Качество воздуха в помещении

Качество воздуха в помещении (IAQ) – это качество воздуха внутри зданий и сооружений. Как известно, IAQ влияет на здоровье, комфорт и благосостояние людей, занимающихся строительством. Плохое качество воздуха в помещениях связано с сильным синдромом, снижением производительности и ухудшением качества обучения в школах.

На IAQ могут влиять газы (в том числе угарный газ, радон, летучие органические соединения), частицы, микробные загрязнители (плесень, бактерии) или любой вес или энергетический стресс, которые могут вызывать неблагоприятные условия для здоровья. Контроль источников, фильтрация и использование вентиляции для разбавления загрязняющих веществ являются основными методами улучшения качества воздуха в помещениях в большинстве зданий. Жилые объекты могут дополнительно улучшить качество воздуха в помещении путем рутинной чистки ковров и ковров.

Определение IAQ включает сбор образцов воздуха, мониторинг воздействия на человека загрязнителей, сбор образцов на поверхности зданий и компьютерное моделирование воздушного потока внутри зданий.

IAQ является частью внутреннего экологического качества (IEQ), который включает IAQ, а также другие физические и психологические аспекты жизни в помещении (например, освещение, визуальное качество, акустика и тепловой комфорт).

Загрязнение воздуха внутри помещений в развивающихся странах является серьезной угрозой для здоровья. Основным источником загрязнения воздуха внутри помещений в развивающихся странах является сжигание биомассы (например, древесины, древесного угля, навоза или остатков культур) для отопления и приготовления пищи. В результате в результате высокого уровня твердых частиц в 2000 году произошло от 1,5 до 2 миллионов смертей.

Общие загрязняющие вещества

Пассивное курение
Подержанный дым – это табачный дым, который воздействует на людей, отличных от «активного» курильщика. Побочный табачный дым включает как газообразную, так и твердую фазу с особыми опасностями, связанными с уровнями моноксида углерода (как указано ниже) и очень маленькими частицами (мелкодисперсное вещество, особенно с размером PM2,5 и PM10), которые попадают в бронхиолы и альвеолы ​​в легких. Единственный определенный метод улучшения качества воздуха в помещении в отношении вторичного дыма – это реализация всеобъемлющих законов о запрете курения.

радон
Радон – это невидимый радиоактивный атомный газ, который является следствием радиоактивного распада радия, который может быть найден в скальных формациях под зданиями или в самих самих строительных материалах. Радон, вероятно, является самой распространенной серьезной опасностью для воздуха в помещениях в Соединенных Штатах и ​​Европе, вероятно, каждый год ответственный за десятки тысяч смертей от рака легких. Существуют относительно простые тестовые наборы для самостоятельного тестирования газа радона, но если дом продается, тестирование должно проводиться лицензированным лицом в некоторых штатах США. Радон-газ поступает в здания в качестве почвенного газа и представляет собой тяжелый газ и, следовательно, будет накапливаться на самом низком уровне. Радон может также вводиться в здание через питьевую воду, особенно из душевых кабин. Строительные материалы могут быть редким источником радона, но небольшие испытания проводятся для изделий из камня, камня или черепицы, внесенных в строительные площадки; накопление радона является наибольшим для хорошо изолированных домов. Период полураспада для радона составляет 3,8 дня, что указывает на то, что после удаления источника опасность будет значительно снижена в течение нескольких недель. Методы смягчения радона включают в себя уплотнение бетонных полов, фундаментов фундамента, водоотводных систем или увеличение вентиляции. Они, как правило, экономически эффективны и могут значительно уменьшить или даже устранить загрязнение и связанные с этим риски для здоровья.

Радон измеряется в пикокюри на литр воздуха (pCi / L), измерение радиоактивности. В Соединенных Штатах средний внутренний уровень радона составляет около 1,3 пКи / л. Средний наружный уровень составляет около 0,4 пКи / л. Генеральный хирург США и EPA рекомендуют фиксировать дома с уровнями радона на уровне 4 pCi / л или выше. EPA также рекомендует, чтобы люди думали об установлении своих домов для уровней радона между 2 pCi / L и 4 pCi / L.

