτερικού αέρα: Ένα αόρατο πρόβλημα

Εκτός σπιτιού τα παιδιά περνάνε τον περισσότερο χρόνο στο σχολείο παρά σε άλλα μέρη. Στα σχολεία όπου πολλά παιδιά μοιράζονται ενδεχομένως την ίδια τάξη, οι ρύποι στον αέρα συσσωρεύονται με μεγάλη ταχύτητα. Τα συσσωρευμένα επίπεδα CO2, οι πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC) σε μορφή ατμών που απελευθερώνονται από τα υλικά καθαρισμού, των κτιρίων και των τάξεων, τα σωματίδια σκόνης και τα αλλεργιογόνα, συμπεριλαμβανομένης της γύρης, μπορούν να ενεργοποιήσουν μια σειρά προβλημάτων υγείας. Αυτά εκτείνονται από πονοκεφάλους, απώλεια συγκέντρωσης, ελλιπή συντονισμό, ναυτία και ζαλάδα έως και αναπνευστική δυσφορία και βλάβη σε όργανα ή στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Τα βακτήρια και οι ιοί, συμπεριλαμβανομένου του Covid-19, μεταφέρονται στα αιωρούμενα σωματίδια, με κίνδυνο ταχείας διασποράς ασθενειών εάν παραμείνουν ανεξέλεγκτα.

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) εκτιμάει ότι κάθε ημέρα περίπου το 93 % των παιδιών ανά τον κόσμο κάτω των 15 ετών αναπνέει αέρα που είναι τόσο μολυσμένος ώστε να τίθεται η υγεία και η ανάπτυξή τους σε σοβαρό κίνδυνο. 1

Μια πρόσφατη μελέτη του Harvard Gazette απέδειξε μια σαφή συσχέτιση μεταξύ μικρότερων σωματιδίων PM2.5, τα οποία είναι δυνατόν να απορροφώνται στην κυκλοφορία αίματος, και άνοιας. Έτσι δημιουργείται η πιθανότητα βραχυπρόθεσμης γνωστικής μείωσης και προβλήματα υγείας σε επίπεδο πληθυσμού με περισσότερα από 57 εκατομμύρια ανθρώπων σε όλο τον κόσμο να ζουν επί του παρόντος με την κατάσταση. 2

Ο φυσικός αερισμός μπορεί να βοηθήσει στην μείωση των προβλημάτων ποιότητας αέρα αλλά το άνοιγμα των παραθύρων ίσως να μην είναι πάντα εφικτό ή αποτελεσματικό. Το σχολείο που συμμετείχε στη μελέτη περίπτωσης, για παράδειγμα, βρίσκεται σε μια πυκνοκατοικημένη αστική περιοχή με χαμηλά επίπεδα ποιότητας εξωτερικού αέρα και υψηλή συγκέντρωση σωματιδίων PM2.5 και PM10. Πέρα από την είσοδο των εξωτερικών ρύπων και του θορύβου, που αποσπάνε την προσοχή σε ένα μαθησιακό περιβάλλον, τα μοτίβα φυσικής ροής αέρα είναι απρόβλεπτα και προκαλούν την άνιση κατανομή καθαρού αέρα ή/και ανεπαρκή απομάκρυνση των ρύπων. Η υπερβολική απώλεια ή η αύξηση θερμότητας από τα ανοιχτά παράθυρα επίσης μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την ενεργειακή αποδοτικότητα των συστημάτων θέρμανσης ή ψύξης των κτιρίων.

