Patalpų oro tyrimo metodai: nuo oro kokybės iki akustinių savybių

Oro kokybė patalpose, kuriose gyvename, dirbame ar lankomės, turi didelę įtaką mūsų savijautai ir sveikatai. Daugelis žmonių mano, kad oro kokybė yra antraeilis dalykas, tačiau ji tampa vis svarbesnė už šiluminį komfortą ar energijos sąnaudas. Siekiant didesnio energinio efektyvumo, statomi vis sandaresni pastatai, todėl natūrali oro cirkuliacija sumažėja iki minimumo. Paradoksas, bet energiškai efektyvūs pastatai gali tapti nesveiki, jei neužtikrinamas tinkamas mechaninis vėdinimas.

Šiame straipsnyje aptarsime įvairius patalpų oro tyrimo metodus, pradedant oro kokybės indikatoriais ir baigiant akustinėmis savybėmis. Aptarsime, kaip užtikrinti sveiką ir komfortišką aplinką patalpose.

Oro kokybės indikatoriai ir teršalai

Kokių lūkesčių turime dėl patalpų oro kokybės? Kad jame nebus kenksmingųjų cheminių medžiagų, nemalonių kvapų, kad nepatirsime neigiamo poveikio savo savijautai ar sveikatai. Tačiau net jei pastato ore esančių teršalų koncentracija yra žemiau leidžiamosios ribos, žmogų veikia šių teršalų deriniai - tūkstančiai cheminių medžiagų, kurių bendrą poveikį ne visuomet galime numatyti. Todėl kai kuriuose pastatuose galime jausti vadinamuosius ligoto pastato simptomus - akių, nosies dirginimą, lengvą svaigimą ar pykinimą, koncentracijos stoką.

Net jei patalpų oras nesukelia akivaizdžiai matomų simptomų, jis gali mažinti darbingumą ar būti palankesne terpe užkrečiamųjų ligų plitimui. Nustatyta, kad efektyvus vėdinimas apie 30 proc. gali sumažinti užkrečiamųjų ligų plitimą pastate. Ligų plitimui įtakos turi ir santykinis drėgnis pastate. Jei jis mažesnis nei 30 proc., virusinės ligos plinta greičiau. Oro kokybė veikia ir žmonių darbingumą.

Vienas patikimiausių sensorių daugeliui žmonių - kvapas. Visuomeniniuose ir gyvenamuosiuose pastatuose tokiu kvapo sensoriumi galime laikyti ir CO2 koncentracijos rodiklį. Kadangi žmogus į aplinką išskiria tiek anglies dvideginį, tiek dar šimtus cheminių medžiagų, kurias pamatuoti yra kur kas sudėtingiau, CO2 koncentracija žmonių veiklos zonoje dažniausiai laikoma vėdinimo efektyvumo rodikliu.

Praktikoje kaip pagrindiniai oro kokybės indikatoriai dažniausiai naudojami CO2 koncentracijos jutikliai, nes CO2 yra integralus vėdinimo efektyvumą ir galimą užsikrėtimo riziką rodantis oro kokybės indikatorius. Anglies dvideginio koncentracija tiesiogiai koreliuoja su žmonių buvimu patalpose ir oro apykaitos intensyvumu. CO2 koncentracija, oro temperatūra ir santykinis drėgnis yra įprastai matuojami parametrai, kuriuos galime naudoti pastato inžinerinėms sistemoms valdyti.

Šiuo metu stebimi epizodiniai lauko oro kietųjų dalelių (KD2.5, KD10) kiekio padidėjimai - tai iki 2,5 µm ir iki 10 µm skersmens dalelės, galinčios būti reikšmingai oro taršos komponentais. Pasaulio sveikatos organizacija rekomenduoja neviršyti 1 µg/m³ PM2.5 per 24 val., o Lietuvos higienos normos ribinė vertė yra 25 µg/m³. Tačiau šildymo sezono metu, esant sausroms ar kilus gaisrams gali pasitaikyti epizodinių viršijimų. Kadangi vėdinimo sistemos gali įnešti lauko ore esančias daleles į patalpas, būtina tinkama filtracija ir zoninis stebėjimas.