Формы и другие аллергены
Эти биологические химические вещества могут возникать из целого ряда средств, но существуют два общих класса: (а) индуцированный влажностью рост колоний плесени и (б) естественные вещества, высвобождаемые в воздух, такие как пыльца животных и пыльца растений. Плесень всегда связана с влажностью, и ее рост может быть заблокирован, если уровень влажности ниже 50%. Наращивание влаги внутри зданий может возникать из-за проникновения воды в компромиссные участки оболочки или кожи здания, от утечек сантехнического оборудования, от конденсации из-за неправильной вентиляции или от проникновения влаги в строительную часть. Даже что-то такое же простое, как сушка одежды в помещении на радиаторах, может увеличить риск воздействия (среди прочего) Aspergillus – очень опасная форма, которая может быть фатальной для страдающих астмой и пожилых людей. В областях, где целлюлозные материалы (бумага и дерево, включая гипсокартон) становятся влажными и не высыхают в течение 48 часов, плесень плесени может распространяться и выделять аллергенные споры в воздух.

Во многих случаях, если материалы не высыхают через несколько дней после предполагаемого водного события, рост плесени подозревается в полостях стены, даже если он не сразу виден. Через исследование плесени, которое может включать деструктивное обследование, нужно иметь возможность определять наличие или отсутствие плесени. В ситуации, когда есть видимая форма, и качество воздуха в помещении может быть скомпрометировано, может потребоваться регенерация плесени. Независимый следователь должен проводить испытания и проверки пресс-формы, чтобы избежать конфликта интересов и обеспечить точные результаты; бесплатное тестирование формы, предлагаемое компаниями по восстановлению, не рекомендуется.

Существуют некоторые разновидности плесени, которые содержат токсичные соединения (микотоксины). Однако воздействие опасных уровней микотоксина при вдыхании в большинстве случаев невозможно, так как токсины продуцируются грибковым организмом и не имеют значительных уровней в высвобождаемых спорах. Первичная опасность роста плесени, поскольку она относится к качеству воздуха в помещении, обусловлена ​​аллергенными свойствами клеточной стенки спор. Более серьезным, чем большинство аллергенных свойств, является способность плесени вызывать эпизоды у лиц, у которых уже есть астма, серьезное респираторное заболевание.

Монооксид углерода
Одним из наиболее остро токсичных загрязнений в помещении является монооксид углерода (СО), бесцветный газ без запаха, который является побочным продуктом неполного сжигания ископаемого топлива. Общими источниками окиси углерода являются табачный дым, космические обогреватели с использованием ископаемого топлива, дефектные печи центрального отопления и автомобильные выхлопы. Лишая мозг кислорода, высокие уровни окиси углерода могут привести к тошноте, бессознательности и смерти. Согласно Американской конференции правительственных промышленных гигиенистов (ACGIH), взвешенный по времени (TWA) предел для монооксида углерода (630-08-0) составляет 25 ppm.

Внутренние уровни СО систематически улучшаются из-за увеличения реализации законов, запрещающих курение.

Летучие органические соединения
Летучие органические соединения (ЛОС) выделяются в виде газов из определенных твердых веществ или жидкостей. ЛОС включают различные химические вещества, некоторые из которых могут иметь краткосрочные и долгосрочные неблагоприятные последствия для здоровья. Концентрации многих ЛОС постоянно выше в помещении (в десять раз выше), чем на открытом воздухе. ЛОС выпускаются широким спектром продуктов, насчитывающих тысячи. Примеры включают краски и лаки, стрипперы для краски, чистящие средства, пестициды, строительные материалы и мебель, офисное оборудование, такое как копировальные аппараты и принтеры, корректирующие жидкости и бумагу без углеродных материалов, графические и ремесленные материалы, включая клеи и клеи, постоянные маркеры и фотографические решения ,

Хлорированная питьевая вода выпускает хлороформ, когда в доме используется горячая вода. Бензол выделяется из топлива, хранящегося в прикрепленных гаражах. Перегретые кулинарные масла выделяют акролеин и формальдегид. Мета-анализ 77 обзоров ЛОС в домах в США показал, что десятками наиболее рискованных ЛОС для внутреннего воздуха являются акролеин, формальдегид, бензол, гексахлорбутадиен, ацетальдегид, 1,3-бутадиен, бензилхлорид, 1,4-дихлорбензол, четыреххлористый углерод , акрилонитрил и винилхлорид. Эти соединения превышают стандарты здравоохранения в большинстве домов.

