Baktrekk kan forårsake komfort- og luftkvalitetsproblemer
Folk tilbringer mesteparten av tiden sin i boliger (Klepeis et al. 2001), noe som gjør inneluftkvaliteten til en økende bekymring. Det er allment anerkjent at helsebelastningen fra inneluft er betydelig (Edwards et al. 2001; de Oliveira et al. 2004; Weisel et al. 2005). Nåværende ventilasjonsstandarder er satt for å beskytte helsen og gi komfort til beboerne, men majoriteten er i stor grad avhengige av teknisk vurdering på grunn av den begrensede vitenskapelige begrunnelsen. Denne delen vil beskrive nåværende og potensielle metoder for å estimere nødvendige strømningshastigheter for ventilasjon og gi en oversikt over viktige eksisterende standarder.
MENNESKELIG AVLØPSAVFALL OG KARBONDIOKSID
Pettenkofer Zahl baser for ventilasjonsstandarder
Svette ser ut til å være den viktigste kilden til kroppslukt som bestemmer opplevd inneluftkvalitet (Gids og Wouters, 2008). Lukt skaper ubehag, ettersom god luftkvalitet ofte oppfattes som fravær av lukt. I mange tilfeller blir beboerne vant til lukter som lett kan oppfattes av noen som kommer inn i rommet. Vurderingen til et besøkende testpanel (Fanger et al. 1988) kan brukes til å vurdere luktintensiteten.
Karbondioksid (CO2) er ikke en viktig helsefaktor for eksponering for inneluft i boliger. CO2 er en markør for menneskers bioavløp og kan relateres til luktplager. CO2 har vært grunnlaget for nesten alle ventilasjonskrav i bygninger siden Pettenkofers arbeid (1858). Han erkjente at selv om CO2 var ufarlig ved normale innendørsnivåer og ikke kunne oppdages av personer, var det et målbart forurensende stoff som ventilasjonsstandarder kunne utformes rundt. Fra denne studien foreslo han den såkalte «PettekoferZahl» på 1000 ppm som et maksimalt CO2-nivå for å forhindre lukt fra menneskelig avløp. Han antok en utendørs konsentrasjon på omtrent 500 ppm. Han anbefalte å begrense forskjellen i CO2 mellom inne og ute til 500 ppm. Dette tilsvarer en strømningshastighet for en voksen på omtrent 10 dm3/s per person. Denne mengden er fortsatt grunnlaget for ventilasjonskrav i mange land. Senere utførte Yaglou (1937), Bouwman (1983), Cain (1983) og Fanger (1988) videre forskning på en «luktplagsom» ventilasjonstilnærming basert på CO2 som markør.
Tabell: Generelt brukte CO2-grenser i rom (Gids 2011)
En nylig studie indikerer at CO2 i seg selv kan påvirke menneskers kognitive ytelse (Satish et al. 2012). Dersom menneskers ytelse er den viktigste parameteren i rom som klasserom, forelesningsrom og i noen tilfeller til og med kontorer, bør CO2-nivåene bestemme ventilasjonsnivået snarere enn ulempe og/eller komfort. For å utvikle standarder basert på CO2 for kognitiv ytelse, må et akseptabelt eksponeringsnivå etableres. Basert på denne studien ser det ikke ut til at det å opprettholde et nivå på rundt 1000 ppm har noen svekkelse på ytelsen (Satish et al. 2012).
GRUNNLAG FOR FREMTIDIGE VENTILASJONSSTANDARDER
VENTILASJON FOR HELSE
Forurensende stoffer slippes ut i eller kommer inn i rommet hvor beboerne deretter inhalerer dem. Ventilasjon gir ett alternativ for å fjerne forurensende stoffer for å redusere eksponering enten ved å fjerne forurensningene ved kilden, for eksempel med kjøkkenvifter, eller ved å fortynne luften i hjemmet via helhusventilasjon. Ventilasjon er ikke det eneste kontrollalternativet for å redusere eksponeringer og er kanskje ikke det riktige verktøyet i mange situasjoner.