CO2 koncentracija paprastai matuojama viename taške, tačiau iš tikrųjų žmonių tankis pastate nevienodas: salėse, klasėse ir pan. erdvėse gali susiformuoti užteršto oro zonos, kurių tradicinis CO2 stebėjimas neužfiksuoja. Todėl didesniam tikslumui taikomos zoninio monitoringo sistemos, karštųjų taškų analizės, integruojami patalpų užimtumo jutikliai.

Pagrindiniai oro kokybės parametrai

• CO2 koncentracija
• Oro temperatūra
• Santykinis drėgnis
• Kietosios dalelės (KD2.5, KD10)
• Lakieji organiniai junginiai (VOC, TVOC)

Cheminių medžiagų (teršalų) koncentracija gyvenamosios ir visuomeninės paskirties pastatų patalpų ore neturi viršyti Lietuvos higienos normoje nustatytos vienkartinės ir (ar) paros didžiausios leidžiamos koncentracijos (DLK). Didžiausia leidžiama koncentracija - tai moksliniais tyrimais nustatyta cheminės medžiagos (teršalo) koncentracija, nedaranti žalingo poveikio žmonių sveikatai veikdama neribotą laiką. Vienkartinė DLK - moksliniais tyrimais nustatyta cheminės medžiagos (teršalo) koncentracija, nedaranti žalingo poveikio žmonių sveikatai veikdama 20-30 min. Lietuvos higienos normoje nustatyta, kad ozono vienkartinė DLK - 0,16 mg/m3, o paros DLK - 0,03 mg/m3.

JAV aplinkos apsaugos agentūra įvertinusi mokslinius straipsnius konstatavo, kad ozono generatoriai nėra efektyvi priemonė patalpų oro valymui. Kai kurie moksliniai tyrimai rodo, kad tam tikros ozono koncentracijos stabdo mikroorganizmų dauginimąsi, tačiau šios koncentracijos turi būti bent 10 kartų aukštesnės nei leistinos aplinkos ore koncentracijos. Be to, net aukštos ozono koncentracijos neveikia mikroorganizmų, jei šie yra nusėdę porėtoje medžiagoje (audiniuose, keramikos plytelėse ir pan.).

Taigi, norint ozono generatorių naudoti virusams ir kitiems mikroorganizmams patalpų ore naikinti, reikia labai aukštų, žmonių sveikatai pavojingų ozono koncentracijų, tačiau oras vis tiek nebūtų visiškai dezinfekuotas, nes ozonas neveiklus porėtoje medžiagoje.

Šaltinis: EPA

Vėdinimo sistemos ir jų efektyvumo vertinimas

Siekiant suderinti energinį efektyvumą su sveika pastato patalpų aplinka, oro kokybės sistemų optimizavimas tampa ne pasirinkimu, o būtinybe. Kintamojo našumo vėdinimo sistemos su anglies dvideginio jutikliais leidžia mums sumažinti vėdinimo našumą tuo metu, kai žmonių patalpose sumažėja, nustatant CO2 ribą ties 800-1000 ppm. Taip pat šiuo metu yra galimybė naudoti santykinai nebrangius lakiųjų organinių junginių (VOC, TVOC) matuoklius.

Mikroklimato palaikymas - kompleksinė temperatūros, drėgmės, oro judėjimo greičio ir šiluminės spinduliuotės kontrolė. Vėdinimo efektyvumas - gebėjimas minimaliomis energijos sąnaudomis pašalinti užimtos patalpos zonos teršalus. Optimalus vėdinimo efektyvumas pasiekiamas, kai jo efektyvumo rodiklis εᵥ ≥ 0,9, tačiau praktikoje dėl netinkamo oro paskirstymo vertės dažnai yra gerokai mažesnės. Nors oro sluoksniavimasis paprastai suvokiamas kaip problema, tačiau tinkamai valdoma ji tampa energijos sąnaudų taupymo įrankiu, jei laikomasi principo: apatiniame sluoksnyje švariausias oras, viršutiniame surenkami teršalai.