Органические химические вещества широко используются в качестве ингредиентов в бытовых продуктах. Краски, лаки и воски содержат органические растворители, а также многие средства для чистки, дезинфекции, косметики, обезжиривания и хобби. Топлива состоят из органических химических веществ. Все эти продукты могут выделять органические соединения во время использования и в некоторой степени, когда они хранятся. Тестирование выбросов из строительных материалов, используемых в помещениях, становится все более распространенным для напольных покрытий, красок и многих других важных строительных материалов и отделки помещений.

Несколько инициатив предусматривают снижение загрязнения воздуха внутри помещений путем ограничения выбросов ЛОС из продуктов. Существуют правила во Франции и в Германии, а также многочисленные добровольные экомаркировки и рейтинговые системы, содержащие низкие критерии выбросов ЛОС, такие как EMICODE, M1, Blue Angel и Indoor Air Comfort в Европе, а также California Standard CDPH Section 01350 и некоторые другие в США , Эти инициативы изменили рынок, где в последние десятилетия стало доступно все больше продуктов с низким уровнем выбросов.

Было охарактеризовано не менее 18 микробных ЛОС (MVOCs), в том числе 1-октен-3-ол, 3-метилфуран, 2-пентанол, 2-гексанон, 2-гептанон, 3-октанон, 3-октанол, 2-октен-1- ол, 1-октен, 2-пентанон, 2-нонанон, борнеол, геосинмин, 1-бутанол, 3-метил-1-бутанол, 3-метил-2-бутанол и туйопсен. Первое из этих соединений называется грибным спиртом. Последние четыре являются продуктами Stachybotrys chartarum, которые были связаны с синдромом больного здания.

Legionella
Легионеллез или болезнь легионера вызваны бактерией, легированной водой Legionella, которая лучше всего растет в медленной или неподвижной теплой воде. Первичный путь воздействия заключается в создании аэрозольного эффекта, чаще всего из испарительных градирен или душевых голов. Общим источником Legionella в коммерческих зданиях являются плохо размещенные или поддерживаемые испарительные градирни, которые часто выделяют воду в аэрозоле, который может проникать в близлежащие вентиляционные отверстия. Наиболее частыми случаями Легионеллеза являются вспышки в медицинских учреждениях и домах престарелых, где пациенты являются иммунно-подавленными и иммуно-слабыми. В более чем одном случае были задействованы наружные фонтаны в общественных аттракционах. Присутствие Legionella в коммерческих водопроводных сооружениях сильно недооценивается, так как здоровые люди нуждаются в интенсивном воздействии на заражение.

Испытание легионеллы обычно включает сбор образцов воды и поверхностных тампонов из испарительных охлаждающих бассейнов, душевых голов, кранов / кранов и других мест, где собирается теплая вода. Затем образцы культивируют, а колониеобразующие единицы (КОЕ) Legionella количественно определяют как cfu / Liter.

Легионелла является паразитом простейших, таких как амеба, и поэтому требует условий, подходящих для обоих организмов. Бактерия образует биопленку, устойчивую к химическим и противомикробным препаратам, включая хлор. Реабилитация для вспышек Legionella в коммерческих зданиях различна, но часто включает очень приливы горячей воды (160 ° F, 70 ° C), стерилизацию стоячей воды в испарительных охлаждающих бассейнах, замену душевых головок, а в некоторых случаях и сливы солей тяжелых металлов. Предупредительные меры включают в себя регулирование нормальных уровней горячей воды для обеспечения 120 ° F (50 ° C) на кране, оценку конструкции объекта, удаление аэраторов кранов и периодическое тестирование в подозрительных зонах.

