Pobierz opis

Sławomira Dumała
[email protected]
Politechnika Lubelska
Wydział Inżynierii Środowiska
Analiza rozwiązań wpływających na jakość powietrza wewnętrznego w salach
dydaktycznych
Celem pracy jest ocena jakości powietrza wewnętrznego sal lekcyjnych w placówkach
edukacyjnych na terenie woj. lubelskiego oraz określenie skuteczności i efektywności procesu
uzdatniania powietrza nawiewanego w instalacjach wentylacji i klimatyzacji przy
wykorzystaniu modułu kanałowego z lampami UV.
Celem utylitarnym pracy jest ocena możliwości wykorzystania kanałowych modułów
do uzdatniania powietrza jako metody poprawy jakości powietrza wewnętrznego. Efektem
badań będzie opracowanie rozwiązania pozwalającego na zmniejszenie ryzyka zachorowań
wywołanych obecnością cząstek patogennych (zanieczyszczeń mikrobiologicznych)
w powietrzu nawiewanym.
Ponadto, na podstawie przeprowadzonych badań, sporządzony zostanie raport o stanie
jakości powietrza wewnętrznego w lubelskich szkołach.
Zakres pracy obejmuje:
 pomiar i ocenę jakości powietrza wewnętrznego w salach dydaktycznych
placówek szkolnych zlokalizowanych na terenie Lubelszczyzny,
 budowę stanowiska do badań modelowych uzdatniania powietrza z kanałowym
modułem UV,
 badanie skuteczności modelowego układu do uzdatniania powietrza kanałowego
modułu z lampami UV,
 opracowanie algorytmu sterowania układem wyposażonym w kanałowy moduł,
 modernizację wybranej sali dydaktycznej - montaż proponowanego rozwiązania
na obiekcie rzeczywistym i weryfikacja uzyskanych wyników.
Wpływ czynników szkodliwych na ludzkie zdrowie i samopoczucie jest
zagadnieniem, stanowiącym przedmiot zainteresowania wielu zespołów naukowców
i lekarzy. Według wielu badaczy przyczyną złego samopoczucia i problemów zdrowotnych są
najczęściej czynniki obecne w bezpośrednim otoczeniu człowieka, a więc w środowisku,
w jakich najczęściej on przebywa. Jak wynika z danych literaturowych człowiek przeciętnie
spędza około 80% swojego czasu w pomieszczeniach zamkniętych. W przypadku dzieci okres
ten jeszcze bardziej się wydłuża, powodując, że jednostki najmniej odporne, teoretycznie stają
się najbardziej narażone na działanie – obecnych w powietrzu – szkodliwych czynników
niosących ze sobą różne zagrożenia.
Najbardziej znanymi efektami niezadowalającej jakości powietrza wewnętrznego jest
pojawienie się u ludzi objawów syndromu chorego budynku (SBS – Sick Building
Syndrome), zespołu chorób związanych z budynkiem (BRI – Building Related Illness),
wieloczynnikowej nadwrażliwości chemicznej (MCS – Multiple Chemical Sensivity) czy
zespołu przewlekłego zmęczenia (CFS – Chronic Fatique Syndrome). Głównym powodem
złej jakości powietrza w pomieszczeniach jest niewystarczająca wentylacja. Stąd przesłanki
do podjęcia badań związanych z oceną jakości powietrza wewnętrznego sal szkolnych na
terenie woj. lubelskiego oraz określenie skuteczności i efektywności powszechnie
stosowanych rozwiązań instalacji wentylacji. Istniejące sposoby uzdatniania powietrza
porównane zostaną z autorską propozycją energooszczędnego urządzenia wyposażonego
w komplet czujników monitorujących powietrze wewnętrzne i sterujących układem,
doposażonego w lampy UV w celu zminimalizowaniu wpływu zanieczyszczeń biologicznych.
O problemach związanych z jakością i ilością powietrza w pomieszczeniach
mieszkalnych mówi się praktycznie przy każdym opracowywanym audycie energetycznym
budynku mieszkalnego czy użyteczności publicznej. Bazuje się jednak na wyliczeniach
projektowych. To czy w konkretnych warunkach dla budynku jest osiągnięty poziom
wymiany powietrza, który zapewnia potrzeby oddychania i usunięcie zanieczyszczeń, nie jest
jednak przedmiotem żadnej analizy. Brak takich rozważań stanowi o utracie możliwości
stwierdzenia i wykazania istniejących nieprawidłowości i niesprawności. Problem jakości
powietrza nie jest wiązany w świadomości społecznej z problemem zdrowia ani też jakości
życia.
Na podstawie przeglądu sytuacji w szkołach, jak i dostępnych rozwiązań
doprowadzających świeże powietrze do klas lekcyjnych stwierdzono, że istnieje potrzeba
zaproponowania metody poprawy jakości powietrza w pomieszczeniach edukacyjnych,
z uwzględnieniem zminimalizowania ilości zanieczyszczeń aerozolowych/bioaerozolowych
oraz chemicznych.
Udoskonalenie systemów wentylacyjnych okazuje się niezbędne, ponieważ większość
szkół z woj. lubelskiego to budynki dwukondygnacyjne wyposażone w wentylację
grawitacyjną. Wysokość kanałów jest bardzo mała (1-4m), co powoduje, że w okresach
bezwietrznych wartość ciśnienia czynnego powodującego przepływ powietrza jest bardzo
niewielka i uniemożliwia napływ powietrza do pomieszczenia. Proste rozwiązania, takie jak
system hybrydowy, w którym wentylacja naturalna wspomagana jest mechanicznie wymaga
doprowadzenia dodatkowej energii i zastosowania specjalnych rozwiązań architektonicznych.
Rozwiązaniem oferującym największą kontrolę nad środowiskiem jest zastosowanie
wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła z powietrza usuwanego
i skuteczną filtracją. Jednak rozwiązania oparte wyłącznie na monitoringu parametrów
fizycznych powietrza wraz z CO2 nie zapewniają ochrony przed zanieczyszczeniami
mikrobiologicznymi i pyłowymi, które stają się coraz poważniejszym problemem.
W miastach zanieczyszczenia pyłowe pochodzą przede wszystkim ze źródeł
komunikacyjnych, przemysłowych oraz naturalnych. Od właściwości aerozoli występujących
w pomieszczeniach zależna jest jakość powietrza wewnętrznego. Na jakość powietrza
wewnętrznego może mieć wpływ ilościowa i masowa koncentracja, skład granulometryczny,
chemiczny i biologiczny cząstek aerozolowych. Właściwości fizyczne aerozoli decydują
również o dynamice rozprzestrzeniania się aerozoli w pomieszczeniach, jak również
o miejscu deponowania cząstek aerozolowych w układzie oddechowym człowieka.