Wpływ ilości użytkowników na rozkład stężenia dwutlenku węgla w sali audytoryjnej

Transkrypt

1 Wpływ ilości użytkowników na rozkład stężenia dwutlenku węgla w sali audytoryjnej Impact number of users on the carbon dioxide concentration in the auditorium Streszczenie angielskie: High quality of indoor air and low power consumption is the highest priority in all newly constructed buildings. Microclimate is achieved in three ways - by an appropriate temperature, moisture, and air quality. The main parameter used to determine the air quality is the concentration of carbon dioxide. In high concentrations cause irregular heart rhythm and depth of breathing, malaise, headache and dizziness. Continuous exposure to elevated levels of CO 2 in the air can cause hypertension. To make a proper assessment of indoor air quality, occurring in room air concentration of carbon dioxide should be considered in conjunction with its current concentration in the outside air. The CO 2 sensors are often used to monitor and control ventilation and air conditioning systems. The article presents the distribution of the concentration of CO 2 in the auditorium depended of the number of users. It was quite an uneven distribution of the concentration of carbon dioxide in the room probably due to the air supply system, uneven load the auditorium during class and inadequate supply air quantity. Adjusting the air conditioning system only using a CO 2 sensor in the exhaust pipe is not allowed to optimally adjust the parameters of the indoor air quality in an auditorium. Streszczenie polskie: Wysoka jakość powietrza wewnętrznego oraz niskie zużycie energii stanowią najwyższy priorytet we wszystkich nowo wznoszonych budynkach. Korzystny mikroklimat uzyskiwany jest na trzy sposoby - przez odpowiednią temperaturę oraz wilgotność względną powietrza i jego jakość. Głównym parametrem wykorzystywanym do określenia jakości powietrza jest stężenie dwutlenku węgla. Jednym z zanieczyszczeń wynikających z użytkowania pomieszczeń jest dwutlenek węgla. W wysokich stężeniach powoduje zakłócenia rytmu i głębokości oddechu, złe samopoczucie, bóle i zawroty głowy. Ciągła ekspozycja na podwyższone stężenie CO 2 w powietrzu może być przyczyną nadciśnienia. Aby dokonać właściwej oceny jakości powietrza wewnętrznego, występujące w powietrzu pomieszczenia stężenie dwutlenku węgla należy rozpatrywać w połączeniu z aktualnym jego stężeniem w powietrzu zewnętrznym. Czujniki monitorujące stężenie CO 2 często wykorzystywane są w systemach regulacji układów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. 1

2 W artykule przedstawiono rozkład stężenia CO 2 w sali audytoryjnej z uwzględnieniem liczby użytkowników. Stwierdzono dość nierównomierny rozkład stężenia dwutlenku w pomieszczeniu wynikający prawdopodobnie z układu przewodów instalacji klimatyzacji, nierównomiernym obciążeniem sali podczas zajęć oraz nieodpowiednią ilością powietrza nawiewnego. Regulacja układu klimatyzacyjnego wyłącznie przy wykorzystaniu czujnika CO 2 w przewodzie wywiewnym nie pozwoliła na optymalne dostosowanie parametrów powietrza w sali audytoryjnej. Wstęp Jakość powietrza wewnętrznego jest istotnym parametrem wpływającym na dobre samopoczucie i zdrowie człowieka. Jako że dorosły człowiek spędza około 8% swojego czasu w pomieszczeniach zamkniętych (Ilgen i in., 21). Nieustanna kontrola i oznaczenie zawartości zanieczyszczeń nabrała kluczowego znaczenia. Centralny Instytut Ochrony Pracy podaje, że w miejscu pracy o bardzo dużym zagęszczeniu pracowników, stanowiących około 3% zatrudnionych w kraju, nie przeprowadza się systematycznych pomiarów stężeń czynników szkodliwych i uciążliwych dla zdrowia oraz innych parametrów środowiska pracy (Jankowska i in., 23). Tymczasem, w przeciągu ostatnich 3 lat problematyka wpływu środowiska pomieszczeń nieprodukcyjnych (czyli domów mieszkalnych, pojedynczych mieszkań w budynkach mieszkalnych, biur, sklepów, obiektów szkolnych, klas lekcyjnych, przychodni lekarskich, szpitali, aptek, muzeów, bibliotek itd.) na szeroko rozumiane zdrowie ludzi stała się przedmiotem wielu badań, w trakcie których rozpoznano szereg czynników powodujących konkretne dolegliwości (Nantka, 26). Do podstawowych czynników kształtujących mikroklimat środowiska należy zaliczyć temperaturę powietrza, wilgotność, ruch powietrza, promieniowanie cieplne, ciśnienie atmosferyczne. Wszystkie części składowe mikroklimatu wywierają wpływ na samopoczucie człowieka, jego sprawność fizyczną i umysłową, na wydajność pracy oraz zachowanie dobrego stanu zdrowia. Mikroklimat decyduje także o gospodarce cieplnej organizmu. Dodatkowo dokonuje się ciągłego pomiaru stężenia dwutlenku węgla jako parametru odpowiedzialnego za odczucia związane z jakością powietrza i ogólny stan zdrowia. Przebywanie w środowisku o podwyższonej temperaturze i wilgotności względnej powietrza powoduje pogorszenie odczuwalnej jakość powietrza. W konsekwencji osoby mogą uskarżać się na bóle głowy, obniżenie poziomu koncentracji, senność, znużenie oraz zmniejszenie wydajności pracy (Skwarczyński i in., 21). Z tego względu mikroklimat 2