Другие бактерии
В воздухе и на внутренних поверхностях имеется множество бактерий здоровья. Роль микробов в окружающей среде в помещениях все чаще изучается с использованием современного генетического анализа образцов окружающей среды. В настоящее время предпринимаются усилия по связыванию микробных экологов и исследователей воздуха в помещениях с целью разработки новых методов анализа и лучшего толкования результатов.

«В человеческой флоре примерно в десять раз больше бактериальных клеток, так как в организме есть человеческие клетки, с большим количеством бактерий на коже и как кишечная флора». Большая часть бактерий, обнаруженных в воздухе и пыли в помещении, пролита от людей. Среди наиболее важных бактерий, которые, как известно, встречаются в воздухе в помещении, Mycobacterium tuberculosis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae.

Асбестовые волокна
Многие распространенные строительные материалы, используемые до 1975 года, содержат асбест, такие как некоторые напольные плитки, потолочные плитки, черепица, огнезащита, системы отопления, обертывание труб, грязевые ленты, мастики и другие изоляционные материалы. Обычно значительные выбросы асбестового волокна не происходят, если строительные материалы не нарушены, например, путем резки, шлифовки, сверления или ремоделирования зданий. Удаление асбестосодержащих материалов не всегда оптимально, потому что волокна могут быть распределены в воздухе во время процесса удаления. Вместо этого часто рекомендуется использовать программу управления интактными асбестосодержащими материалами.

Когда асбестосодержащий материал повреждается или разрушается, микроскопические волокна диспергируются в воздухе. Вдыхание волокон асбеста в течение длительного времени воздействия связано с увеличением заболеваемости раком легких, в частности с мезотелиомой конкретной формы. Риск рака легких от вдыхания асбестовых волокон значительно выше у курильщиков, однако нет подтвержденной связи с повреждением, вызванным асбестозом. Симптомы заболевания обычно не появляются примерно через 20-30 лет после первого воздействия асбеста.

Асбест встречается в старых домах и зданиях, но чаще всего встречается в школах, больницах и промышленных учреждениях. Хотя весь асбест опасен, продукты, которые являются рыхлыми, например. распыленные покрытия и изоляция, представляют собой значительно более высокую опасность, поскольку они, скорее всего, выделяют волокна в воздух. Федеральное правительство США и некоторые штаты установили стандарты для приемлемого уровня асбестовых волокон в воздухе внутри помещений. Существуют специальные правила, применимые к школам.

Углекислый газ
Двуокись углерода (CO2) является относительно легкой для измерения суррогата для внутренних загрязняющих веществ, выделяемых людьми, и коррелирует с метаболической активностью человека. Углекислый газ на уровнях, которые необычно высоки в помещении, может привести к тому, что оккупанты будут созреть, получить головные боли или функционировать при более низких уровнях активности. Наружные уровни CO2 обычно составляют 350-450 частей на миллион, тогда как максимальный уровень СО2 в помещении, который считается приемлемым, составляет 1000 ppm. Люди – основной источник углекислого газа в большинстве зданий. Внутренние уровни CO2 являются показателем адекватности вентиляции наружного воздуха по сравнению с плотностью внутреннего жителя и метаболической активностью.

Чтобы устранить большинство жалоб, общий уровень CO2 в помещении должен быть уменьшен до разницы менее 600 ppm над уровнем наружного воздуха. Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) считает, что концентрация углекислого газа в помещении, превышающая 1000 промилле, является маркером, указывающим на недостаточную вентиляцию. В британских стандартах для школ говорится, что углекислый газ во всех учебных и учебных пространствах, измеренный на сидящей высоте головы и усредненный в течение всего дня, не должен превышать 1500 ppm. Весь день относится к обычным школьным часам (т.е. с 9:00 до 15:30) и включает незанятые периоды, такие как обеденные перерывы. В Гонконге EPD установила цели качества воздуха в помещениях для офисных зданий и общественных мест, в которых уровень углекислого газа ниже 1000 ppm считается хорошим. Европейские стандарты ограничивают углекислый газ до 3500 ppm. OSHA ограничивает концентрацию диоксида углерода на рабочем месте до 5000 ppm в течение длительного времени и 35 000 ppm в течение 15 минут. Эти более высокие пределы направлены на то, чтобы избежать потери сознания (обморок) и не затрагивать ухудшение когнитивных характеристик и энергии, которые начинают возникать при более низких концентрациях углекислого газа.

