آیا سنسورهای کیفیت هوای داخلی می توانند دفاتر را ایمن نگه دارند؟

هنگامی که دود آتش سوزی جنگلی در ماه ژوئن شهر نیویورک را فرا گرفت، کارمندان Skidmore، Owings & Merrill، یک شرکت معماری و طراحی در منهتن پایین، دیدی پانوراما از بحران در حال گسترش داشتند. آنها از روی میزهایشان، تقریباً 30 طبقه دورتر از زمین، آسمان را تماشا می کردند که از آبی مه آلود و تخته سنگی در صبح به خاکستری کثیف و خاکستری تبدیل می شد. تا نیمه های بعد از ظهر، آنها در حال تماشای افق ماورایی بودند.

چارلز هریس، معمار این شرکت گفت: “این نارنجی آخرالزمانی بود.”

اما در داخل دفتر، هوای خنک از دریچه‌هایی که در امتداد سقف می‌چرخید، و صفحه‌های بزرگ به کارمندان اطمینان می‌داد: “کیفیت هوای داخل خانه بسیار خوب است.”

این ارزیابی بر اساس خوانش حسگرهای کیفیت هوای داخل ساختمان بود که سطوح بی‌درنگ آلاینده‌ها، از جمله ذرات ریز که دود آتش‌سوزی را بسیار خطرناک می‌کند، ردیابی می‌کردند. حسگرها در طول همه‌گیری نصب شده بودند، اما اکنون در بحبوحه یک وضعیت اضطراری جدید با کیفیت هوا، ارزش خود را ثابت می‌کنند.

کریس کوپر، یکی از شرکای طراحی در این شرکت گفت: «ما می‌توانیم به طور قطع به همه کسانی که در اینجا کار می‌کنند بگوییم که «شما امن هستید که وارد دفتر شوید».

در ایالات متحده، مقررات کمی در مورد کیفیت هوای داخل ساختمان وجود دارد، و هنگامی که یک ساختمان راه‌اندازی می‌شود، ساکنان معمولاً بینش کمی در مورد ایمن بودن هوایی که تنفس می‌کنند، دارند.

حسگرهای کیفیت هوای داخلی، نامرئی را قابل مشاهده می کنند. شرکت‌های طراحی و مهندسی، که خود جزو اولین پذیرندگان هستند، می‌گویند این بیماری همه‌گیر علاقه مشتریان را به این فناوری برانگیخت که از آن برای نظارت بر کیفیت هوا در زمان واقعی، بهینه‌سازی مصرف انرژی و جذب مستاجران و کارمندان محتاط نسبت به کووید استفاده می‌کنند.

Gideon D’Arcangelo، طراح در Arup، یک شرکت طراحی و مهندسی جهانی، می‌گوید: «من فکر می‌کنم تصور جدیدی پدیدار شد که سرنشینان ممکن است بخواهند داده‌های مربوط به کیفیت هوای داخل خانه را بدانند. و ما همچنین در نقطه‌ای هستیم که فناوری می‌تواند این اطلاعات را در دسترس قرار دهد.»

با این حال، استفاده حداکثری از فناوری جدید مستلزم رفع موانع قدیمی برای بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان، از جمله زیرساخت های قدیمی کشور و فقدان مقررات است. به گفته کارشناسان، اکنون که مرحله اضطراری بیماری همه گیر به پایان رسیده است، علاقه ممکن است کمرنگ شود.

و یک سیستم حسگر راه حل ساده ای نیست. آقای “این یک ابزار عالی است.” هریس گفت. “اما ما هنوز در حال یادگیری هستیم که با آن چه کنیم.”

اقدامات احتیاطی همه گیر

Skidmore، Owings & Merrill، معروف به SOM، نه تنها فضایی را در آسمان خراش در مرکز تجارت جهانی 7 اجاره می کند، بلکه کل ساختمان را پس از تخریب مرکز تجارت جهانی اصلی در سپتامبر طراحی کرد. 11 حمله به دلیل آن تاریخ، معماران سلامت و ایمنی را در اولویت قرار دادند و ویژگی هایی مانند راه پله های وسیع برای تخلیه اضطراری را در نظر گرفتند.

این تمرکز بر روی رفاه به کیفیت هوای داخل ساختمان نیز تعمیم داده شد و این شرکت که طراحی دفتر خود را در سال 2019 آغاز کرد، از قبل در هنگام شیوع کووید-19 روی سنسورها تحقیق می کرد. آقای دکتر گفت: «پاندمی بسیاری از این گفتگوها را تسریع کرد. کوپر، که طراحی دفتر را رهبری کرد.

