Pozadinsko crtanje može uzrokovati udobnost i probleme s kvalitetom kvalitete
Ljudi provode većinu svog vremena u domovima (Klepeis et al. 2001), zbog čega kvalitet vazduha u zatvorenom prostoru postaje sve veća briga. Opšte je poznato da je zdravstveni teret zraka u zatvorenom prostoru značajan (Edwards et al. 2001; de Oliveira et al. 2004; Weisel et al. 2005). Trenutni standardi ventilacije postavljeni su kako bi zaštitili zdravlje i pružili udobnost za stanovnike, ali većina se u velikoj mjeri oslanja na inžinjersku procjenu zbog ograničenog postojanja naučnog opravdanja. Ovaj odjeljak će opisati trenutne i potencijalne metode za procjenu potrebnih brzina protoka za ventilaciju i dati pregled važnih postojećih standarda.
LJUDSKI EFLUENTI I UGLJENI DIOKSID
Pettenkofer Zahl baze za standarde ventilacije
Čini se da je znojenje glavni izvor tjelesnog mirisa koji određuje percipirani kvalitet zraka u zatvorenom prostoru (Gids i Wouters, 2008). Mirisi stvaraju nelagodu, jer se dobar kvalitet zraka često percipira kao odsustvo mirisa. U mnogim slučajevima stanari se naviknu na mirise koje neko može dobro uočiti ako uđe u prostoriju. Procjena gostujućeg test panela (Fanger et al. 1988) može se koristiti za procjenu intenziteta mirisa.
Ugljični dioksid (CO2) nije glavni zdravstveni pokretač izloženosti zraku u zatvorenom prostoru u stambenim objektima. CO2 je marker za bioefluente ljudi i može biti povezan sa neugodnim mirisom. CO2 je bio osnova za gotovo sve ventilacijske zahtjeve u zgradama još od Pettenkoferovog rada (1858). Prepoznao je da iako je CO2 bezopasan na normalnim nivoima u zatvorenom prostoru i da ga ljudi ne mogu otkriti, on je mjerljiv zagađivač oko kojeg se mogu osmisliti standardi ventilacije. Iz ove studije, on je predložio takozvani “PettekoferZahl” od 1000 ppm kao maksimalan nivo CO2 za sprječavanje mirisa iz ljudskih efluenta. Pretpostavio je vanjsku koncentraciju od oko 500 ppm. Savjetovao je da se ograniči razlika u CO2 između unutrašnjeg i vanjskog na 500 ppm. Ovo je ekvivalentno protoku za odraslu osobu od oko 10 dm3/s po osobi. Ova količina je još uvijek osnova zahtjeva za ventilaciju u mnogim zemljama. Kasnije su Yaglou (1937.), Bouwman (1983.), Cain (1983.) i Fanger (1988.) sproveli daljnja istraživanja o pristupu ventilacije “pokrenutom neugodnim mirisima” zasnovanom na CO2 kao markeru.
Općenito korištene granice CO2 u prostorima (Gids 2011)
Tabela: Općenito korištene granice CO2 u prostorima (Gids 2011)
Nedavna studija pokazuje da sam CO2 može uticati na kognitivne performanse ljudi (Satish et al. 2012). U slučaju da je učinak ljudi najvažniji parametar u prostorijama kao što su učionice, predavaonice, pa čak i u nekim slučajevima kancelarije, nivoi CO2 bi trebali odrediti nivo ventilacije, a ne smetnje i/ili udobnost. Da bi se razvili standardi zasnovani na CO2 za kognitivne performanse, morao bi biti uspostavljen prihvatljiv nivo izloženosti. Na osnovu ove studije, čini se da održavanje nivoa od oko 1000 ppm ne utiče na performanse (Satish et al. 2012.)
OSNOVA ZA BUDUĆE STANDARDE VENTILACIJE
VENTILACIJA ZA ZDRAVLJE
Zagađivači se emituju ili ulaze u prostor gdje ih stanari potom udišu. Ventilacija pruža jednu opciju za uklanjanje zagađivača kako bi se smanjila izloženost ili uklanjanjem zagađivača na izvoru, kao što su kuhinjske nape, ili razrjeđivanjem zraka u kući putem ventilacije cijele kuće. Ventilacija nije jedina kontrolna opcija za smanjenje izloženosti i možda nije pravi alat u mnogim situacijama.
