Pomiary zawartości dwutlenku węgla w pomieszczeniach

Pomiary dwutlenku węgla w pomieszczeniach

Poziom stężenia dwutlenku węgla (CO2) w pomieszczeniach jest dobrym wskaźnikiem skuteczności systemu wentylacji oraz dobrą miarą jakości powietrza znajdującego się wewnątrz budynków, w szczególności tych, w których pracuje lub może przebywać znaczna ilość osób – w budynkach biurowych, kinach, restauracjach, szkołach, placówkach świadczących usługi medyczne, budynkach użyteczności publicznej. Stężenie dwutlenku węgla (CO2) w pomieszczeniach w których przebywają ludzie rośnie, ponieważ CO2 jest produktem procesu oddychania - każdy człowiek w ciągu godziny produkuje około 20 l dwutlenku węgla. Poziom CO2 w zamkniętych pomieszczeniach zdecydowanie będzie wzrastać, jeżeli do pomieszczeń będzie doprowadzana zbyt mała ilość powietrza świeżego / system wentylacji nie będzie zapewniał dostatecznej ilości wymian powietrza dla faktycznej ilości osób znajdujących się w budynku / pomieszczeniu.

Za optymalną granicę poziomu dwutlenku węgla w pomieszczeniach przyjmuje się wartość 1000 ppm. Stężenie dwutlenku węgla powyżej tej wartości powoduje dyskomfort osób przebywających w pomieszczeniu. Przy poziomie CO2 powyżej 1000 ppm prawdopodobnie około 20% osób będzie odbierało powietrze w pomieszczeniu jako „nieświeże”. Wzrost zawartości dwutlenku węgla powyżej 1500 ppm bezsprzecznie powoduje szybki spadek koncentracji i wydajności pracy, odczucie senności i przygnębienia, otępienie, może powodować ból głowy.

Biuro Naukowo-Techniczne SIGMA świadczy na miejscu u klientów usługi pomiarowe z zakresu:

• badania stężenia dwutlenku węgla w pomieszczeniach,
• badania ilości powietrza nawiewanego do pomieszczeń przez system wentylacji (z wykorzystaniem balometru) w celu wyznaczenia ilości wymian powietrza w pomieszczeniach,
• badania pozostałych parametrów istotnych dla oceny komfortu osób przebywających w pomieszczeniach: temperatury powietrza, wilgotności względnej powietrza (RH%).

Zapraszamy do kontaktu celem omówienia wymaganego zakresu pomiarów: info@bnt-sigma.pl lub kom. 530 30 90 30.

W jakich punktach zazwyczaj wykonuje się pomiary dwutlenku węgla w pomieszczeniach?

Najwyższe stężenie dwutlenku węgla obserwuje się w obrębie miejsc przebywania ludzi / stanowisk pracy. Z upływem czasu dwutlenek węgla rozprzestrzenia po całym pomieszczeniu (np. dzięki klimatyzatorowi i/lub prądom konwekcyjnym tworzącym się na skutek lokalnych różnic temperatury w pomieszczeniu).

Najwłaściwsze jest wykonywanie pomiarów dwutlenku węgla:

• w pobliżu punktu nawiewu powietrza do pomieszczenia,
• w pobliżu punktu wywiewu powietrza do pomieszczenia,
• w środku pomieszczenia na wysokości około 1 m.

Nie wykonuje się pomiarów CO2 w narożnikach pomieszczeń oraz w pobliżu okien i drzwi. Zazwyczaj nie wykonuje się również pomiarów bezpośrednio w obrębie stanowiska pracy np. obok pracującej osoby, ze względu na ryzyko znacznego zawyżenia wartości mierzonej przez dużą ilość CO2 w powietrzu bezpośrednio wydychanym przez pracownika (powietrze wydychane zawiera ponad 100x większą ilość CO2 niż powietrze znajdujące się na zewnątrz budynków).

Podczas normalnego funkcjonowania pomieszczenia przy wywiewniku poziomy CO2 znajdują się typowo na poziomie niższym niż w centralnej części pomieszczenia. Obserwuje się tutaj wahania ilości dwutlenku węgla spowodowane turbulencyjnym charakterem przemieszczania się powietrza w pomieszczeniu. Podczas wietrzenia pomieszczenia (otwarte okno) przy wywiewkach możliwe są znaczące wzrosty stężenia CO2 - następuje w tym momencie usuwanie nadmiaru dwutlenku węgla z pomieszczenia.

Zawartość dwutlenku węgla w powietrzu na zewnątrz oraz wewnątrz budynków

Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wynosi typowo 350-450 ppm. W obszarach miejskich wartość ta zmienia się zależnie od występującego lokalnie natężenia ruchu samochodów, zagęszczenia przemysłu, warunków pogodowych (obecność wiatru). W obszarach mniej zurbanizowanych zawartość dwutlenku węgla osiąga nawet wartości poniżej 350 ppm.