Kintamojo oro srauto (VAV) sistemos leidžia dinamiškai reguliuoti oro srautus pagal realų poreikį. Jos veikia kartu su CO2 ir patalpų užimtumo davikliais, automatiškai prisitaiko prie kintančių sąlygų. Vėdinimo sistemos efektyvumui didinti labai svarbu, kad didesnė švaraus oro dalis būtų ten, kur jo reikia - žmogaus kvėpavimo zonoje.

Esminis veiksnys, užtikrinantis efektyvų oro kokybės valdymą, yra šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (ŠVOK) sistemų integracija. Integruotas ŠVOK valdymas turi remtis trimis pagrindiniais komponentais: termodinamine integracija (šilumos ir drėgmės mainų procesų optimizavimu), aerodinamine integracija (oro srautų koordinavimu tarp sistemų komponentų), valdymo integracija (bendru automatizuotu sistemų valdymu). Tačiau praktikoje dažnai susiduriama su nepakankama ŠVOK sistemų integracija.

Tarptautiniai standartai nurodo, kad oro kaita turi būti 10 l/s asmeniui (36 m³/h). Tačiau priklausomai nuo patalpos paskirties, užimtumo ir veiklos pobūdžio šie reikalavimai gali skirtis. Oro apykaitos intensyvumas (ACH) yra pagrindinis vėdinimo sistemos našumo rodiklis. Projektinės ACH vertės nustatomos pagal patalpos paskirtį ir užimtumą, tačiau praktikoje realios vertės dažnai 30-50 proc. nukrypsta nuo projektinių.

Vėdinimo sistemų priežiūros svarba

Reguliariai ir tinkamai neprižiūrint vėdinimo sistemų, užsiteršiant filtrams tiekiamojo oro srautas per 6 mėnesius gali sumažėti iki 60 proc. Sistemose gali pradėti kauptis mikrobiologinė tarša. Tad investicijų efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo sistemų eksploatacijos kokybės.

Modernios monitoringo sistemos analizuoja jutiklių duomenis, tačiau praktikoje dažnai susiduriama su jutiklių kalibravimo problemomis, jutiklių teikiamų duomenų nukrypimu nuo tikrosios vertės ir netinkama duomenų interpretacija. Modernus vidaus aplinkos valdymas remiasi tuo, kad duomenys nėra tik monitoringo įrankis, jie veikia kaip strateginis resursas.

Pastatuose daugėja CO2, TVOC, PM2.5, PM10, drėgmės ir temperatūros jutiklių, tad duomenų surenkama daugiau. Vis dėlto problema ta, kad jutikliai sensta ir dreifuoja, dėl to vėdinimo sistemos optimizavimo sprendimai būna klaidingi. Jutiklių dreifą sukelia teršalai, temperatūros ir drėgmės svyravimai, elektroninių komponentų nusidėvėjimas, tad būtina nuolat stebėti jutiklių darbą.

Duomenų analizė taip pat leidžia identifikuoti vėdinimo sistemos degradaciją dar ankstyvojoje jos fazėje, organizuoti prognozuojamą priežiūrą, išvengti nenumatytų energijos nuostolių, išlaikyti oro kokybę ištisus metus.

Oro valymo technologijos

Efektyviausias būdas patalpų oro kokybei palaikyti yra nuolatinis patalpų valymas drėgnu būdu bei patalpų vėdinimas. Jokios dezinfekcinės medžiagos neveikia mikroorganizmų, jei šie „slepiasi“ po dulkėmis. Dezinfekcinės medžiagos turi būti naudojamos labai atsakingai, nepamirštant, kad tai cheminės medžiagos, kurios taip pat gali būti kenksmingos.

Ozonas yra aktyvus natūralus oksidatorius, turintis labai naudingų savybių. Visų pirma jis reaguoja būtent su labiausiai toksiškų medžiagų molekulėmis bei su molekulėmis, kurios suteikia orui nemalonų kvapą. Giluminis medžiagų, turinčių žemą kvapų ribą, naikinimas,- esminė oro valymo problema.

