A visszahúzás kényelmi és IAQ problémákat okozhat
Az emberek idejük nagy részét lakóházakban töltik (Klepeis et al. 2001), ami miatt a beltéri levegő minősége egyre nagyobb gondot okoz. Széles körben elismerték, hogy a beltéri levegő jelentős egészségügyi terhelést jelent (Edwards et al. 2001; de Oliveira et al. 2004; Weisel et al. 2005). A jelenlegi szellőztetési szabványok az egészség védelmét és a lakók kényelmét szolgálják, de a tudományos indoklás korlátozott megléte miatt a többség erősen támaszkodik a mérnöki megítélésre. Ez a rész ismerteti a jelenlegi és lehetséges módszereket a szellőztetéshez szükséges áramlási sebesség becslésére, és áttekintést nyújt a fontos meglévő szabványokról.
EMBERI SZENNYEZŐ VIZSGÁLATOK ÉS SZÉN-DIOXID
Pettenkofer Zahl alapok a szellőzési szabványokhoz
Úgy tűnik, hogy az izzadás a fő testszagforrás, amely meghatározza az észlelt beltéri levegő minőségét (Gids és Wouters, 2008). A szagok kényelmetlenséget okoznak, mivel a jó levegőminőséget gyakran a szag hiányaként érzékelik. Sok esetben a lakók hozzászoknak a szagokhoz, amelyeket a helyiségbe belépők jól érzékelnek. A szagintenzitás értékelésére egy látogató tesztpanel (Fanger et al. 1988) értékelése használható.
A szén-dioxid (CO2) nem jelentős egészségügyi tényező a lakások beltéri levegőjének kitettségében. A CO2 az emberek biológiai hatásainak jelzője, és kapcsolatba hozható a kellemetlen szagokkal. A CO2 szinte minden szellőztetési követelmény alapja az épületekben Pettenkofer (1858) munkája óta. Felismerte, hogy bár a CO2 normál beltéri szinten ártalmatlan, és emberek által nem észlelhető, ez egy mérhető szennyezőanyag, amely köré a szellőztetési szabványokat meg lehet tervezni. Ebből a tanulmányból az úgynevezett „PettekoferZahl” 1000 ppm-es CO2-szintet javasolta maximális CO2-szintként az emberi szennyeződésekből származó szagok megelőzésére. Körülbelül 500 ppm külső koncentrációt feltételezett. Azt tanácsolta, hogy a belső és a külső CO2-különbséget 500 ppm-re korlátozzák. Ez egy felnőtt esetében személyenként körülbelül 10 dm3/s áramlási sebességnek felel meg. Sok országban még mindig ez a mennyiség a szellőztetési követelmények alapja. Később Yaglou (1937), Bouwman (1983), Cain (1983) és Fanger (1988) további kutatásokat végzett a CO2-n mint markeren alapuló „szagzavarok által vezérelt” lélegeztetési megközelítéssel.
Általánosan használt CO2-határértékek a terekben (Gids 2011)
Táblázat: Általánosan használt CO2-határértékek a terekben (Gids 2011)
Egy közelmúltbeli tanulmány szerint a CO2 maga is befolyásolhatja az emberek kognitív teljesítményét (Satish et al. 2012). Abban az esetben, ha az emberek teljesítménye a legfontosabb paraméter olyan helyiségekben, mint a tantermek, az előadótermek, sőt bizonyos esetekben az irodák is, a CO2-szintnek kell meghatároznia a szellőzés szintjét, nem pedig a kellemetlenséget és/vagy kényelmet. A kognitív teljesítményre vonatkozó CO2-alapú szabványok kidolgozása érdekében az expozíció elfogadható szintjét kell megállapítani. E tanulmány alapján úgy tűnik, hogy az 1000 ppm körüli szint fenntartása nem befolyásolja a teljesítményt (Satish et al. 2012).
A JÖVŐBENI SZELLŐZÉSI SZABVÁNYOK ALAPJA
SZELLŐZÉS AZ EGÉSZSÉGÉRT
A szennyező anyagok a térbe kerülnek kibocsátásra, vagy bejutnak abba, ahol az ott tartózkodók belélegzik azokat. A szellőztetés egy lehetőséget kínál a szennyező anyagok eltávolítására az expozíció csökkentésére, akár a szennyező anyagok eltávolításával a forrásnál, például páraelszívókkal, akár az otthoni levegő hígításával az egész ház szellőzésével. A szellőztetés nem az egyetlen szabályozási lehetőség az expozíció csökkentésére, és sok esetben nem is a megfelelő eszköz.
