סקירה של תקני אוורור מגורים קיימים

שרטוט לאחור עלול לגרום לבעיות נוחות ו-IAQ

אנשים מבלים את רוב זמנם בבתי מגורים (Klepeis et al. 2001), מה שהופך את איכות האוויר בתוך הבית לדאגה גוברת.הוכרה רווחה כי הנטל הבריאותי של האוויר בתוך הבית הוא משמעותי (Edwards et al. 2001; de Oliveira et al.2004; Weisel et al. 2005).תקני האוורור הנוכחיים נקבעים כדי להגן על הבריאות ולספק נוחות לתושבים, אך הרוב מסתמכים במידה רבה על שיקול דעת הנדסי בשל קיומו המוגבל של הצדקה מדעית.סעיף זה יתאר שיטות נוכחיות ופוטנציאליות להערכת קצבי הזרימה הנדרשים לאוורור ויספק סקירה כללית של תקנים קיימים חשובים.

שפכים אנושיים ופחמן דו חמצני

Pettenkofer Zahl בסיסים לתקני אוורור

נראה שהזעה היא המקור העיקרי לריח הגוף הקובע את איכות האוויר הפנימית הנתפסת (Gids and Wouters, 2008).ריחות יוצרים אי נוחות, שכן איכות אוויר טובה נתפסת לעתים קרובות כהיעדר ריח.במקרים רבים הדיירים מתרגלים לריחות שיכולים להיתפס היטב על ידי מי שנכנס לחדר.ניתן להשתמש בשיקול דעתו של פאנל בדיקות מבקר (Fanger et al. 1988) כדי להעריך את עוצמת הריח.

פחמן דו חמצני (CO2) אינו מניע בריאותי עיקרי לחשיפה לאוויר פנימי בבתי מגורים.CO2 הוא סמן להפקה ביולוגית של אנשים ויכול להיות קשור למטרד של ריח.CO2 היה הבסיס כמעט לכל דרישות האוורור בבניינים מאז עבודתו של Pettenkofer (1858).הוא זיהה שבעוד ש-CO2 אינו מזיק ברמות פנימיות רגילות ואינו ניתן לזיהוי על ידי אנשים, זה היה מזהם שניתן למדידה שניתן לתכנן סביבו תקני אוורור.ממחקר זה, הוא הציע את מה שנקרא "PettekoferZahl" של 1000 ppm כרמת CO2 מקסימלית כדי למנוע ריחות מקולחי אדם.הוא הניח ריכוז חיצוני של כ-500 עמודים לדקה.הוא המליץ ​​להגביל את ההבדל ב-CO2 בין פנים לחוץ ל-500 ppm.זה שווה ערך לקצב זרימה למבוגר של כ-10 dm3/s לאדם.כמות זו היא עדיין הבסיס לדרישות האוורור במדינות רבות.מאוחר יותר Yaglou (1937), Bouwman (1983), Cain (1983) ופאנגר (1988) ערכו מחקר נוסף על גישת אוורור "מונעת מטרד ריח" המבוססת על CO2 כסמן.

טבלה: מגבלות CO2 בשימוש כללי בחללים (Gids 2011)

מחקר שנערך לאחרונה מצביע על כך ש-CO2 עצמו עשוי להשפיע על הביצועים הקוגניטיביים של אנשים (Satish et al. 2012).במקרה שהביצועים של אנשים הם הפרמטר החשוב ביותר בחדרים כמו כיתות, חדרי הרצאות ואפילו בחלק מהמקרים משרדים, רמות CO2 צריכות לקבוע את רמת האוורור ולא מטרד ו/או נוחות.על מנת לפתח סטנדרטים המבוססים על CO2 לביצועים קוגניטיביים, יהיה צורך לקבוע רמת חשיפה מקובלת.בהתבסס על מחקר זה, נראה כי לשמירה על רמה של סביב 1000 ppm אין פגיעה בביצועים (Satish et al. 2012)

בסיס לתקני אוורור עתידיים

אוורור לבריאות

מזהמים נפלטים או נכנסים לחלל שבו הדיירים שואפים אותם.אוורור מספק אפשרות אחת להסרת מזהמים כדי להפחית את החשיפה או על ידי הסרת המזהמים במקור, כגון עם קולטי אדים, או על ידי דילול אוויר בבית באמצעות אוורור כל הבית.אוורור אינו אפשרות הבקרה היחידה להפחתת חשיפות וייתכן שאינה הכלי הנכון במצבים רבים.
על מנת לתכנן אסטרטגיית אוורור או בקרת מזהמים המבוססת על בריאות, חייבת להיות הבנה ברורה של המזהמים לשליטה, מקורות פנימיים וחוזק מקור של אותם מזהמים ורמות חשיפה מקובלות בבית.A European Collaborative Action פיתחה שיטה לקביעת דרישת האוורור להשגת איכות אוויר פנימית טובה כפונקציה של מזהמים אלו (Bienfait et al. 1992).