Da bi se dizajnirala strategija ventilacije ili kontrole zagađivača zasnovana na zdravlju, mora postojati jasno razumijevanje zagađivača koje treba kontrolisati, unutrašnjih izvora i jačine izvora tih zagađivača, kao i prihvatljivih nivoa izloženosti u kući. European Collaborative Action razvila je metodu za određivanje zahtjeva za ventilacijom za postizanje dobrog kvaliteta zraka u zatvorenom prostoru kao funkciju ovih zagađivača (Bienfait et al. 1992).
Najvažniji zagađivači u zatvorenom prostoru
Zagađivači za koje se čini da izazivaju kronične zdravstvene rizike povezane s izlaganjem zraku u zatvorenom prostoru su:
• Fine čestice (PM2.5)
• Sekundarni duvanski dim (SHS)
• Radon
• Ozon
• Formaldehid
• Akrolein
• Zagađivači koji se odnose na buđ/vlagu
Trenutno nema dovoljno podataka o jačini izvora i specifičnim doprinosima izvora izloženosti u domovima da bi se dizajnirao standard ventilacije zasnovan na zdravlju. Postoji značajna varijabilnost u karakteristikama izvora od kuće do kuće i odgovarajuća stopa ventilacije za dom će možda morati uzeti u obzir izvore u zatvorenom prostoru i ponašanje korisnika. Ovo je oblast istraživanja koja je u toku. Budući standardi ventilacije mogu se oslanjati na zdravstvene rezultate kako bi se uspostavile dovoljne stope ventilacije.
VENTILACIJA ZA UDOBNOST
Kao što je gore opisano, mirisi mogu igrati važnu ulogu u udobnosti i dobrobiti. Drugi aspekt udobnosti je toplotna udobnost. Ventilacija može uticati na toplotnu udobnost transportom ohlađenih,
zagrijani, vlažni ili osušeni zrak. Turbulencija i brzina zraka uzrokovane ventilacijom mogu utjecati na percipiranu toplinsku udobnost. Visoka infiltracija ili brzina izmjene zraka mogu stvoriti nelagodu (Liddament 1996).
Izračunavanje potrebnih stopa ventilacije za udobnost i zdravlje zahtijeva različite pristupe. Ventilacija za udobnost se uglavnom zasniva na smanjenju mirisa i kontroli temperature/vlažnosti, dok se za zdravlje strategija zasniva na smanjenju izloženosti. Prijedlog smjernica za usklađeno djelovanje (CEC 1992) je da se zasebno izračuna stopa ventilacije potrebna za udobnost i zdravlje. Za dizajn treba koristiti najveću stopu ventilacije.
POSTOJEĆI STANDARDI VENTILACIJE
STANDARDI VENTILACIJE SJEDINJENIH DRŽAVA: ASHRAE 62.2
Standard 62.2 Američkog udruženja inženjera za grijanje, hlađenje i klimatizaciju (ASHRAE's) je najšire prihvaćeni standard ventilacije za stambene prostore u Sjedinjenim Državama. ASHRAE je razvio Standard 62.2 “Ventilacija i prihvatljiv kvalitet unutrašnjeg vazduha u niskim stambenim zgradama” kako bi se pozabavio pitanjima kvaliteta vazduha u zatvorenom prostoru (IAQ) (ASHRAE 2010). ASHRAE 62.2 je sada potreban u nekim građevinskim propisima, kao što je kalifornijski naslov 24, i tretira se kao standard prakse u mnogim programima energetske efikasnosti i od strane organizacija koje obučavaju i certificiraju izvođače radova u kući. Standard specificira ukupnu stopu ventilacije vanjskog zraka na nivou stanovanja kao funkciju površine poda (zamjena za emisije materijala) i broja spavaćih soba (surogat za emisije povezane sa stanarima) i zahtijeva ispušne ventilatore za kupatilo i kuhanje. U fokusu standarda općenito se smatra ukupna brzina ventilacije. Ovaj naglasak je zasnovan na ideji da rizike u zatvorenom prostoru pokreću kontinuirano emitovani, distribuirani izvori poput formaldehida iz namještaja i bioefluenta (uključujući mirise) od ljudi. Potreban nivo mehaničke ventilacije u cijeloj rezidenciji bio je zasnovan na najboljoj procjeni stručnjaka u ovoj oblasti, ali nije bio zasnovan ni na kakvoj analizi koncentracija hemijskih zagađivača ili drugih zdravstvenih problema.
