Двоокис вуглецю як критерій гігієнічної оцінки ефективності роботи вентиляційної системи

Результатом зниження витрат енергоспоживання будинків є зменшення повітрообміну в приміщеннях, що призводить до підвищення забруднення повітря. Одним із ключових показників ефективної роботи вентиляційної системи є вміст концентрації вуглекислого газу в повітрі приміщення [23, 56, 97]. Ще в 50-ті роки було запропоновано використовувати двоокис вуглецю для визначення об'єму інфільтраційного повітря в приміщенні [7].

Використання адаптивної системи вентиляції дозволяє знизити енерговитрати [76]. Функціонування такої вентиляційної системи здійснюється за допомогою регулювання необхідного рівня повітрообміну в залежності від наповненості приміщення. Для регулювання такої системи вентиляції використовують датчики налаштовані на відповідні рівні концентрації СО2, відносної вологості, температури повітря та ін. [56, 76]. Беззаперечно, регулювання по концентрації СО2 в приміщенні є хорошим індикатором роботи вентиляційної системи, так як різниця між вмістом вуглекислого газу в зовнішньому повітрі та в приміщенні, при перебуванні людей, може відрізнятися на декілька тисяч мг/м3 [132]. Хоча використання вмісту концентрації вуглекислого газу для характеристики якості повітря приміщення можливе лише тоді, коли основним джерелом забруднення є людина [134].

В статті Губернського Ю. Д. [21] представлена порівняльна характеристика рекомендованих значень ГДК СО2 в повітрі приміщення, які використовується при здійсненні розрахунків необхідного об'єму вентиляції приміщенні (табл. 1.1).

Таблиця 1.1. Нормативні показники якості повітря приміщень за вмістом СО2

Аналізуючи представлені дані в табл. 1.1, можна сказати, що рекомендована концентрація вмісту СО2 в повітрі приміщення країн ЄС та США в основному відповідає значенням 1830 мг/м3. В Україні ГДК діоксиду вуглецю регламентовано в повітрі житлових будинків [51] на рівні 1830 мг/м3.

Варто відмітити, що люди починають відчувати нестачу свіжого повітря в приміщенні при концентрації вуглекислого газу на рівні 1464 мг/м3 [23]. Хоча, за твердженням автора [139], частина людей починає відчувати класичні симптоми отруєння СО2, такі як затруднення дихання, збільшення частоти пульсу, головний біль, зниження слуху, збільшення потовиділення та відчуття втоми, уже при концентрації СО2 1098 мг/м3 в повітрі приміщення. При концентрації СО2 в повітрі 1830 мг/м3 ці відчуття спостерігаються майже у всіх присутніх. Всі ці симптоми зникають при концентраціях СО2 близьких до тих, що відповідають рівням у зовнішньому повітрі. При цьому треба враховувати, що розрахунковий рівень СО2 в атмосферному повітрі, котрий не впливає на організм людини, становить 780 мг/м3 [140].

Проведені дослідження [141] показують, що для внутрішнього повітря характерні концентрації СО2 коливаються в межах від 915 до 2745 мг/м3, за умови, що житловий будинок обладнаний механічною вентиляцією. Звичайно такі результати досліджень можуть бути лише тоді, коли рівень СО2 в зовнішньому повітрі є не високим.

Від рівня забруднення атмосферного повітря залежить необхідний рівень повітрообміну для забезпечення відповідної якості повітря. Наприклад, норма повітрообміну 25,5 м3/год на людину, в американському стандарті, була встановлена за умови, що концентрація СО2 в зовнішньому повітрі не перевищує 549 мг/м3 [136]. Тоді як, в центрі Москви при інтенсивному русі автотранспорту концентрація СО2 в зовнішньому повітрі сягає 1830 мг/м3 [77], що відповідає значенню ГДК для житлових приміщень. Тому при розрахунках норм повітрообміну необхідно враховувати, що атмосферне повітря, особливо в великих містах, вже значно забруднене.

В стандарті ГОСТ Р ЕН 13 779−2007 [57] вміст СО2 вибрано як один із показників якості повітря приміщень. За рахунок різниці між концентраціями вуглекислого газу в зовнішньому та внутрішньому повітрі можна визначити відповідність «якості повітря приміщення» (табл. 1.2) згідно з класифікацією стандарту [57]. В проекті prEN 16 798−1 [115] вказано, що розрахункове перевищення концентрації СО2 в повітрі приміщення над концентрацією в зовнішньому повітрі, в спальних кімнатах може становить 695 мг/м3, для забезпечення високої якості повітря, або 1006 мг/м3 — для середньої якості.

Таблиця 1.2. Класифікація повітря в приміщенні за вмістом концентрації СО2 згідно з ГОСТ Р ЕН 13 779−2007

Враховуючи те, що концентрація СО2 в атмосферному повітрі поступово зростає, то в наших приміщеннях забезпечення середньої якості повітря згідно з таблицею 1.2, призведе до перевищення ГДК СО2 для житла.

Таким чином, в результаті проведеного аналізу літератури та нормативних документів встановлено, що при визначенні необхідних витрат вентиляційного повітря потрібно враховувати рівень забруднення атмосферного повітря, на прикладі вмісту концентрації СО2.