Zakaj moramo stavbe ustrezno prezračevati ? V … in zahteve...Nekatere študije iz ZDA navajajo, da so stroški za boleznine zaposlenih zaradi SBS in BRI višji kot stroški za porabljeno

V modernih družbah ljudje preživimo več kot 90% časa v stavbah. Zato je pomembno, da poleg ostalih zahtev bivalnega in delovnega ugodja zagotovimo tudi primerno kakovost zraka.

Kakovost zraka v stavbah vzdržujemo s prezračevanjem stavb. Tako imenujemo proces redčenja onesnažil, ki nastajajo v stavbi z zrakom iz okolice.

Toda leta 1984 Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) opozorila, da je kakovost zraka v vsaj tretjini novih in obnovljenih stavb preslaba in vzrok številnih obolenj.

Razlog je v predpisih in zahtevah po večji energijski varčnosti pri ogrevanju stavb. Zato gradimo sodobne stavbe (pre)tesne.

Zakaj moramo stavbe ustrezno prezračevati ?

Večina stanovalcev v tej starejši stavbi z novimi okni ima okna odprta vso noč (IR slika pri tem. 0°C)U

NI LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Simptone slabega počutja in obolenj zaradi prevelike vsebnosti onesnažil v zraku v stavbah razdelimo v dve kategoriji:

sindrom nezdravih stavb (ang. sick building sindromi SBS) in

bolezni povezane z bivanjem v stavbah (building-related illness BRI)

O sindromu bolnih stavb govorimo v primeru ko zdravstvene probleme kot so glavobol, problemi s koncentracijo, suho grlo, draženje sluznice, slabost, .. zaznamo v času zadrževanja v stavbi. Točnega vzroka za slabo počutje ne moremo ugotoviti, kmalu po tem ko stavbo zapustimo pa simptoni izginejo.

V daljši izpostavljenosti onesnažilom v stavbi se lahko pojavi vrsta obolenj kot so na primer infekcije dihalnih poti, virusna in bakterijska obolenja, ugotovljene pa so bile tudi povezave med kakovostjo zraka in obolenji srca in ožilja. V tem primeru govorimo o BRI.

Zakaj moramo stavbe ustrezno prezračevati ?U

NI LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Nekatere študije iz ZDA navajajo, da so stroški za boleznine zaposlenih zaradi SBS in BRI višji kot stroški za porabljeno energijo.

Kakovost zraka vpliva tudi na storilnost

Onesnažila nastajajo v prostoru in prehajajo v stavbo iz okolice !

Iz zraka jih izločamo s filtri ->

trdne delce z zadrževanjem na poroznih snoveh (vlaknastih, tkaninskih, papirnatih filtrih)

z absorbcijo v pralni tekočini (vodni sesalniki)

organske snovi z adsorbcijo (oprijemanjem molekul na površino trdnih snovi) filtri z aktivnim ogljem

Zakaj moramo stavbe ustrezno prezračevati ?

Število tipkarskih napak se zmanjšuje, če prostor prezračujemo z večjo količino zunanjega zraka

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Industrija (CO2, CO, NOx, SO2,..)

Prometna sredstva (VOC, Pb, NOx)

Trdni delci

Radon

Metan (CH4)

CO2 (metabolizem)

CO (nepopolno zgorevanje)

Vonjave (metabolizem, gradbeni materiali)

Ozon (laserski printerji, fotokopirni stroji, )

Trni delci velikosti do

10 mm

Cigaretni dim

VOC hlapne organske snovi Formaldehid (gradbeni materiali)

Vodna para (dihanje, dejavnosti v stavbi)

Onesnažila zraka v stavbiU

NI LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Kem

ijsk

i si

mb

ol

in š

tevil

o p

roto

no

v

masno število (protoni+neutroni)

