Minskade hälsorisker med smart ventilation

Konventionell bedömning av hälso- och säkerhetsrisker tar upp faror som halk- och snubbelrisk, tunga föremål, belastningsskador, fall, stress, elstötar, brand och ensamarbete. För att skapa säkra miljöer måste dock organisationer även göra en bedömning av mikrobiologiska risker. Därför kommer det bli nödvändigt att identifiera potentiella källor till patogena mikroorganismer samt deras metoder och smittovägar.

Risproducerande åtgärder

Rutiner kan införas för att minska risken för smittspridning, men en ensam smittobärare kan förorena stora områden på kort tid. Effektiv ventilation kommer därför att vara avgörande. För att kunna reagera snabbt måste styrsystemet kunna genomföra exakta och punktliga mätningar i alla rum och utrymmen. Vissa system övervakar helt enkelt CO2 i avgaserna, men det gör inte att de kan upptäcka problem med dålig ventilation i specifika utrymmen.

Välja den bästa mätparametern

En av de viktigaste funktionerna för automatiserings- och hanteringssystem för byggnader (BMS) är att kontrollera termisk komfort och optimera energianvändningen. Temperaturen är alltså tveklöst den viktigaste kontrollparametern i befolkade utrymmen. Vissa system mäter och kontrollerar även luftfuktigheten för att bibehålla en nivå av 40–60 % RH. Det görs både för hälsa och komfort, men även för att skydda datorsystem och för att undvika mögel och andra problem med byggnaden.

Temperaturmätningar påverkas i allmänhet inte och drabbas sällan av avdrift, men det gör däremot traditionella fuktighetssensorer. Därför är Vaisalas HUMICAP®-sensorer att föredra eftersom de ger långtidsstabilitet och inte störs av faktorer som damm och kondens. Dessa fuktsensorer med kapacitiv tunnfilmsteknik har blivit industristandard i en mängd olika applikationer där långsiktiga, exakta, pålitliga, underhållsfria fuktighetsmätningar krävs.

Ökade luftfuktighetsnivåer kan vara en indikation på mänsklig aktivitet eller dålig ventilation. Luftfuktigheten påverkas dock avsevärt mycket mer av yttre faktorer (som till exempel torra förhållanden under fryspunkten eller fuktiga förhållanden med regn) än av utandningsluft från människor.

Sammanfattningsvis spelar temperatur- och luftfuktighetsövervakning en viktig roll i optimeringen av BMS-system. När anläggningschefer behöver ta hänsyn till människor i lokalerna och minska mänskliga föroreningar i utrymmen är dock CO2 en perfekt tilläggsparameter för automatisk ventilationskontroll.

Koldioxidmätning som proxy för effektiv ventilation

Koldioxid (CO2) kommer med utandningsluften från människor, så ackumulering av CO2 indikerar (a) att det befinner sig människor i rummet och (b) att ventilationen är otillräcklig. Ett bra ventilationssystem bör kunna upptäcka detta och tillämpa tillräcklig ventilation automatiskt. Man kan naturligtvis inte förlita sig på att människor manuellt reglerar ventilation, fönster och ventiler på ett effektivt sätt. Systemet måste vara automatiserat. Det måste även kunna ventilera enskilda utrymmen så att varje utrymme är optimalt ventilerat och att man inte slösar energi på överdriven ventilation eller på att ventilera utrymmen där det inte behövs.

Standarden ASHRAE Green Standard 189.1 (USA) och den europeiska standarden EN 16798-3 rekommenderar att man använder behovsstyrd ventilation (DCV) för att minska energianvändningen och främja hälsosam luft inomhus. Dessutom visar forskning av Belias et al (2024) att prestandan för bostadsventilation ur hälso- och energisynpunkt kan förbättras av att miljöparametrar både inomhus och utomhus tas i beaktande.

Ur ett VVS-designperspektiv är CO2 en perfekt proxy för luftkvaliteten inomhus i huvudsakligen befolkade byggnader. Luftfuktigheten skulle kunna vara en bättre eller minst lika användbar parameter, särskilt i byggnader som används för att förvara konstverk, böcker, vin, historiska föremål och dylikt, eller när det är själva byggnaden som ska bevaras.

Fördelar med Co2- och luftfuktighetsövervakning

Utomhusluft innehåller vanligtvis 250–400 ppm CO2. Utandningsluft innehåller däremot cirka 50 000 ppm CO2, vilket är en 100-faldig ökning gentemot inandningsluften. Utan tillräcklig ventilation stiger alltså CO2-halten.

CO2-halten påverkar både människors välbefinnande och prestation. Befolkade utrymmen med bra luftväxling kan ha halter mellan 350–1 000 ppm, men alla halter över detta kan leda till matthet. Halter på över 2 000 ppm kan orsaka huvudvärk, trötthet, dålig koncentrationsförmåga, bristande uppmärksamhet, ökad hjärtfrekvens och lätt illamående. Exponering för alltför höga halter (från olje-/gasbrännare eller gasläckor) kan till och med leda till dödsfall till följd av kvävning.

