УРЕДИ С ЦИФРОВА ДУША
Мониториране на качеството на въздуха в помещенията
Мониторирането на качеството на въздуха в помещенията понастоящем е една от най-важните насоки на проучванията, която има значение за развитието на строителното инженерство, а по-специално за конструирането на ,,пасивни и здравословни сгради”. Мониторирането и контролирането на температурата, влажността и концентрацията на въглероден двуокис в помещенията са от решаващо значение за комфорта на експлоатация на тези помещения и оказват положително влияние върху нашето здраве.
Най-важните параметри, оказващи решаващо значение за качеството на въздуха
Нашият топлинен комфорт в значителна степен зависи от:
-
температурата на въздуха и дори малки промени на нейната стойност могат да бъдат силно усещани. Същевременно контролирането и поддържането на оптимална температура (18 – 22°C) е много скъпо и се определя от консумацията на енергия на сградата.
-
относителната влажност, определяща съдържанието на водна пара във въздуха, която трябва да бъде в границите от 40 до 60%. Тя не е критичен параметър и не изисква толкова прецизен контрол, както температурата. Въпреки това, стойностите, които много се отклоняват от оптималния обхват, причиняват значителен дискомфорт. Контролирането на влажността най-често се извършва чрез циркулационно изсушаване на въздуха в климатичните инсталации.
- съставът на въздуха, който е смес от атмосферни газове. Най-голямо биофизично значение има процентното съдържание на кислород и въглероден двуокис. С оглед на участието на тези газове в метаболичните, химичните и биохимичните процеси концентрацията им в помещенията може много бързо да се променя. Промяната на концентарцията на CO2 във вдишвания въздух има по-голямо влияние върху човешкия организъм, отколкото сравнимите промени в концентрацията на кислород. Поради това основният елемент при мониторирането на състава на въздуха е контролирането на концентрацията на въглероден двуокис.
Необходимост от мониториране на концентрацията на CO2 във въздуха
Необходимостта от мониториране на качеството на въздуха, а по-специално анализ на съдържанието на въглероден двуокис в помещенията е от особено значение по отношение на три категории фактори:
- физични,
- икономични,
- здравословни.
Поддържането на оптималното качество на въздуха и редуциране на концентрацията на CO2 изисква непрекъсната вентилация на обекта. Интензивната вентилация води до повишаване на излъчваната топлина извън сградата. Същевременно физическите условия са свързани с ограничаване на консумацията на енергия от сградите чрез намаляване на излъчваната топлина извън сградата. Икономическите аспекти са директно свързани с разходите за вентилация с цел поддържане на концентрацията на CO2 на допустимото ниво.
Здравословните аспекти се отнасят главно за неблагоприятните реакции на човешкия организъм на повишеното съдържание на въглероден двуокис във вдишвания въздух.
Повишеното съдържание на CO2 причинява намаляване на концентрацията и сънливост. Когато концентрацията на въглероден двуокис се изравни с концентрацията на кислород във въздуха (около 20%), може да причини опасност за живот. Следователно поддържането на оптималните стойности на концентрацията на въглероден двуокис посредствено допринася за ефективността на нашата работа и намалява риска от появата на симптоми, причинени от експозиция на висока концентрация на CO2 .
Нормативни актове касаещи концентрацията на CO2 в помещенията
Във високоразвитите държави на Северна Америка и Европа се обръща особено внимание на на всички три категории от посочените по-горе фактори. В тези райони на света са въведени стандарти, регулиращи качеството на въздуха и препоръки относно концентрацията на CO2 в помещенията.
Действащите стандарти относно вентилацията са:
- ASHRAE 62.1-2013 в Съединените Щати
- EN-15251:2012, EN-15241:2011, EN-15242:2009 и EN-13779:2008 в Европа.
Те имат за цел получаване на приемливо качество на въздуха в помещенията.
В Полша до 2015 година действаха стандарти: PN-83/B-03430 и PN-83/B-03430/Az3:2000, които бяха заменени с посочените по-горе европейски стандарти.
