MURATOR 2015 JAKOŚĆ BUDYNKU: ENERGIA * KLIMAT * KOMFORT. Dr inż. Jerzy Sowa. Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Środowiska

Transkrypt

1 MURATOR 2015 JAKOŚĆ BUDYNKU: ENERGIA * KLIMAT * KOMFORT Rola wentylacji w zapewnieniu właściwej jakości powietrza wnętrz Dr inż. Jerzy Sowa Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Środowiska

2 Skąd wziąć wzorzec idealnego środowiska dla życia człowieka? Analiza mitochondrialnego DNA wskazuje, że naszych praprzodków należy szukać w Afryce. Ludzie przybyli do południowej Europy ok. miliona lat temu, ale do północnej Europy, Ameryki czy Japonii od 10 do 40 tysięcy lat temu. Jest to okres zbyt krótki dla zasadniczych zmian genetycznych. Ludzie są przystosowani do życia na afrykańskiej sawannie, z jej klimatem, jakością powietrza, hałasem, światłem. Jerzy.Sowa@is.pw.edu.pl

3 Środowisko wewnętrze HVAC Przegrody budowlane pełnią rolę dwustronnego filtra między środowiskiem zewnętrznym a wewnętrznym: w sposób pasywny i aktywny wpływają na zmianę parametrów cieplno-wilgotościowych w pomieszczeniu, ograniczają napływ zanieczyszczeń z zewnątrz utrudniają rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń emitowanych w pomieszczeniach

4 Niekorzystny wpływ składu chemicznego powietrza może się wiązać z: zakłóceniem naturalnych proporcji głównych składników, np. niedobór tlenu, obecnością obcych substancji chemicznych (nieorganicznych lub organicznych), o działaniu: przemijającym, nie powodujących trwałych skutków zdrowotnych, o działaniu nieodwracalnym trwale szkodliwym dla zdrowia w warunkach: przekroczenia stężeń progowych, kumulowania się w organizmie (przekroczenie granicznej dozy przy długotrwałym oddziaływaniu nawet niskiego stężenia),

5 Najpoważniejsze zagrożenia (1) Zatrucia tlenkiem węgla W Polsce w latach liczba przyjęć do szpitali z powodu zatruć tlenkiem węgla wahała się w granicach od 2,5 do 5 tyś rocznie, przy czym liczbę zgonów spowodowanych zatruciem CO szacuje się na rocznie. Główne przyczyny to niesprawna wentylacja i zły stan urządzeń gazowych. Według badań A. Kukuczki na 10 tysięcy przebadanych urządzeń: 2 tys. stężenie CO 0-0,002 %, 3 tys. stężenie CO 0,002-0,05 %, 5 tys. stężenie CO 0,05-3 %. Dopuszczalne stężenie tlenku węgla wg. PN 87/M pkt Wynosi 0,05 %.

6 Najpoważniejsze zagrożenia (2) Zagrzybienie budynków mieszkalnych

7 Warunki mikroklimatyczne sprzyjające rozwojowi grzybów pleśniowych 40 Obszar 3 Obszar 2 Obszar 1 Temperatura powietr rza, o C Obszar bezpieczny, grzyby się nie rozwiajają na żadnym gatunku papieru Budynki stare Atakowane niektóre gatunki papieru PN-78/B lato akt. mała PN-78/B zima Intensywny porost grzybów pleśniowych Budynki z went. nat. po doszczelnieniu Wigotność względna powietrza, %

8 Najpoważniejsze zagrożenia (3) Sick Building Syndrome (SBS) Mieszkańcy / użytkownicy budynku odczuwają problemy zdrowotne oraz/lub silny dyskomfort będące w oczywisty sposób związane z przebywaniem w budynku podczas gdy nie można ustalić żadnej konkretnej choroby lub przyczyny tego stanu. Do głównych symptomów tego syndromu chorobowego zalicza się: podrażnienie błony śluzowej nosa, suchość i podrażnienie gałki ocznej, suchość i podrażnienie gardła, suchość i podrażnienie skóry, ból głowy, ogólne zmęczenie i letarg Symptomy ustępują po opuszczeniu budynku

9 Grupy szczególnie zagrożone Symptomy SBS Syndromy chorego budynku, w sposób statystycznie znamienny, obserwuje się częściej wśród: astmatyków, osób palących lub przebywających często przez dłuższy czas pomieszczeniach zadymionych, osób noszących szkła kontaktowe. osób z relatywnie niską pozycję w hierarchii przedsiębiorstwa, osób posiadających niewielki wpływ na wykonywaną przez siebie pracę, osób mających dużą ilość pracy do wykonania, osób wykonujących pracę wymagającą pośpiechu, osób wykonujących pracę z monitorami komputerowymi osób wykonujących pracę z papierem samokopiującym.