Σχετικά με τη μελέτη

Η ποιότητα αέρα σε πολλά σχολεία και νηπιαγωγεία δεν ανταποκρίνεται στα εθνικά και διεθνή πρότυπα. Χωρίς επαρκή αερισμό, είναι πιθανή συσσώρευση επικίνδυνων συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα, σκόνης και ραδονίου (ραδιενεργό αέριο). Το πρότζεκτ Healthy School δημιουργήθηκε με στόχο τη βελτίωση των κατευθυντήριων οδηγιών σχεδιασμού των τάξεων και για την αποτύπωση των αποτελεσμάτων του ελέγχου ποιότητας καθαρού αέρα εσωτερικών χώρων (IAQ) σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες άνεσης όπως η θερμοκρασία, ο θόρυβος και το φως. Η διάρκεια της μελέτης ήταν επτά μήνες και πραγματοποιήθηκε σε μια τάξη με περίπου τριάντα μαθητές στο εσωτερικό της κατά τη διάρκεια της μελέτης.

Σχεδιασμός μελέτης

Η Daikin συνεργάστηκε με τον Καθηγητή Tiberiu Catalina για τη δημιουργία τεσσάρων διαφορετικών σεναρίων δοκιμής για την κατανόηση των προβλημάτων και τον προσδιορισμό των κατάλληλων λύσεων εξοπλισμού:

Σενάριο 1: Σημείο αναφοράς

Μέτρηση των υφιστάμενων επιπέδων ποιότητας αέρα χωρίς εγκατεστημένο εξοπλισμό.

Σενάριο 2: Καθαρισμός αέρα (APU)

Εγκατεστημένοι καθαριστές αέρα σε τάξεις με αξιολόγηση πριν και μετά των σωματιδίων (επίπεδα PM).

Σενάριο 3: APU + αερισμός

Τοποθετημένη μονάδα εξαερισμού ανάκτησης θερμότητας για παροχή καθαρού αέρα στις τάξεις. Τιμές θερμοκρασίας, CO2, PM και VOC μετρημένες πριν και μετά την εγκατάσταση.

Σενάριο 4: APU + αερισμός + προσθήκη φίλτρου

Για καλύτερη ποιότητα αέρα η εγκατεστημένη μονάδα εξαερισμού εξοπλίστηκε με τα επιπρόσθετα φίλτρα για την απομάκρυνση των λεπτών σωματιδίων ρύπων που εισέρχονται από τον εξωτερικό στον εσωτερικό χώρο.

Εγκατεστημένες μονάδες

Ο Αισθητήρας Daikin IEQ είναι μια συσκευή IoT που μετράει την ευεξία σας. Η Ποιότητα Εσωτερικού Περιβάλλοντος (IEQ) είναι ευρύτερη από την ποιότητα εσωτερικού αέρα (IAQ), και περιλαμβάνει τον φωτισμό, το θόρυβο και τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Διαθέτει 12 ενσωματωμένους διαφορετικούς αισθητήρες που παρακολουθούν 15 διαφορετικές παραμέτρους και συνδέεται στο δίκτυο Wi-Fi. Η μέτρηση της ποιότητας εσωτερικού αέρα συνίσταται από την συγκέντρωση CO2, τα επίπεδα ενώσεων VOC και σωματιδίων PM2.5 και PM10. ​

VAM: Ο μηχανικός αερισμός ήταν παροχή της μονάδας VAM της Daikin με εναλλάκτη θερμότητας ενθαλπίας που εξοικονομεί ενέργεια και αποτρέπει απώλειες θερμότητας μέσω αερισμού με τη χρήση ανάκτησης θέρμανσης, ψύξης και υγρασίας εσωτερικών χώρων και ελεύθερης ψύξης όταν οι εξωτερικές θερμοκρασίες πέφτουν κάτω από τις θερμοκρασίες εσωτερικών χώρων.

Καθαριστής αέρα Daikin MCK55W: Ο καθαρισμός αέρα μαζί με τον μηχανικό αερισμό ήταν παροχή της μονάδας MCK55W καθαρισμού αέρα που επίσης συνοδεύεται από λειτουργία ύγρανσης. Το ηλεκτροστατικό φίλτρο HEPA έχει σχεδιαστεί για να απομακρύνει το 99,97 % των λεπτών σωματιδίων 0,3 μm. ​

Τα προϊόντα της Daikin ενσωματώνονται άψογα σε μια ολοκληρωμένη λύση κλιματισμού και αντλίας θερμότητας για απλότητα. Η ανάκτηση θερμότητας μέσω των μονάδων VAM διατηρεί τη σωστή θερμοκρασία και υγρασία για τις απαιτούμενες συνθήκες εσωτερικών χώρων ενώ ταυτόχρονα επιτρέπει μείωση των λογαριασμών ρεύματος και προσφέρει βέλτιστα επίπεδα άνεσης στους παρευρισκόμενους για καλύτερη συγκέντρωση.