3 pomieszczeń powinien być możliwie najlepszy pod względem higieny, kształtowany w sposób niezawodny, z zachowaniem niskich kosztów. W Polsce nie normuje się dopuszczalnych stężeń dwutlenku węgla w powietrzu atmosferycznym (zewnętrznym) oraz w powietrzu wewnętrznym pomieszczeń przeznaczonych do stałego przebywania ludzi (mieszkania, budynki użyteczności publicznej). Przy ustalaniu dopuszczalnych stężeń dwutlenku węgla w pomieszczeniach tego typu wykorzystuje się normy i zalecenia europejskie, USA (ASHRAE), Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), które górny poziom stężenia dwutlenku węgla w pomieszczeniach stałego przebywania ludzi ustalają na poziomie 1 ppm (wymóg minimum higienicznego). Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej (Dz. U. nr 79/1998) dotyczące najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy podaje następujące wartości dopuszczalnych stężeń dwutlenku węgla: NDS (najwyższe dopuszczalne stężenie) = 9 mg/m 3 tj. ok. 5 ppm, NDSCH (najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe) = 27 mg/m3 tj. ok.15 ppm. Dopuszczalne stężenia dwutlenku węgla przedstawione w Rozporządzeniu, nigdy nie występują w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej, gdzie głównym źródłem CO 2 jest człowiek. Podane normy mają za zadanie ograniczyć szkodliwe oddziaływanie na ludzi dwutlenku węgla wydzielającego się w procesach produkcyjnych, podczas gdy normy ASHRAE i WHO podają dopuszczalne stężenie CO 2, które w tym przypadku jest wskaźnikiem jakości powietrza w pomieszczeniach, w których głównym źródłem dwutlenku węgla są ludzie. Pomimo iż dwutlenek węgla w ilościach wydzielanych przez ludzi nie jest szkodliwy, to może stanowić bardzo dobry wskaźnik jakości powietrza w pomieszczeniu, gdzie głównym czynnikiem zmiany stanu powietrza są ludzie. Szereg obecnie obowiązujących standardów opiera się właśnie na związku ilości dwutlenku węgla w powietrzu wewnętrznym pomieszczenia z poczuciem dyskomfortu wywołanym zapachem ludzkiego ciała. Przy wykorzystaniu stężenia dwutlenku węgla jako wskaźnika jakości powietrza wewnętrznego bardzo istotnym jest rozpatrywanie tej wartości w powiązaniu ze stężeniem dwutlenku węgla w powietrzu zewnętrznym. Obecnie przyjmuje się, że w idealnych warunkach zawartość dwutlenku węgla w świeżym powietrzu atmosferycznym wynosi ok. 35 ppm (Jones, 21). Już w 1866 roku niemiecki fizjolog Max von Pettenkofer zaproponował wartość stężenia dwutlenku węgla w wewnętrznym powietrzu pomieszczeń mieszkalnych i użyteczności publicznej na poziomie 1 ppm jako górny limit akceptowalnej jeszcze przez człowieka 3

