De forskar för att bygga bort luftburen smitta

Ser ventilation med nya ögon

I ett internationellt samarbete med japanska forskare har Alan Kabanshi, docent på Högskolan i Gävle, och hans kollegor utvecklat en ny teori för hur spridning av smittämnen sker och hur de kan ventileras bort. Deras upptäckter kan komma att spela en viktig roll i arbetet med minskad smittspridning av till exempel covid-19.

Erfarenheten av coronapandemin visar att många blir smittade i sina egna hem. En stor orsak är att dagens byggnader och ventilationssystem inte är utformade för att skydda mot spridning av luftburen smitta som till exempel covid-19.

Med detta i åtanke arbetar just nu forskare vid Högskolan i Gävle, under ledning av docent Alan Kabanshi och i samarbete med japanska forskare från universitet i Kasuga och i Saitama, i ett projekt där de utvecklar en ny teori för hur smittämnen sprids och hur de kan ventileras bort.

– Traditionellt har målet med ventilation varit att späda ut och ta bort föroreningar inomhus. Den största utmaningen har då varit att konstruera och drifta ventilation i bostadshus eftersom systemen inte är utformade för att förhindra eller minska risken för luftburen smittspridning, säger Alan Kabanshi.

Ändra luftflöden
Hans intresse för ventilation tog sin början i hemlandet Zambia när han arbetade med energioptimering inom gruvindustrin. Men det var först när han kom till Sverige för att studera till en mastersexamen som det tog fart på riktigt.

I korthet handlar forskarnas arbete om hur spridning av luftburen smitta, aerosoler, kan minska genom att ändra luftflödena. Tidigare labbstudier har visat att luften i byggnader återcirkulerar in i bostaden innan den sugs ut. Det händer till exempel när man öppnar en dörr och stora volymer luft växlar mellan två rum.

– Det är just denna cirkulation som skapar en väg för spridning av luftburna smittoämnen och gör att man lättare smittas inomhus, även om man försöker hålla avstånd, förklarar Alan Kabanshi.

Ser ventilation med nya ögon
Studierna har gjort att forskarna i Gävle nu ser på ventilation med nya ögon.

–Vi tittar på vad som händer med luften i bostaden och räknar även med luftutbyteseffektiviteten som sker, snarare än att enbart titta på luftflödet. Beroende på vilken typ av system som man har menar vi att det möjligt att beräkna och spåra hur smittämnen flyttar från en del av en byggnad till en annan.

När man kan uppskatta och spåra sannolikheten för partiklar och smittämnen att röra sig, kan man även vidta förebyggande åtgärder, antingen genom att designa nya luftdistributionssystem eller bygga om och komplettera befintliga system.

Krävs det mycket högre luftflöden än i dag för att få till det nya strömningsmönstret?
– Problemet med höga luftflöden är att de komplicerar luftutbyteseffektiviteten i byggnader samtidigt som de ökar energiåtgången och skapar problem med drag. Idén med vårt projekt är att hitta sätt att optimera luftutbyteseffektiviteten snarare än att öka luftflödet. Men om det visar sig att det är nödvändigt att öka luftflödet måste vi ta reda på hur vi kan göra det på ett optimalt sätt.

Även om forskarnas främsta fokus är att få fram ett system som fungerar i bostadshus kan samma principer fungera lika bra i förskolor och skolor, vilket kan bidra till friskare barn och personal, menar Alan Kabanshi.

– Vi är övertygade om att samma principer kan användas i förskole- och skolmiljöer och vara till stor nytta där. Vi kommer att utforska olika designer och ta fram olika applikationer för att använda systemet i olika miljöer.

Kommer man att komma åt alla typer av smittämnen, även de allra minsta viruspartiklarna, med denna nya metod?
– Tråkigt nog har vårt projekt fått en stämpel som ett “covidprojekt”, men det är inte vårt enda fokus. Tvärtom vill vi komma åt alla luftburna smittoämnen och minska spridningen av dessa inomhus. Vi har speciellt stort fokus på aerosoler eftersom det är så svårt att få kontroll över dessa, och traditionellt sett har man lämnat över ansvaret för det jobbet till ventilationssystemen. Men vi vill bidra till ett system som hjälper till att skydda oss från alla ”fiender” som finns i luften vi andas i våra hem.

Experiment och simuleringar
Projektet genomförs med hjälp av experiment och simuleringar och finansieras av det statliga forskningsrådet Formas. Alla experiment sker i rum i full skala i laboratoriet vid högskolan i Gävle.

– De praktiska åtgärderna för att minska risken för smittspridning kan genomföras för användning under en begränsad tid och sedan återställas, alternativt kan man göra en permanent ombyggnad. Med de erfarenheter som vi har från coronapandemin tror jag att det kan leda till framtida krav på pandemianpassat byggande, säger Alan Kabanshi.

2022-09-08 - Industritorget