این شرکت سیستمی را نصب کرد که ذرات معلق، ترکیبات آلی فرار و دی اکسید کربن را ردیابی می کرد، که بود یک شاخص بسیار مهم در طول همه گیری. از آنجایی که انسان دی اکسید کربن را بازدم می کند، سطوح این گاز می تواند زمانی که افراد در فضاهای داخلی جمع می شوند افزایش یابد. سطوح بالای دی اکسید کربن می تواند نشانه ای از تهویه ناکافی فضا باشد – و اگر فردی مبتلا به کووید-19 وجود داشته باشد، ممکن است ذرات ویروس کرونا نیز در حال تجمع باشند.

هنگامی که دفتر جدید در سال 2021 افتتاح شد، امی گارلوک، معمار در SOM، نگران بازگشت بود. هر زمان که یک فنجان قهوه می‌نوشید، داشبورد کیفیت هوا را در انباری اداره چک می‌کرد. او گفت: «همیشه خوب بود. این باعث شد در مورد مکانی که در آن کار می کردم احساس بهتری داشته باشم.” او اضافه کرد: داشتن شواهدی از چیزهای نامرئی خوب است.

سنسورها به سیستم تهویه متصل می شوند که در صورت تغییر شرایط به طور خودکار پاسخ می دهد. اوجیاکور اوبینانی، معمار در SOM که به ارزیابی و انتخاب پلت فرم نظارت بر کیفیت هوا کمک کرد، گفت: «هر وقت مهمانی‌ای مانند «اوه، سطح CO2 شما به اوج می‌رسد» پینگ می‌گیریم. هنگامی که این اتفاق می افتد، سیستم تهویه به یک دنده بالاتر می رود.

گفتن اینکه آیا این سیستم از انتقال ویروس در طول همه گیری جلوگیری کرد یا خیر، دشوار است. SOM همچنین اقدامات احتیاطی دیگری از جمله الزامات واکسن و پروتکل های فاصله گذاری اجتماعی را ایجاد کرد.

خانم “در این دفتر جدید خیلی کمتر عطسه می کنم.” گارلوک گفت. اما او نمی توانست مطمئن باشد که این به دلیل کیفیت هوا است. او حدس زد: «شاید افراد کمتری با سرماخوردگی سر کار بیایند.

اما این شرکت همیشه این سیستم را به عنوان یک سرمایه گذاری بلندمدت با مزایایی فراتر از همه گیری تلقی می کرد. مطالعات نشان می دهد که کیفیت خوب هوای داخل خانه می تواند علائم آسم را کاهش دهد، غیبت را کاهش دهد و حتی عملکرد شناختی را بهبود بخشد.

ممکن است پس انداز نیز وجود داشته باشد. این سیستم به SOM اجازه می دهد تا هوای تازه را در زمان و مکان مورد نیاز ارائه دهد، نه اینکه تهویه را دائماً در حالت بالا اجرا کند. اوبینانی گفت. بنابراین، اگرچه خرید و نصب این سیستم 150000 دلار هزینه دارد، با 8800 دلار هزینه تعمیر و نگهداری سالانه، شرکت انتظار دارد در دهه آینده نزدیک به 250000 دلار در هزینه های انرژی صرفه جویی کند که این کاهش 25 درصدی است.

این سیستم همچنین به شرکت کمک می کند تا به هر نوع بحران کیفیت هوا در آینده پاسخ دهد، حتی اگر هیچ ارتباطی با بیماری های عفونی نداشته باشد.

جهان در آتش

هنگامی که دود در 6 ژوئن به شهر سرازیر شد، SOM به‌دقت خوانش‌های حسگر را زیر نظر داشت. در طول روز، سیستم تهویه هوای دودی را از فیلترهای باکیفیت می‌کشید که آلاینده‌ها را به دام می‌اندازد و میزان ذرات معلق داخل خانه را پایین نگه می‌داشت.

با این حال، روز بعد که شرایط بیرون بدتر شد، اضطراب محسوسی در دفتر وجود داشت. کوپر گفت. کارمندان کنار پنجره‌ها جمع شده بودند و آسمان تاریک را تماشا می‌کردند و دور صفحه‌نمایش حسگرها جمع می‌شدند که هیچ هشداری در مورد هوای دفتر نداشت.

آقای “در داخل احساس راحتی می کرد.” کوپر گفت. “آنچه ناراحت کننده بود نگاه کردن به بیرون بود.”

حوالی ساعت 3 بعدازظهر، یک اتفاق افتاد: یک حسگر افزایش سطح ذرات معلق را تشخیص داد. تیم به سرعت تشخیص داد که حسگر در راه پله های اضطراری است، جایی که هوا به طور مشخص بوی دود می دهد. هوای آلوده در فضای باز به وضوح به داخل راه پله نفوذ کرده بود و شرکت به کارکنان هشدار داد که از پله ها استفاده نکنند.

آن روز در دفتر این شرکت در واشنگتن دی سی متفاوت بود. در آنجا، زمانی که سیستم تهویه افزایش یافت، سطح ذرات معلق در داخل خانه افزایش یافت. این نشان می دهد که ساختمان ممکن است هوای بیرون را بیش از حد وارد کند یا فاقد فیلترهای کافی برای به دام انداختن ذرات معلق باشد.

