بررسی استانداردهای تهویه مسکونی موجود

Backdrafting ممکن است باعث راحتی و مشکلات IAQ شود

مردم بیشتر وقت خود را در خانه ها می گذرانند (Klepeis et al. 2001) که کیفیت هوای داخل خانه را به یک نگرانی فزاینده تبدیل می کند. به طور گسترده ای تشخیص داده شده است که بار سلامتی هوای داخل خانه قابل توجه است (ادواردز و همکاران 2001؛ د اولیویرا و همکاران 2004؛ ویزل و همکاران 2005). استانداردهای فعلی تهویه برای محافظت از سلامت و ایجاد آسایش برای ساکنان تنظیم شده است، اما اکثریت به دلیل وجود محدود توجیه علمی به شدت به قضاوت مهندسی متکی هستند. این بخش روش‌های فعلی و بالقوه را برای تخمین دبی مورد نیاز برای تهویه توضیح می‌دهد و مروری بر استانداردهای مهم موجود ارائه می‌کند.
پساب های انسانی و دی اکسید کربن

پایه های Pettenkofer Zahl برای استانداردهای تهویه

به نظر می‌رسد که عرق کردن منبع بوی اصلی بدن است که کیفیت هوای داخل ساختمان را تعیین می‌کند (Gids and Wouters, 2008). بوها باعث ایجاد ناراحتی می شوند، زیرا کیفیت هوای خوب اغلب به عنوان عدم وجود بو تلقی می شود. در بسیاری از موارد، ساکنان به بوهایی عادت می کنند که می تواند توسط شخصی که وارد اتاق می شود به خوبی درک کند. قضاوت یک پانل تست بازدیدکننده (Fanger et al. 1988) می تواند برای ارزیابی شدت بو استفاده شود.

دی اکسید کربن (CO2) یک محرک بهداشتی اصلی برای قرار گرفتن در معرض هوای داخل خانه در خانه ها نیست. CO2 یک نشانگر برای خروجی زیستی افراد است و می تواند با بوی مزاحم مرتبط باشد. از زمان کار پتنکوفر (1858) CO2 اساس تقریباً تمام الزامات تهویه در ساختمان ها بوده است. او تشخیص داد که در حالی که CO2 در سطوح معمولی داخل ساختمان بی ضرر است و توسط افراد قابل تشخیص نیست، یک آلاینده قابل اندازه گیری است که استانداردهای تهویه را می توان در مورد آن طراحی کرد. از این مطالعه، او به اصطلاح "PettekoferZahl" 1000 ppm را به عنوان حداکثر سطح CO2 برای جلوگیری از بوی بد پساب های انسانی پیشنهاد کرد. او غلظت خارجی را حدود 500 ppm فرض کرد. او توصیه کرد که اختلاف CO2 بین داخل و خارج را به 500 ppm محدود کنید. این معادل نرخ جریان برای یک فرد بالغ حدود 10 dm3/s برای هر نفر است. این مقدار هنوز اساس الزامات تهویه در بسیاری از کشورها است. بعداً یاگلو (1937)، بوومن (1983)، کین (1983) و فانگر (1988) تحقیقات بیشتری را در مورد رویکرد تهویه "بوی مزاحم محور" بر اساس CO2 به عنوان یک نشانگر انجام دادند.

محدودیت CO2 معمولاً در فضاها استفاده می شود (Gids 2011)

جدول: معمولاً محدودیت های CO2 مورد استفاده در فضاها (Gids 2011)

یک مطالعه اخیر نشان می دهد که CO2 خود ممکن است بر عملکرد شناختی افراد تأثیر بگذارد (Satish et al. 2012). در صورتی که عملکرد افراد مهم‌ترین پارامتر در اتاق‌هایی مانند کلاس‌های درس، اتاق‌های سخنرانی و حتی در برخی موارد دفاتر اداری باشد، سطح CO2 باید سطح تهویه را به جای ایجاد مزاحمت و/یا راحتی تعیین کند. به منظور توسعه استانداردهای مبتنی بر CO2 برای عملکرد شناختی، سطح قابل قبولی از قرار گرفتن در معرض باید ایجاد شود. بر اساس این مطالعه، به نظر می رسد حفظ سطح حدود 1000 ppm هیچ اختلالی در عملکرد نداشته باشد (Satish et al. 2012).
اساس استانداردهای تهویه آینده

تهویه برای سلامتی

آلاینده ها در فضایی که ساکنان آن را استنشاق می کنند، منتشر می شوند یا وارد آن می شوند. تهویه یک گزینه برای حذف آلاینده ها برای کاهش قرار گرفتن در معرض آن با حذف آلاینده ها از منبع، مانند هود اجاق گاز، یا با رقیق کردن هوای خانه از طریق تهویه کل خانه فراهم می کند. تهویه تنها گزینه کنترلی برای کاهش نوردهی نیست و ممکن است در بسیاری از شرایط ابزار مناسبی نباشد.
به منظور طراحی یک استراتژی تهویه یا کنترل آلاینده بر اساس سلامت، باید درک روشنی از آلاینده‌های قابل کنترل، منابع داخلی و قدرت منبع آن آلاینده‌ها و سطوح قابل قبول قرار گرفتن در معرض در خانه وجود داشته باشد. یک اقدام مشترک اروپایی روشی را برای تعیین نیاز تهویه برای دستیابی به کیفیت خوب هوای داخل ساختمان به عنوان تابعی از این آلاینده ها ایجاد کرد (Bienfait et al. 1992).