Всички изброени нормативни документи по подобен начин определят интензивността на вентилацията в зависимост от броя на хората, типа и обема на помещението. Препоръчваната понастоящем интензивност на вентилацията - принудителен обмен на въздух е от 15 до почти 40 m3/h на човек. Регламентите обхващат също така и ограниченията на концентрацията на CO2, която е неблагоприятна или вредна за здравето.
Влияние на концентрацията на CO2 върху нашето здраве
Не бива да се забравя, че високата концентрация на въглероден двуокис във въздуха, със стойност над 20%, може в критични случаи да доведе до смърт. В обхвата на средните стойности на концентрацията на въглероден двуокис най-често се появяват симптоми на сънливост и ограничена концентрация. Увеличаване на съдържанието на CO2 над 1000 ppm във вдишвания въздух предизвиква не само загуба на концентрацията и сънливост, но също така учестено дишане, задух и сърцебиене.
В таблицата са посочени стойностите на концентрацията на въглеродния двуокис във вдишвания въздух и тяхното влияние върху човешкия организъм.
Характерни нива на концентрация на CO2 и тяхното влияние върху човешкия организъм
| Концентрация на въглероден двуокис във въздуха | Условия |
|---|---|
| 350-450 ppm | типична концентрация на CO2 в атмосферния въздух с тенденция за увеличаване в резултат на човешката дейност |
| 600-800 ppm | допустимо дългосрочно ниво на концентрация, което не предизвиква странични ефекти |
| 1000 ppm | гранично ниво на дълготрайна концентрация в помещенията |
| 5000 ppm* | допустимо ниво на концентрация при 8 часова експозиция |
| 6000-30000 ppm | допустимо ниво на концентрация при краткотрайна експозиция |
| 3-8% | обхват на концентрации на CO2 , предизвикващи промени в биофизическите параметри |
| >10% | ниво на CO2, при което се появяват симптоми на отравяне |
| >20% | ниво на концентрация на CO2, при което се появява опасност за живот |
*типична стойност на концентрацията на CO2 в издишвания въздух
Скорост на промяната на концентрацията на CO2
Повишена концентрация на CO2 може да се появи бързо в обществени помещения, в които пребивават много хора едновременно. Това се дължи на факта, че при малка физическа активност съдържанието на въглероден двуокис в издишвания въздух достига 5000 ppm.
Теоретично в затворено и лишено от вентилация помещение с обем 20 m3 по време на 8-часов сън един човек може да промени концентрацията на въглероден двуокис от 350 ppm до около 6000 ppm.
Следователно концентрацията на въглеродния двуокис може да се променя много бързо и затова е толкова важно мониторирането на параметрите на въздуха и по-специално на концентрацията на CO2.
Подобряването на качеството на въздуха чрез обикновено проветряване е в противоречие на важните указания относно повишаване на топлинната изолация на сградите и ограничаване на консумацията на енергия. Във връзка с това въпросът за мониториране на нивото на CO2, влажността и температурата на въздуха днес е в основата на процеса на оптимизиране на отоплителните, климатични и вентилационни системи в сградите.
Съчетание на управлението на вентилацията и мониторирането на въздуха
Вземайки предвид нивото на CO2 може много по-ефективно да се управлява топлинния баланс на помещенията и сградите, като същевременно се поддържа ефективния комфорт на експлоатация. На помощ идва решението, предназначено за мониториране на качеството на въздуха и управление на вентилацията, като например AXIOMET AX-CO2-1. Това е цифрова система за мониториране и регистриране с функция за измерване на температурата, относителната влажност и концентрацията на CO2.
Уредът е оборудван с изход с две състояния, който ще бъде активиран от програмирани от потребителя алармени нива. С това той позволява използване на проста регулираща система от тип включи/изключи в системата за принудителна вентилация.
Резюме
Въпросът за мониторирането и контрола на микроклимата в затворените помещения трябва да бъде разглеждан заедно с въпроса за подобряване на функционалността на сградите и намаляване на тяхната консумация на енергия. От една страна се вземат предвид икономическите условия за експлоатация на сградите, а от друга – здравословните аспекти.