10 Lp. Technologia stosowana w celu poprawy jakości środowiska wnętrz Cel technologii Wpływ na zużycie energii Rzeczywisty wpływ na środowisko zewnętrzne 1 Kontrola źródeł zanieczyszczeń powietrza 2 Wentylacja 3 Oczyszczanie powietrza i filtracja 4 Sprzątanie: odkurzanie mechaniczne, czyszczenie powierzchni 5 Stosowanie pestycydów 6 Używanie lamp UV 7 Regulacja parametrów cieplnowilgotnościowych powietrza Zmniejszenie stężenia zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniu Rozcieńczanie i usuwanie zanieczyszczeń powietrza generowanych w pomieszczeniach Zmniejszenie stężenia zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniu Zmniejszenie stężenia cząstek stałych powietrzu w pomieszczeniu poprzez usuwanie pyłu osiadłego Ochrona przez grzybami pleśniowymi, insektami i gryzoniami Dezynfekcja powierzchni narażonych na rozwój bakterii, wirusów, pleśni Zapewnienie komfortu i odczucia dobrej jakości powietrza Brak lub zmniejszenie na skutek mniejszych wymagań w stosunku do wentylacji Zwiększone zużycie energii do transportu powietrza Zwiększa opory przepływu powietrza, wymagane dodatkowe, zużycie energii Wymaga dodatkowej energii do pracy odkurzaczy Brak Zużycie energii do zasilania lamp UV Zużycie energii do ogrzewania, ochładzania, nawilżania i osuszania Zmniejszone stężenia zanieczyszczeń powietrza (wewnątrz i na zewnątrz) Emisja gazów cieplarnianych w trakcie produkcji energii, zwiększenie zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego Produkcja gazów cieplarnianych w trakcie produkcji energii, Zwiększone zanieczyszczenie chemiczne powietrza w pomieszczeniach (od środków czyszczących) Zwiększona ekspozycja na półlotne związki organiczne Generowanie ozonu i niekontrolowane reakcje chemiczne pomiędzy zanieczyszczaniami powietrza Emisja gazów cieplarnianych w trakcie produkcji energii 8 Wywołanie ruchu powietrza Zapewnienie dodatkowego chłodzenia i odczucia dobrej jakości powietrza W przypadku wentylatorów dodatkowe zużycie energii Emisja gazów cieplarnianych w trakcie produkcji energii

11 Kontrola źródeł emisji zanieczyszczeń stosowanie niskoemisyjnych materiałów budowlanych i wykończeniowych; w miarę możliwości usuwanie sprzętu biurowego do oddzielnych pomieszczeń lub wydzielonych przestrzeni nieprzeznaczonych do pobytu ludzi; rezygnację z otwartego spalania paliw w budynkach; zakaz palenia tytoniu; niedopuszczanie do rozwoju pleśni i namnażania się bakterii. Jerzy.Sowa@is.pw.edu.pl

12 Różne typy zależności doza-reakcja

13 Regulacje prawne w Polsce - konieczność uporządkowania! Internetowy System Aktów Prawnych - ISAP prowadzony przez Kancelarię Sejmu RP podaje, że jest to akt prawny obowiązujący. Jednakże w dniu 17 października 1997 roku weszła w życie Konstytucja RP. W artykule 87 nie wymienia się zarządzeń jako źródeł prawa powszechnie obowiązującego. Sądy administracyjne uchylały już rożnego typu decyzje podejmowane w oparciu o zarządzenia jako niezgodne z Konstytucją. Jerzy.Sowa@is.pw.edu.pl

14 Regulacje prawne w Polsce - konieczność uporządkowania! PN-83/B-03430/Az3:2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania Norma przywołana jako obowiązująca przez Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn. 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75, poz. 690 z późn. zm.) Norma wycofana przez Polski Komitet Normalizacyjny we wrześniu 2015 r. Jerzy.Sowa@is.pw.edu.pl

15 Regulacje prawne w Polsce - konieczność uporządkowania! PN-EN 15251:2012 Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego dotyczące projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków, obejmujące jakość powietrza wewnętrznego, środowisko cieplne, oświetlenie i akustykę, Norma nie przywołana jako obowiązująca przez inne akty prawne Brak krajowej definicji budynków wykonanych z materiałów niskoemisyjnych. Jerzy.Sowa@is.pw.edu.pl

16 Minimalne wartości strumienia powietrza doprowadzanego do pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi Wg PN-83/B-03430/Az3:2000 Pomieszczenia przeznaczone do stałego i czasowego pobytu i ludzi powinny mieć zapewniony dopływ co najmniej 20 m 3 /h powietrza zewnętrznego dla każdej przebywającej osoby. W pomieszczeniach publicznych, w których jest dozwolone palenie tytoniu, strumień powietrza powinien wynosić 30 m 3 /h dla każdej osoby. W pomieszczeniach klimatyzowanych oraz wentylowanych o nie otwieranych oknach strumień powietrza powinien wynosić co najmniej 30 m 3 /h dla każdej przebywającej osoby, a w przypadku dozwolonego palenia w tych pomieszczeniach - co najmniej 50 m 3 /h dla każdej osoby.

