საცხოვრებლის ვენტილაციის არსებული სტანდარტების მიმოხილვა

Backdrafting-მა შეიძლება გამოიწვიოს კომფორტის და IAQ პრობლემები

ადამიანები თავიანთი დროის უმეტეს ნაწილს ატარებენ რეზიდენციებში (Klepeis et al. 2001), რაც შიდა ჰაერის ხარისხს მზარდ პრობლემად აქცევს. საყოველთაოდ აღიარებულია, რომ შიდა ჰაერის ჯანმრთელობის ტვირთი მნიშვნელოვანია (Edwards et al. 2001; de Oliveira et al.2004; Weisel et al. 2005). ამჟამინდელი ვენტილაციის სტანდარტები დადგენილია ჯანმრთელობის დასაცავად და მაცხოვრებლებისთვის კომფორტის უზრუნველსაყოფად, მაგრამ უმრავლესობა დიდწილად ეყრდნობა საინჟინრო განსჯას მეცნიერული დასაბუთების შეზღუდული არსებობის გამო. ეს განყოფილება აღწერს მიმდინარე და პოტენციურ მეთოდებს ვენტილაციისთვის საჭირო ნაკადის სიჩქარის შესაფასებლად და უზრუნველყოფს არსებული მნიშვნელოვანი სტანდარტების მიმოხილვას.
ადამიანის ჩამდინარე წყლები და ნახშირორჟანგი

Pettenkofer Zahl ბაზები ვენტილაციის სტანდარტებისთვის

როგორც ჩანს, ოფლიანობა არის სხეულის სუნის მთავარი წყარო, რომელიც განსაზღვრავს შიდა ჰაერის ხარისხს (Gids and Wouters, 2008). სუნი ქმნის დისკომფორტს, რადგან კარგი ჰაერის ხარისხი ხშირად აღიქმება როგორც სუნის არარსებობა. ხშირ შემთხვევაში ოკუპანტები ეჩვევიან სუნებს, რომლებიც კარგად აღიქვამს ოთახში შემოსულს. მოწვეული ტესტის პანელის გადაწყვეტილება (Fanger et al. 1988) შეიძლება გამოყენებულ იქნას სუნის ინტენსივობის შესაფასებლად.

ნახშირორჟანგი (CO2) არ არის ჯანმრთელობის მთავარი მამოძრავებელი საცხოვრებლებში შიდა ჰაერის ზემოქმედებისთვის. CO2 არის მარკერი ადამიანების ბიოგამოყოფისთვის და შეიძლება დაკავშირებული იყოს უსიამოვნო სუნით. CO2 იყო შენობების ვენტილაციის თითქმის ყველა მოთხოვნის საფუძველი პეტენკოფერის მუშაობის შემდეგ (1858). მან აღიარა, რომ მიუხედავად იმისა, რომ CO2 უვნებელია ნორმალური შიდა დონეზე და არ არის გამოვლენილი ადამიანების მიერ, ეს იყო გაზომვადი დამაბინძურებელი, რომლის გარშემოც შეიძლებოდა სავენტილაციო სტანდარტების შემუშავება. ამ გამოკვლევიდან მან შესთავაზა ეგრეთ წოდებული "PettekoferZahl" 1000 ppm, როგორც CO2-ის მაქსიმალური დონე, რათა თავიდან აიცილოს სუნი ადამიანის გამონაბოლქვიდან. მან მიიღო გარე კონცენტრაცია დაახლოებით 500 ppm. მან ურჩია შეზღუდოს CO2-ის სხვაობა შიგნით და გარედან 500 ppm-მდე. ეს უდრის დინების სიჩქარეს ზრდასრული ადამიანისათვის დაახლოებით 10 დმ3/წმ ადამიანზე. ეს რაოდენობა ჯერ კიდევ ბევრ ქვეყანაში ვენტილაციის მოთხოვნების საფუძველია. მოგვიანებით Yaglou (1937), Bouwman (1983), Cain (1983) და Fanger (1988) ჩაატარეს შემდგომი კვლევა „სუნისგან გამოწვეული დისკომფორტით გამოწვეული“ ვენტილაციის მიდგომის შესახებ CO2-ზე, როგორც მარკერის საფუძველზე.

