Calitatea aerului si confortul termic.ppt

Principii generale care stau la baza conceptiei sistemelor de ventilare din clădiri

1.Asigurarea calităţii aerului în clădiri; debite de aer necesare pentru ventilare.

Calitatea aerului interior este caracteristica (însuşirea) acestuia de a avea un conţinut de poluanţi care nu depăşeste concentraţiile sau dozele admise (asimilate de persoane în perioada de ocupare), asigurând astfel igiena şi sănătatea persoanelor.

2. Realizarea unor sisteme economice: - reconsiderarea ventilării naturale, - recuperarea căldurii,- sisteme geocooling (puturi canadiene),- utilizarea surselor alternative de energie.

VENTILAREAaerul nostru de toate zilele

• CALITATEA AERULUI INTERIOR• Oamenii petrec 90% din timpul lor în spaţii închise

• Apare necesitatea controlului calităţii aerului în spaţiile închise

• Se pune problema respectării unor concentraţii sau a unor doze admise (expuneri).

Probleme :• Identificarea surselor de poluare (aproximativ 8000 de substanţe chimice care

contaminează spaţiile interioare din clădiri civile şi industriale) dar si organisme vii (microbi, viruşi, bacterii, polen, particule de la animale de casă, acarieni, gândaci, plante de interior, mucegai etc.).

• Stabilirea concentraţiilor şi dozelor admise - etapă dificilă deoarece lipsesc studiile privind efectele acestor contaminanţi asupra sănătăţii oamenilor

Aplicarea unor solutii care sa asigurare igiena si sanatatea (debite de aer, sisteme economice si eficiente etc.).


POLUANTI

Bioxidul de carbon provine din respiraţie, ardere, etc.

Debitul de CO2 rezultat din expiraţie, pentru o persoană :

G = 4 * 10-5 Ms A = 4 * 10-5 M (l/s)

unde Ms - metabolismul specific (W/m2)A - suprafaţa corpului (considerată în medie de 1.8 m2)M – metabolismul unei persoane (W)Aerul expirat conţine CO2 în proporţie de 4,4% din volum.

Debitul de aer pentru diluarea CO2 :


Activitate Metabolism

M = Ms A

Debit aer necesar pentru respiraţie

Debit de CO2 expirat

Debit de aer proaspăt corespunzător pentru diluarea CO2 la Cadm pt Ce=0.04%

(W) (l/s) (l/h) (l/s) (m3/h)

Stând Muncă uşoarăMuncă moderatăMuncă greaMuncă foarte grea

100160 - 320320 - 480480 - 650650 - 800

0.10.2 - 0.30.3 - 0.50.5 - 0.70.7 - 0.9

15.8431.7- 47.547.5 - 79.279.2 - 110110 - 142

0.81.3 - 2.62.6 - 3.93.9 - 5.35.3 - 6.4

2.9 4.7 - 9.4 9.4 - 14 14 - 19.1 19.1 – 23

Concentraţia admisă de CO2 la interior a fost considerată 0,5%, deşi la concentraţii mai mici sunt cazuri de dureri de cap şi de disconfort



Umiditatea (vaporii de apa) provine din respiraţie, evaporare, ardere, etc.

• Debitul de vapori rezultati din expiraţie, pentru o persoană depinde de activitate si de temperatura aerului interior; pentru activitate redusa:

G ~ 50 g/h/pers

• Intre 30 – 70%, la 200C, umiditatea aerului nu este perceputa de persoane • Influenteaza asupra materialelor (lemn in special).• Influentaza dezvoltarea unor organisme si are actiuni induse


Mirosul este asociat cu aglomeraţia, deşeurile, gătitul, mobila, materialele de construcţie etc. Unii autori consideră că efectele lui au mai curând legătură cu confortul decât cu sănătatea. Alţi autori sunt însă de părere că în afara senzaţiei dezagreabile şi incofortabile, mirosul poate creea reacţii fiziologice ca: scăderea apetitului, diminuarea consumului de apă, insomnii.

1 olf este emisia de bioeflenţi a unei persoane standard, (stare de repaus). Această UM poate fi utilizată şi pentru alte surse, apreciate cu o valoare în olfi, egală cu numărul de persoane standard care produc aceeaşi senzaţie de miros neplăcut.