Концентрации углекислого газа увеличиваются в результате занятости человека, но отстают во времени за кумулятивным заполнением и потреблением свежего воздуха. Чем ниже скорость обмена воздуха, тем медленнее нарастание углекислого газа до квазистационарных концентраций, на которых основываются руководства NIOSH и Великобритании. Поэтому измерения углекислого газа для оценки адекватности вентиляции должны проводиться после длительного периода постоянного пребывания и вентиляции – в школах не менее 2 часов и в отделениях не менее 3 часов – для того, чтобы концентрации были разумным показателем достаточности вентиляции. Портативные приборы, используемые для измерения углекислого газа, следует часто откалибровать, а внешние измерения, используемые для расчетов, должны быть близки по времени к внутренним измерениям. Также могут потребоваться поправки на температурные эффекты при измерениях, проводимых на открытом воздухе.

Концентрации углекислого газа в закрытых или закрытых помещениях могут увеличиваться до 1000 промилле в течение 45 минут после установки. Например, в офисе размером 3,5-4 метра (11 футов × 13 футов) атмосферный углекислый газ увеличился с 500 ppm до более чем 1000 ppm в течение 45 минут после прекращения вентиляции и закрытия окон и дверей

озон
Озон образуется ультрафиолетовым светом от Солнца, попадающего в атмосферу Земли (особенно в озоновый слой), молнии, некоторых высоковольтных электрических устройств (таких как ионизаторы воздуха) и как побочный продукт других видов загрязнения.

Озон существует в больших концентрациях на высотах, обычно летающих пассажирскими самолетами. Реакции между озоном и бортовыми веществами, включая масла для кожи и косметику, могут производить токсичные химические вещества в качестве побочных продуктов. Сам озон также раздражает легочную ткань и вредит здоровью человека. Большие форсунки имеют озоновый фильтр, чтобы уменьшить концентрацию кабины до более безопасного и более комфортного уровня.

Наружный воздух, используемый для вентиляции, может иметь достаточный озон для взаимодействия с обычными загрязнителями в помещении, а также с маслами для кожи и другими распространенными химическими веществами или поверхностями внутреннего воздуха. Особую озабоченность заслуживает использование «зеленых» чистящих средств на основе экстрактов цитрусовых или терпенов, поскольку эти химические вещества очень быстро реагируют с озоном с образованием токсичных и раздражающих химических веществ, а также мелких и сверхмелких частиц. Вентиляция с наружным воздухом, содержащим повышенные концентрации озона, может усложнить попытки рекультивации.

Озон включен в список шести критериев списка загрязнителей воздуха. Закон 1990 года о чистом воздухе потребовал от Агентства по охране окружающей среды Соединенных Штатов установить Национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) для шести распространенных загрязнителей воздуха в помещениях, вредных для здоровья человека. Существуют также несколько других организаций, которые выдвинули такие стандарты, как Администрация безопасности и гигиены труда (OSHA), Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Стандарт OSHA для концентрации озона в пространстве составляет 0,1 ppm. Хотя NAAQS и стандарт EPA для концентрации озона ограничены 0,07 ppm. , Тип регулируемого озона представляет собой озоновый слой на уровне земли, который находится в пределах диапазона дыхания большинства жителей здания

макрочастиц
Атмосферные твердые частицы, также известные как частицы, могут быть найдены в помещении и могут влиять на здоровье пассажиров. Власти установили стандарты максимальной концентрации твердых частиц для обеспечения качества воздуха в помещении.