Šios oro valymo įrangos veikimo esmė yra tokia, kad ozonas selektyviai oksiduoja toksines ir blogo kvapo molekules, sumažindamas jų koncentracijas iki nepavojingų reikšmių žemiau kvapų ribos. Šiuo principu veikia ir pramoninės ir buitinės oro valymo sistemos, naudojančios orą ozonuojančią įrangą. Joks kitas oro valymo metodas taip efektyviai, patikimai ir paprastai nepasiekia norimo rezultato.

Ozonuojant orą vyksta ir biologinis oro valymas nuo bakterijų, virusų, o veikiant pakankamai ilgai, - ir nuo sporinių teršalų. Ozonas, skirtingai nuo ultravioletinių spindulių, prasiskverbia į bet kokią užtamsintą vietą ar plyšį, todėl tai labai aktualu ligoninėse ir kitose patalpose, kur patikimos sterilizacijos reikalavimai yra labai aukšti.

Siūlomi pažangūs nanokompozitai, įskaitant grafeno oksidą, magnetitą, Prūsijos mėlynąjį ir chitozaną, skirti kenksmingiems metalams ir radionuklidams pašalinti, taip pat gali būti pritaikyti ir mikroplastiko dalelių surišimui.

Ozoninio oro panaudojimo sritys:

• Įvairių maisto produktų paviršių sterilizavimas (vaisiai, daržovės, grudai ir t.t.).
• Darbinių paviršių, dujotiekių ir ertmių sterilizavimas.
• Kambarių ir kitų patalpų, taip pat visų transporto priemonių salonų sterilizavimas ir dezodoravimas.
• Šaldymo įrenginių sterilizavimas ir dezodoravimas.
• Ventiliacijos išmetamųjų dujų valymas ir dezodoravimas.
• Visuomeninių patalpų (metro, stotys, oro uostai ir t.t.) apyvartinio oro sterilizavimas ir dezodoravimas.

Šiai dienai oro valymas, taip pat kaip ir ventiliacijos išeinamųjų dujų valymas ir dezodoravimas ozono, ozono-katalizinių ir plazminių technologijų pagalba - tai pats šiuolaikiškiausias, efektyviausias ir ekonomiškiausias dujų valymo metodas.

Mūsų įmonė gali pasiūlyti plataus spektro ozonatorių įrangą: Nesausinto oro universalūs ozonatoriai, deguonies ozonatoriai su deguonies koncentratu, deguonies koncentratoriai, ozono koncentracijos vandenyje ir ore kontrolės matavimo įranga, automatinės įrangos valdymo sistemas, vandens filtrus, vandens ir oro valymo sistemas visuose gamybos diapazonuose - nuo atskiro buto iki ištiso miesto, pramoninių įmonių nutekamųjų ir apyvartinių vandenų valymo įrenginiai.

Akustiniai ir garso tyrimai

Akustiniai ir garso tyrimai yra reikalingi ne tik daugiabučiams ar kotedžams, bet ir kitos paskirties pastatams, tokiems kaip gydymo įstaigos, viešbučiai, mokslo erdvės ir pan. Šie tyrimai nustato, ar statinio sienos, grindys, perdangos yra nelaidžios triukšmui, taip pat leidžia išsiaiškinti, koks yra išorinių sienų triukšmo pralaidumas.

Įvardytame dokumente numatyta, kad pastatas turi būti suprojektuotas ir pastatytas taip, kad jame ir šalia jo esančių žmonių girdimo triukšmo lygis nekeltų grėsmės žmonių sveikatai ir atitiktų komfortines aplinkos sąlygas, kurios reikalingos darbui, poilsiui bei miegui. Akustinės statinių klasės bei leistinos triukšmo normos privalo būti užtikrintos, nes labai didelis triukšmas neigiamai veikia žmogaus organizmą, silpnina klausą, mažina darbingumą ir apskritai gali nemenkai sutrikdyti sveikatą.

