Å ventilere godt for å unngå koronasmitte erstatter ikke rådet om å holde avstand, og det å holde avstand kan ikke erstatte rådet om å ventilere.
Å ventilere godt for å unngå koronasmitte erstatter ikke rådet om å holde avstand, og det å holde avstand kan ikke erstatte rådet om å ventilere.

Ventilasjon, inneklima og covid-19: Dette vet vi nå!

POPULÆRVITENSKAP: Ventilasjon er et av de viktigste tiltakene for å forhindre smitte.

I mars 2020 publiserte SINTEF et blogginnlegg der vi uttrykte noen synspunkter om ventilasjon, inneklima og covid-19. Mye har skjedd i de 15 månedene som har gått, og her kommer en oppdatering på bakgrunn av det vi har lært siden sist.

Kortversjonen av ny lærdom er:

  • Ventilér så godt som mulig. Sommerstid er det ingen grunn til å være beskjeden med ventileringen.
  • Vinterstid kan det tas hensyn til oppvarming, tørr luft og utendørs luftforurensning og unngå omluft.
  • Sørg for ventilering minst to timer før rom tas i bruk, og bruk temperaturstyring og varmegjenvinning som vanlig.
  • Dersom behovsstyringen kobles ut, slik noen har anbefalt, vil lufta følge letteste rute, og noen rom kan få lite luft. Det er derfor viktig at man ikke kobler ut behovsstyringen av disse anleggene, men heller endrer settpunkt slik at luftmengdene raskt økes når rom tas i bruk.
  • Ventilasjon er lurt, luftrensing kan bidra. Hovedregelen er altså at ventilasjon ikke erstatter avstand, og at avstand ikke erstatter ventilasjon.
  • Dobbel avstand er ikke dobbelt så trygt
  • Bruk munnbind dersom det ikke er mulig å holde avstand
  • Nå har vi beviset: Du skal holde deg hjemme om du er syk. Den beste måten å unngå forurenset inneluft på er alltid å holde forurensningskilden unna, og hvis du er smittet er det du som er forurensningskilde.

En tsunami av forskningsartikler

Vi har nå betydelig mer tilgjengelig kunnskap om viruset. Som ved forrige anledning presiserer vi at vi ikke driver aktiv forskning på feltet.

Det ser ut til at de fleste erkjenner at det er minst tre betydelige smitteveier.

PubMed, en litteraturdatabase drevet av amerikanske helsemyndigheter, lister opp mer enn 140 000 artikler om covid-19 – hvorav mer enn 2 600 systematiske kunnskapsoversikter. Naturligvis er bare en brøkdel av dette relevant for ventilasjon og inneklima, men mengden er uansett betydelig større enn vi har kapasitet til å studere.

Covid-19 kan smitte gjennom kontakt, dråper og luft

Det ser ut til at de fleste erkjenner at det er minst tre betydelige smitteveier – hvis man synes det er verdt å skille mellom dråper og «luft».

Det ble tidlig påvist at virus kan overleve og spres i luft, og det er også undersøkelser av enkelttilfeller av spredning der det framstår som usannsynlig at direkte kontakt eller dråpesmitte er eneste smittevei.

Både Verdens helseorganisasjon (WHO) og flere andre smitteverninstitusjoner har derfor gitt råd om at man bør treffe tiltak for å forhindre luftsmitte, blant annet i WHOs Roadmap to improve and ensure good indoor ventilation in the context of COVID-19.

Råd mot dråpesmitte hjelper mot en stor del av luftsmitten

Med dråpesmitte mener man stort sett smitte gjennom «store» dråper fra luftveiene, men spredningen av disse dråpene skjer jo gjennom luft. Hva som er «store» dråper i denne sammenhengen er ikke så veldig godt definert, men man tenker oftest på partikler som beveger seg mer som en kule enn som en fjær. Det vil si at utgangshastigheten til partikkelen har større innvirkning på banen enn luftstrømmene den beveger seg i, og den er stor nok til at den faller mot bakken innen «rimelig tid».

Det er litt ulike definisjoner av hvor liten en dråpe kan være før den ikke lenger blir karakterisert som en dråpe, men en aerosolpartikkel. Det er en ganske akademisk diskusjon som ikke trenger å ha så stor praktisk betydning. Hovedsaken er at mesteparten av smitten kommer fra luftveiene – enten vi puster, hoster, synger eller snakker. Det kan befinne seg virus i så vel store som små slimdråper. Disse vil stort sett følge luftstrømmen fra pusten. De største dråpene vil falle ned på overflater, mens andre vil tørke inn. En person som oppholder seg nær en annen vil utsettes for både dråper (dråpesmitte) og de inntørkede dråpekjernene (som vi gjerne kan kalle luftsmitte på nært hold).