4 dobrej jakości powietrza. Pettenkofer dopuszczał więc około trzykrotny wzrost stężenia dwutlenku węgla w pomieszczeniu w stosunku do jego ówczesnej zawartości w powietrzu atmosferycznym. Konsekwencją tych założeń było ustalenie, w oparciu o jeden z podstawowych wzorów do obliczania ilości powietrza wentylacyjnego, niezbędnej ilości powietrza potrzebnego do rozcieńczenia wydalanego przez człowieka (w zamkniętym pomieszczeniu) dwutlenku węgla do dopuszczalnego poziomu 1 ppm. I tak przy założeniu, że człowiek wydziela 18 dm 3 /h CO 2, jego stężenie w powietrzu zewnętrznym wynosi 35 ppm, a dopuszczalne jego stężenie w powietrzu wewnętrznym wynosi 1 ppm, niezbędna ilość powietrza wentylacyjnego wynosi V =,18 / (,1,35) = 27,7 m 3 /h. Podobne założenia były podstawą przyjęcia minimalnych ilości powietrza wentylacyjnego przez różne kraje i organizacje. Przykładowe zestawienie wymagań minimalnego strumienia objętości powietrza zewnętrznego przypadającego na jedną osobę w pomieszczeniach użyteczności publicznej przedstawione jest w tabeli 1. Tabela 1. Intensywność wentylacji na podstawie różnych standardów Podstawa wymagań CR EU 1752 Klasa Klasa Klasa C A B Strumień powietrza odniesiony do jednej osoby, m³/h osobę 36 25,2 14,4 ASHRAE PN 83/B-343/Az3:2 3 Raport Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego (CEN) CR 1752 wprowadził 3 klasy wymagań (A,B,C), co pozwala wybrać właściwy standard jakości powietrza wewnętrznego powodujący, że maksymalna ilość niezadowolonych osób nie przekroczy odpowiednio 15%, 2% i 3%. Kryzys energetyczny jaki dotknął gospodarkę światową na początku lat 7. ubiegłego wieku spowodował m.in. ograniczenie ilości powietrza zewnętrznego doprowadzanego do pomieszczeń do 1, a nawet 8 m 3 /h osobę. Był to jeden z najprostszych sposobów oszczędności energii potrzebnej do ogrzania/ochłodzenia powietrza zewnętrznego doprowadzanego do pomieszczeń. Skutkiem ograniczenie ilości nawiewanego powietrza zewnętrznego było m.in. powodem pojawienia się w wentylowanych budynkach zjawiska określonego mianem syndromu chorego budynku (SBS Sick Building Syndrom). Zgodnie z ustaleniami Światowej Organizacji Zdrowia WHO budynki, w których ponad 3% użytkowników jest 4

5 niezadowolonych z klimatu wewnętrznego należy zaliczyć do chorych. Osoby przebywające w takich warunkach mogą odczuwać takie dolegliwości jak: ociężałość, senność, łatwość męczenia się, różnego rodzaju bóle, większą podatność na przeziębienia i alergie. Badania WHO potwierdziły, że jedną z głównych przyczyn tych dolegliwości jest zła jakość powietrza wewnętrznego spowodowana m. in. zbyt małą ilością powietrza zewnętrznego przypadającą na jedną osobę. W technice wentylacyjnej często więc wykorzystuje się metodę oceny wydajności systemów wentylacyjnych poprzez pomiar stężenia dwutlenku węgla w powietrzu wewnętrznym pomieszczeń, gdzie głównym źródłem dwutlenku węgla są ludzie. Metoda ta została nazwana wentografią i pozwala na bieżąco dostosowywać wydajność systemu wentylacyjnego do ilości aktualnie przebywających w pomieszczeniu osób (kina, teatry, sale konferencyjne), co pozwala także na znaczne oszczędności energetyczne. Opis pomieszczenia, aparatury pomiarowej oraz warunków pomiarów W celu określenia wpływu ilości użytkowników na rozkład stężenia dwutlenku węgla w pomieszczeniu wyposażonym w nawiewniki z płynną regulacją i systemem uzdatniania powietrza nawiewanego wyposażonego w czujnik CO 2 po stronie wywiewnej przeprowadzono szereg badań w dwóch seriach pomiarowych. I seria pomiarowa obejmowała trzy różne strumienie powietrza nawianego układu instalacji klimatyzacji z 1% recyrkulacją powietrza: 2 m 3 /h; 4 m 3 /h; 6 m 3 /h; przy strumieniu powietrza wywiewanego odpowiednio: 18 m 3 /h; 46 m 3 /h; 54 m 3 /h. II seria pomiarowa obejmowała dwa strumienie powietrza nawianego układu instalacji klimatyzacji bez recyrkulacji powietrza: 4 m 3 /h; 6 m 3 /h; przy strumieniu powietrza wywiewanego odpowiednio: 46 m 3 /h; 54 m 3 /h. Dla obu serii pomiarowych ustawiono stałą temperaturę powietrza nawiewanego wynoszącą 22 C i wilgotności 25-45% w zależności od ilości osób. Badania prowadzono w czasie trwania zajęć audytoryjnych. Badania wykonano w sali audytoryjnej, mieszczącej się na parterze w części budynku Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Lubelskiej. Ściana północno-wschodnia oraz południowo-zachodnia są ścianami zewnętrznymi, północno-zachodnia graniczy z holem, a południowo wschodnia z pomieszczeniem laboratorium. W auli systematycznie prowadzone są wykłady ze studentami. Ludzie w pomieszczeniu przez większość czasu przebywają w pozycji siedzącej, wykonując prace o charakterze odpowiadającym I kategorii aktywności. Badania stężenia dwutlenku węgla, wilgotności oraz temperatury powietrza w pomieszczeniu prowadzono w dziewięciu punktach pomiarowych (Rys.1) na wysokości 5