هنگامی که SOM مشاهده کرد که کیفیت هوا در جهت اشتباه است، به مدیر ساختمان اطلاع داد، او تنظیمات سیستم را تغییر داد تا میزان هوای آلوده ای را که از خارج وارد می کرد کاهش دهد و در عوض هوای داخل خانه را دوباره به گردش در آورد. ما می توانیم توجه را به آن جلب کنیم و تغییری ایجاد کنیم. کوپر گفت. سطح ذرات معلق کاهش یافته است.

درک مبارزات

این بیماری همه گیر باعث شد سایر شرکت ها به بررسی استفاده از حسگرها بپردازند. شرکت حسابداری Deloitte در نشست‌های بین‌المللی در سال‌های 2021 و 2022، مانیتورهای کیفیت هوا را مستقر کرد، به این امید که شرکت‌کنندگانی را که نگران خطر ابتلا به کووید هستند، اطمینان دهد.

استرلینگ بی، یک شرکت املاک و مستغلات در شیکاگو، نظارت بر کیفیت هوای داخل ساختمان را به تمام ویژگی های خود گسترش داد و با استفاده از حسگرهای حرارتی برای نظارت بر اشغال ساختمان ها آزمایش کرده است. پاتریک بیستی، مدیر عامل مهندسی این شرکت، گفت: ساختمان‌های بدون این سیستم‌ها اساساً «چشم‌انداز دارند».

رویکرد محدودیت هایی دارد. حسگرهای دی اکسید کربن، که سطوح پاتوژن های موجود در هوا را به طور مستقیم اندازه گیری نمی کنند، فقط یک پروکسی تقریبی برای خطر عفونت ارائه می دهند. Angela Eykelbosh، دانشمند بهداشت محیطی در مرکز ملی همکاری برای سلامت محیطی در کانادا، می‌گوید: «موقعیت‌های زیادی وجود دارد که در آن خطر انتقال شما می‌تواند زیاد باشد، حتی زمانی که سطح CO2 پایین باشد. به عنوان مثال، سرعت تهویه بالا می تواند سطح دی اکسید کربن را در یک کافه تریا شرکت پایین نگه دارد، اما یک کارمند اداری که با یک همکار آلوده غذا می خورد ممکن است همچنان بیمار شود.

و قرار دادن حسگرها در ساختمان های بیشتری می تواند چالش برانگیز باشد، به ویژه به این دلیل که منافع کارفرمایان، کارگران و صاحبان ساختمان همیشه همسو نیستند.

اندرو پرسیلی، کارشناس کیفیت هوای داخلی در National می گوید: «افرادی که قبض آب و برق را می پردازند، افرادی که حقوق می پردازند، افرادی که برای ساخت ساختمان و غیره می پردازند، اغلب یک موسسات مشابه نیستند. موسسه استاندارد و فناوری. «اگر من مالک ساختمان هستم، از من خواسته می شود که این همه پول را در آن بگذارم. اگر پرسنل بازدهی بیشتری داشته باشند، برای من کار نمی کنند، من از آن سود نخواهم برد. آیا می توانم اجاره بها را افزایش دهم؟ خوب، این یک مذاکره جالب است.”

کارشناسان گفتند که پذیرش گسترده‌تر به احتمال زیاد نیازمند استانداردها، سیاست‌ها و مشوق‌های جدید است، مانند بازرسی‌های اجباری کیفیت هوا یا اعتبارات مالیاتی برای مالکان ساختمان‌هایی که کیفیت هوای داخل خانه را بهبود می‌بخشند.

علاوه بر این، آنها افزودند، در بسیاری از ساختمان‌ها، زیرساخت‌های زیربنایی انتقال هوا – فن‌ها و فیلترها، دمپرها و کانال‌ها – به خوبی نگهداری نمی‌شوند و بهبود کیفیت هوای داخل مستلزم سرمایه‌گذاری در این فناوری‌های اساسی است. دکتر Dr. ایکلبوش گفت. و سپس برای بهبود فضا کار دیگری انجام می دهید.»

در SOM، روز بعد از نارنجی شدن آسمان، آقای. کوپر و آقای هریس در مقابل یکی از صفحه‌های نمایش با کیفیت هوا ایستاده بود و از طریق داده‌ها صحبت می‌کرد. آنها متحیر بودند که چگونه دود یک شبه وارد دفتر شده است و چرا کیفیت هوا در راه پله به طور منحصر به فردی بد است. به عنوان معمار، آنها به دفتر نه تنها به عنوان محل کار خود، بلکه به عنوان یک آزمایشگاه نیز نگاه می کردند.

او می‌گوید: «ما در تلاشیم تا بفهمیم چه چیزی می‌توانیم از این بیاموزیم تا خود را در حال حاضر ایمن نگه داریم. هریس گفت: “اما همچنین برای آینده و تصمیم گیری بهتر هنگام طراحی ساختمان.”