Быстрый когнитивный дефицит
В 2015 году экспериментальные исследования сообщили об обнаружении значительного эпизодического (ситуационного) когнитивного нарушения от примесей в воздухе, выдыхаемом испытуемыми, которые не были проинформированы об изменениях качества воздуха. Исследователи из Гарвардского университета и Медицинского университета им. Суньи и Сиракузского университета измерили познавательные характеристики 24 участников трех различных контролируемых лабораторных атмосфер, которые имитировали те, которые были найдены в «обычных» и «зеленых» зданиях, а также зеленые здания с улучшенной вентиляцией. Производительность оценивалась объективно с использованием широко используемого инструментария моделирования симуляции стратегического управления, который является хорошо проверенным оценочным тестом для принятия управленческих решений в неограниченной ситуации, позволяющей инициативе и импровизации. Значительный дефицит наблюдался в показателях эффективности, достигнутых в повышении концентрации либо летучих органических соединений (ЛОС), либо диоксида углерода, при сохранении других факторов. Наивысшие уровни примеси нередки в некоторых классах или офисах.

Влияние комнатных растений
Комнатные растения вместе со средой, в которой они выращиваются, могут уменьшить компоненты загрязнения воздуха внутри помещений, особенно летучие органические соединения (ЛОС), такие как бензол, толуол и ксилол. Растения удаляют CO2 и выделяют кислород и воду, хотя количественное воздействие на домашние растения невелико. Большая часть эффекта приписывается только растущей среде, но даже этот эффект имеет конечные пределы, связанные с типом и количеством среды и потоком воздуха через среду. Влияние домашних растений на концентрации ЛОС было исследовано в одном исследовании, выполненном в статической камере НАСА для возможного использования в космических колониях. Результаты показали, что удаление химикатов-мишеней было примерно эквивалентно удалению от вентиляции, которая произошла в очень энергосберегающем помещении с очень низкой вентиляционной способностью, причем скорость обмена воздуха составляла около 1/10 в час. Таким образом, утечка воздуха в большинстве домов и в нежилых зданиях также, как правило, удаляет химикаты быстрее, чем исследователи сообщили для растений, проверенных НАСА. Сообщается, что наиболее эффективные бытовые растения включали алоэ вера, английский плющ и бостонский папоротник для удаления химических веществ и биологических соединений.

Растения также, по-видимому, уменьшают воздушные микробы и плесени, а также увеличивают влажность. Однако повышенная влажность сама по себе может привести к увеличению уровня плесени и даже ЛОС.

Когда концентрации углекислого газа повышаются в помещении относительно наружных концентраций, это всего лишь показатель того, что вентиляция недостаточна для удаления метаболических продуктов, связанных с заполнением человеком. Растения требуют, чтобы углекислый газ расти и выделять кислород, когда они потребляют углекислый газ. Исследование, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology, показало, что уровень потребления кетонов и альдегидов мирной лилией (Spathiphyllum clevelandii) и золотыми pothos (Epipremnum aureum) Акирой Тани и С. Николасом Хьюиттом обнаружил, что «долгосрочные результаты фумигации показали, что общая поглощение в 30-100 раз превышало количество растворенных в листе количеств, что указывает на то, что летучие органические атомы углерода метаболизируются в листьях и / или перемещаются через черешок ». Стоит отметить, что исследователи запечатали растения в мешках из тефлона. «Никакие потери ЛОС не были обнаружены из мешка, когда растения отсутствовали. Однако, когда растения были в мешке, уровни альдегидов и кетонов снижались медленно, но непрерывно, что указывало на удаление растениями». Исследования, проведенные в запечатанных пакетах, не позволяют точно воспроизвести условия в помещении, представляющем интерес. Необходимо изучить динамические условия с вентиляцией наружного воздуха и процессами, связанными с поверхностями самого здания и его содержимого, а также с жильцами.

В то время как результаты показывают, что домашние растения могут быть эффективными при удалении некоторых ЛОС из воздушных поставок, обзор исследований, проведенных в период между 1989 и 2006 годами о производительности комнатных растений в качестве воздухоочистителей, представленных на конференции Healthy Buildings 2009 в Сиракузе, Нью-Йорк, завершился ». ..внутренние растения мало, если таковые имеются, выгодны для удаления воздуха в помещениях ЛОС в жилых и коммерческих зданиях ».

Поскольку высокая влажность связана с увеличением роста плесени, аллергическими реакциями и респираторными ответами, наличие дополнительной влаги из комнатных растений может быть нежелательным во всех помещениях.