202 222210 230206 226218214 234 238

U 92

Pa 91

230Th

234Th

234U

238U

226Ra

222Rn

218Po

214Pb

214Po210

Po

206Pb

210Tl

Th 90

Ac 89

Ra 88

Fr 87

Rn 86

At 85

Po 84

Bi 83

Pb 82

TI 81

Radon je radioaktivni žlahtni plin, ki nastaja pri verigi razpada urana, ko razpade v polonij ta …

oddaja delce, ki jih ne zaznamo; povzroča obolenja z rakom pljuč

v stavbe prihaja iz tal, greznic, netesnih instalacijskih vodov, drenaž

Vpliv na ljudi merimo s številom delcev in njihovim vplivom na različne notranje organe – torej gre za fiziološko enoto, merimo z Becquereli Bq

Prezračevanje stavb - radon

Pri nekaterih elementih atomsko jedro samodejno razpada. Pravimo, daso ti elementi naravno radioaktivni. Tak element je radon Rn222

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Povprečna koncentracija radona v naravnem okolju SLO je 74 Bq/m3

(Taborska jama 6000 Bq/m3);

V slabo prezračevanih stavbah namesto dovoljenih 100 Bq/m3 kar 1000 – 2000 Bq/m3

Kem

ijsk

i si

mb

ol

in š

tevil

o p

roto

no

v

masno število (protoni+neutroni)

202 222210 230206 226218214 234 238

U 92

Pa 91

230Th

234Th

234U

238U

226Ra

222Rn

218Po

214Pb

214Po210

Po

206Pb

210Tl

Th 90

Ac 89

Ra 88

Fr 87

Rn 86

At 85

Po 84

Bi 83

Pb 82

TI 81

Prezračevanje stavb - radon

Pri nekaterih elementih atomsko jedro samodejno razpada. Pravimo, daso ti elementi naravno radioaktivni. Tak element je radon Rn222

Rešitev: tesnjenje stavbe v stiku z zemljointenzivnejše prezračevanje

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Gibanje zraka v naravi je posledica razlike v Tlakih med področji visokega (anticikloni) in področji nizkega tlaka (cikloni)

Tudi prehajanje zraka med okolico in stavbo je posledica razlike v zračnem tlaku

Nenadzorovan prehod zraka imenujemovdor (infiltracija)

Načrtovan pretok zraka pa prezračevanje(ventilacija)

Kako (se) stavbe prezračujejo ?

Razlika v tlaku zraka je lahko posledica:

delovanja vetra ob stavbi;toplotnega vzgona, ki je posledica razlik med temperaturo v stavbi in okolici ali

razlik v tlaku, ki ga ustvarjajo mehanske prezračevalne naprave.

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

e i

P= .g.h

p=( .g. hi e

T <T zato jee i e i

sila teže zračnega stolpca je odvisna od gostote,

hladen zrak ima večjo gostoto in zato deluje na vodoravno površino z večjim tlakom

naravno prezračevanje zaradi razlik v temperaturah med prostori in okolico

psp = (e-i).(hnc+h/2).g

Naravno prezračevanje

Potek tlaka po višini prostora v stavbi in zunaj

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

e ip ( ) h g

p=.g.h

hnc

Nevtralna cona

h

LOTZ ©

e i

P= .g.h

p=( .g. hi e

T <T zato jee i e i





pzg = (i-e).(hnc-h/2).g



UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

e ip ( ) h g hnc

Nevtralna cona

h

LOTZ ©

e i

P= .g.h

p=( .g. hi e

T <T zato jee i e i








UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

e ip ( ) h g hnc

Nevtralna cona

h

pzg = (e-i).(-hnc+h/2).g

LOTZ ©

e i

P= .g.h

p=( .g. hi e

T <T zato jee i e i








UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

e ip ( ) h g

p=.g.h

hnc

Nevtralna cona

h

p = psp -pzg

LOTZ ©


e i

P= .g.h

p=( .g. hi e

T <T zato jee i e i








UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

e ip ( ) h g

p=.g.h

hnc

Nevtralna cona

h

p = psp -pzg

p = (e-i).(h).g

LOTZ ©



ker je razlika v tlakih proporcionalna višinski razliki med odprtinami (pripirami) stavbnega pohištva je prezračevanje skozi jaške bolj učinkovito.