17 Kategoria I II III IV Kategorie środowiska wewnętrznego wg PN EN Opis Wysoki poziom oczekiwań, zalecany do pomieszczeń użytkowanych przez osoby bardzo wrażliwe i wątłe o specjalnych wymaganiach, np. osoby niepełnosprawne, chorzy, bardzo małe dzieci i osoby starsze. Normalny poziom oczekiwań, zalecany w przypadku nowych i modernizowanych budynków. Dopuszczalny, umiarkowany poziom oczekiwań, który może być stosowany w przypadku istniejących budynków. Wartości nie mieszczące się w kryteriach powyższych kategorii. Zaleca się przyjmowanie tej kategorii tylko w odniesieniu do ograniczonej części roku. UWAGA: Podziału na kategorie dokonano także w innych normach, takich jak EN i EN ISO 7730; lecz mogą one być inaczej nazwane (A, B, C lub 1, 2, 3 itp.).

18 Norma PN EN q tot = n q p + A q B q tot - całkowity strumień powietrza wentylacyjnego dostarczanego do pomieszczania, l/s n - liczba osób w pomieszczaniu w warunkach obliczeniowych,- q P - wymagany strumień powierza wentylacyjnego dla 1 osoby, l/(s osobę) A - powierzchnia podłogi pomieszczania, m 2 q B - wymagany strumień powierza wentylacyjnego ze względu na emisję z materiałów budowlanych, l/(s m 2 )

19 Norma PN EN Kategoria Wymagany strumień Wymagany strumień powierza wentylacyjnego ze względu na emisje z materiałów budowlanych, q B powierza Budynki o Budynki o niskiej Budynki nie wentylacyjnego bardzo niskiej emisji spełniające dla 1 osoby, q P emisji zanieczyszczeń kryterium niskiej zanieczyszczeń emisji zanieczyszczeń I 10 l/(s osobę) 0,5 l/(s m 2 ) 1,0 l/(s m 2 ) 2,0 l/(s m 2 ) II 7 l/(s osobę) 0,35 l/(s m 2 ) 0,7 l/(s m 2 ) 1,4 l/(s m 2 ) III 4 l/(s osobę) 0,3 l/(s m 2 ) 0,4 l/(s m 2 ) 0,8 l/(s m 2 )

20 Budynki wykonane z wykorzystaniem materiałów o niskiej emisji Są to budynki, w których większość materiałów wykończeniowych charakteryzuje się niską emisją zanieczyszczeń. Za takie materiały uważa się materiały naturalne takie jak kamień i szkło, znane jako bezpieczne ze względu na emisję zanieczyszczeń oraz materiały spełniające następujące kryteria: - całkowita emisja lotnych związków organicznych (TVOC) < 0,2 mg/m 2 h, przy czym należy zidentyfikować związki chemiczne odpowiedzialne za co najmniej 70 % emisji, - emisja formaldehydu < 0,05 mg/m 2 h, - emisja amoniaku < 0,03 mg/m 2 h, - emisja związków kancerogennych zaliczanych do 1 kategorii wg klasyfikacji IARC < 0, 005 mg/m 2 h. - materiał nie wydziela zapachu (odsetek niezadowolonych z zapachu w warunkach testowych powinien być mniejszy od 15%),

21 Budynki wykonane z wykorzystaniem materiałów o bardzo niskiej emisji Są to budynki, w których większość materiałów wykończeniowych charakteryzuje się bardzo niską emisją zanieczyszczeń oraz w budynkach nigdy nie palono tytoniu i nie jest one obecnie dozwolone. Za materiały wykończeniowe o bardzo niskiej emisji zanieczyszczeń uważa się materiały naturalne takie jak kamień i szkło, znane jako bezpieczne ze względu na emisję zanieczyszczeń oraz materiały spełniające następujące kryteria: - całkowita emisja lotnych związków organicznych (TVOC) < 0,1 mg/m 2 h, przy czym należy zidentyfikować związki chemiczne odpowiedzialne za co najmniej 70 % emisji, - emisja formaldehydu < 0,02mg/m 2 h, - emisja amoniaku < 0,01 mg/m 2 h, - emisja związków kancerogennych zaliczanych do 1 kategorii wg klasyfikacji IARC < 0, 002 mg/m 2 h. - materiał nie wydziela zapachu (odsetek niezadowolonych z zapachu w warunkach testowych powinien być mniejszy od 10%),

22 Porównanie wymaganych wartości intensywności wentylacji

23 Podsumowanie 1. Najlepszym sposobem zapewnieniu właściwej jakości powietrza wnętrz jest kontrola źródeł emisji zanieczyszczeń 2. Wentylacja powinna być stosowana do rozcieńczania zanieczyszczań, których emisja w pomieszczeniach jest akceptowalna ze względów zdrowotnych, a technicznie ich ograniczenie jest trudne do spełnienia 3. Ze względu na zróżnicowanie zagrożeń nie można zdefiniować prostego wskaźnika intensywności wentylacji, którego spełnienie gwarantowałoby dobrą jakość powietrza we wszystkich rodzajach wnętrz

24 Dziękuję za uwagę!