Avstand er viktig

En avstand på 1-2 meter gjør at man kommer utenfor rekkevidde av både luftstrømmen fra pusten og «kulebanen» til de fleste spyttdråpene. (Det kan nok forekomme unntak ved kraftig nysing, og enkelte skuespillere er kjent for å ha så tydelige konsonanter at det ifølge anekdoter er «behov for paraply på 2. rad i orkester».) På denne avstanden har ikke bare de største spyttdråpene falt til jorda, men pusten, og dermed også de små dråpekjernene, blitt kraftig tynnet ut av luft fra rommet.

Man vil neppe være særlig tryggere med fire meter avstand til smittekilden enn to.

Avstand er med andre ord viktig for smitte både fra dråper og dråpekjerner, så lenge vi snakker om forholdsvis korte avstander. Ved bruk av munnbind går vi ut fra at de største dråpene fanges opp i munnbindet, og farten på «jetstrømmen» fra pusten blir lavere. Dermed vil nærsonen der man utsettes for dråpesmitte og aerosoler direkte fra utpust bli mindre, uten at vi kan si eksakt med hvor mye.

Dobbel avstand er ikke dobbelt så trygt

De inntørkede dråpekjernene vil altså miste farta når luftstrømmen fra pusten har kommet omtrent en meter bort fra smittekilden. Der vil luftstrømmene som stort sett alltid er til stede i rommet gjøre at dråpekjernene blander seg temmelig effektivt med lufta i hele rommet. Hvis de ikke tynnes ut med ventilasjon, vil konsentrasjonen i lufta øke så lenge smittekilden er til stede i rommet. Riktignok kan effektive luftrensere bidra til å fjerne partikler, og virus blir inaktivert med tiden eller fester seg til overflater.

Utenfor nærsonen er dermed ventilasjon det viktigste tiltaket for å hindre at vi puste inn smittestoffer, og man vil neppe være særlig tryggere med fire meter avstand til smittekilden enn to.

Ventilasjon er lurt, luftrensing kan bidra

Hovedregelen er altså at ventilasjon ikke erstatter avstand, og at avstand ikke erstatter ventilasjon.

Vanlig god romventilasjon – 7 liter per sekund per person for en person i lett aktivitet – vil tynne ut gassene fra utpusten med 60 til 70 deler frisk luft. Det er ikke helt riktig å anta at uttynning av gass er det samme som uttynning av partikler, blant annet fordi partikler som støter borti hverandre vil bli hengende sammen, og dermed oppføre seg annerledes. Likevel kan dette fortynningsforholdet være en brukbar første tilnærming til reduksjon av smitterisiko som følge av små dråpekjerner.

Ettersom vi ønsker at ventilasjonen skal fortynne smitten, er ventilasjon per smittet person et viktigere mål enn antall ganger i timen lufta byttes ut, i hvert fall så lenge rommet er i bruk. Naturligvis vil det være forskjell på om man sitter direkte i en strøm av frisk luft fra en tilluftventil – eller en luftrenser eller et åpent vindu – enn inne i et åpent rom der frisklufta blandes inn med lufta i rommet. Her vil vi nok se at det blir mye forskning og utvikling framover.

Hendelsene der én person smitter mange andre er temmelig sjeldne, og det er rimelig å anta at disse ofte er knyttet til «superspredere» som har mye virus i luftveiene.

I tillegg til ventilasjon finnes det luftrensere som kan filtrere bort partikler fra lufta, og de beste filtrene (HEPA eller bedre) kan i praksis fjerne alle virus fra lufta som passerer filteret. Hvilken nytteverdi dette kan ha kommer an på luftmengden som passerer filteret, og om den rensede lufta når fram til pustesonen.

Det er ikke alt som selges som luftrensere som bygger på slik filtrering, og enkelte typer «luftrensere» produserer ozon som også kan skade luftveiene. Denne typen produkter fraråder vi dersom de ikke både kan dokumentere at de ikke avgir ozon og i hvor stor grad de reduserer mengden av aerosoler i lufta.

Hva blir risikoen?

Det store spørsmålet er hvilken grad av fortynning som gir tilstrekkelig grad av trygghet. Studier viser at det er veldig store variasjoner i mengde virus i luftveiene til covid-pasienter. Erfaringen fra smittesporing tyder på at hendelsene der én person smitter mange andre er temmelig sjeldne, og det er rimelig å anta at disse ofte er knyttet til «superspredere» som har mye virus i luftveiene. Variasjon i smittsomhet mellom ulike virusvarianter kan i prinsippet skyldes både at de fører til at de smittede produserer mere virus, og at det skal færre virus til for at en frisk person skal bli smittet.