Az egészségen alapuló szellőztetési vagy szennyezőanyag-szabályozási stratégia megtervezéséhez világosan meg kell érteni az ellenőrizendő szennyező anyagokat, a beltéri forrásokat és ezeknek a szennyező anyagoknak a forrás erősségeit, valamint az otthoni expozíció elfogadható szintjét. Egy Európai Együttműködési Akció módszert dolgozott ki a jó beltéri levegőminőség eléréséhez szükséges szellőztetési követelmények meghatározására ezen szennyező anyagok függvényében (Bienfait et al. 1992).
A legfontosabb szennyező anyagok beltérben
A beltéri levegőnek való kitettséggel összefüggő krónikus egészségügyi kockázatokat okozó szennyező anyagok a következők:
• Finom részecskék (PM2,5)
• Másodlagos dohányfüst (SHS)
• Radon
• Ózon
• Formaldehid
• Akrolein
• Penészgomba/nedvesség okozta szennyeződések
Jelenleg nem áll rendelkezésre elegendő adat a források erősségéről és az otthoni expozícióhoz való konkrét forrás-hozzájárulásról ahhoz, hogy az egészségre épülő szellőztetési szabványt meg lehessen tervezni. A források jellemzői otthonról otthonra jelentős eltéréseket mutatnak, és az otthon megfelelő szellőztetési sebességénél figyelembe kell venni a beltéri forrásokat és a lakók viselkedését. Ez egy folyamatos kutatási terület. A jövőbeli szellőztetési szabványok az egészségügyi eredményekre támaszkodhatnak a megfelelő szellőztetési arány megállapítása érdekében.
SZELLŐZÉS A KÉNYELMÉRT
A fent leírtak szerint a szagok fontos szerepet játszhatnak a kényelem és a jó közérzet szempontjából. A kényelem másik szempontja a hőkomfort. A szellőztetés befolyásolhatja a hőkomfortot azáltal, hogy hűtött,
fűtött, párásított vagy szárított levegő. A szellőztetés okozta turbulencia és légsebesség befolyásolhatja az érzékelt hőkomfortot. A magas beszivárgás vagy levegőcsere-arány kényelmetlenséget okozhat (Liddament 1996).
A kényelem és az egészség érdekében szükséges szellőztetési arány kiszámítása különböző megközelítéseket igényel. A komfortérzetet szolgáló szellőztetés leginkább a szagcsökkentésen és a hőmérséklet/páratartalom szabályozásán alapul, míg az egészségügyben a kitettség csökkentésén a stratégia. Az összehangolt cselekvési iránymutatások (CEC 1992) javaslata szerint külön kell kiszámítani a kényelem és az egészség érdekében szükséges szellőztetés mértékét. A tervezéshez a legmagasabb szellőzési sebességet kell használni.
MEGLÉVŐ SZELLŐZÉSI ELŐÍRÁSOK
AZ EGYESÜLT ÁLLAMOK SZELLŐZÉSI SZABVÁNYAI: ASHRAE 62.2
Az Amerikai Fűtő-, Hűtő- és Légkondicionáló Mérnöki Társaság (ASHRAE) 62.2 szabványa a legszélesebb körben elfogadott lakossági szellőztetési szabvány az Egyesült Államokban. Az ASHRAE a beltéri levegőminőséggel (IAQ) kapcsolatos problémák megoldására kidolgozta a 62.2-es szabványt „Szellőzés és elfogadható beltéri levegőminőség alacsony emeletes lakóépületekben” (ASHRAE 2010). Az ASHRAE 62.2-t ma már előírják egyes építési szabályzatok, például a kaliforniai 24. cím, és számos energiahatékonysági programban, valamint az otthoni teljesítményvállalkozókat kiképző és tanúsító szervezetek gyakorlati szabványként kezelik. A szabvány meghatározza az általános, lakóhelyi szintű kültéri levegő szellőztetési arányát az alapterület (az anyagkibocsátás helyettesítője) és a hálószobák számának (az utasokkal kapcsolatos kibocsátások helyettesítője) függvényében, és előírja a fürdőszobai és a főzési elszívó ventilátorokat. A szabvány középpontjában általában a teljes szellőzési sebesség áll. Ez a hangsúly azon az elgondoláson alapul, hogy a beltéri kockázatokat a folyamatosan kibocsátott, elosztott források okozzák, mint például a bútorzatból származó formaldehid és az emberből származó biokibocsátások (beleértve a szagokat is). A teljes lakóhelyi gépi szellőztetés szükséges szintjét a terület szakértőinek legjobb megítélése alapján határozták meg, de nem a kémiai szennyezőanyag-koncentráció elemzésén vagy más egészségügyi specifikus szempontokon alapultak.