Poziom stężenia CO2 wewnątrz pomieszczenia uwarunkowany jest przede wszystkim ilością przebywających w pomieszczeniu osób oraz skutecznością systemu wentylacji. Każdy wydech przeciętnego dorosłego człowieka zawiera 35 000 - 50 000 ppm CO2. W ciągu godziny dorosły człowiek wydycha w sumie ok. 20 l dwutlenku węgla. Ilość wydychanego CO2 wzrasta wraz ze wzrostem temperatury w pomieszczeniu, ilość wydychanego dwutlenku węgla najmocniej rośnie jednak w warunkach wzmożonego wysiłku/ intensywnej aktywności fizycznej.
Niestety w pomieszczeniach z wentylacją grawitacyjną zazwyczaj bardzo łatwo przekroczyć stężenia dwutlenku węgla 1000-1500ppm – współczesne budynki pomieszczenia posiadają zbyt szczelną stolarkę okienną, okna nie posiadają nawiewników, pomieszczenia są zbyt rzadko przewietrzane poprzez uchylenie lub pełen otwarcie okna.
Zbyt wysoki poziom dwutlenku węgla obserwuje się również w pomieszczeniach wyposażonych w układy wentylacji mechanicznej (np. w pomieszczeniach biurowych), w których najczęściej ze względów oszczędnościowych zmniejszono wydajność systemu wentylacji (zmniejszenie zużycia energii elektrycznej przez wentylatory) i/lub zmniejszono w ilości powietrza nawiewanego udział powietrza świeżego (redukcja kosztu ogrzewania lub schładzania powietrza świeżego pobranego z zewnątrz).
W nowych budynkach występuje również zjawisko wydzielania się dwutlenku węgla ze ścian na skutek „dojrzewania” świeżych tynków i innych materiałów budowlanych, natomiast przyjmuje się, że zjawisko to ma znaczenie marginalne biorąc pod uwagę ilości dwutlenku węgla wytwarzane przez przebywających w pomieszczeniu ludzi.

W jaki sposób wyznacza się zapotrzebowanie na powietrze świeże

Przy zastosowaniu wentylacji, której działanie uzależnione jest od ilości dwutlenku węgla w pomieszczeniu, można określić wymaganą ilość powietrza świeżego zgodnie z poniższym wzorem:

gdzie:

m· – emisja dwutlenku węgla, l/h;

S – stężenie objętościowe dwutlenku węgla w pomieszczeniu, ppm;

Sn – stężenie objętościowe dwutlenku węgla w powietrzu nawiewanym, ppm;

V· – ilość powietrza wentylacyjnego, l/h.

Wentylacja o wydajności 20-30 m3/h na 1 osobę (!) jest więc w stanie typowo zapewnić poziom dwutlenku węgla 800-1500 ppm. Podniesienie komfortu przebywania w pomieszczeniu (stężenie CO2 nieprzekraczające 1000 ppm ,tzw. wskaźnik Pettenkofera) można zapewnić wentylacją dostarczającą ok. 32 m3/h na 1 osobę (!).

W pomieszczaniach, których jest możliwe otwarcie okien, optymalnie jeśli wietrzenie można by przeprowadzić co około 1 godzinę przez czas około 10-15 minut. Wychłodzenie pomieszczeń podczas wietrzenia (nawet dłuższego) jest zazwyczaj minimalne, np. dla temperatury na zewnątrz 8°C po 20 min intensywnego wietrzenia pomieszczenia następuje obniżenie temperatury maksymalnie o 1,5 – 2°C. Warto pamiętać, że powrót do stężenia CO2 na poziomie 1000 ppm może nastąpić już w ciągu pół godziny - 1 godziny normalnego użytkowania pomieszczenia...

Limity zawartości dwutlenku węgla w pomieszczeniach

Optymalne dla ludzi stężenie dwutlenku węgla powinno być jak najbardziej zbliżone do tego, które znajduje się na zewnątrz budynku. Normy europejskie, amerykańskie (ASHRAE) i opracowane przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) wskazują na wartość 1000 ppm (0,1%) jako graniczną w pomieszczeniu, w którym ciągle przebywają ludzie.

Rozporządzenie Ministerstwa Pracy i Polityki Społecznej w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy Dz.U. 2002 nr 212 poz. 1833, wskazuje najwyższe dopuszczalne stężenie dla dwutlenku węgla (NDS) na poziomie 5000 ppm (0,5%). Z kolei stężenie 10% CO2 uważane jest za śmiertelne.

Składanie zamówień

Zapraszamy do kontaktu celem indywidualnej wyceny badania, omówienia warunków prowadzenia testu
(email: info@bnt-sigma.pl; tel. 530 30 90 30).