ზოგადად გამოყენებული CO2 ლიმიტები სივრცეებში (Gids 2011)

ცხრილი: ჩვეულებრივ გამოყენებული CO2 ლიმიტები სივრცეებში (Gids 2011)

ბოლო კვლევამ აჩვენა, რომ CO2-მა შესაძლოა გავლენა მოახდინოს ადამიანების კოგნიტურ ფუნქციებზე (Satish et al. 2012). იმ შემთხვევაში, თუ ადამიანების მუშაობა ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრია ისეთ ოთახებში, როგორიცაა საკლასო ოთახები, სალექციო ოთახები და ზოგიერთ შემთხვევაში ოფისშიც კი, CO2 დონემ უნდა განსაზღვროს ვენტილაციის დონე და არა უსიამოვნო და/ან კომფორტი. CO2-ზე დაფუძნებული სტანდარტების შემუშავებისთვის შემეცნებითი მუშაობისთვის, უნდა შეიქმნას ექსპოზიციის მისაღები დონე. ამ კვლევის საფუძველზე, დაახლოებით 1000 ppm დონის შენარჩუნებას, როგორც ჩანს, არ აქვს რაიმე შეფერხება შესრულებაზე (Satish et al. 2012).
მომავალი ვენტილაციის სტანდარტების საფუძველი

ვენტილაცია ჯანმრთელობისთვის

დამაბინძურებლები გამოიყოფა ან შედიან სივრცეში, სადაც ოკუპანტები ისუნთქებენ მათ. ვენტილაცია უზრუნველყოფს დამაბინძურებლების მოცილების ერთ ვარიანტს, რათა შემცირდეს ზემოქმედება ან წყაროდან დამაბინძურებლების მოცილებით, როგორიცაა გაზქურის გამწოვები, ან სახლში ჰაერის განზავებით მთელი სახლის ვენტილაციის საშუალებით. ვენტილაცია არ არის ერთადერთი საკონტროლო ვარიანტი ექსპოზიციის შესამცირებლად და შესაძლოა არ იყოს სწორი ინსტრუმენტი ბევრ სიტუაციაში.
ჯანმრთელობაზე დაფუძნებული ვენტილაციის ან დამაბინძურებლების კონტროლის სტრატეგიის შემუშავებისთვის, უნდა არსებობდეს მკაფიო გაგება გასაკონტროლებელი დამაბინძურებლების, შიდა წყაროების და ამ დამაბინძურებლების წყაროს სიძლიერისა და სახლში ზემოქმედების მისაღები დონის შესახებ. ევროპულმა კოლაბორაციულმა მოქმედებამ შეიმუშავა მეთოდი ვენტილაციის მოთხოვნილების დასადგენად, რათა მივაღწიოთ შიდა ჰაერის კარგი ხარისხის ამ დამაბინძურებლების ფუნქციას (Bienfait et al. 1992).

ყველაზე მნიშვნელოვანი დამაბინძურებლები შენობაში

დამაბინძურებლები, რომლებიც, როგორც ჩანს, იწვევს ჯანმრთელობის ქრონიკულ რისკებს, რომლებიც დაკავშირებულია შიდა ჰაერის ზემოქმედებასთან, არის:
• წვრილი ნაწილაკები (PM2.5)
• მეორადი თამბაქოს კვამლი (SHS)
• რადონი
• ოზონი
• ფორმალდეჰიდი
• აკროლეინი
• ობის/ტენიანობის დამაბინძურებლები

ამჟამად არ არის საკმარისი მონაცემები წყაროს სიძლიერის შესახებ და კონკრეტული წყაროს წვლილი სახლებში ზემოქმედებაზე, რათა შეიქმნას ვენტილაციის სტანდარტი ჯანმრთელობაზე დაფუძნებული. არსებობს მნიშვნელოვანი ცვალებადობა წყაროს მახასიათებლებში სახლიდან სახლამდე და სახლისთვის სათანადო ვენტილაციის სიჩქარე შეიძლება საჭირო გახდეს შიდა წყაროების და ოკუპანტების ქცევის გათვალისწინება. ეს არის მუდმივი კვლევის სფერო. ვენტილაციის მომავალი სტანდარტები შეიძლება ეყრდნობოდეს ჯანმრთელობის შედეგებს საკმარისი ვენტილაციის მაჩვენებლების დასადგენად.

ვენტილაცია კომფორტისთვის

როგორც ზემოთ იყო აღწერილი, სუნს შეუძლია მნიშვნელოვანი როლი ითამაშოს კომფორტსა და კეთილდღეობაში. კომფორტის კიდევ ერთი ასპექტი არის თერმული კომფორტი. ვენტილაციამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს თერმულ კომფორტზე გაციებული ტრანსპორტირებით,
გაცხელებული, დატენიანებული ან გამხმარი ჰაერი. ვენტილაციის შედეგად გამოწვეულმა ტურბულენტობამ და ჰაერის სიჩქარემ შეიძლება გავლენა მოახდინოს აღქმულ თერმულ კომფორტზე. მაღალმა ინფილტრაციამ ან ჰაერის ცვლის სიჩქარემ შეიძლება გამოიწვიოს დისკომფორტი (Liddament 1996).

