Beltéri levegőminőség monitorozása

Manapság a beltéri levegőminőség monitorozása egyike azon fontos vizsgálati területeknek, melyeknek nagy jelentősége van az építőmérnöki tudományok fejlődésében, különösképp a passzív és egészséges épületek megkonstruálásakor. A beltéri hőmérséklet, páratartalom és széndioxid koncentráció monitorozása és kontrollja alapvetően meghatározza ezen terek használati komfortját és pozitív hatással van egészségi állapotunkra.

Levegőminőséget meghatározó legfontosabb

Hő-komfort érzetünk meghatározó mértékben függ az alábbiaktól:

• levegő hőmérséklet, melynek akár kismértékű változásai is egyből jól érezhetőek. Ugyanakkor a hőmérséklet optimális szinten tartása (18-22°C) nagyon költséges és nagymértékben függ az épület energiaigényétől.

• relatív páratartalom, ami a levegőben lévő vízpára tartalmat jelzi, és 40-60% közötti értékűnek kellene lennie. Ez nem annyira kritikus paraméter és olyan szigorúan ellenőrzött, mint a hőmérséklet. Az optimális tartománytól jelentősen távol eső értékei mégis jelentős diszkomfort érzetet okoznak. A páratartalom felügyelete leggyakrabban a klímarendszerekben történik a cirkuláltatott levegő szárításával.

• levegő összetétel, amit az atmoszferikus gázok keveréke képez. Legnagyobb biofizikai jelentősége ezen belül az oxigén és széndioxid százalékos mennyiségének van. Ennek a két gáznak a koncentrációja nagyon gyorsan változik a beltéri helységekben, tekintettel arra, hogy ezek vesznek részt a metabolikus, a kémiai és a biokémiai folyamatokban. A belélegezett levegő CO2 tartalmának változása nagyobb hatással van az emberi szervezetre, mint az ezzel összehasonlítható mértékű oxigéntartalom változás. Ebből következően, a levegő összetétel monitorozásának alapvető eleme a széndioxid-tartalom ellenőrzése.

A Levegőben lévő CO2 monitorozásának szükségessége

A levegőminőség monitorozásának szükségessége, de legfőképp a helységeken belüli széndioxid tartalom ellenőrzése különös jelentőséggel bír három szempont kategóriával való összefüggésben, melyek az alábbiak:

• fizikai,
• gazdasági, és
• egészségügyitényezők.

Az optimális levegőminőség fenntartásához és a CO2 koncentráció csökkentéséhez az épületet folyamatosan szellőztetni kell. Az intenzív szellőztetés az épületen kívülre kerülő hőemisszió növekedését okozza. Ezzel együtt ez a fizikai feltételrendszer összekapcsolódik az épületek energiaigényének csökkentési törekvéseivel, ami a hő kibocsátás redukciója révén valósítható meg.

A gazdasági szempontok közvetlen összefüggésben vannak a CO2 koncentrációt megengedhető szinten biztosító szellőztetés költségeivel.

Az egészségügyi aspektusok elsősorban abból állnak, hogy az emberi szervezetben káros reakciókat okoz a belélegzett levegő megnövekedett CO2 tartalma. Amegemelkedett CO2 koncentráció csökkenti a figyelmet és álmosságot okoz. Amikor a szén-dioxid koncentráció eléri az oxigéntartalommal összehasonlítható (kb.20%-os) részarányt, akár már életveszélyes is lehet. A széndioxid koncentráció optimális értékeinek biztosításával tehát közvetve gyakorolhatunk hatást munkatevékenységünk hatékonyságának növelésére és csökkenthetjük a CO2 expozícióval összefüggő betegségek kialakulásának kockázatát.

Beltéri CO2 koncentrációt érintő jogi szabályozás

Észak-Amerika és Európa fejlett országaiban nagy hangsúlyt fektetnek mindhárom fentebb említett tényezőre. A világ ezen részein levegőminőségi szabványokat és beltéri CO2 tartalomra vonatkozó ajánlásokat vezettek be.

A szellőztetésre vonatkozó kötelező szabványok:

• Amerikai Egyesült államokban - ASHRAE 62.1-2013
• Európában - EN-15251:2012, EN-15241:2011, EN-15242:2009 és EN-13779:2008.

