Badanie sumowania obciążeń zanieczyszczeniami powietrza odczuwanymi przez

Jednym z założeń równania komfortu przedstawionego w rozdziale 4.1.2 je st założenie możliwości dodawania obciążeń zanieczyszczeniami powietrza odczuwanymi przez ludzi, pochodzących od różnych źródeł zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniach: ludzi, dymu tytoniowego, elementów konstrukcji i wyposażenia oraz instalacji wentylacji i klimatyzacji.

Założenie to badane było w dużych komorach klimatycznych (Lauridsen i in .1988, Iwashita i Kimura1995), a także w małych komorach szklanych (Bluyssen i Fanger1991). Wyniki tych badań w ykazują że całkowite obciążenie zanieczyszczeniami powietrza odczuwanymi przez

aut. Wargocki P Clausen G Fanger P O tłum. Gierczycka E red. Wargocki P Gierczycka E

84 ŚRODOWISKO WEWNĘTRZNE

ludzi może być z dostateczną dokładnością przybliżone poprzez sumowanie obciążeń zanieczyszczeń powietrza odczuwanych przez ludzi, a pochodzących od rożnych źródeł zanieczyszczeń (rys.4.7). Ponieważ badania powyższe przeprowadzone zostały w komorach klimatycznych, słuszność tego założenia należało również sprawdzić w pomieszczeniach biurowych i badania mające to na celu zostały opisane poniżej.

100

Rys. 4.7 Zestawienie wyników badań dotyczących dodawania obciążeń powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi

Powietrze w typowym pomieszczeniu biurowym zanieczyszczane było kolejno przez:

elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia, elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia oraz ludzi, elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia oraz dym tytoniowy, a także przez elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia, ludzi oraz dym tytoniowy. W każdym przypadku pomieszczenie wentylowane było powietrzem zewnętrznym, a wydatek wentylacji wynosił 0,4, 1 i 2 wymiany na godzinę. Powietrze było dobrze wymieszane w pomieszczeniu. Dla każdego przypadku oceniano jakość powietrza w pomieszczeniu, ja k również na zewnątrz budynku. Oceny jakości powietrza dokonywano na zewnątrz pomieszczenia (bez wchodzenia do pomieszczenia lub wychodzenia na zewnątrz budynku), na próbkach powietrza pobieranych z pomieszczenia lub z zewnątrz budynku.

Pomieszczenie wentylowane było przy użyciu wentylatora osiowego z tłumikiem, zamontowanego w oknie. Powietrze nawiewane do pomieszczenia nie było filtrowane ani klimatyzowane przy użyciu tradycyjnych urządzeń do klimatyzacji i oczyszczania powietrza.

Stałe warunki cieplne w pomieszczeniu zapewniały grzejniki istniejącej instalacji centralnego ogrzewania. Powietrze wywiewane było z pomieszczenia przez istniejący system wentylacji wywiewnej. W celu zapewnienia dobrego wymieszania się powietrza wewnątrz pomieszczenia zainstalowano kilka wiatraczków.

Próbki powietrza z centralnego punktu pomieszczenia oraz z zewnątrz budynku dostarczane były poprzez rurki szklane za pom ocą małych wentylatorów osiowych do dyfuzorów umieszczonych na korytarzu przylegającym do pomieszczenia biurowego, w którym dokonywano badań. Natężenie przepływu próbek powietrza wynosiło 1 Vs.

Temperatura próbek powietrza regulowana była za pom ocą taśmy grzejnej umieszczonej na zewnętrznej powierzchni szklanych rurek.

Źródłem emisji zanieczyszczeń z elementów konstrukcji i wyposażenia pom ieszczenia było 25-letnie umeblowane pomieszczenie biurowe, o kubaturze 76,7 m3, z dwoma oknami,

bawełnianymi zasłonami, w którym na podłodze znajdowała się wykładzina filcowa.

W pomieszczeniu tym dozwolone było palenie tytoniu, które przez wiele łat było bardzo intensywne. W celu uzyskania zanieczyszczeń od ludzi w pomieszczeniu przebywało 14 osób, wśród nich 3 kobiety, w grupach składających się z 3 do 12 osób (tabela 4.3). Wszyscy byli studentami, o średniej wieku 25,5 lat i średniej powierzchni ciała wynoszącej 1,9 m2. Podczas badań osoby te siedziały przy stołach, ich metabolizm był więc na poziomie 1,2 met.

W oparciu o kwestionariusz ustalono również, że standard higieniczny tych osób był następujący: 0,9 kąpieli /dzień oraz zmiana bielizny 0,8 razy /dzień, 70% z nich używało codziennie dezodorantu. Jako wskaźnika zanieczyszczeń emitowanych przez ludzi znajdujących się w pomieszczeniu podczas badań używano dwutlenku węgla (CO2).