Проектирование ОВК
Экологически устойчивые концептуальные концепции также включают аспекты, связанные с промышленным и жилым отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха (HVAC). Среди нескольких соображений, одной из тем, на которые стоит обратить внимание, является вопрос качества воздуха в помещениях на всех этапах проектирования и строительства жизни здания.

Одним из способов снижения энергопотребления при поддержании адекватного качества воздуха является вентиляция с контролируемой потребностью. Вместо того, чтобы устанавливать пропускную способность при фиксированной скорости замены воздуха, датчики углекислого газа используются для динамического регулирования скорости, основанной на выбросах фактических жителей.

В течение последних нескольких лет среди специалистов по качеству воздуха в помещениях было много споров о правильном определении качества воздуха в помещении и, в частности, о том, что представляет собой «приемлемое» качество воздуха в помещении.

Одним из способов количественного обеспечения здоровья внутреннего воздуха является частота эффективного оборота внутреннего воздуха путем замены наружным воздухом. В Великобритании, например, классные комнаты должны иметь 2,5 наружных воздушных изменения в час. В залах, тренажерном зале, столовой и физиотерапевтических помещениях вентиляция должна быть достаточной для ограничения углекислого газа до 1500 ppm. В США и в соответствии со стандартами ASHRAE вентиляция в классных комнатах основана на количестве наружного воздуха на одного жителя плюс количество наружного воздуха на единицу площади пола, а не изменения воздуха в час. Поскольку углекислый газ в помещении поступает от пассажиров и наружного воздуха, адекватность вентиляции на одного жителя указывается концентрацией в помещении за вычетом концентрации на открытом воздухе. Значение 615 ppm над наружной концентрацией указывает приблизительно 15 кубических футов в минуту наружного воздуха на взрослого пассажира, делающего сидячую работу в офисе, где наружный воздух содержит 385 ppm, текущую глобальную среднюю концентрацию CO2 в атмосфере. В классных комнатах требования стандарта ASHRAE 62.1 «Вентиляция для приемлемого качества воздуха в помещении» обычно приводят к примерно 3 изменениям воздуха в час в зависимости от плотности пассажиров. Конечно, жильцы не являются единственным источником загрязняющих веществ, поэтому вентиляция наружного воздуха может быть выше, если в помещении существуют необычные или сильные источники загрязнения. Когда наружный воздух загрязнен, тогда привнесение большего количества наружного воздуха может фактически ухудшить общее качество воздуха в помещении и усугубить некоторые симптомы, связанные с наружным воздухом. Как правило, воздух на открытом воздухе лучше, чем воздух в помещении. Утечки отработавших газов могут возникать из выхлопных труб из печи, которые приводят к дымовой трубе, когда есть утечки в трубе, а диаметр области потока газа трубы снижен.

Использование воздушных фильтров может улавливать некоторые загрязнители воздуха. В разделе «Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии Департамента энергетики» говорится, что «Фильтрация должна иметь показатель минимальной эффективности (MERV) 13, как определено ASHRAE 52.2-1999». Воздушные фильтры используются для уменьшения количества пыли, которая достигает влажных катушек. Пыль может служить пищей для выращивания плесени на влажных катушках и каналах и может снизить эффективность катушек.

Управление влажностью и контроль влажности требуют использования систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Управление влажностью и контроль влажности могут противоречить усилиям по оптимизации работы по экономии энергии. Например, для управления влажностью и контроля влажности требуется, чтобы системы были настроены на подачу подпиточного воздуха при более низких температурах (уровни проектирования) вместо более высоких температур, иногда используемых для экономии энергии в климатических условиях с преобладанием охлаждения. Однако для большинства из США и многих частей Европы и Японии в течение большинства часов года температура наружного воздуха достаточно холодная, чтобы воздух не нуждался в дальнейшем охлаждении, чтобы обеспечить тепловой комфорт в помещении. Тем не менее, высокая влажность на открытом воздухе создает потребность в тщательном внимании к уровням влажности в помещении. Высокая влажность вызывает рост плесени, а влажность в помещении связана с более высокой распространенностью респираторных проблем у пассажиров.