Activitate Emisie (olf)Repaus: Nefumător Fumător mediu (1.2 tigări/oră)Activitate redusă (3 met)Activitate intensă (6 met)Atleţi (10 met)Copii la grădiniţă (3-6 ani – 2.7met)Adolescenţi la şcoală (14-16 ani – 1.2 met)

16511201.21.3


Intensitatea percepută a poluării aerului de către o persoană standard (deci a unei surse de 1 olf), aflată într-un spaţiu ventilat cu 10 l/s de aer proaspat este de 1 decipol.

Intensitatea percepţiei mirosului funcţie de debitul de aer proaspăt. 1-mică, 2-moderată, 3-puternică, 4-foarte puternică

Comentariu: pentru o intensitate moderată a mirosului (indice 2), pentru un grad de ocupare, debitul de aer prospăt trebuie să fie de 7,6 l/s pentru adulţi şi 9,9 l/s pentru copii (7-14 ani)

Formaldehida (HCHO) este o substanţă foarte prezentă în lumea tehnologică de astăzi. Aproape jumătate din formaldehida produsă este utilizată pentru fabricarea de răşini, uree şi fenol-formaldehidă folosite ca adezivi sau ca lianţi pentru crearea produselor din lemn aglomerat sau placaje, pentru spume izolante şi pentru produse de ambalaj. Polimeri ai formaldehidei sunt utilizaţi în fabricarea hârtiei de tapet, a mochetelor şi a produselor textile. Fumul de ţigară conţine cca 40 ppm formaldehidă. Este utilizată şi pentru conservarea produselor cosmetice şi de toaletă şi pentru ambalarea produselor alimentare, în concentraţii până la 1%.

Măsurile de conservarea energiei au condus la creşterea importantă a folosirii spumelor poliuretanice, cu calităţi izolante superioare altor produse (coeficient mic de conductivitate termică şi mularea uşoară după diferite forme).

Emisia de formaldehidă din spume (unde minim 0,5% din greutate este formaldehidă liberă), se caracterizează printr-un maxim, după care degajarea continuă la un nivel scăzut.

Formaldehida pătrunde în corp prin respiraţie, prin piele sau poate fi ingerată. Odată pătrunsă în corp, formaldehida reacţionează cu ţesuturile care conţin azot, sub formă de amino-acizi, proteine ADN ş.a., formând compuşi stabili sau instabili care afectează ţesuturile. Formaldehida este un produs foarte iritant care produce o serie de simptome care depind de durata de expunere şi de concentraţie. Este declarata de OMS, substanta cancerigena, din 2008.

Material Emisie formaldehida

mg/(h*m2)

Scânduri din aschii aglomerate 0.46 - 1.69

Scâduri din celuloză comprimată 0.17 - 0.51

Plăci de ipsos pentru tencuială 0 - 0.13

Hârtie tapet 0 - 0.28

Concentratia de formaldehida se poate calcula cu relaţia:

C = A E/( N V)

unde : E - debitul de emisie mg/(m2 .h), - densitatea aerului kg/m3, V- volumul de aer al încăperii, N - numărul de schimburi de aer; mai depinde de temperatură, umiditate şi de vârsta sursei.


Radonul este un gaz radioactiv care se găseşte în stare naturală şi care rezultă din dezintegrarea radiului, prezent în cantităţi mici în pământ şi în materialele de construcţii. Radonul produce prin dezintegrare doi izotopi cu perioadă mică de înjumătăţire, 222Rn şi 220Rn care emit particule alfa. Radonul emis în încăpere nu este dăunător sănăţii, deoarece pătrunde puţin în ţesuturi. Inhalat însă, radonul are efecte foarte dăunătoare datorită distrugerii pleurii şi în final, riscului crescut de producere a cancerului pulmonar. Cei doi izotopi de dezintegrare ale Rn se pot ioniza şi pătrunde împreună cu particulele de praf în plămâni. Cercetări privind riscul relativ de înbolnăvire, făcute prin supravegherea personalului care lucrează în minele de uraniu au arătat că la o expunere de o viaţă (70 ani) la 36 WLM, riscul de cancer pulmonar este 14 - 36%.

Concentraţia de Rn se măsoară în picocurie/l (pCi/l) sau bequereli/m3 (1 pCi/l = 37 Bq/m3). Concentraţia izotopilor de Rn se măsoară în unităţi WL (working level). WL este definit ca fiind expunerea într-o atmosferă cu izotopi ai Rn, într-o proporţie oarecare, astfel încât emisia totală de particule alfa, până la dezintegrare totală este de 1.3*105 MeV / litru de aer. 1WL (izotopi)► 100 pCi/l (radon). Efectul expunerii asupra sănătăţii este evaluat în WLM (working level month) care este definit ca expunerea la 1WL timp de 170h. Expunerea continuă la 1WL, timp de un an (8760h) corespunde la o expunere de 51 WLM.