pogosto želimo naravno prezračevanje omejiti. Pri dvojnih vratih se vdor zraka zmanjša za 60%, pri vrtljivih kar za 98%

Vo

lum

ski p

reto

k (m

/m.h

)3

0

0

10

20

30

40

50

60

70

10

L=10cm, b=3,0mm

, b=3,0mm L=40cm

b=1,0mm

b=1,0mm

b=0,5mm

b=0,5mm

20 30 40 50

p (Pa)Tlačne razlike, ki so posledica toplotnega vzgona

Pretok zraka preko odprtine širine b in dolžine L v odvisnosti od tlačne razlike p

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Hitrostna energija vetra se ob fasadi (v=0) pretvori v tlačno. Tlak imenujemo zastojni tlak


Vo

lum

ski p

reto

k (m

/m.h

)3

0

0

10

20

30

40

50

60

70

10

L=10cm, b=3,0mm

, b=3,0mm L=40cm

b=1,0mm

b=1,0mm

b=0,5mm

b=0,5mm

20 30 40 50

p (Pa) Tlačne razlike, ki so posledica vetra

Pretok zraka preko odprtine širine b in dolžine L v odvisnosti od tlačne razlike p

hitrost

vetra

(m/s)

hitrost

vetra

(km/h)

zastojni

tlak

(Pa)

0,5 1,8 0,4

1 3,6 0,7

2 7,2 2,6

5 18 16

10 36 65

20 72 258

30 108 580

Zato v konstrukcije vgrajujemo vetrne zapore in tesnimo stavbno pohištvo!U

NI LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Število izmenjav zraka n (h-1, “na uro”) običajno za stanovanjske stavbe (brez večjega onesnaževanja) kolikokrat se mora zrak v prostoru ali stavbi zamenjati z zrakom iz okolice vsako uro

stalno: prostori za dnevno bivanje in spalnice 0,5 h-1

občasno: WC, kopalnice (vonjave + vodna para) 4 do 6 h-1

občasno: kuhinje (občasno) 0,5 do 25 h-1

3

stavbe

mV n V

h

Glede na količino zraka, ki je potrebna N osebam v prostoru (m3 na uro); za velikeprostore, javne prostore … tudi za bivalne stavbe

gledališča, koncertne dvorane, kino, ... 20 m3 na osebo in uroposamezne pisarne, čitalnice 30 m3 na osebo in urogostinski lokali 40 m3 na osebo in urovelike, skupne pisarne 50 m3 na osebo in uro

3

osebo

mV V N

h

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

Potrebna količina zraka za prezračevanje

LOTZ ©

3

e

G mV

MDK C h

Glede na količino zraka, ki je potrebna glede na vire onesnaževanja. Poznati moramo:

količino posameznega onesnažila, ki jih oddajo ljudje in naprave ali pa se sproščajo v časovni enoti G (kg/h) pri raznih tehnoloških postopkih predvsem za tehnološke prostore, kot so lakirnice, garaže, pralnice in podobno (npr. CO v garažah);

vsebnost onesnažila v zraku v okolici Ce s katerim prezračujemo stavbo (kg/m3; mg/m3)

dovoljeno vsebnost onesnažila (mejno dovoljeno koncentracijo MDK (kg/m3)); to je vsebnost, ki še ne škoduje zdravju ali vpliva na počutje

Glede na občuteno kakovost zraka. Količino onesnažil, s katerimi je onesnažen zrak ocenjujemo z olf-i (latinsko vonjave). 1 olf vonjav oddaja standardna sedeča oseba. Za povezavo kakovosti zraka in jakosti onesnaževanja je bila izbrana enota decipol (dp). En decipol ustreza kvaliteti zraka, če v nek prostor, kjer je vir onesnaževanja 1 olf, dovajamo 10 l/s svežega neonesnaženega zraka.

