Експериментальне дослідження якості повітря та повітрообміну в закладах освіти та житлових будівлях

Abstract

Мета роботи – застосувати інтеграцію підходів до визначення кратності повітрообміну на основі концентрації СО2 в освітніх закладах та житлових будівлях України. Розглядаються експериментально-розрахункове визначення кратності повітрообміну з врахуванням мінливості експлуатаційно-поведінкових особливостей відвідувачів/мешканців будівель. Застосовуються загальнонаукові методи аналізу та синтезу, а також експериментальні методи. Рекомендації по забезпеченю умов комфорту з точки зору якості повітря в приміщеннях розглянутих об’єктів, надання рекомендацій, щодо умов експлуатації приміщень, графік провітрювання. Розвинуто комплексний підхід до поглибленого аналізу енергоспоживання, удосконалено процедури оцінювання якості повітря та рівня повітрообміну в будівлях з урахуванням мінливості умов експлуатації. Проведено експериментальні дослідження зміни концентрації СО2 в трьох школах, вищому навчальному закладі та житловій будівлі. Результати проведених досліджень дозволяють встановити фактичний рівень концентрації СО2 та кратності повітрообміну при різних умовах експлуатації та визначити динаміку зміни досліджуваного фактору в часі під впливом експлуатаційних та поведінкових характеристик будівель в робочі години, при дотриманні комфортних умов, та в години невикористання приміщень. Отримані результати дозволяють надати рекомендації, щодо забезпечення якості повітрообміну в приміщеннях та забезпечення комфортних умов праці/навчання та проживання. Використання експериментально-розрахункових значень кратності повітрообміну для приміщень різного призначення дозволить уникнути при математичному моделюванні завищення рівня енергоспоживання будівель, яке виникає при використанні нормативних значень кратності, а також більш точно наблизити результати моделювання рівня енергетичної ефективності будівель до реальних умов, та підібрати оптимальні графіки керування інженерними мережами будівель для забезпечення умов комфорту з врахуванням переривчастих режимів експлуатації будівель.

Цель работы – применить интеграцию подходов к определению кратности воздухообмена на основе концентрации СО2 в образовательных учреждениях и жилых зданиях Украины. Рассматривается экспериментально-расчетное определение кратности воздухообмена с учетом динамики эксплуатационно-поведенческих особенностей посетителей/жителей зданий. Применяются общенаучные методы анализа и синтеза, экспериментальные методы. Рекомендации по обеспечению условий комфорта с точки зрения качества воздуха в помещениях рассматриваемых объектов, предоставление рекомендаций относительно условий эксплуатации помещений, график проветривания. Развито комплексный подход к углубленному анализу энергопотребления, усовершенствовано процедуры оценки качества воздуха и уровня воздухообмена в зданиях с учетом изменчивости условий эксплуатации. Проведено экспериментальные исследования изменения уровня концентрации СО2 в трех школах, высшем учебном заведении и жилом здании. Результаты проведенных исследований позволяют установить фактический уровень концентрации СО2 и кратности воздухообмена при различных условиях эксплуатации и определить динамику изменения исследуемого фактора во времени под влиянием эксплуатационных и поведенческих характеристик зданий в рабочие часы, при соблюдении комфортных условий, и в часы неиспользования помещений. Полученные результаты позволяют дать рекомендации по обеспечению качества воздухообмена в помещениях и обеспечению комфортных условий труда/учебы и проживания. Использование экспериментально-расчетных значений кратности воздухообмена для помещений различного назначения позволит избежать при математическом моделировании завышения уровня энергопотребления зданий, которое возникает при использовании нормативных значений кратности, а также позволит более точно приблизить результаты математического моделирования уровня энергетической эффективности зданий к реальным условиям и подобрать оптимальный график управления инженерными сетями здания для обеспечения условий комфорта с учетом прерывистых режимов эксплуатации здания.

Apply integrated approaches for the air exchange rate determination based on CO2 concentration in educational and residential buildings of Ukraine. Taking into account variability of building's visitors and occupants operational and behavioral features experimental and calculated determination of the air exchange rate are considered. Recommendations for providing comfort conditions in terms of air quality in the considered objects premises, recommendations on the premises operating conditions, ventilation schedule. The comprehensive approach to in-depth analysis of energy consumption has been developed, procedures for assessing the air quality and the level of air exchange in buildings have been improved taking into account the variability of operating conditions. Experimental studies of changes in CO2 concentration were conducted in three schools, in higher education institution and in residential building. The research results allowed to establish the actual level of CO2 concentration and air change rate under different operational and behavioral conditions in buildings during working hours, subject to comfortable conditions, and during non-use hours. The research results also help to determine the dynamics of changes in the studied factor over time under the building performance indicators influence. The obtained results allow to provide recommendations on ensuring the quality of indoor air exchange and on providing comfort working, studying and living conditions. The use of experimental and calculated air exchange rate values for various premises would allow to avoid in mathematical modeling the overestimation of the level of buildings energy consumption, which arises when standard air change rate values is using. So the obtained results allow to approximate more accurately the mathematical modeling results of buildings energy efficiency to the actual conditions and help to choose the optimal schedule for the building engineering networks managing considering comfort conditions with intermittent operation.