Συμπεράσματα της μελέτης

Η μελέτη που διεξήχθη στη Ρουμανία υπογράμμισε τον πιθανό κίνδυνο στις κλειστές τάξεις όπου ο αέρας δεν εισέρχεται εύκολα, επιτρέποντας στους ρύπους να παραμένουν και να συσσωρεύονται. Τα ευρήματα του πρότζεκτ Healthy School επιβεβαιώνουν περαιτέρω τη σημασία της εγκατάστασης κατάλληλων μέτρων παρακολούθησης και ελέγχου IAQ.

Εκεί όπου δεν υπήρχε εγκατεστημένος εξοπλισμός (1ο σενάριο) καταγράφηκαν υψηλά επίπεδα σωματιδίων PM2.5 και PM10 με υψηλή πιθανότητα εμφάνισης ασθενειών. Με την εγκατάσταση καθαριστών αέρα (2ο σενάριο), παρατηρήθηκε μειωμένος κίνδυνος από τα επίπεδα σωματιδίων κατά 29 % αλλά η σημαντικότερη βελτίωση επιτεύχθηκε με την εγκατάσταση των μονάδων VAM μηχανικού αερισμού σε συνδυασμό με καθαριστές αέρα (3ο σενάριο). Τα επίπεδα CO2 μειώθηκαν σημαντικά, έως και 60 %. Εκεί όπου υπήρχε εξοπλισμός φίλτρων VAM+G3 (3o σενάριο), παρατηρήθηκε σημαντική μείωση στα επίπεδα σωματιδίων. Σημειώθηκε περαιτέρω μείωση μετά την ενσωμάτωση φίλτρων F7 υψηλής απόδοσης (4ο σενάριο), υπονοώντας ότι η διείσδυση εξωτερικών σωματιδίων μέσα στις τάξεις μειώνεται σημαντικά. ​

Μαζί με την APU και τον μηχανικό αερισμό είναι δυνατή επίτευξη ουσιαστικής βελτίωσης στην ποιότητα εσωτερικού αέρα (IAQ) των τάξεων και ενός βέλτιστου εκπαιδευτικού περιβάλλοντος για τους μαθητές. ​

«Παρατηρήθηκαν σαφείς βελτιώσεις με τα επίπεδα CO2 να διατηρούνται κατά πολύ κάτω από την προτεινόμενη εθνική τιμή και μια μείωση συγκέντρωσης σκόνης κατά μέσο όρο άνω του 30 %. Από ακουστικής άποψης τα επίπεδα θορύβου ήταν μηδαμινά γεγονός που είναι σημαντικό για την περίπτωση των καθαριστών αέρα που λειτουργούν σε μέγιστες ταχύτητες για την επίτευξη αυτών των αποτελεσμάτων. Επίσης σημειώνουμε ότι η εκπαιδευτική απόδοση βελτιώθηκε με επιστημονικές μελέτες σε άλλες χώρες να αποδεικνύουν μια σαφή συσχέτιση μεταξύ του καλού ελέγχου IAQ και της βαθμολογίας. Τα σχόλια από μαθητές και δασκάλους στο πιλοτικό σχολείο ήταν θετικά με αύξηση της αίσθησης ασφάλειας και ευεξίας.»

Καθηγητής Tiberiu Catalina Πολυτεχνικό Πανεπιστήμιο του Βουκουρεστίου

Πηγές:

[1] More than 90% of children breathe toxic air every day | WHO

[2] Study demonstrating consistent evidence associating PM2.5 & cognitive decline | The Harvard Gazette