6 1,3 m. W każdym z punktów pomiarowych zamontowany był przetwornik wilgotności i temperatury oraz przetwornik dwutlenku węgla. Dane z czujników rejestrowano za pomocą rejestratora, z czasem uśredniania równym 2 sekund. Pomieszczenie jest wyposażone w instalację klimatyzacyjną z centralą nawiewno-wyciągową wyposażoną w sekcje odzysku ciepła (wymiennik obrotowy), komorę mieszania, sekcje filtracyjne i tłumiki hałasu. Nawilżanie powietrza realizowane jest poza centralą, za pomocą nawilżacza parowego. Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje programowalny sterownik logiczny wyposażony w moduły wejść oraz wyjść cyfrowych oraz analogowych. Układ klimatyzacji wyposażono w przetworniki mierzące temperaturę, wilgotność względną powietrza, stężenie dwutlenku węgla oraz natężenie strumienia powietrza (Rys. 2). Jako elementy nawiewne zastosowano nawiewniki sufitowe. Każdy z nawiewników ma możliwość regulacji wydajności strumienia powietrza nawiewanego poprzez przepustnice regulacyjną. Zużyte powietrze usuwane jest z pomieszczenia za pomocą trzech krat wyciągowych usytuowanych pod sceną auli. Ścienna czerpnia jest usytuowana na ścianie zewnętrznej południowo-zachodniej, a wyrzut powietrza odbywa się do przestrzeni garażowej budynku przyległego do auli. 6

7 Rys. 1 Rzut auli wraz z zaznaczonymi punktami pomiarowymi 7

8 Rys. 2 Wizualizacja centrali klimatyzacyjnej Wyniki badań Badania przeprowadzone w auli Wydziału Inżynierii Środowiska PL pozwoliły na przedstawienie przebiegu zmienności stężenia dwutlenku węgla w powietrzu nawiewanym, wywiewanym i wewnętrznym w zależności od ilości osób przebywających w pomieszczeniu. Ilość osób na auli zestawiono w tabeli 2. Stężenie dwutlenku węgla w powietrzu nawiewanym i średnie stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniu określono na podstawie wzoru 1 i 2. gdzie: s n s n1 s n2 s i s s 2 n1 n2 sn (1) s sr i s i (2) stężenie zanieczyszczeń w powietrzu nawiewanym, [ppm], stężenie zanieczyszczeń w kanale nawiewnym 1, [ppm], stężenie zanieczyszczeń w kanale nawiewnym 2, [ppm], stężenie zanieczyszczeń danym sektorze w auli, [ppm], i numer sektora w auli, [-]. 8