המזהמים החשובים ביותר בתוך הבית

מזהמים שנראים כמניעים את הסיכונים הבריאותיים הכרוניים הקשורים בחשיפה לאוויר פנימי הם:
• חלקיקים עדינים (PM2.5)
• עשן טבק יד שנייה (SHS)
• ראדון
• אוזון
• פורמלדהיד
• אקרוליין
• מזהמים הקשורים לעובש/לחות

נכון לעכשיו, אין מספיק נתונים לגבי חוזק מקור ותרומות מקור ספציפיות לחשיפה בבתים כדי לעצב תקן אוורור המבוסס על בריאות.קיימת שונות משמעותית במאפייני המקור מבית לבית ויתכן וקצב האוורור המתאים לבית יצטרך לקחת בחשבון מקורות פנימיים והתנהגות דיירים.זהו תחום מחקר מתמשך.תקני אוורור עתידיים עשויים להסתמך על תוצאות בריאותיות כדי לקבוע שיעורי אוורור מספקים.

אוורור לנוחות

כפי שתואר לעיל, ריחות יכולים למלא תפקיד חשוב בנוחות וברווחה.היבט נוסף של נוחות הוא נוחות תרמית.אוורור יכול להשפיע על נוחות תרמית על ידי שינוע מקורר,
אוויר מחומם, לח או יבש.המערבולת ומהירות האוויר הנגרמות על ידי אוורור יכולות להשפיע על הנוחות התרמית הנתפסת.שיעורי חדירות או החלפת אוויר גבוהים יכולים ליצור אי נוחות (Liddament 1996).

חישוב קצבי האוורור הנדרשים לנוחות ובריאות דורש גישות שונות.אוורור לנוחות מבוסס ברובו על הפחתת ריחות ובקרת טמפרטורה/לחות, בעוד לבריאות האסטרטגיה מבוססת על הפחתת חשיפות.הצעה של הנחיות הפעולה המתואמות (CEC 1992) היא לחשב בנפרד את קצב האוורור הדרוש לנוחות ובריאות.יש להשתמש בקצב האוורור הגבוה ביותר עבור העיצוב.

תקני אוורור קיימים

תקני אוורור של ארצות הברית: ASHRAE 62.2

תקן 62.2 של האגודה האמריקאית למהנדסי חימום, קירור ומיזוג אוויר (ASHRAE) הוא תקן האוורור למגורים המקובל ביותר בארצות הברית.ASHRAE פיתחה את תקן 62.2 "אוורור ואיכות אוויר פנימית מקובלת בבנייני מגורים נמוכים" כדי לטפל בבעיות של איכות האוויר הפנימית (IAQ) (ASHRAE 2010).ASHRAE 62.2 נדרש כעת בקודי בנייה מסוימים, כגון Title 24 של קליפורניה, והוא מטופל כסטנדרט של פרקטיקה בתוכניות רבות ליעילות אנרגטית ועל ידי ארגונים המאמנים ומסמכים קבלני ביצועים ביתיים.התקן מציין קצב אוורור אוויר חיצוני כולל ברמת בית המגורים כפונקציה של שטח הרצפה (פונדקאי לפליטת חומרים) ומספר חדרי השינה (פונדקאית לפליטות הקשורות לדייר) ודורש מאווררי פליטה לאמבטיה ולבישול.המוקד של התקן נחשב בדרך כלל לקצב האוורור הכולל.דגש זה התבסס על הרעיון שסיכונים בתוך הבית מונעים ממקורות מבוזרים הנפלטים באופן רציף כגון פורמלדהיד מריהוט ושפכים ביולוגיים (כולל ריחות) מבני אדם.הרמה הנדרשת של אוורור מכני של כל המגורים התבססה על מיטב שיקול הדעת של מומחים בתחום, אך לא התבססה על כל ניתוח של ריכוזי מזהמים כימיים או דאגות אחרות ספציפיות לבריאות.