Concentraţia de Rn în clădiri depinde de poziţia clădirii, a apartamentului, de materialele de construcţie utilizate. Studii făcute pe 403 case din SUA au condus la o valoare medie de 0.0066 WL pentru parter şi 0.0127 WL pentru subsol. Valoarea depinde de numărul de schimburi/h. Concentraţia admisă pentru produsele de dezintegrare ale Rn luată în calcule este de 0,01WL.

1WL - expunerea într-o atmosferă de izotopi care are o emisie totală de particule de 1.3 105 MeV. 1WL = 100pCi/l ; 1pCi/l = 37 Bq/m3.


Surse de poluare în interiorul încăperilor

Poluant Sursă C admisa Ci/Ce Domeniu

CO combustie, motoare, ţigări

100ppm >>1 birouri, maşini, locuinţe, magazine

particulerespirabile

ţigări, spray-uri, gătit, condensare volatile, combustie

100 - 500mg/m3

>>1 locuinţe, baruri, restaurante, maşini, birouri

vaporiorganici

solvenţi, pesticide, spray-uri, combustie, răşini

VN >1 locuinţe, birouri, spitalespaţii publice, restaurante,

NO2 combustie, motoare, ţigări

200-1000mg/m3

>>1 locuinţe

SO2 încălzire 20mg/m3 <1 spaţii încălzitetoţi aerosolii (fara tutun)

combustie, intalaţii de încălzire

100mg/m3 1 locuinţe, birouri, mijloace de transport, restaurante

sulfaţi chibrite, aragaze 5mg/m3 <1 bucătăriiform-aldehidă

izolaţii, finisaje, mobilier

0.005 - 1.0ppm

>1 locuinţe, birouri

radon materiale de construcţii, pânza freatică, sol

0.1 - 30nCi/m3

>>1 locuinţe, birouri

azbest izolaţii ignifuge 106fibre/m3 1 locuinţe, şcoli, birourifibre îmbrăcăminte, covoare,

lemnVN - locuinţe, şcoli, birouri

CO2 combustie, oameni, animale

3000ppm >>1 locuinţe, şcoli, birouri

organisme vii

oameni, animale, insecte, plante, fungi, acarieni,umidificatoare, conducte

VN >1 locuinţe, spitale, şcoli, birouri, spaţii publice

ozon arc electric, surse luminoase (raze UV)

0.02ppm0.2ppm

<1>1

avioane, birouribirouri

Concentratii recomandate (aer interior)Poluant Aer interior Situatii profesionale

termen lung termen scurt

Cmg/m3

timp(h)

Cmg/m3

timp(h)

Cmg/m3

timp(h)

SO2 80 1 365 24 13 8PRAF 75 1 260 24 5 8CO - - 104 8 55 8ozon - - 235 1 0.2 8hidrocarburi - - 160 3 - -HCHO - - - - 0.12 contNO2 100 1 - - 9 instNO - - - - 30 8NH3 500 1 7000 - - -Dicloretan CH3CHCl2

2000 24h 6000 0.5 - -

etylacetatCH2COOC2H5

14000 24h 42000 0.5 - -

tricloretylenCH3CCl3

2000 1 16000 0.5 - -

Hg 2 24h - - - -Pb 1.5 0.25 - - - -RADON .015WL 1 - - 1WL instAcetona CH3COCH3 7000 24h 24000 0.5 - -


Clasa de calitate a aerului interior Descriere

IDA 1 Calitate ridicată a aerului interior

IDA 2 Calitate medie a aerului interior

IDA 3 Calitate moderată a aerului interior

IDA 4 Calitate scăzută a aerului interior

Din Normativul I5 (Ventilare/climatizare)

In toate încăperile unei clădiri trebuie să se asigure calitatea aerului interior.

Calitatea aerului interior se asigură prin ventilare, în funcţie de destinaţia încăperii, de tipul surselor de poluare şi de activitatea care se desfăşoară în încăpere. In cazuri particulare, calitatea aerului se poate asigura prin mijloace speciale (filtre cu cărbune activ, aparate de dezodorizare etc.).