9 Tabela 2. Ilość osób na auli WIŚ w czasie pomiarów Liczba osób Seria I Seria II Data Godzina Dzień I Dzień II Dzień III Dzień I Dzień II Na rysunku 3 przedstawiono wybrany rozkład stężenia dwutlenku węgla w poszczególnych sektorach auli WIŚ dla strumienia powietrza nawiewanego wynoszącego 2, 4, 6 m 3 /h z recyrkulacją powietrza wynoszącą 1% oraz 4, 6 m 3 /h bez recyrkulacji powietrza przy identycznej liczbie osób. Wykres sporządzono dla godziny, kiedy stężenie CO 2 było największe (1 minut przed końcem zajęć). W pomieszczeniu podczas pomiarów przebywało 45 osób. Można zaobserwować, że stężenie CO 2 jest najmniejsze w dolnej części auli w pobliżu wywiewników. Stężenie CO 2 we wszystkich punktach pomiarowych przekraczało 1 ppm. Recyrkulacja powietrza 1% Bez recyrkulacji Ilość powietrza 2 m 3 /h 9

10 Ilość powietrza 4 m 3 /h Ilość powietrza 6 m 3 /h Rys. 3. Rozkład stężenia dwutlenku węgla w poszczególnych sektorach auli Na rysunkach 4-7 przedstawiono przebieg zmian stężenia dwutlenku węgla w zależności od ilości osób. Można zaobserwować, że podczas obecności osób w auli stężenie CO 2 w pomieszczeniu przekraczało 1 ppm, czyli standard akceptowalnej jakości powietrza stosowany w wielu krajach. Stężenie CO 2 w pomieszczeniu obniżało się poniżej 1 ppm jedynie gdy nie było osób na auli. 1

11 Stężenie CO 2 s śr [ppm] Liczba osób N [os] Stężenie CO 2 s śr [ppm] Liczba osób N [os] : 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: liczba osób w pomieszczeniu N [os] stężenie CO2 w powietrzu wywiewanym Sw [ppm] średnie stężenie CO2 w pomieszczeniu Sśr [ppm] stężenie CO2 w powietrzu nawiewanym Sn [ppm] Rys. 4 Przebieg zmian stężenia dwutlenku węgla w zależności od ilości osób dla strumienia powietrza nawiewanego 2 m 3 /h z recyrkulacją wynoszącą 1% : 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: liczba osób w pomieszczeniu N [os] średnie stężenie CO2 w pomieszczeniu Sśr [ppm] stężenie CO2 w powietrzu wywiewanym Sw [ppm] stężenie CO2 w powietrzu nawiewanym Sn [ppm] Rys. 5 Przebieg zmian stężenia dwutlenku węgla w zależności od ilości osób dla strumienia powietrza nawiewanego 4 m 3 /h z recyrkulacją wynoszącą 1% 11

12 Stężenie CO 2 s śr [ppm] Liczba osób N [os] Stężenie CO 2 s śr [ppm] Liczba osób N [os] : 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: liczba osób w pomieszczeniu N [os] średnie stężenie CO2 w pomieszczeniu Sśr [ppm] stężenie CO2 w powietrzu wywiewanym Sw [ppm] stężenie CO2 w powietrzu nawiewanym Sn [ppm] Rys. 6 Przebieg zmian stężenia dwutlenku węgla w zależności od ilości osób dla strumienia powietrza nawiewanego 6 m 3 /h z recyrkulacją wynoszącą 1% : 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: liczba osób w pomieszczeniu N [os] średnie stężenie CO2 w pomieszczeniu Sśr [ppm] stężenie CO2 w powietrzu nawiewanym Sn [ppm] stężenie CO2 w powietrzu wywiewanym Sw [ppm] stężenie CO2 w powietrzu zewnętrznym Scz [ppm] Rys. 7 Przebieg zmian stężenia dwutlenku węgla w zależności od ilości osób dla strumienia powietrza nawiewanego 4 m 3 /h bez recyrkulacji powietrza 12

