WYNIKI POMIARÓW

Do pomiarów wytypowano pomieszczenia zlokalizowane na drugiej i trzeciej kondygnacji wyposażone w różne rozwiązania mające zapewnić wymianę powietrza:

pomieszczenie nr 130 (p.130), w którym nie znajdowały się żadne elementy związane z organizacją wymiany powietrza,

pomieszczenie nr 235 (p.235), w którym zainstalowano okienny nawiewnik powietrza,

pomieszczenie nr 242 (p.242), w którym zainstalowano okienny nawiewnik powietrza oraz wykonano otwór o wymiarach 14x14 cm w ścianie wewnętrznej pomiędzy tym pomieszczeniem a ciągiem komunikacyjny (zanieczyszczone powietrze przepływało z pomieszczenia na korytarz a potem do pomieszczenia w którym znajdował się kanał wywiewny).

Pierwszą serię pomiarów przeprowadzono przed pracami modernizacyjnymi, schemat kondygnacji przedstawiono na rys. 1. Wyniki pomiarów wartości stężenia dwutlenku węgla wybranego jako wskaźnik jakości powietrza wewnętrznego przedstawiono na rys. 2.

Rys. 1. Schemat kondygnacji budynku przed przeprowadzeniem prac modernizacyjnych

W pomieszczeniach nr 235 oraz 242 uzyskane wartości stężenia CO2 oscylowały wokół wartości 1000 ppm w trakcie godzin pracy, przy czyn należy zaznaczyć, iż w pomieszczeniu 242 były one nieznacznie niższe. Wartości średnie w ciągu godzin pracy dla tych pomieszczeń wynosiły około 800 ppm. W pomieszczeniu 130 poziom stężenia dwutlenku węgla osiągał wartości dużo wyższe, nawet 1600 ppm, z wartościami średnimi około 1100 ppm. W tym etapie badań po opuszczeniu pomieszczeń przez pracowników stężenie CO2 we wszystkich pomieszczeniach spadało w krótkim odcinku czasu do wartości zbliżonej lub równej stężeniu tego gazu w powietrzu atmosferycznym.

Rys. 2. Zmienność stężenia CO2 w rozpatrywanych pomieszczeniach przed przeprowadzeniem prac modernizacyjnych

Drugą serię pomiarów przeprowadzono po wykonaniu prac modernizacyjnych. Prace te miały dostosować obiekt do aktualnych wymagań przepisów ochrony przeciwpożarowej.

W ramach tych prac wykonano:

1. oddzielenie poziomych ciągów komunikacyjnych od klatek schodowych oraz

2. przedzielenie poziomych ciągów komunikacyjnych na każdej kondygnacji na dwie odrębne części.

Zabiegi te wykonano poprzez montaż lekkich ścianek o konstrukcji aluminiowej z przeszkleniem oraz montaż w tych ściankach drzwi wewnętrznych o takiej samej konstrukcji, które domyślnie pozostawały w pozycji zamkniętej. Schemat kondygnacji po przeprowadzeniu prac przedstawiono na rysunku 3.

Rys. 3. Schemat kondygnacji budynku po przeprowadzeniu prac modernizacyjnych

Tak przeprowadzone prace wyodrębniły w budynku dwie oddzielne klatki schodowe oraz dwie części korytarza na każdej kondygnacji. Ponieważ wykonana zabudowa charakteryzuje się niskim współczynnikiem przepuszczalności powietrza (aluminium, szkoło, uszczelki w drzwiach) ograniczyło to znacznie, swobodny do tej pory, przepływ powietrza w budynku. Potwierdzają to uzyskane wyniki pomiarów stężenia dwutlenku węgla w rozpatrywanych pomieszczeniach (rys. 4). W pomieszczeniach 130 oraz 235 nastąpił niemal dwukrotny wzrost stężenia CO2 w stosunku do wartości poprzednich. Jedynie w pomieszczeniu 242 wzrost ten był nieznaczny, co można tłumaczyć dodatkowym otworem w przegrodzie oddzielającej to pomieszczenie od korytarza oraz bliską odległością pomieszczenia od kanałów wywiewnych (zlokalizowanych w pomieszczeniach gospodarczych i toaletach).

Rys. 4. Zmienność stężenia CO2 w rozpatrywanych pomieszczeniach po przeprowadzeniu prac modernizacyjnych

Jak wykazały przeprowadzone badania ograniczona została wymiana powietrza na drodze klatka schodowa – korytarz, a przez to również wymiana powietrza pomiędzy pomieszczeniami i korytarzem. Potwierdzają to wyniki prędkości strumienia powietrza

przepływającego przez dodatkowy otwór wykonany w ścianie wewnętrznej pomieszczenia 242. Po przeprowadzeniu prac modernizacyjnych prędkość przepływu powietrza, a co za tym idzie wielkość strumienia powietrza, przepływającego przez ten otwór spadła ponad dwukrotnie (rys. 5).