For å kunne utforme en strategi for ventilasjon eller kontroll av forurensninger basert på helse, må det være en klar forståelse av forurensningene som skal kontrolleres, innendørskilder og kildestyrker til disse forurensningene, og akseptable eksponeringsnivåer i hjemmet. Et europeisk samarbeidsprosjekt utviklet en metode for å bestemme ventilasjonsbehovet for å oppnå god inneluftkvalitet som en funksjon av disse forurensningene (Bienfait et al. 1992).
De viktigste forurensningene innendørs
Forurensende stoffer som ser ut til å forårsake de kroniske helserisikoene forbundet med eksponering for inneluft er:
• Fine partikler (PM2.5)
• Passiv tobakksrøyk (SHS)
• Radon
• Ozon
• Formaldehyd
• Akrolein
• Mugg-/fuktrelaterte forurensninger
For øyeblikket finnes det ikke tilstrekkelige data om kilders styrker og spesifikke kildebidrag til eksponering i boliger til å utforme en ventilasjonsstandard basert på helse. Det er betydelig variasjon i kildekarakteristikker fra hjem til hjem, og den passende ventilasjonshastigheten for et hjem må kanskje ta hensyn til innendørskilder og beboeratferd. Dette er et pågående forskningsområde. Fremtidige ventilasjonsstandarder kan være avhengige av helseutfall for å fastslå tilstrekkelige ventilasjonsrater.
VENTILASJON FOR KOMFORT
Som beskrevet ovenfor kan lukt spille en viktig rolle i komfort og velvære. Et annet aspekt ved komfort er termisk komfort. Ventilasjon kan påvirke termisk komfort ved å transportere avkjølt,
oppvarmet, fuktet eller tørket luft. Turbulensen og lufthastigheten forårsaket av ventilasjon kan påvirke den opplevde termiske komforten. Høy infiltrasjon eller luftskiftehastighet kan skape ubehag (Liddament 1996).
Beregning av nødvendige ventilasjonsrater for komfort og helse krever ulike tilnærminger. Ventilasjon for komfort er hovedsakelig basert på luktreduksjon og temperatur-/fuktighetskontroll, mens strategien for helse er basert på reduksjon av eksponeringer. Et forslag i retningslinjene for samordnet handling (CEC 1992) er å beregne ventilasjonsraten som trengs for komfort og helse separat. Den høyeste ventilasjonsraten bør brukes til design.
EKSISTERENDE VENTILASJONSSTANDARDER
VENTILASJONSSTANDARDER I AMERIKA: ASHRAE 62.2
Standard 62.2 fra American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineer's (ASHRAE) er den mest aksepterte standarden for boligventilasjon i USA. ASHRAE utviklet standard 62.2 «Ventilasjon og akseptabel innendørs luftkvalitet i lavblokker» for å håndtere problemer med innendørs luftkvalitet (IAQ) (ASHRAE 2010). ASHRAE 62.2 er nå påkrevd i noen byggeforskrifter, for eksempel Californias Title 24, og behandles som en standard praksis i mange energieffektivitetsprogrammer og av organisasjoner som trener og sertifiserer entreprenører for boligutførelse. Standarden spesifiserer en samlet utendørs luftventilasjonshastighet på bolignivå som en funksjon av gulvareal (et surrogat for materialutslipp) og antall soverom (et surrogat for beboerrelaterte utslipp), og krever avtrekksvifter for bad og kjøkken. Fokuset i standarden anses generelt å være den totale ventilasjonshastigheten. Denne vektleggingen har vært basert på ideen om at risikoer innendørs er drevet av kontinuerlig utslippte, distribuerte kilder som formaldehyd fra møbler og bioavløp (inkludert lukt) fra mennesker. Det nødvendige nivået av mekanisk ventilasjon i hele boligen var basert på beste vurdering av eksperter på feltet, men var ikke basert på noen analyse av konsentrasjoner av kjemiske forurensninger eller andre helsespesifikke bekymringer.