13 Stężenie CO 2 s śr [ppm] Liczba osób N [os] Na rysunku 8 przedstawiono przebieg zmian stężenia dwutlenku węgla w zależności od ilości osób dla strumienia powietrza nawiewanego 6 m 3 /h bez recyrkulacji powietrza. Można zaobserwować, że stężenie CO 2 w pomieszczeniu przez cały było poniżej 1 ppm : 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: liczba osób w pomieszczeniu N [os] średnie stężenie CO2 w pomieszczeniu Sśr [ppm] stężenie CO2 w powietrzu wywiewanym Sw [ppm] stężenie CO2 w powietrzu nawiewanym Sn [ppm] stężenie CO2 w powietrzu zewnętrznym Scz [ppm] Rys. 8 Przebieg zmian stężenia dwutlenku węgla w zależności od ilości osób dla strumienia powietrza nawiewanego 6 m 3 /h bez recyrkulacji powietrza Analiza wyników i dyskusja Do oceny jakości powietrza w pomieszczeniach stosuję się wskaźnik ΔCO 2, który oznacza przyrost stężenia dwutlenku węgla w pomieszczeniu ponad poziom stężenie dwutlenku węgla w powietrzu zewnętrznym: ΔCO 2 = s w - s z [ppm] gdzie: s w s z stężenie zanieczyszczeń w powietrzu usuwanym z pomieszczenia [ppm], stężenie zanieczyszczeń w powietrzu zewnętrznym [ppm]. Według normy PN-EN wyróżnia się cztery kategorie powietrza wewnętrznego: WEW 1 wysoka jakość powietrza wewnętrznego ΔCO 2 < 35 ppm, WEW 2 średnia jakość powietrza wewnętrznego ΔCO 2 od 35 do 5 ppm 13

14 ΔCO 2 [ppm] Średnia efekttwność wentylacji ε śr [-] WEW 3 umiarkowana jakość powietrza wewnętrznego ΔCO 2 od 5 do 8 ppm WEW 4 niska jakość powietrza wewnętrznego ΔCO 2 > 8 ppm Na rysunkach od 9 do 13 przedstawiono przebieg zmian ΔCO 2 i średniej efektywności wentylacji, gdzie zaznaczono kategorie jakości powietrza. Można zaobserwować, że kiedy ΔCO 2 rośnie to efektywność wentylacji maleje. Przez większość czasu powietrze w pomieszczeniu jest niskiej jakości (kategoria WEW 4). 14 1, WEW WEW 3 5 WEW WEW 1 1, 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: ΔCO2 średnia efektywność wentylacji εśr [-] Rys. 9 Przebieg zmian ΔCO 2 i średniej efektywności wentylacji dla strumienia powietrza nawiewanego 2 m 3 /h z recyrkulacją powietrza wynoszącą 1% 1,,8,6,4,2 14

15 ΔCO 2 [ppm] Średnia efekttwność wentylacji ε śr [-] ΔCO 2 [ppm] Średnia efektywność wentylacji ε śr [-] 1 1, 9 WEW 4,9 8,8 7 WEW 3,7 6,6 5,5 4 WEW 2,4 3 WEW1,3 2,2 1,1, 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: ΔCO2 średnia efektywność wentylacji εśr [-] Rys. 1 Przebieg zmian ΔCO 2 i średniej efektywności wentylacji dla strumienia powietrza nawiewanego 4 m 3 /h z recyrkulacją powietrza wynoszącą 1% 11 1, 1,9 9, WEW 4 WEW 3 WEW 2,7,6,5,4,3 2 WEW 1,2 1,1, 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: ΔCO2 średnia efektywność wentylacji εśr [-] Rys. 11 Przebieg zmian ΔCO 2 i efektywności wentylacji dla strumienia powietrza nawiewanego 6 m 3 /h z recyrkulacją powietrza wynoszącą 1% 15

16 ΔCO 2 [ppm] Śerdnia efektywność wentylacji ε śr [-] ΔCO 2 [ppm] Śerdnia efektywność wentylacji ε śr [-] WEW 2 WEW 1 1,2 1,, ,6,4,2, 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: ΔCO2 średnia efektywność wentylacji εśr [-] Rys. 12 Przebieg zmian ΔCO 2 i średniej efektywności wentylacji dla strumienia powietrza nawiewanego 4 m 3 /h bez recyrkulacji powietrza 3 25 WEW 1 1,,9, ,7,6,5,4,3,2,1, 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 2: ΔCO średnia efektywność wentylacji εśr [-] Rys. 13 Przebieg zmian ΔCO 2 i efektywności wentylacji strumienia powietrza nawiewanego 6 m 3 /h bez recyrkulacji powietrza 16