Rys. 5. Prędkość przepływu powietrza przez otwór łączącym pomieszczenie z korytarzem (opis w tekście)

Rozpatrując pozostałe parametry opisujące mikroklimat we wszystkich wytypowanych pomieszczeniach bez trudu udało się utrzymać temperaturę powierza wewnętrznego na stałym poziomie. Jednak w odniesieniu do wilgotności względnej jej wartości zależne były od sposobu doprowadzenia i usuwania powietrza z pomieszczenia. Po przeprowadzeniu prac modernizacyjnych paradoksalnie w pomieszczeniu 242 odnotowano bardzo niekorzystnie niski poziom wilgotności względnej (rys. 7). W pomieszczeniu tym powietrze dostarczane było poprzez nawiewnik okienny oraz usuwane poprzez specjalny otwór w przegrodzie oddzielającej to pomieszczenie od korytarza, a więc w pomieszczeniu w którym podjęto próbę organizacji wymiany powietrza co potwierdziło najniższe stężenie dwutlenku węgla, Uzyskane wartości tego parametru mieściły się zasadzie w przedziale 30÷40%, spadając okresowo nawet poniżej 30%. Natomiast w pomieszczeniu 130 i 235, w których nie zapewniono dobrej organizacji wymiany powietrza, wartości wilgotności względnej zawarte były w przedziale 50÷70% (rys. 6) co jest zgodnie z zaleceniami normy [9]. Sytuacja ta związana jest z ograniczeniem wymiany powietrza w pomieszczeniu 130 i 235 co w konsekwencji powodowało koncentrację zanieczyszczeń powietrza w tym pomieszczeniu, w tym mierzonego CO2 oraz wilgotności względnej. Natomiast w pomieszczeniu 242, odpowiednia wymiana powietrza zapewniona dzięki elementom doprowadzającym powietrze zewnętrzne oraz usuwającym powietrze zanieczyszczone, nie pozwalały na koncentrację tych zanieczyszczeń. Jednocześnie korzystanie z systemu centralnego ogrzewania w sezonie grzewczym osuszało dodatkowo powietrze wewnętrzne (pomiary prowadzono w okresie jesienno zimowym). W konsekwencji użytkownicy pomieszczenia 242 uskarżali się na podrażnienia górnych dróg oddechowych (ból gardła) pod koniec dnia roboczego, czego nie odnotowano w pozostałych analizowanych pomieszczeniach.

Rys. 6. Przebieg zmienności parametrów mikroklimatu wewnętrznego w pomieszczeniu 130

Rys. 7. Przebieg zmienności parametrów mikroklimatu wewnętrznego w pomieszczeniu 242

4. WNIOSKI

Przedstawione w artykule badania potwierdziły, iż zagadnienia wentylacji i jakości powietrza wewnętrznego mają charakter interdyscyplinarny. Coraz częściej wymagają one współpracy nie tylko specjalistów z dziedziny wentylacji, klimatyzacji, materiałów budowlanych i konstrukcji budynków, ale również wielu innych branż, np. zabezpieczeń i ochrony przeciwpożarowej.

Przeprowadzone pomiary parametrów opisujących mikroklimat wewnątrz rozpatrywanych pomieszczeń oraz analiza otrzymanych wyników pozwoliły na sformułowanie poniższych wniosków szczegółowych:

Liczba oraz rozmieszczanie elementów doprowadzających powietrze zewnętrzne powinny być ustalone wg ściśle określonych zasad obowiązujących nie tylko w odniesieniu do obiektów nowo wznoszonych, ale również dla budynków istniejących, poddawanych modernizacji.

Równie istotne co doprowadzenie powietrza zewnętrznego jest rozwiązanie zagadnienia usuwania powietrza zanieczyszczonego. Niewłaściwe rozmieszczenie kanałów wywiewnych lub umieszczenie ich w zbyt dużej odległości od rozpatrywanych pomieszczeń może mieć niekorzystny wpływ na wymianę powietrza w tych pomieszczeniach.

Ingerencja w strukturę wewnętrzną budynku winna skutkować ponownym rozpatrzeniem funkcjonowania wszystkich systemów zainstalowanych w budynku, w tym również systemu wentylacji zwłaszcza w przypadku budynków z systemem wentylacji naturalnej. W oparciu o przeprowadzone badania można stwierdzić, iż w budynkach o bardzo skomplikowanej strukturze wewnętrznej powstawać mogą strefy budynku o parametrach powietrza wewnętrznego znacznie odbiegających od ich wartości w pozostałej części obiektu.

Oceniając IAQ należy analizować wszystkie jego parametry. Otrzymanie zadawalających wielkości wybranych parametrów IAQ nie daje gwarancji uzyskania odpowiednich wartości pozostałych parametrów powietrza wewnętrznego.

Konieczne jest wprowadzenie zapisów prawnych regulujących jednoznacznie powyższe zagadnienia zarówno w odniesieniu do budynków nowo wznoszonych jak i poddawanych zabiegom modernizacyjnym.

Badania były współfinansowane z Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka w ramach Projektu 1. Działanie 1.1 PO IG Poddziałanie 1.1.2, umowa NR POIG 01.01.02-10-106/09-00.

PIŚMIENNICTWO

[1] Edwards R., Handbook Of Domestic Ventilation, Elsevier Butterworth-Heinemann, England 2005.

[2] Sowa J., Bartkiewicz P., Stężenie dwutlenku węgla, jako źródło informacji o jakości powietrza w pomieszczeniach, VI Konferencja Naukowo – Techniczna Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, Łódź 1997.

[3] Popiołek Z. red., Energooszczędne kształtowanie środowiska wewnętrznego, Katedra Ogrzewnictwa, Wentylacji i Techniki Odpylania, Politechnika Śląska, Gliwice 2005 [4] PN-83/B-03430 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego

i użyteczności publicznej. Wymagania.

[5] PN-83/B-03430:Az03 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania. Zmiana Az3

[6] Dz. U. Nr 207 poz. 2016 z roku 2003, Ustawa z dn. 7 lipca 1994 Prawo Budowlane, z późniejszymi zmianami.

[7] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami).

[8] Recknagel H., Sprenger E., Schramek E.R., Kompendium ogrzewnictwa i klimatyzacji, Omni Scala, Wrocław 2008.

[9] PN-78/B-03421 – Wentylacja i klimatyzacja. Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi, PKN, Warszawa, 1978.

INFLUENCE OF THE STRUCTURE OF THE BUILDING ON DISTRIBUTION OF