Rekommenderade lägsta ventilationsflöden bestäms för ett brett utbud av inomhusutrymmen i ANSI/ASHRAE-standarden 62.1-2019, Ventilation för acceptabel luftkvalitet inomhus.

CO2-koncentrationens påverkan på kognitiva funktioner har utvärderats i flera studier. Till exempel såg Allen et al (2016) att poängen för kognitiv funktion var 15 % lägre på dagar med medelhöga CO2-halter (ca 945 ppm) och 50 % lägre på dagar med en CO2-koncentration på 1 400 ppm, jämfört med två ”Green+”-dagar (ca 540 ppm).  En CO2-ökning med 400 ppm sänkte i genomsnitt en typisk deltagares kognitiva poäng med 21 %. DCV som baseras på CO2-mätningar kan därför ge förbättringar i välbefinnande och produktivitet som med råge uppväger kostnaden för själva DCV-systemet.

Välja rätt CO2-sensor

Det är viktigt att motstå frestelsen att köpa de billigaste sensorerna som uppfyller de nödvändiga kraven. Även om noggrannhet och intervall är viktiga parametrar är sensorernas stabilitet avgörande för den långvariga prestandan hos ett BMS-system.

Leverantörer av VVS-system föredrar naturligtvis sensorer som kräver mindre underhåll. Det är därför nödvändigt att välja sensorer som inte kräver regelbunden omkalibrering för att motverka avdrift. Urvalsprocessen försvåras dock av att vissa sensorer påstås kunna kompensera för avdrift med programvarulösningar. Dessa utgår från att de lägsta uppmätta värdena är desamma som den genomsnittliga CO2-koncentrationen utomhus. Faran med den typen av algoritmer är att små felaktigheter byggs på över tid, vilket leder till allvarligare felaktigheter över tid. I ett försök att undvika riktig kalibrering har den typen av sensorer med programvara och algoritmer gjorts icke-tillämpliga i kontinuerligt befolkade lokaler. De kan dessutom bli lurade av att man bygger automationssystem som drastiskt minskar friskluftsintaget när mindre folk rör sig i lokalerna. I vissa fall kan även betongen i väggarna absorbera CO2 och därigenom ”lura” algoritmen och skapa ytterligare felaktigheter.

Leverantörer och installatörer av BMS-system är kanske inte ansvariga för CO2-sensorernas prestanda efter installationen och kan därför vara benägna att välja sensorer med låg inköpskostnad. För fastighetsägare och anläggningschefer är dock inte inköpskostnaden det viktigaste mätvärdet, utan livstidskostnaden.

Kostnaden för en bra sensor blir obetydlig i jämförelse med dess fördelar. Exakt och behovsstyrd styrning kan leda till väsentliga energibesparingar. Än viktigare är dock att hälsa och välmående hos personerna i byggnaden skyddas och att inomhusmiljön främjar förbättrade resultat på arbetsplatsen.

Att välja Vaisala CARBOCAP® CO2-sensorer är därför den bästa lösningen eftersom de använder teknik med dubbelstråle och kan utföra riktig självkalibrering med en intern referens. Kostnaden för tekniken är obetydlig i jämförelse med energikostnaderna för ett ineffektivt BMS-system eller kostnaden för underhåll av billiga sensorer som visar fel med tiden eller går sönder.

Det är inte ovanligt att Vaisalas sensorer fungerar problemfritt i upp till 15 år. Det är den stabiliteten och pålitligheten som fått erkännande över hela vår värld – och utanför den. Vaisala-sensorer fortsätter att vara i bruk på NASA:s Curiosity Rover som sköts upp 2011 och ombord på Perseverance Rover som landade på Mars i februari 2021.

Sammanfattningsvis blir alla de bästa sjukdomsförebyggande åtgärderna överflödiga om utandningsluften från en smittobärare stannar kvar på en arbetsplats. Smart, behovsstyrd ventilation med realtidsövervakning av CO2 är därför en nödvändighet för att bristfällig ventilation ska kunna förebyggas och energiutnyttjandet optimeras.

FAKTA
Vaisala är global ledare inom mätinstrument och intelligenta lösningar som möjliggör klimatåtgärder.  Vi förser våra kunder med enheter och data för att förbättra resurseffektiviteten, driva energiomställningen och värna för säkerheten och välbefinnandet för människor och samhällen världen över. Med närmare 90-års erfarenhet och ett team med över 2 300 experter är vi fast beslutna att vidta varje insats för planetens bästa. Vaisalas A-aktier är noterade på Nasdaq-börsen i Helsingfors. www.vaisala.com