W oparciu o ISO 8996 obliczono, że średnia emisja CO2 od jednej osoby znajdującej się w pomieszczeniu podczas badań wynosiła 18,6 1 C 0 2 na godzinę, na osobę. Jako źródło dymu tytoniowego zastosowano papierosy o zawartości substancji smolistych 15 mg i nikotyny

1,3 mg. W celu uzyskania dymu tytoniowego papierosy zapalano z odpowiednia częstotliwością i umieszczano w popielniczce, w której się tliły. Jako wskaźnika zanieczyszczeń od dymu tytoniowego używano tlenku węgla (CO). Tabela 4.3 przedstawia zestawienie liczby osób przebywających w pomieszczeniu biurowym i częstotliwości zapalania papierosów podczas badań.

8 6 ŚRODOWISKO WEWNĘTRZNE

Ocen jakości powietrza dokonało 43 studentów o średniej wieku 22,6 lat; 26%

badanych stanowiły kobiety, a 19% było osobami palącymi. Przed badaniami otrzymali oni instrukcje, w jaki sposób dokonywać pomiaru jakości powietrza przy użyciu skali akceptowalności (rys 4.8). W badaniach brały udział średnio 33 osoby dziennie.

Badania trwały 10 tygodni na przestrzeni 3 miesięcy, a ich harmonogram został zestawiony w tab. 4.3. Każdego tygodnia przed dokonaniem pomiarów pomieszczenie biurowe było wentylowane przy stałym wydatku powietrza przez 3 dni, a rurki szklane i dyfuzory doprowadzające próbki powietrza były dokładnie umyte.

Każdego tygodnia jakość powietrza w pomieszczeniu była oceniana w ciągu dwóch następujących po sobie dni.

Pierwszego dnia powietrze było zanieczyszczone tylko przez elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia.

Drugiego dnia powietrze było zanieczyszczone przez elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia oraz ludzi, przez elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia oraz dym tytoniowy, lub elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia, ludzi oraz dym tytoniowy.

Jednego tygodnia, powietrze w pomiesz­

czeniu na drugi dzień zanieczyszczone było tylko przez elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia aby sprawdzić, czy obciążenie powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi nie rożni się od obciążenia określonego w tym tygodniu w ciągu pierwszego dnia. Każdego dnia pomiarów oceniano również jakość powietrza zewnętrznego.

Ocenę jakości powietrza dokonywano na próbkach powietrza dostarczanych do specjalnie skonstruowanych dyfuzorów, znajdujących się na korytarzu przylegającym do pomieszczenia, w którym prowadzono badania. Osoby dokonujące ocen jakości powietrza nie wiedziały zatem, czy oceniane powietrze jest próbkowane z zewnątrz budynku czy z pomieszczenia. Ze względu na to, że oceny jakości powietrza dokonano na zewnątrz pomieszczenia, inne czynniki środowiska, takie jak oświetlenie, hałas, wystrój i czystość pomieszczenia, obecność ludzi, dym tytoniowy itd. nie miały wpływu na ocenę.

Ocen jakości powietrza dokonywano przy użyciu skali akceptowalności (Gunnarsen i Fanger1989) (rys. 4.8). Każda osoba każdego dnia oceniała dwukrotnie próbkę powietrza z zewnątrz budynku i z pomieszczenia. Pomiędzy pomiarami osoby oceniające jakość powietrza przebywały w dobrze wentylowanym pomieszczeniu, znajdującym się w pobliżu miejsca pomiarów. Równolegle do ocen jakości powietrza, mierzono stężenia CO2 i CO wewnątrz pomieszczenia i na zewnątrz budynku, jak również mierzono liczbę wymiar1 powietrza. Dokonywano również pomiarów temperatury i wilgotności względnej powiet®

ocenianego przez ludzi, które wynosiły odpowiednio 20,5 ± 1°C i 28 ± 16%.

W celu obliczenia obciążeń zanieczyszczeniami powietrza odczuwanymi przez ludzi w olfach (Fanger1988) wykorzystano średnie oceny akceptowalności jakości powietrza,

w p d ii akceptowalna

zaledwie akceptowalna zaledwie nie akceptowalna

. w p d i i i i e akceptowalna

Rys. 4.8 Skala stosowana do oceny akcepto­

walności jakości powietrza. Skala

w oparciu o które określono odsetek niezadowolonych z jakości powietrza i jakość powietrza w decypolach oraz pomierzony wydatek wentylacji (rozdział 4.1.2). Do określenia obciążeń powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi, pochodzącymi od elementów konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia, posłużono się ocenami jakości powietrza przeprowadzonymi pierwszego dnia. Założono, że obciążenia te nie ulegają zmianie w ciągu drugiego dnia. Poprawność tego założenia została potwierdzona podczas dokonywania ocen jakości powietrza. Pomiarów stężenia CO2 dokonywanych w ciągu drugiego dnia badań użyto do przybliżenia obciążenia powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi, pochodzącymi od osób przebywających w pomieszczeniu (Bluyssen i in.1995), w oparciu o wyniki wcześniejszych badań (Berg-Munch i in.1986, Cain i in.1983, Iwashita i in.1990).