Categorie Nivelul de CO2 peste nivelul din aerul exterior, în ppm

Domeniu tipic Valoare prin lipsăIDA 1 ≤ 400 350IDA 2 400 – 600 500IDA 3 600 – 1000 800IDA 4 ≥ 1000 1200

Astfel, pentru clădirile civile în care principala sursă de poluare o reprezintă bioefluenţii emişi de oameni, calitatea aerului în încăperile în care nu se fumează, se clasifică după concentraţia de bioxid de carbon acceptată la interior, peste concentraţia exterioară, conform tabelului:Categorii de calitate a aerului interior în funcţie de concentraţia de CO2 peste nivelul exterior (din SR EN 13779).



Din Normativul I5 (Ventilare/climatizare)In funcţie de degajările de poluanţi din încăperile civile, clădirile se clasifică în : clădiri foarte puţin poluante, clădiri puţin poluante şi clădiri poluante.

Clădire puţin poluantă; o clădire realizată din materiale naturale tradiţionale ca piatra, sticla, metalul sau care au emisii mici. Informativ, emisiile (TCOV, formaldehidă, amoniac etc.) sunt date în anexa C la standardul SR EN 15251 :2007.

Clădire foarte puţin poluantă ; o clădire realizată din materiale naturale tradiţionale ca piatra, sticla, metalul sau care au emisii foarte mici şi în care nu se fumează şi nu s-a fumat niciodată. Informativ, emisiile (TCOV, formaldehidă, amoniac etc.) sunt date în anexa C la standardul SR EN 15251 :2007.

Clădire poluantă ; o clădire care nu corespunde tipurilor de clădire foarte puţin sau puţin poluantă.


•Pentru încăperi civile în care criteriile de ambianţă sunt determinate de prezenţa umană, calitatea aerului interior se va asigura prin debitul de ventilare (de aer proaspăt) care se stabileşte în funcţie de destinaţia încăperilor, de numărul şi de activitatea ocupanţilor precum şi de emisiile poluante ale clădirii (de la elementele de construcţie, finisaje, mobilier şi sistemele de instalaţii).•Pentru încăperi fără o destinaţie precisă (de exemplu spaţii de depozitare), clasificarea calităţii aerului şi respectiv debitul de aer de ventilare introdus, care poate fi exterior sau transferat din alte încăperi, se stabileşte în funcţie de aria utilă a pardoselii. •Pentru încăperile civile şi industriale în care există emisii de poluanţi altele decât bioefluenţii şi emisiile clădirii, calitatea aerului interior trebuie asigurată prin respectarea valorilor de concentraţie admisă în zona ocupată. In acest scop, concentraţia poluanţilor interiori şi debitul de aer introdus se calculează.

TABELUL 1Categoria deambianţă

Procentul aşteptat de nemulţumiţi [%]

Debit pentru o persoană [l/s]

Debit pentru o persoană [m3/h]

I 15 10 36II 20 7 25III 30 4 15

IV >30 <4 <15

TABELUL 2

Categoria de ambianţă

Debit pe m2 de suprafaţă [l/(s.m2)] Debit pe m2 de suprafaţă [m3/(h.m2)]clădiri foarte puţin poluante

clădiri puţin poluante

Altele clădiri foarte puţin poluante

clădiri puţin poluante

Altele

I 0,5 1 2,0 1,8 3,6 7,2II 0,35 0,7 1,4 1,26 2,52 5,0III 0,3 0,4 0,8 1,1 1,44 2,9IV mai mari decât valorile pentru categoria III

Pentru încăperile civile nerezidenţiale cu prezenţa umană, debitul de ventilare (aer proaspăt) se determină în funcţie de categoria de ambianţă, de numărul şi de activitatea ocupanţilor precum şi de emisiile poluante ale clădirii şi sistemelor.

Astfel, pentru o încăpere rezultă debitul q [l/s]:q = N qp + A qB unde: N – numărul de persoane ,

qp – debitul de aer exterior pentru o persoană, din tabelul 1,A – aria suprafeţei pardoselii,qB – debitul de aer proaspat, pe 1 m2 de suprafaţă, din tabelul 2.

Tabelul 5.4.1. Debitul de aer exterior pentru o persoană, în mediu în care nu se fumează (din SR EN 15251:2007).Tabelul 5.4.2. Debitul de aer proaspăt pe 1 m2 de suprafaţă, (din SR EN 15251:2007).•In zonele de fumători, debitele de aer proaspă se dublează faţă de valorile din tabel. Aceste debite asigură condiţii de confort pentru ocupanţi, nu şi condiţii de sănătate.

Calitatea aerului si confortul termic.ppt

Documents

Transcript of Calitatea aerului si confortul termic.ppt