EUROPEISKE VENTILASJONSSTANDARDER
Det finnes en rekke ventilasjonsstandarder i diverse europeiske land. Dimitroulopoulou (2012) gir en oversikt over eksisterende standarder i tabellformat for 14 land (Belgia, Tsjekkia, Danmark, Finland, Frankrike, Tyskland, Hellas, Italia, Nederland, Norge, Portugal, Sverige, Sveits, Storbritannia) sammen med en beskrivelse av modellerings- og målestudier utført i hvert land. Alle land spesifiserte luftstrømningshastigheter for hele huset eller spesifikke rom i boligen. Luftstrøm ble spesifisert i minst én standard for følgende rom: stue, soverom, kjøkken, bad, toalett. De fleste standarder spesifiserte bare luftstrøm for en delmengde av rommene.
Grunnlaget for ventilasjonskrav varierer fra land til land, med krav basert på antall personer, gulvareal, antall rom, romtype, enhetstype eller en kombinasjon av disse faktorene. Brelih og Olli (2011) aggregerte ventilasjonsstandarder for 16 land i Europa (Bulgaria, Tsjekkia, Tyskland, Finland, Frankrike, Hellas, Ungarn, Italia, Litauen, Nederland, Norge, Polen, Portugal, Romania, Slovenia, Storbritannia). De brukte et sett med standardboliger for å sammenligne resulterende luftutvekslingsrater (AER-er) beregnet fra disse standardene. De sammenlignet nødvendige luftstrømsrater for hele huset og oppgaveventilasjon. Nødvendige ventilasjonsrater for hele huset varierte fra 0,23–1,21 ACH med høyest verdier i Nederland og lavest i Bulgaria.
Minimum avtrekkshastigheter for kjøkkenvifter varierte fra 5,6–41,7 dm3/s.
Minimumsavgasshastigheter fra toaletter varierte fra 4,2–15 dm3/s.
Minimum avgasshastigheter fra baderom varierte fra 4,2–21,7 dm3/s.
Det ser ut til å være enighet blant de fleste standarder om at det kreves en ventilasjonsrate for hele huset med ytterligere høyere ventilasjonsnivåer for rom der det kan forekomme forurensende utslipp, for eksempel kjøkken og bad, eller der folk tilbringer mesteparten av tiden sin, for eksempel stuer og soverom.
STANDARDER I PRAKSIS
Nybygg bygges tilsynelatende for å oppfylle krav spesifisert i landet der boligen bygges. Ventilasjonsenheter velges som oppfyller nødvendige strømningshastigheter. Strømningshastighetene kan påvirkes av mer enn bare den valgte enheten. Mottrykk fra ventilen som er koblet til en gitt vifte, feil installasjon og tette filtre kan føre til fall i vifteytelsen. For tiden er det ingen idriftsettelseskrav i verken amerikanske eller europeiske standarder. Idriftsettelse har vært obligatorisk i Sverige siden 1991. Idriftsettelse er prosessen med å måle faktisk bygningsytelse for å avgjøre om de oppfyller kravene (Stratton og Wray 2013). Idriftsettelse krever ekstra ressurser og kan anses som kostnadseffektiv. På grunn av manglende idriftsettelse kan det hende at faktiske strømninger ikke oppfyller foreskrevne eller designede verdier. Stratton et al. (2012) målte strømningshastigheter i 15 hjem i California, USA, og fant at bare 1 oppfylte ASHRAE 62.2-standarden fullstendig. Målinger over hele Europa har også indikert at mange hjem ikke oppfyller foreskrevne standarder (Dimitroulopoulou 2012). Idriftsettelse bør potensielt legges til eksisterende standarder for å sikre samsvar i boliger.
Publisert: 15. oktober 2021