EVROPSKI STANDARDI VENTILACIJE
U raznim evropskim zemljama postoje različiti standardi ventilacije. Dimitroulopoulou (2012) daje pregled postojećih standarda u formatu tabele za 14 zemalja (Belgija, Češka, Danska, Finska, Francuska, Nemačka, Grčka, Italija, Holandija, Norveška, Portugal, Švedska, Švajcarska, Ujedinjeno Kraljevstvo) zajedno sa opis studija modeliranja i mjerenja urađenih u svakoj zemlji. Sve zemlje su specificirale stope protoka za cijelu kuću ili određene prostorije doma. Protok zraka je specificiran u najmanje jednom standardu za sljedeće prostorije: dnevni boravak, spavaća soba, kuhinja, kupatilo, toalet Većina standarda specificira protok zraka samo za podskup prostorija.
Osnova za zahtjeve za ventilaciju varira od zemlje do zemlje sa zahtjevima zasnovanim na broju ljudi, površini poda, broju soba, tipu sobe, tipu jedinice ili nekoj kombinaciji ovih ulaza. Brelih i Olli (2011) su agregirali standarde ventilacije za 16 zemalja u Evropi (Bugarska, Češka, Njemačka, Finska, Francuska, Grčka, Mađarska, Italija, Litvanija, Holandija, Norveška, Poljska, Portugal, Rumunija, Slovenija, Ujedinjeno Kraljevstvo). Koristili su skup standardnih domova da uporede rezultujuće stope razmene vazduha (AER) izračunate na osnovu ovih standarda. Usporedili su potrebne brzine protoka zraka za cijelu kuću i ventilaciju zadatka. Potrebne stope ventilacije cijele kuće kretale su se u rasponu od 0,23-1,21 ACH s najvišim vrijednostima u Holandiji i najnižim u Bugarskoj.
Minimalni domet izduvnih gasova iz haube bio je u rasponu od 5,6-41,7 dm3/s.
Minimalne brzine izduvnih gasova iz toaleta kretale su se od 4,2-15 dm3/s.
Minimalne brzine izduvnih gasova iz kupatila bile su u rasponu od 4,2-21,7 dm3/s.
Čini se da postoji standardni konsenzus između većine standarda da je potrebna stopa ventilacije cijele kuće sa dodatnim višim nivoima ventilacije za prostorije u kojima se mogu pojaviti aktivnosti koje emituju zagađivače, kao što su kuhinje i kupatila, ili gdje ljudi provode većinu svog vremena, kao što je npr. kao dnevne sobe i spavaće sobe.
STANDARDI U PRAKSI
Izgradnja nove kuće je navodno izgrađena kako bi ispunila zahtjeve određene u zemlji u kojoj je kuća izgrađena. Odabiru se uređaji za ventilaciju koji zadovoljavaju potrebne brzine protoka. Na brzinu protoka može uticati više od samog odabranog uređaja. Protivpritisak iz otvora za odzračivanje priključenog na dati ventilator, nepravilna instalacija i začepljeni filteri mogu dovesti do pada performansi ventilatora. Trenutno ne postoji zahtjev za puštanje u rad ni u američkim ni evropskim standardima. Puštanje u rad je obavezno u Švedskoj od 1991. Puštanje u rad je proces mjerenja stvarnih performansi zgrade kako bi se utvrdilo da li ispunjava zahtjeve (Stratton i Wray 2013). Puštanje u rad zahtijeva dodatne resurse i može se smatrati previsokim troškovima. Zbog nedostatka puštanja u rad, stvarni protoci možda neće zadovoljiti propisane ili projektovane vrijednosti. Stratton et al (2012) izmjerili su stope protoka u 15 domova u Kaliforniji u SAD-u i otkrili da je samo jedan u potpunosti zadovoljio standard ASHRAE 62.2. Merenja širom Evrope su takođe pokazala da mnogi domovi ne ispunjavaju propisane standarde (Dimitroulopoulou 2012). Puštanje u rad potencijalno bi trebalo dodati postojećim standardima kako bi se osigurala usklađenost u kućama.
Originalni članak