3olf dp 3600 mV

1000 h

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved


LOTZ ©

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

Sedeča oseba odda pri dihanju vsako uro ~ 25 litrov CO2 (ne opravlja delo) oz. 55 litrov (sedeča oseba 30W) in 120 litrov (pri počasni hoji). Gostota CO2 je 1,98 kg/m3, torej sedeča oseba odda 0,055 m3 . 1,98 kg/m3 = 0,109 kg CO2 na h oziroma 1,09 105 mg/h). V zunanjem zraku je vsebnost CO2 1080 mg/m3. Določite potrebno količino zunanjega zraka za prezračevanje, da vsebnost CO2 ne bo presegla 3000 mg/m3 (glede na navedbe WHO še ne vpliva na počutje in zdravje ljudi:

5 3 3

e

G 25 10 mg m mV 13

MDK C 3000 1080 h mg h

Sedeča oseba, aktivnost 1 -1.2 met 1 olf/oseboSedeča oseba, kadilec 5 olf/oseboKadilec – stalno 25 olf/oseboAtlet 30 olf/osebo

Volnen tepih 0.2 olf/m2poda Tepih, umetni materiali 0.4 olf/m2podaPVC 0.2 olf/m2podaMarmor 0.01 olf/m2podaGuma 0.6 olf/m2poda

3olf dp 3600 mV

1000 h

3 31 10 3600 olf l s m m

V 361000 s olf h l h

Primer za prostor z eno osebo, ki ga prezračujemo z decipolom


LOTZ ©

1,09 105

57

Kategorija IAQ % nezadovoljnih PD vsebnost CO2

nad vrednostjo v zunanjem zraku (ppm)

A < 15% 450 (0,045%)B < 20% 650 (0,065%)C < 30% 1200 (0,12%)

Delež nezadovoljnih PD s kakovostjo zraka (Pravilnik o prezračevanju in klimatizaciji stavb 2002)

Kategorija IAQ % nezadovoljnih PD št. decipolov(l/s olf)

A < 15% 10B < 20% 7C < 30% 4

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved


LOTZ ©

Zahteve razdelimo na zahteve:

zrakotesnosti tesnosti pripir stavbnega pohištva (okna in vrata)

zrakotesnosti stavbe v celoti

Pripire so linije stikov okenskega krila in okvirja. Sodobna okna imajo vgrajenih več (3) tesnilnih profilov.

Glede na zrakotesnosti razdelimo okna in vrata v 4 razrede. Vgrajevati smemo le okna 2(nizke stavbe) in 3 razreda

Zahteve glede tesnosti stavbU

NI LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Razred zrakotesnosti opredeljuje količino zunanjega zraka, ki v stavbo prehaja preko pripire dolžine 1 m ali površine okna 1 m2. Se izmeri in navaja pri p 100 Pa.

Zahteve glede tesnosti stavbnega pohištva

Tlak (Pa)

m/h

na m

celo

tne p

ovrš

ine

32

m/h

na m

do

lžn

e s

tika

3

10

1

2

6

10

2730

10

50 100 150 300 600

0,5

0,75

2,02,22,5

5,0

10

6,75

Razred 1

Razred 2

Razred 3

Razred 4

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Problem !

Skozi staro okno brez tesnil površine 2 m2 je v bivalni prostor pri tlačni razliki med okolico in stavbo pritekalo 26,6 m3/h zraka

Nova okna imajo zračno prepustnost preračunano na m2 površine enako dovoljeni vrednosti 3 razreda to je 9 m3/m2 h. Pretok svežega zraka skozi pripire novega okna je pri tlačni razliki 15 Pa, ki je posledica toplotnega vzgona enak:

Torej bistveno manj, kot ga potrebuje ena oseba !!

Rešitev ! Prezračevalne odprtine ali mehansko prezračevanje

Zahteve glede tesnosti stavbnega pohištva

Tlak (Pa)

m/h

na m

celo

tne p

ovrš

ine

32

m/h

na m

do

lžn

e s

tika

3

10

1

2

6

10

2730

10

50 100 150 300 600

0,5

0,75

2,02,22,5

5,0

10

6,75

Razred 1

Razred 2

Razred 3

Razred 4

2 / 3 2 / 3 3e i

100,A

p 15 mV V A 9 2 5,1

100 100 h

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

Zahteve glede tesnosti stavbnega pohištvaU

NI LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

Higrosenzibilni materiali

Vetrne zapore

Tesnost stavbe ugotavljamo:z merjenjem spreminjanja koncentracije sledilnega plina v časuz metodo nadtlačne/podtlačne razlike med zračnim tlakom v stavbi in okolici.