კომფორტისა და ჯანმრთელობისთვის საჭირო ვენტილაციის მაჩვენებლების გამოთვლა სხვადასხვა მიდგომებს მოითხოვს. კომფორტისთვის ვენტილაცია ძირითადად ეფუძნება სუნის შემცირებას და ტემპერატურის/ტენიანობის კონტროლს, ხოლო ჯანმრთელობისთვის სტრატეგია ეფუძნება ექსპოზიციის შემცირებას. შეთანხმებული სამოქმედო სახელმძღვანელოს წინადადება (CEC 1992) არის კომფორტისა და ჯანმრთელობისთვის საჭირო ვენტილაციის სიჩქარის ცალკე გამოთვლა. ყველაზე მაღალი ვენტილაციის მაჩვენებელი უნდა იყოს გამოყენებული დიზაინისთვის.
ვენტილაციის არსებული სტანდარტები

შეერთებული შტატების ვენტილაციის სტანდარტები: ASHRAE 62.2

გათბობის, გაგრილების და კონდიცირების ინჟინრების ამერიკული საზოგადოების (ASHRAE's) სტანდარტი 62.2 არის ყველაზე ფართოდ მიღებული საცხოვრებელი სავენტილაციო სტანდარტი შეერთებულ შტატებში. ASHRAE-მ შეიმუშავა სტანდარტი 62.2 „ვენტილაცია და მისაღები შიდა ჰაერის ხარისხი დაბალსართულიან საცხოვრებელ შენობებში“ შიდა ჰაერის ხარისხის (IAQ) საკითხების გადასაჭრელად (ASHRAE 2010). ASHRAE 62.2 ახლა საჭიროა ზოგიერთ სამშენებლო კოდში, როგორიცაა კალიფორნიის სათაური 24, და განიხილება როგორც პრაქტიკის სტანდარტი ბევრ ენერგოეფექტურ პროგრამაში და ორგანიზაციების მიერ, რომლებიც ამზადებენ და ამოწმებენ სახლის მუშაობის კონტრაქტორებს. სტანდარტი განსაზღვრავს საერთო საცხოვრებლის დონის გარე ჰაერის ვენტილაციის სიჩქარეს, როგორც იატაკის ფართობის (მატერიალური გამონაბოლქვის სუროგატი) და საძინებლების რაოდენობის (მოსახლეებთან დაკავშირებული გამონაბოლქვის სუროგატი) ფუნქცია და მოითხოვს აბაზანისა და სამზარეულოს გამონაბოლქვი ვენტილატორების. სტანდარტის ფოკუსირება ზოგადად განიხილება ვენტილაციის საერთო სიჩქარეზე. ეს აქცენტი ემყარება იმ აზრს, რომ რისკები შიდა სივრცეში განპირობებულია მუდმივად გამოსხივებული, განაწილებული წყაროებით, როგორიცაა ფორმალდეჰიდი ავეჯიდან და ბიოგამონაბოლქვი (მათ შორის სუნი) ადამიანებისგან. მთელი საცხოვრებლის მექანიკური ვენტილაციის საჭირო დონე ეფუძნებოდა დარგის ექსპერტების საუკეთესო შეფასებას, მაგრამ არ იყო დაფუძნებული ქიმიური დამაბინძურებლების კონცენტრაციის ან სხვა ჯანმრთელობისთვის სპეციფიკური შეშფოთების ანალიზზე.
ვენტილაციის ევროპული სტანდარტები

ევროპის სხვადასხვა ქვეყანაში სავენტილაციო სტანდარტები არსებობს. Dimitroulopoulou (2012) უზრუნველყოფს არსებული სტანდარტების მიმოხილვას ცხრილის ფორმატში 14 ქვეყნისთვის (ბელგია, ჩეხეთი, დანია, ფინეთი, საფრანგეთი, გერმანია, საბერძნეთი, იტალია, ნიდერლანდები, ნორვეგია, პორტუგალია, შვედეთი, შვეიცარია, გაერთიანებული სამეფო) და თითოეულ ქვეყანაში ჩატარებული მოდელირებისა და გაზომვის კვლევების აღწერა. ყველა ქვეყანამ განსაზღვრა ნაკადის განაკვეთები მთელი სახლისთვის ან სახლის კონკრეტული ოთახებისთვის. ჰაერის ნაკადი მითითებული იყო მინიმუმ ერთ სტანდარტში შემდეგი ოთახებისთვის: მისაღები, საძინებელი, სამზარეულო, აბაზანა, ტუალეტი სტანდარტების უმეტესობა განსაზღვრავს ჰაერის ნაკადს მხოლოდ ოთახების ქვეჯგუფისთვის.