Pomiary stężenia CO dokonywane w ciągu drugiego dnia wykorzystano do przybliżenia obciążenia powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi, pochodzącymi od dymu tytoniowego (Clausen1988), w oparciu o wyniki wcześniejszych badań (Cain i in.1983, Clausen19 ). W celu przybliżenia całkowitego obciążenia powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi, pochodzącymi od elementów konstrukcji i wyposażenia pomieszczenia, ludzi oraz dymu tytoniowego, dodano obciążenia powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi, określone osobno dla każdego z tych źródeł zanieczyszczeń. Tak obliczone całkowite obciążenie powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez łudzi porównano z całkowitym obciążeniem obliczonym w oparciu o oceny jakości powietrza dokonane dnia drugiego.

mierzony odczuwany poziom zanieczyszczeń, olf

Rys.4.9 Wyniki regresji liniowej na wartościach całkowitych obciążeń powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi w pomieszczeniu obliczonych w oparciu o pom iar oraz przybliżonych przez dodawanie obciążeń pochodzących od poszczególnych źródeł zanieczyszczeń

Całkowite obciążenia powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi w pomieszczeniu, obliczone w oparciu o pomiar oraz przybliżone przez dodawanie obciążeń pochodzących od poszczególnych źródeł zanieczyszczeń, zostały porównane na rys. 4.9.

Zaprezentowana regresja liniowa charakteryzuje się wysokim stopniem korelacji (r2 = 0,92), wąskim obszarem ufności (na poziomie istotności a=0,05) oraz wysokim poziomem istotności (a<0,0001). W przypadku, gdy wymusi się przechodzenie linii regresji przez

88 ŚRODOWISKO WEWNĘTRZNE

początek układu współrzędnych, jest ona zbliżona do przekątnej wyrażającej, że całkowite obciążenia powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi pomierzone i obliczone przez dodawanie obciążeń od poszczególnych źródeł zanieczyszczeń są identyczne. Testy statystyczne potwierdziły, że całkowite obciążenia obliczone i przybliżone przez dodawanie nie różnią się od siebie (a=0,35).

Wyniki powyższe są zgodne ze wcześniejszymi badaniami Laudrisena i in.1988 oraz Iwashity i Kimury1995, prowadzonymi w komorach klimatycznych. Potw ierdzają że całkowite obciążenie powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi można w przybliżeniu określić przez sumowanie obciążeń powietrza zanieczyszczeniami pochodzącymi od poszczególnych źródeł, takich jak elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczeń, ludzie i dym tytoniowy. Dodawanie obciążeń powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi jest analogiczne do dobrze znanego sumowania mocy źródeł oświetlenia, hałasu i ciepła.

Należy jednak podkreślić, że sumowanie mocy źródeł nie powinno być mylone z sumowaniem odczuć człowieka, czyli np. ocen jakości powietrza. Oceny akceptowalności jakości powietrza czy też odsetek osób niezadowolonych z jakości powietrza nie są wprost proporcjonalnie zależne od stężenia zanieczyszczeń lub obciążeń powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi i w związku z tym nie m ogą być sumowane.

Sumowanie obciążeń powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi oznacza, że całkowity wydatek wentylacji dla budynku można obliczać poprzez dodawanie wydatku powietrza potrzebnego do rozcieńczenia i usunięcia zanieczyszczeń pochodzących od elementów konstrukcji i w yposaźenią ludzi i dymu tytoniowego. Zasadę te rekomenduje się w poradnikach dotyczących obliczeń wymaganego wydatku wentylacji w pomieszczeniach (ECA1992, CR 1752 ).

Podsum ow anie:

• Zdefiniowano dwie nowe jednostki o lf i decypol, odpowiednio do określenia obciążenia powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi oraz do oceny jakości powietrza odczuwanego przez ludzi wewnątrz i na zewnątrz pomieszczeń.

• O lf i decypol można zastosować do określenia wymaganego wydatku wentylacji.

• Całkowite obciążenie powietrza zanieczyszczeniami odczuwanymi przez ludzi można z wystarczająca dokładnością przybliżyć poprzez sumowanie obciążeń powietrza zanieczyszczeniami pochodzącymi od poszczególnych źródeł takich jak elementy konstrukcji i wyposażenia pomieszczeń, ludzie i dym tytoniowy.

• Całkowity wydatek wentylacji dla budynku można obliczać poprzez dodawanie wydatku powietrza potrzebnego do rozcieńczenia i usunięcia zanieczyszczeń pochodzących od elementów konstrukcji i wyposażenia pomieszczeń, ludzi i dymu tytoniowego.

4.2 W pływ tem peratury i w ilgotności w zględnej powietrza na ocenę jakości