Céljuk a beltéri levegő akceptálható minőségének elérése.

Lengyelországban 2015-ig a PN-83/B-03430 és PN-83/B-03430/Az3:2000 szabványok voltak érvényben, amelyek helyébe az említett európai szabványok léptek.

Az összes nevezett dokumentum hasonló módon, vagyis a helységben tartózkodó személyek számától, és a helység típusától és kubatúrájától függően meghatározott ventilláció-intenzitással szabályozza a kérdést. A jelenleg ajánlott kényszerszellőztetési érték 15m3/h-tól közel 40m3/h frisslevegő értékig tart, 1 főre értendően. Egyes jogszabályok az egészségre káros CO2 koncentráció szintjét is szabályozzák.

CO2 tartalom hatása az egészségre

Tudnunk kell, hogy a 20%-ot meghaladó széndioxid tartalom a levegőben kritikus esetben halált is okozhat. Közepes koncentráció tartományon belül leggyakrabban álmosság és koncentrálási képesség korlátozódás figyelhető meg. Ha a belélegzett levegőben a CO2 tartalom már 1000ppm fölé szalad, akkor nem csak az álmosság és figyelemképesség elveszítése jelentkezik, hanem sűrűsödik a lélegzés, bekövetkezik a légszomj és heves szívverés jelentkezik.

A táblázatban bemutatjuk, hogy a belélegzett levegő különböző széndioxid koncentrációi milyen hatással vannak az emberi szervezetre.

CO2 koncentrációk jellemzése és azok hatása az emberi szervezetre

*kilélegzett levegő tipikus CO2 koncentráció értéke

A CO2 koncentráció változási sebessége

Megemelkedett CO2 koncentráció értékek nagyon gyorsan meg tudnak jelenni olyan nyilvános használatú helységekben, ahol egyidejűleg sok ember tartózkodik. Ez abból a tényből fakad, hogy még gyenge fizikai igénybevétel mellett is az általunk kilélegzett levegő széndioxid tartalma közel 5000ppm.

Elméletileg, egy zárt, 20m3-es, szellőzetlen helységben, egy ember a 8-órás alvása közben képes a kezdeti 350 ppm-es széndioxid szintet KB 6000 ppm-re növelni.

Látható tehát, hogy a széndioxid koncentráció nagyon gyorsan meg tud változni, és éppen ezért fontos a levegő paramétereinek mérése, különös tekintettel a CO2 koncentrációra.

A levegőminőség szokásos szellőztetéssel történő javítása pedig ellentétes hatású az épületek hőszigetelésének javítását és energiaigényének csökkentését szolgáló, hasonlóképp fontos célkitűzésekkel. Következésképpen, a CO2, páratartalom és hőmérséklet monitorozásának kérdésköre ma már alapvető fontossággal vizsgálandó követelmény az épületek ventilációs-, klíma- és fűtési rendszereinek optimalizálási folyamataiban.

Szellőzés vezérlés és levegő monitoring összekapcsolása

A CO2 szintre fókuszálva, sokkal hatékonyabban lehet a helységek és épületek hőegyensúlyát menedzselni és egyidejűleg fenntartani a megfelelő üzemeltetési komfortot. Ehhez olyan megoldás jön segítségül, mint a levegőminőség monitorozására és szellőzés-vezérlésre megalkotott [AXIOMET AX-CO2-1] készülék (/product/axiomet/miernik-co2/ax-co2-1/ax-c02-1/77). Ez egy hőmérsékletet, relatív páratartalmat és CO2 koncentrációt mérő funkciókkal ellátott, digitális monitorozó-regisztráló rendszer.

A műszer egy kétállapotú kimenttel van ellátva, melynek állapotát a felhasználó által beprogramozott alarm-szintek határozzák meg. Ezzel egyben lehetővé válik a egy egyszerű on/off szabályozó áramkör a alkalmazása kényszer levegőztető rendszerben.

Összegzés

A zárt helységek mikroklímájának monitorozási és vezérlési kérdéseit az épületek funkcióinak javításával és energiaigényeik csökkentésének lehetőségével szoros összefüggésben együtt kell vizsgálni. Egyik oldalról ugyanis gazdasági kérdések játszanak szerepet a másikról viszont egészségügyi szempontok.