ვენტილაციის მოთხოვნების საფუძველი განსხვავდება ქვეყნიდან ქვეყანაში, მოთხოვნები ეფუძნება ხალხის რაოდენობას, იატაკის ფართობს, ოთახების რაოდენობას, ოთახის ტიპს, ერთეულის ტიპს ან ამ შეყვანის ზოგიერთ კომბინაციას. Brelih and Olli (2011) შეაგროვეს ვენტილაციის სტანდარტები ევროპის 16 ქვეყნისთვის (ბულგარეთი, ჩეხეთი, გერმანია, ფინეთი, საფრანგეთი, საბერძნეთი, უნგრეთი, იტალია, ლიტვა, ნიდერლანდები, ნორვეგია, პოლონეთი, პორტუგალია, რუმინეთი, სლოვენია, გაერთიანებული სამეფო). მათ გამოიყენეს სტანდარტული სახლების ნაკრები ამ სტანდარტებით გამოთვლილი ჰაერის გაცვლის კურსების (AERs) შესადარებლად. მათ შეადარეს ჰაერის ნაკადის საჭირო სიხშირე მთელი სახლისთვის და სამუშაო ვენტილაციისთვის. მთლიანი სახლის ვენტილაციის საჭირო სიხშირე მერყეობდა 0.23-1.21 ACH-დან ყველაზე მაღალი მნიშვნელობებით ნიდერლანდებში და ყველაზე დაბალი ბულგარეთში.
გამწოვის გამონაბოლქვის მინიმალური დიაპაზონი მერყეობდა 5.6-41.7 დმ3/წმ.
ტუალეტებიდან გამონაბოლქვის მინიმალური სიჩქარე მერყეობდა 4,2-15 დმ3/წმ.
სველი წერტილებიდან გამონაბოლქვის მინიმალური სიჩქარე მერყეობდა 4,2-21,7 დმ3/წმ.

როგორც ჩანს, არსებობს სტანდარტული კონსენსუსი სტანდარტების უმეტესობას შორის, რომ საჭიროა მთელი სახლის ვენტილაციის სიჩქარე დამატებით მაღალი დონის ვენტილაცია ოთახებისთვის, სადაც შეიძლება მოხდეს დამაბინძურებლების გამოსხივება, როგორიცაა სამზარეულოები და სააბაზანოები, ან სადაც ადამიანები ატარებენ დროის უმეტეს ნაწილს. როგორც საცხოვრებელი ოთახები და საძინებლები.
სტანდარტები პრაქტიკაში

ახალი სახლის მშენებლობა, როგორც ჩანს, აშენებულია იმ ქვეყანაში მითითებულ მოთხოვნებზე, სადაც სახლი აშენებულია. არჩეულია სავენტილაციო მოწყობილობები, რომლებიც აკმაყოფილებენ საჭირო ნაკადის სიჩქარეს. ნაკადის სიჩქარეზე შეიძლება გავლენა იქონიოს არა მხოლოდ არჩეულ მოწყობილობაზე. მოცემულ ვენტილატორის მიერ მიმაგრებული ვენტილაციის უკანა წნევა, არასწორმა ინსტალაციამ და ჩაკეტილმა ფილტრებმა შეიძლება გამოიწვიოს ვენტილატორის მუშაობის ვარდნა. ამჟამად არ არსებობს ექსპლუატაციის მოთხოვნა არც ამერიკულ და არც ევროპულ სტანდარტებში. ექსპლუატაციაში გაშვება სავალდებულოა შვედეთში 1991 წლიდან. ექსპლუატაციაში შესვლა არის შენობების ფაქტობრივი მუშაობის გაზომვის პროცესი, რათა დადგინდეს, აკმაყოფილებს თუ არა ისინი მოთხოვნებს (Stratton and Wray 2013). ექსპლუატაციაში შესვლა მოითხოვს დამატებით რესურსებს და შეიძლება ჩაითვალოს აკრძალულ ხარჯად. გაშვების არარსებობის გამო, ფაქტობრივი ნაკადები შეიძლება არ აკმაყოფილებდეს დადგენილ ან შემუშავებულ მნიშვნელობებს. სტრატონმა და სხვებმა (2012) გაზომეს ნაკადის სიჩქარე აშშ-ს კალიფორნიის 15 სახლში და დაადგინეს, რომ მხოლოდ 1 აკმაყოფილებდა ASHRAE 62.2 სტანდარტს სრულად. ევროპის მასშტაბით ჩატარებულმა გაზომვებმა ასევე აჩვენა, რომ ბევრი სახლი ვერ აკმაყოფილებს დადგენილ სტანდარტებს (Dimitroulopoulou 2012). ექსპლუატაციაში გაშვება პოტენციურად უნდა დაემატოს არსებულ სტანდარტებს სახლებში შესაბამისობის უზრუნველსაყოფად.

ორიგინალური სტატია