Analysis of Indoor CO₂ Changes According to Ventilation Conditions and Occupant Density in Karaoke

داخل غرفة صغيرة مغلقة، لا يكون الهواء الذي نتنفسه ساكناً أبداً. ففي كل مرة يزفر فيها الشخص، فإنه يطلق ثاني أكسيد الكربون، وهو غاز غير مرئي ولا رائحة له، ولكنه يعمل كعلامة موثوقة لمدى جودة تجديد الهواء في المكان. وفي عالم جودة الهواء الداخلي، يعمل هذا الغاز كمخبر بسيط وصادق: فالمستويات العالية تشير إلى أن الهواء بدأ يصبح راكداً وأن الهواء النقي من الخارج لا يصل بالسرعة الكافية ليحل محل ما استهلكه الموجودون. وهذا أمر يثير قلقاً خاصاً في الأماكن التي يتجمع فيها الناس في أماكن ضيقة لفترات طويلة، مثل الفصول الدراسية أو قاعات الاجتماعات. ومع ذلك، فإن نوعاً معيناً من مساحات التجمعات قد أفلت إلى حد كبير من لوائح جودة الهواء الصارمة، رغم قدرته الفريدة على حبس الأنفاس: وهي غرف الكاريوكي. هذه الغرف عبارة عن مقصورات صغيرة عازلة للصوت حيث يغني الأفراد أو المجموعات لفترات طويلة، وهو نشاط يزيد طبيعياً من معدلات التنفس، وبالتالي من كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الهواء. إن فهم كيفية تراكم هذا الغاز في مثل هذه البيئة المحددة ليس مجرد مسألة راحة؛ بل يتعلق بضمان بقاء الهواء آمناً ونقياً للجميع في الداخل.

لقد شرع فريق من الباحثين من جامعة جيونغسانغ الوطنية في قياس ما يحدث بالضبط للهواء في غرف الغناء هذه. أرادوا معرفة كيف يتفاعل حجم الغرفة، وعدد الأشخاص بالداخل، وتشغيل نظام التهوية الميكانيكية لتغيير جودة الهواء. ولإيجاد الإجابات، زاروا عملين مختلفين للكاريوكي، أحدهما في جينجو والآخر في دايجون، واختاروا غرفاً بثلاثة أحجام متميزة: صغيرة، ومتوسطة، وكبيرة. ثم أجروا سلسلة من التجارب المنضبطة حيث يجلس الأشخاص في هذه الغرف ويغنون لمدة عشر دقائق. قام الباحثون بقياس الهواء قبل بدء الغناء لتحديد خط الأساس، ثم تتبعوا كيفية تغير مستويات ثاني أكسيد الكربون دقيقة بدقيقة أثناء أداء الحاضرين لثلاث أغنيات. وقد أجروا هذه الاختبارات تحت سيناريوهين مختلفين: أحدهما حيث يكون نظام التهوية الميكانيكية في الغرفة قيد التشغيل، والآخر حيث يكون مطفأً، مما يحاكي حالة يعتمد فيها تبادل الهواء فقط على التسريبات الطبيعية أو الفجوات في الباب.

رسمت النتائج صورة واضحة لمدى سرعة ثقل الهواء بثاني أكسيد الكربون عندما لا تعمل التهوية. فعندما كانت الأنظمة الميكانيكية مطفأة، ارتفعت مستويات ثاني أكسيد الكربون بشكل حاد في كل اختبار من الاختبارات. وقد اعتمدت سرعة هذا الارتفاع بشكل كبير على عاملين: مدى صغر حجم الغرفة وعدد الأشخاص الموجودين بالداخل. ففي أصغر الغرف، تدهورت جودة الهواء بأسرالع وتيرة. فعندما كان ثلاثة أشخاص يغنون في مقصورة صغيرة مع إطفاء التهوية، ارتفع تركيز ثاني أكسيد الكربون إلى ما يقرب من 1,900 جزء في المليون بنهاية جلسة العشر دقائق. وفي المقابل، عندما كان نظام التهوية يعمل، ظل الهواء أكثر نضارة. ففي ثماني حالات من أصل تسع حالات اختبار حيث كانت المراوح تعمل، ظل متوسط مستوى ثاني أكسيد الكربون تحت علامة 1,000 جزء في المليون، وهو معيار شائع يستخدم للحكم على جودة الهواء الجيدة في المباني العامة. والمرة الوحيدة التي تجاوز فيها المستوى هذا الحد مع تشغيل المراوح كانت في أصغر غرفة مع ثلاثة أشخاص، حيث وصل إلى ما يزيد قليلاً عن 1,000 جزء في المليون.

كما بحثت الدراسة في كمية ثاني أكسيد الكربون التي يطلقها شخص واحد أثناء الغناء. ومن خلال قياس ارتفاع مستويات الغاز في الغرف التي كانت فيها التهوية مطفأة، حسب الباحثون أن كل شخص ينبعث منه في المتوسط حوالي 0.272 لتر من ثاني أكسيد الكربون في الدقيقة أثناء الغناء. وهذا المعدل أعلى قليلاً مما يُلاحظ عادةً لدى الأشخاص الذين يجلسون بهدوء في فصل دراسي، ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن الغناء يتطلب أنفاساً أعمق وأكثر تكراراً. ووجد الباحثون أن مجرد عد عدد الأشخاص في الغرفة لم يكن كافياً للتنبؤ بمدى سوء حالة الهواء؛ إذ كان حجم الغرفة مهماً بنفس القدر. واكتشفوا أن الطريقة الأكثر دقة للتنبؤ بسرعة تلوث الهواء هي النظر في كثافة الأشخاص بالنسبة لمساحة الأرضية. فعندما جمعوا بين عدد الحاضرين وحجم الغرفة، أظهرت البيانات علاقة قوية جداً: فكلما زاد ازدحام الغرفة بالنسبة لحجمها، ارتفعت مستويات ثاني أكسيد الكربون بشكل أسرع.

تشير هذه النتائج إلى أن إدارة الهواء في غرف الكاريوكي تتطلب ما هو أكثر من مجرد الأمل في أن تكون النوافذ مفتوحة أو أن المبنى يسمح بتسرب ما يكفي من الهواء للحفاظ على النضارة. وتوضح الدراسة أنه بالنسبة لهذه المساحات الصغيرة والنشطة، يجب أن تعمل التهوية الميكانيكية باستمرار أثناء وجود الناس بالداخل للحفاظ على سلامة الهواء. علاوة على ذلك، ينبغي إدارة عدد الأشخاص المسموح بهم في الغرفة بعناية بناءً على حجم الغرفة. فالمقصورة الصغيرة التي قد تبدو مريحة بشخص واحد، يمكن أن تتحول بسرعة إلى مكان يصبح فيه التنفس صعباً إذا كان هناك ثلاثة أشخاص يغنون دون ضخ هواء نقي للداخل. يوفر هذا البحث أساساً واضحاً قائماً على البيانات لوضع قواعد حول عدد الأشخاص الذين يجب أن يتواجدوا في مقصورة الكاريوكي وكيفية تشغيل أنظمة التهوية لضمان بقاء الهواء صحياً للجميع مستمتعين بالموسيقى.