مهمترین آلاینده ها در داخل خانه

آلاینده هایی که به نظر می رسد باعث ایجاد خطرات مزمن سلامتی مرتبط با قرار گرفتن در معرض هوای داخل خانه می شوند عبارتند از:
• ذرات ریز (PM2.5)
• دود تنباکوی دست دوم (SHS)
• رادون
• ازن
• فرمالدئید
• آکرولئین
• آلاینده های مربوط به کپک/رطوبت

در حال حاضر اطلاعات کافی در مورد نقاط قوت منبع و سهم منبع خاص در قرار گرفتن در معرض در خانه ها برای طراحی یک استاندارد تهویه بر اساس سلامت وجود ندارد. تنوع قابل توجهی در ویژگی های منبع از خانه به خانه وجود دارد و نرخ تهویه مناسب برای خانه ممکن است نیاز به در نظر گرفتن منابع داخلی و رفتار ساکنان داشته باشد. این یک حوزه تحقیقاتی مداوم است. استانداردهای تهویه آینده ممکن است بر نتایج سلامتی برای ایجاد نرخ تهویه کافی تکیه کنند.

تهویه برای راحتی

همانطور که در بالا توضیح داده شد، بوها می توانند نقش مهمی در راحتی و رفاه داشته باشند. یکی دیگر از جنبه های راحتی، آسایش حرارتی است. تهویه می تواند با حمل و نقل سرد شده، راحتی حرارتی را تحت تأثیر قرار دهد.
هوای گرم شده، مرطوب یا خشک شده. تلاطم و سرعت هوا ناشی از تهویه می تواند بر آسایش حرارتی درک شده تأثیر بگذارد. نرخ بالای نفوذ یا تغییر هوا می تواند ناراحتی ایجاد کند (Liddament 1996).

محاسبه نرخ تهویه مورد نیاز برای راحتی و سلامتی نیازمند رویکردهای متفاوتی است. تهویه برای راحتی بیشتر بر اساس کاهش بو و کنترل دما/رطوبت است، در حالی که برای سلامت استراتژی مبتنی بر کاهش نوردهی است. یک پیشنهاد از دستورالعمل های اقدام هماهنگ (CEC 1992) محاسبه جداگانه میزان تهویه مورد نیاز برای راحتی و سلامتی است. بالاترین میزان تهویه باید برای طراحی استفاده شود.
استانداردهای تهویه موجود

استانداردهای تهویه ایالات متحده: ASHRAE 62.2

استاندارد 62.2 انجمن مهندسین گرمایش، تبرید و تهویه مطبوع آمریکا (ASHRAE's) پذیرفته شده ترین استاندارد تهویه مسکونی در ایالات متحده است. ASHRAE استاندارد 62.2 "تهویه و کیفیت هوای داخلی قابل قبول در ساختمان های مسکونی کم ارتفاع" را برای رسیدگی به مسائل مربوط به کیفیت هوای داخل ساختمان (IAQ) توسعه داده است (ASHRAE 2010). ASHRAE 62.2 اکنون در برخی از قوانین ساختمانی، مانند عنوان 24 کالیفرنیا، مورد نیاز است و به عنوان یک استاندارد عمل در بسیاری از برنامه های بهره وری انرژی و توسط سازمان هایی که پیمانکاران عملکرد خانه را آموزش می دهند و گواهی می دهند، تلقی می شود. این استاندارد یک نرخ کلی تهویه هوای بیرون در سطح محل سکونت را به عنوان تابعی از مساحت کف (جایگزینی برای انتشار مواد) و تعداد اتاق خواب ها (جانشینی برای انتشار گازهای گلخانه ای مربوط به ساکنان) مشخص می کند و به فن های اگزوز حمام و آشپزی نیاز دارد. تمرکز استاندارد به طور کلی نرخ تهویه کلی در نظر گرفته می شود. این تاکید بر این ایده است که خطرات در داخل خانه توسط منابع منتشر شده مداوم مانند فرمالدئید از اثاثیه و پساب‌های زیستی (از جمله بوها) از انسان ناشی می‌شود. سطح مورد نیاز تهویه مکانیکی کل محل سکونت بر اساس بهترین قضاوت کارشناسان در این زمینه بود، اما بر اساس هیچ تجزیه و تحلیل غلظت آلاینده های شیمیایی یا سایر نگرانی های بهداشتی خاص نبود.
استانداردهای تهویه اروپایی