EURÓPAI SZELLŐZÉSI SZABVÁNYOK
A különböző európai országokban számos szellőztetési szabvány létezik. Dimitroulopoulou (2012) táblázatos áttekintést ad a meglévő szabványokról 14 országban (Belgium, Cseh Köztársaság, Dánia, Finnország, Franciaország, Németország, Görögország, Olaszország, Hollandia, Norvégia, Portugália, Svédország, Svájc, Egyesült Királyság), valamint egy az egyes országokban végzett modellezési és mérési vizsgálatok leírása. Minden ország megadja az áramlási árakat az egész házra vagy az otthon egyes helyiségeire. A légáramlást legalább egy szabványban meghatározták a következő helyiségekre: nappali, hálószoba, konyha, fürdőszoba, WC. A legtöbb szabvány csak a helyiségek egy részében határozta meg a légáramlást.
A szellőztetési követelmények alapja országonként eltérő, a követelmények az emberek számán, az alapterületen, a szobák számán, a helyiség típusán, az egység típusán vagy ezek kombinációján alapulnak. Brelih és Olli (2011) összesített szellőztetési szabványokat 16 európai országra (Bulgária, Csehország, Németország, Finnország, Franciaország, Görögország, Magyarország, Olaszország, Litvánia, Hollandia, Norvégia, Lengyelország, Portugália, Románia, Szlovénia, Egyesült Királyság). Szabványos otthonokat használtak az ezekből a szabványokból számított levegőcsere-árfolyamok (AER) összehasonlítására. Összehasonlították az egész ház és a feladatszellőztetés szükséges légáramlási sebességét. A szükséges teljes ház szellőztetési aránya 0,23-1,21 ACH között volt, a legmagasabb érték Hollandiában és a legalacsonyabb Bulgáriában.
A páraelszívó minimális elszívási sebessége 5,6-41,7 dm3/s között volt.
A WC-kből származó minimális elszívási sebesség 4,2-15 dm3/s között volt.
A fürdőszobák minimális elszívási sebessége 4,2-21,7 dm3/s volt.
Úgy tűnik, a legtöbb szabvány között egységes az egyetértés abban, hogy az egész ház szellőztetési sebessége és további magasabb szintű szellőzés szükséges azokban a helyiségekben, ahol szennyezőanyag-kibocsátó tevékenységek fordulhatnak elő, mint például a konyha és a fürdőszoba, vagy ahol az emberek idejük nagy részét töltik, pl. mint nappali és hálószoba.
SZABVÁNYOK A GYAKORLATBAN
Az új ház építését látszólag úgy építik, hogy megfeleljenek az abban az országban meghatározott követelményeknek, ahol az otthon épült. A szellőztető berendezéseket úgy kell kiválasztani, hogy azok megfeleljenek az előírt áramlási sebességnek. Az áramlási sebességet nem csak a kiválasztott eszköz befolyásolhatja. Az adott ventilátorhoz csatlakoztatott szellőzőnyílásból származó ellennyomás, a nem megfelelő beszerelés és az eltömődött szűrők a ventilátor teljesítményének csökkenését eredményezhetik. Jelenleg nincs üzembe helyezési követelmény sem az amerikai, sem az európai szabványokban. Az üzembe helyezés Svédországban 1991 óta kötelező. Az üzembe helyezés az épület tényleges teljesítményének mérési folyamata annak megállapítására, hogy megfelelnek-e a követelményeknek (Stratton és Wray 2013). Az üzembe helyezés további erőforrásokat igényel, és költségesnek tekinthető. Az üzembe helyezés hiánya miatt előfordulhat, hogy a tényleges áramlások nem felelnek meg az előírt vagy tervezett értékeknek. Stratton és munkatársai (2012) 15 kaliforniai, amerikai otthonban mérték meg az áramlási sebességet, és azt találták, hogy csak 1 felel meg teljesen az ASHRAE 62.2 szabványnak. Európa-szerte végzett mérések azt is kimutatták, hogy sok otthon nem felel meg az előírt szabványoknak (Dimitroulopoulou 2012). Az üzembe helyezést potenciálisan ki kell egészíteni a meglévő szabványokkal az otthoni megfelelőség biztosítása érdekében.
Eredeti cikk