Fra et ventilasjons- og inneklimasynspunkt ønsker vi oss gjerne et mål som gir oss ett tall å forholde oss til. «Quantum emission rate (QER)» er et slikt mål. Det definerer et «quantum» som den dosen med virus i dråpekjerner som gir 63 prosent sannsynlighet for smitte, og «quantum emission rate» er da et tall på hvor mange slike doser en smittekilde avgir per time. Det er gjort forsøk på å estimere QER for noen luftveissykdommer, og det er konstruert beregningsverktøy for smitterisiko som bygger på disse estimatene. Organisasjonen REHVA har blant annet en covid-kalkulator.

Verktøyene er antakelig mer enn gode nok til å sammenligne risiko ved ulike scenarier, men som alle andre kalkulatorer, blir ikke svaret bedre enn tallene som legges inn i regnestykket. Det er alltid viktig å kontrollere forutsetningene for beregninger før man bruker resultatet, og ikke minst gjelder dette for sykdommer der smittestoffet endrer egenskaper, slik vi nå ser med engelske, indiske og hva vi ellers kan møte av nye varianter av viruset.

CO₂-måling som indikator?

7 liter luft i sekundet per person gir altså 5-60 gangers fortynning for middels store, voksne personer som stort sett sitter stille. Ved større aktivitet puster vi mye mer, og da trenger vi mer luft. karbondioksidinnholdet i lufta brukes ofte som en indikator, og 1 000 ppm med CO₂ brukes ofte som en grenseverdi som indikerer minimum uttynning av forurensning for personer. Det betyr også en uttynning av utåndede gasser på 60-70 ganger, mens et CO₂-nivå på 800 ppm gir en fortynning på 100 ganger.

Vi mener at man må være veldig forsiktig med å tolke dette direkte som smitterisiko, men forskjellen i CO₂-nivå mellom innelufta og utelufta er direkte proporsjonal med andelen av lufta man puster inn som en person i rommet nettopp har pustet ut.

Det er nyttig å forstå forskjellen på CO₂-nivå og CO₂-settpunt. Settpunktet sier noe om hvilket CO₂-nivå som gjør at luftmengden i et behovsstyrt ventilasjonsanlegg økes til maks, ikke hvilket CO₂-nivå man faktisk klarer å opprettholde.

Hva med temperatur og fuktighet, da?

Det er gjort en del undersøkelser av virus, temperatur og fuktighet. Laboratoriestudier kan tyde på at SARS COV-2 overlever i mindre grad når det er varmt og fuktig enn når det er kaldt og tørt. Dråper tørker dessuten inn hurtigere i tørt enn i fuktig klima, og dermed vil noen flere dråpekjerner rekke å tørke inn til «aerosolstørrelse» før de treffer bakken. Det er tvilsomt om disse effektene er viktige nok til at det bør påvirke hvordan vi drifter bygninger og ventilasjonsanlegg. Det kan være av større betydning at tørre slimhinner lettere angripes av virus. Noen har foreslått at munnbind gir en viss beskyttelse på grunn av at de bidrar til å holde luftveiene fuktige.

Det er behov for mer detaljert kunnskap om dette temaet for å gi riktige råd om ventilasjonsdrift i Norge vinterstid. Ettersom luftveisinfeksjoner er en svært vanlig årsak til av vi oppsøker fastlege eller legevakt, vil ikke dette behovet gå over selv om vi oppnår full beskyttelse mot covid-19 gjennom vaksiner.

Viktige råd om drift

Organisasjonen REHVA har publisert retningslinjer om ventilasjon og Covid-19. Her er det blant annet pekt på at man må unngå omluft (andel av avtrekksluften fra et lokale som blandes med frisk luft og returneres til lokalet, noe som uansett er lite i bruk hos oss), at man bør sørge for ventilering minst to timer før rom tas i bruk, og at man bruker temperaturstyring og varmegjenvinning som vanlig.

Vi vil legge til at noen behovsstyrte ventilasjonsanlegg er dimensjonert med mindre kapasitet enn for hundre prosent personbelastning. Viftene er med andre ord ikke kraftige nok til at alle rom kan få den lufta de «ber om» på en gang. Dersom behovsstyringen kobles ut, slik noen har anbefalt, vil lufta følge letteste rute, og noen rom kan få lite luft.

Det er derfor viktig at man ikke kobler ut behovsstyringen av disse anleggene, men heller endrer settpunkt slik at luftmengdene raskt økes når rom tas i bruk.


Denne artikkelen ble først publisert på Sintefs blogg.


LES OGSÅ:

Vi vil gjerne høre fra deg!

TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding på denne artikkelen. Eller spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om et viktig tema vi bør dekke?

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Powered by Labrador CMS