انواع استانداردهای تهویه در کشورهای مختلف اروپایی وجود دارد. Dimitroulopoulou (2012) مروری بر استانداردهای موجود در قالب جدول برای 14 کشور (بلژیک، جمهوری چک، دانمارک، فنلاند، فرانسه، آلمان، یونان، ایتالیا، هلند، نروژ، پرتغال، سوئد، سوئیس، بریتانیا) به همراه شرح مدل سازی و مطالعات اندازه گیری انجام شده در هر کشور. همه کشورها نرخ جریان را برای کل خانه یا اتاق های خاص خانه مشخص کردند. جریان هوا حداقل در یک استاندارد برای اتاق‌های زیر مشخص شده است: اتاق نشیمن، اتاق خواب، آشپزخانه، حمام، توالت اکثر استانداردها جریان هوا را فقط برای زیر مجموعه‌ای از اتاق‌ها مشخص می‌کنند.

اساس الزامات تهویه از کشوری به کشور دیگر با الزامات بر اساس تعداد افراد، مساحت طبقه، تعداد اتاق ها، نوع اتاق، نوع واحد یا ترکیبی از این ورودی ها متفاوت است. Brelih و Olli (2011) استانداردهای تهویه را برای 16 کشور در اروپا (بلغارستان، جمهوری چک، آلمان، فنلاند، فرانسه، یونان، مجارستان، ایتالیا، لیتوانی، هلند، نروژ، لهستان، پرتغال، رومانی، اسلوونی، بریتانیا) جمع آوری کردند. آن‌ها از مجموعه‌ای از خانه‌های استاندارد برای مقایسه نرخ‌های مبادله هوا (AERs) حاصل از این استانداردها استفاده کردند. آنها میزان جریان هوای مورد نیاز برای کل خانه و تهویه کار را مقایسه کردند. نرخ تهویه کل خانه مورد نیاز از 0.23-1.21 ACH با بالاترین مقادیر در هلند و کمترین در بلغارستان متغیر بود.
حداقل میزان اگزوز هود بین 5.6-41.7 dm3/s متغیر بود.
حداقل نرخ اگزوز از توالت ها بین 4.2-15 dm3/s متغیر بود.
حداقل نرخ اگزوز از حمام از 4.2 تا 21.7 dm3/s متغیر بود.

به نظر می‌رسد یک توافق استاندارد بین اکثر استانداردها وجود دارد که نرخ تهویه کل خانه با سطوح بالاتر تهویه اضافی برای اتاق‌هایی که ممکن است فعالیت‌های انتشار آلاینده‌ها رخ دهد، مانند آشپزخانه‌ها و حمام‌ها، یا جایی که مردم بیشتر وقت خود را سپری می‌کنند، مورد نیاز است. به عنوان اتاق نشیمن و اتاق خواب.
استانداردها در عمل

ساخت و ساز خانه جدید ظاهراً برای برآورده کردن الزامات مشخص شده در کشوری که خانه در آن ساخته شده است ساخته شده است. دستگاه های تهویه ای انتخاب می شوند که دبی مورد نیاز را برآورده می کنند. نرخ جریان می تواند تحت تأثیر مواردی بیش از دستگاه انتخاب شده باشد. فشار برگشتی از دریچه متصل به یک فن معین، نصب نامناسب و گرفتگی فیلترها می تواند منجر به کاهش عملکرد فن شود. در حال حاضر هیچ الزام راه اندازی در استانداردهای ایالات متحده و اروپا وجود ندارد. راه اندازی از سال 1991 در سوئد اجباری است. راه اندازی فرآیند اندازه گیری عملکرد واقعی ساختمان برای تعیین اینکه آیا آنها الزامات را برآورده می کنند (Stratton and Wray 2013) است. راه اندازی به منابع اضافی نیاز دارد و ممکن است هزینه زیادی در نظر گرفته شود. به دلیل عدم راه اندازی، جریان های واقعی ممکن است مقادیر تجویز شده یا طراحی شده را برآورده نکنند. Stratton و همکاران (2012) نرخ جریان را در 15 خانه در کالیفرنیا در ایالات متحده اندازه گیری کردند و دریافتند که تنها 1 خانه استاندارد ASHRAE 62.2 را به طور کامل رعایت می کند. اندازه‌گیری‌ها در سراسر اروپا همچنین نشان داده است که بسیاری از خانه‌ها استانداردهای تجویز شده را برآورده نمی‌کنند (Dimitroulopoulou 2012). راه اندازی باید به طور بالقوه به استانداردهای موجود اضافه شود تا از انطباق در خانه ها اطمینان حاصل شود.

مقاله اصلی