Razliko v tlaku (nadtlak, podtlak) ustvarjamo z ventilatorjem, ki ga skupaj s tesnimi vrati namestimo na ovoj stavbe (prostora v večjih stavbah, kjer se preizkus izvaja vzorčno) (metoda blowerdoor). Metoda in pogoji so opredeljeni v EN 13829

p = - 50 Pa V.

p = +50 Pa V.

Zahteve glede tesnosti stavb

12510 50 100

100

50

10

500

pre

tok

zra

ka V

(m

/h)

3

.

5050

V 1n

V h

največje število izmenjav je omejeno (3; 2; 0,6 h-1)


Tesnost stavbe z metodo nadtlaka, ki ga ustvarimo z ventilatorjem

Običajno namestimo na vrata stavbe ali prostora tesno oblogo z ventilatorjem (od tod ime Bloower door metoda).

Pri tlačni razliki 50 Pa pretok zraka skozi prostor/stavbo ne sme biti večji kot:

tri izmenjave na uro (n50=3h-1) (stavbe z naravnim prezračevanjem)

dve izmenjavi na uro (n50=2h-1) (stavbe z mehanskim prezračevanjem)

POZOR !

Netesnost stavbe , ki je naravno prezračevana mora biti taka, da je število izmenjav zraka 0,2 h-1) ko ni zasedena in vsaj 0,5 h-1 ko so v njen ljudje

V nasprotnem je potrebno vgraditi sistem za kontrolirano naravno ali sistem za mehansko prezračevanje.

Zahteve glede tesnosti stavbU

NI LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Mesto vdora zraka ugotavljamo s merilnikom hitrosti zraka ali umetno meglo

Hitrost zraka na mestih vdora zraka pri p 50 Pa;

v prostoru je sicer hitrost zraka < 0,2 m/s


LOTZ ©

Primer pasivne stavbe

1. poizkus: n50 = 0,8 h-1 2. poizkus: n50 = 0,40 h-1

ZAPS_LOTZ in avtor 2015 ©


LOTZ ©

Preprečevanje toplotnih mostov zaradi netesnega ovoja stavb: zrakotesnost ovoja stavbe in vetrna zapora

vetrna zapora preprečuje vdor zraka v toplotno izolacijo iz okolice

zrakotesnost zagotavlja, da topel zrak iz prostora ne prehaja v konstrukcijo (iz ali v stavbo)

zrakotesnost

vetrna zapora


LOTZ ©

zrakotesnost ovoja stavbe in vetrna zapora

ZAP_LOTZ 2014 ©


LOTZ ©

S posebnimi prenosniki toplote prenašamo toploto iz toplega odpadnega zraka na sveži zrak, ki vstopa v prostore. V prenosniku sta svež in

onesnažen zrak ločena. Te naprave imenujemo rekuperatorji toplote.

filter

dovod svežega zrakaiz okolice

odvod odpadnega zraka

ventilator zaodpadni zrak

lamelniprenosnik toplote

gumijasti podstavekpreprečuje širjenje

tresljajev

odvod svežega zrakav prostore

dovod odpadnega zrakaiz prostorov

ventilator za sveži zrakz zaščito proti zmrzovanju

posoda za kondenzat

ohišje

Z mehanskim prezračevanjem z dovodom (vpihovan) in

odvodom (zavržen) zraka

Izkoristek rekuperacije je odstotek prenesene toplote iz zavrženega zraka;

hrek > 65%, pri najboljših napravah > 90% !

UN

I LJ, F

A, G

radbena f

izik

a;

pro

f. S

ašo M

edved

Documents

Zakaj moramo stavbe ustrezno prezračevati ? V … in zahteve...Nekatere študije iz ZDA navajajo, da so stroški za boleznine zaposlenih zaradi SBS in BRI višji kot stroški za porabljeno