17 Śerdnia efektywność wentylacji ε śr [-] ΔCO 2 [ppm] Na rysunku 14 przedstawiono przebieg zmian ΔCO 2 i średniej efektywności wentylacji w zależności od ilości osób dla różnych przepływów z recyrkulacją powietrza wynoszącą 1%. Natomiast na rysunku 15 przedstawiono przebieg zmian ΔCO 2 i średniej efektywności wentylacji w zależności od ilości osób dla różnych przepływów bez recyrkulacji powietrza.,7,6 R² =,9878 R² =, ,5 R² = 1 1,4 WEW 4 8,3 WEW 3 6,2 WEW 2 R² =,9729 4,1 WEW 1 R² =,9927 R² =,9726 2, Liczba osób N[os] efektywność 6 m3/h efektywność 4 m3/h efektywność 2 m3/h ΔCO2-6 m3/h ΔCO2-4 m3/h ΔCO2-2 m3/h Liniowy (efektywność 6 m3/h) Liniowy (efektywność 4 m3/h) Liniowy (efektywność 2 m3/h) Liniowy (ΔCO2-6 m3/h) Liniowy (ΔCO2-4 m3/h) Liniowy (ΔCO2-2 m3/h) Rys. 14 Przebieg zmian ΔCO 2 i średniej efektywności wentylacji w zależności od ilości osób dla różnych przepływów z recyrkulacją powietrza 17

18 Śerdnia efektywność wentylacji ε śr [-] ΔCO 2 [ppm],7,6,5,4 WEW 2 WEW 1 R² =,9867 R² =, ,3,2 R² =,9615 R² =, ,1, Liczba osób N [os] efektywność 6 m3/h efektywność 4 m3/h ΔCO2-6 m3/h ΔCO2-4 m3/h Liniowy (efektywność 6 m3/h) Liniowy (efektywność 4 m3/h) Liniowy (ΔCO2-6 m3/h) Liniowy (ΔCO2-4 m3/h) Rys. 15 Przebieg zmian ΔCO 2 i średniej efektywności wentylacji w zależności od ilości osób dla różnych przepływów bez recyrkulacji powietrza Na podstawie rysunków 14 i 15 można stwierdzić, że jakość powietrza podczas I serii pomiarowej, gdy recyrkulacja powietrza wnosiła 1%, jest ponad dwukrotnie niższa niż podczas II serii pomiarowej gdy przepustnica recyrkulacyjna była zamknięta. Podsumowanie Stwierdzono dość nierównomierny rozkład stężenia dwutlenku w pomieszczeniu. Najwyższe stężenia dwutlenku węgla występują w górnej części pomieszczenia, a najniższe w dolnej. Taki nierównomierny rozkład wynika prawdopodobnie z układu przewodów instalacji klimatyzacji, nierównomiernym obciążeniem sali podczas zajęć oraz nieodpowiednią ilością powietrza nawiewnego. Regulacja układu klimatyzacyjnego wyłącznie przy wykorzystaniu czujnika CO 2 w przewodzie wywiewnym nie pozwoliła na optymalne dostosowanie parametrów powietrza w sali audytoryjnej. Przyrost CO 2 rośnie wraz z liczbą osób przebywających w pomieszczeniu, natomiast efektywność wentylacji maleje. 18

19 Literatura: [1] Jones W.P., Klimatyzacja, Arkady 21 [2] CEN CR 1752, Ventilation for Buildings, Design Criteria for the Indoor Environment, European Committee for Standarization, 1998 [3] ASHRAE Standard 62-21, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality. American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers [4] Nantka M.B., Indoor Environment in Buildings with Natural Ventilation, Archives of Environmental Protection, 26 [5] Ilgen E., Karfich N., Levesen K., Angerer J., Schneider P., Heirich J., Wichmann H.E., Dunemann L., Begerow J., Aromatic hdrocarbons in the atmospheric environment: Part I: Indoor versus, sources, the influence of traffic, Atmos. Environ., 35, 1235, 21 [6] Jankowska E., Pośniak M., Problemy jakości środowiska pracy w pomieszczeniach biurowych, Bezpieczeństwo pracy 2/23 [7] Skwarczyński M., Kaczmarczyk J., Melikov A.K. 21, Wpływ indywidualnie regulowanego ruchu powietrza na odczuwalną jakość środowiska wewnętrznego, INSTAL, 3, s [8] Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz. U. nr 79/1998) z późniejszymi zmianami [9] Pettenkofer und Voit, Untersuchungen über den Stoffverbrauch des normalen Menschen, Zeitschrift für Biologie, 1866, 2, p