«Температура точки росы» является абсолютным показателем влажности воздуха. Некоторые объекты проектируются с точки зрения точки росы в нижних 50 ° F, а некоторые в верхней и нижней 40 ° F. Некоторые объекты разрабатываются с использованием осушительных колес с газовыми обогревателями, чтобы высушить колесо настолько, чтобы получить требуемые точки росы. В этих системах после удаления влаги из подпиточного воздуха используется охлаждающая катушка для снижения температуры до желаемого уровня.

Коммерческие здания, а иногда и жилые, часто находятся под слегка положительным давлением воздуха по сравнению с улицами, чтобы уменьшить проникновение. Предельная инфильтрация помогает контролировать влажность и контроль влажности.

Разбавление внутренних загрязняющих веществ наружным воздухом эффективно в той мере, в какой наружный воздух не содержит вредных загрязнителей. Озон в наружном воздухе происходит в закрытых помещениях при пониженных концентрациях, поскольку озон сильно реагирует со многими химическими веществами, обнаруженными в помещении. Продукты реакций между озоном и многими обычными комнатными загрязнителями включают органические соединения, которые могут быть более неприятными, раздражающими или токсичными, чем те, из которых они образуются. Эти продукты химии озона включают, в частности, формальдегид, альдегиды с более высокой молекулярной массой, кислотные аэрозоли и мелкие и сверхмелкозернистые частицы. Чем выше скорость наружной вентиляции, тем выше концентрация внутреннего озона и, более вероятно, реакции будут происходить, но даже на низких уровнях реакции будут иметь место. Это говорит о том, что озон следует удалять из вентиляционного воздуха, особенно в районах, где уровень наружного озона часто высок. Недавние исследования показали, что смертность и заболеваемость населения в целом в периоды более высокого содержания озона и что порог этого эффекта составляет около 20 частей на миллиард (ppb).

Экология здания
Общепринято считать, что здания – просто неодушевленные физические объекты, относительно стабильные с течением времени. Это означает, что между триадой здания мало взаимодействия, что находится в нем (жильцы и содержимое), и что вокруг него (большая окружающая среда). Мы обычно видим подавляющее большинство массы материала в здании как относительно неизменный физический материал с течением времени. Фактически, истинный характер зданий можно рассматривать как результат сложного набора динамических взаимодействий между их физическими, химическими и биологическими измерениями. Здания могут быть описаны и поняты как сложные системы. Исследования, применяющие подходы, которые используют экологи к пониманию экосистем, могут помочь в нашем понимании. «Экология здания» предлагается здесь как применение этих подходов к построенной среде с учетом динамической системы зданий, их обитателей и более обширной среды.

Здания постоянно развиваются в результате изменений окружающей среды вокруг них, а также обитателей, материалов и действий внутри них. Различные поверхности и воздух внутри здания постоянно взаимодействуют, и это взаимодействие приводит к изменениям в каждом. Например, мы можем видеть, как окно меняется со временем, когда оно становится грязным, затем очищается, снова накапливается грязь, очищается снова и так далее через его жизнь.Фактически, «грязь», которую мы видим, может развиваться в результате взаимодействия между влажностью, химическими веществами и биологическими материалами, найденными там.

Здания спроектированы или предназначены для активного реагирования на некоторые из этих изменений в них и вокруг них с системами отопления, охлаждения, вентиляции, очистки воздуха или освещения. Мы очищаем, дезинфицируем и поддерживаем поверхности, чтобы улучшить их внешний вид, производительность или долговечность. В других случаях такие изменения тонко или даже резко изменяют здания способами, которые могут быть важны для их собственной целостности или их влияния на строительство жителей путем эволюции физических, химических и биологических процессов, которые определяют их в любое время. Мы можем счесть полезным объединить инструменты физических наук с инструментами биологических наук и, особенно, некоторые из подходов, используемых учеными, изучающими экосистемы, с тем чтобы получить более глубокое понимание условий, в которых мы тратим большую часть наше время, наши здания.

Экология здания была впервые описана Хэл Левином в статье в выпуске журнала Progressive Architecture за апрель 1981 года.