תקני אוורור אירופיים

ישנם מגוון תקני אוורור במדינות שונות באירופה.Dimitroulopoulou (2012) מספק סקירה כללית של תקנים קיימים בפורמט טבלה עבור 14 מדינות (בלגיה, צ'כיה, דנמרק, פינלנד, צרפת, גרמניה, יוון, איטליה, הולנד, נורבגיה, פורטוגל, שבדיה, שוויץ, בריטניה) יחד עם תיאור של מחקרי מידול ומדידות שנעשו בכל מדינה.כל המדינות ציינו תעריפי זרימה עבור כל הבית או חדרים ספציפיים של הבית.זרימת האוויר צוינה בתקן אחד לפחות עבור החדרים הבאים: סלון, חדר שינה, מטבח, חדר רחצה, שירותים ברוב התקנים צוינו זרימת אוויר עבור תת-קבוצה של חדרים.

הבסיס לדרישות האוורור משתנה ממדינה למדינה עם דרישות המבוססות על מספר אנשים, שטח קומה, מספר חדרים, סוג חדר, סוג יחידה או שילוב כלשהו של התשומות הללו.Brelih and Olli (2011) צברו תקני אוורור עבור 16 מדינות באירופה (בולגריה, צ'כיה, גרמניה, פינלנד, צרפת, יוון, הונגריה, איטליה, ליטא, הולנד, נורבגיה, פולין, פורטוגל, רומניה, סלובניה, בריטניה).הם השתמשו בקבוצה של בתים סטנדרטיים כדי להשוות בין שערי חליפין אוויר (AERs) המחושבים על פי תקנים אלה.הם השוו בין קצבי זרימת האוויר הנדרשים לכל הבית ואוורור משימות.שיעורי האוורור הנדרשים של כל הבית נעו בין 0.23-1.21 ACH עם הערכים הגבוהים ביותר בהולנד והנמוכים ביותר בבולגריה.
קצב הפליטה המינימלי של מכסה המנוע נע בין 5.6-41.7 dm3/s.
שיעורי פליטה מינימליים משירותים נעו בין 4.2-15 dm3/s.
שיעורי פליטה מינימליים מחדרי אמבטיה נעו בין 4.2-21.7 dm3/s.

נראה שיש הסכמה סטנדרטית בין רוב התקנים לפיו נדרש קצב אוורור בית שלם עם רמות נוספות של אוורור גבוהות יותר עבור חדרים שבהם עשויות להתרחש פעילות פולטת מזהמים, כגון מטבחים וחדרי רחצה, או שבהם אנשים מבלים את רוב זמנם, כגון כמו חדרי מגורים וחדרי שינה.

סטנדרטים בפועל

בניית בית חדש נבנית לכאורה כדי לעמוד בדרישות המפורטות במדינה בה נבנה הבית.נבחרים התקני אוורור העומדים בקצבי הזרימה הנדרשים.קצבי הזרימה יכולים להיות מושפעים מיותר מאשר רק מהמכשיר שנבחר.לחץ גב מהפתח המחובר למאוורר נתון, התקנה לא נכונה ומסננים סתומים עלולים לגרום לירידות בביצועי המאוורר.נכון לעכשיו אין דרישת הפעלה לא בתקנים האמריקאיים או האירופיים.הפעלה היא חובה בשוודיה מאז 1991. הזמנה היא תהליך של מדידת ביצועי בניין בפועל כדי לקבוע אם הם עומדים בדרישות (Stratton and Wray 2013).ההפעלה מצריכה משאבים נוספים ועשויה להיחשב עלות אוסרנית.עקב היעדר הפעלה, ייתכן שהזרימות בפועל לא יעמדו בערכים שנקבעו או מתוכננים.Stratton et al (2012) מדדו את שיעורי הזרימה ב-15 בתים בקליפורניה, ארה"ב ומצאו שרק אחד מהם עמד בתקן ASHRAE 62.2 לחלוטין.מדידות ברחבי אירופה גם הצביעו על כך שבתים רבים אינם עומדים בתקנים שנקבעו (Dimitroulopoulou 2012).יש להוסיף הפעלה לסטנדרטים קיימים כדי להבטיח תאימות בבתים.

מאמר מקורי