Triukšmas gali būti skirtingo pobūdžio, triukšmas traktuojamas ir kaip statinių išorėje spinduliuojamas oro triukšmas, ir kaip gretimoje patalpoje spinduliuojamas oro triukšmas, ir kaip smūgio sukeliamas triukšmas (pastarojo šaltiniu laikomas judančio kieto daikto atsikartojantis ar vienkartinis sąlytis su buto atitvarais tarp kaimynų buto, pavyzdžiui, kamuolio mušimas į grindis, kėdžių stumdymas, beldimas į buto sienas, kalimas, gręžimas, garsūs žingsniai, šokinėjimas, bėgiojimas ir t. t), taip pat - įrenginių triukšmas, perteklinio aidėjimo triukšmas ar triukšmas, spinduliuojamas į aplinką šaltinių, esančių statinių viduje ar su jais susijusių.

Ekspertai visa tai gali paaiškinti šiek tiek paprasčiau. Jų teigimu, garso ar triukšmo šaltinis gali būti tiek išorinis, tiek vidinis. Išorinis aplinkos triukšmas apima transporto keliamus garsus, gatvės triukšmą ir kt., o vidinis triukšmas sklinda statinio viduje ir gali būti klasifikuojamas į orinį ir struktūrinį triukšmą.

• Orinis triukšmas: sukeliamas garso šaltinio, skleidžiančio garso bangas ore, pavyzdžiui, garsus kaimynų šnekėjimas ar juokas, muzika, prietaisų (radijo ar televizoriaus) skleidžiami garsai, dainavimas, šuns lojimas, veikiančios buitinės technikos sukeliamas triukšmas ir t. t.
• Struktūrinis triukšmas: sukeliamas garso šaltinių, tiesiogiai kontaktuojančių su konstrukcijomis, laidžiomis garso bangoms, pavyzdžiui, vandentiekio ar nuotekų vamzdynų garsai, daugiabučių liftų, šiukšlių surinktuvų, buitinės technikos vibracijos garsai, sklindantys pačiais namo atitvarais, ir t. t. Būtent prie šios triukšmo kategorijos yra priskiriamas ir smūginis triukšmas.

Statinių garso izoliavimo norminius rodiklius nustato Statybos techninis reglamentas STR 2.01.01(5): 2008 Esminis statinio reikalavimas „Apsauga nuo triukšmo“.

Akustinių tyrimų metodai:

1. Skaičiavimo metodas.
2. Laboratorinis metodas (prototipų bandymai).
3. Aprašomasis metodas.
4. Patikros metodas.

Akustiniai ir garso tyrimai atliekami pagal nustatytą kainodarą. Šių tyrimų kaina paskaičiuojama pagal Registrų centro nekilnojamojo turto kadastro bylą, kuri iš karto atskleidžia, kiek reikės tirti namo elementų (dalių, besiribojančių su kitomis dalimis, t. y.

Atidėjimo trukmė yra laikas, per kurį nutraukus garso skleidimą, garsas sumažėja 60 dB. Aidėjimo trukmė svarbi ir yra tiriama gyvenamųjų pastatų bendrojo naudojimo patalpose arba masinio žmonių susibūrimo vietose.

Ekspertai įspėja, kad akustinių ir garso tyrimų kaina priklauso nuo tiriamų namo elementų kiekio. Kuo daugiau statinio elementų reikia ištirti, tuo aukštesnė kaina.

Šiuo metu siūlomi sprendimai yra pagrįsti esamu pastato tipu ar naudojimo būdu. Todėl jie yra gana bendri ir, priešingai, neatitinka specifinių skirtingų vartotojų reikalavimų. Rezidencijų akustinių problemų technines specifikacijas Lietuvoje išplatino Architektų asociacija ir Inžinierių sąjunga su pasiūlymu, kaip šias problemas išspręsti. Jie gali būti taikomi visoje šalyje. Siūlomi sprendimai yra pagrįsti garso tyrimu. Svarbiausias aspektas yra tai, kad jie skirti visiems žmonėms, o ne tik žmonėms, dirbantiems tose vietose, kur triukšmas kelia problemų.

Šaltinis: SVKK

tags: #patalpu #oro #tyrimai