Patalpų vėdinimo ir kondicionavimo sistemos įrengiamos ne tik visuomeninės paskirties pastatuose, bet ir gyvenamuosiuose namuose ‒ tiek individualiuose, tiek daugiabučiuose. Tačiau vis dar ginčijamasi, kokią geriausiai pasirinkti vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemą, ar iš viso apsimoka kondicionuoti patalpų orą? Norėdami gauti teisingą atsakymą į klausimus ir išsklaidyti abejones, ne vienos šalies mokslininkai atlieka patalpų mikroklimato tyrimus. Jų rezultatai svarbūs visiems - gyventojams, projektuotojams, NT plėtotojams.
Oro vėsinimo (kondicionavimo) sistemų įdiegimas gyvenamuosiuose ar kitos paskirties pastatuose siejamas ne tik su aukšta pastato mikroklimato parametrų palaikymo kaina − dėl oro vėsinimo išaugusiomis energijos sąnaudomis, bet ir su abejonėmis, ar bus užtikrinta patalpų šiluminės aplinkos kokybė, nuo kurios priklauso sveikata.
Daugelyje per pastarąjį dešimtmetį pastatytų naujų gyvenamųjų (daugiau individualių) ir negyvenamųjų pastatų įrengtos įvairios oro vėsinimo, t. y. kondicionavimo, sistemos užtikrina pasirinktą šiluminio komforto lygį ir palaiko švaresnį orą. Remiantis energijos sąnaudų pasiskirstymo pastatuose duomenimis, matyti, kad energijos poreikis patalpoms vėdinti ir orui vėsinti sudaro nemažą visų bendrųjų pastato energijos sąnaudų dalį − apie 10 proc.
Pagal statistiką daugelis žmonių patalpose praleidžia apie 80 proc. paros laiko. Vidutiniškai per minutę žmogus įkvepia 16-20 kartų. Į aplinką jis iškvėpia CO2 ir vandens garus, be to, prakaituoja. Patalpose tinkamų mikroklimato parametrų nepalaiko ir maisto gaminimo procesai, skalbimas, įvairių buitinės chemijos produktų naudojimas, rūkymo įpročiai, iš namų apyvokos plastikinių elementų ar dažytų paviršių išsiskiriančios cheminės medžiagos.
Kartais manoma, kad pats žmogus geriausiai jaučia, ar komfortiškas mikroklimatas. Taip linkę manyti natūralaus vėdinimo šalininkai. Tačiau, specialistų teigimu, žmogui neužtenka jautrių receptorių, galinčių įvertinti oro kokybę, santykinę jo drėgmę ir CO2 koncentraciją. Žmogaus receptoriai jautriai tegali vertinti kvapus. Deja, papratai prie jų priprantama gana greitai. Jau po pusvalandžio receptoriai tampa nebe tokie jautrūs patalpos orui ir, tik iš jos išėjus ir vėl sugrįžus, galima suvokti, kad viduje blogas oras.
Tarptautinio pastatų mikroklimato ir energijos centro (angl. International Centre for Indoor Environment & Energy) Danijoje atlikti tyrimai parodė, kad dėl netinkamos oro kokybės parametrų labai sumažėja ir žmonių darbingumas. Tačiau įrodyta, kad pašalinus teršalų šaltinį ir tiekiant iš lauko į patalpą gryno oro kiekį, didesnį už vertę, reglamentuojamą normatyviniuose dokumentuose (10 l/s vienam žmogui), žmogaus savijauta pagerėja ir darbo našumas didėja 1,8 proc., kiekvieną kartą dvigubai padidėjus tiekiamajam oro kiekiui.
Aišku, asmeninė žmogaus patirtis - tai geriausias būdas įtikinti daugelį, kad sunku išlikti veikliam, kai patalpoje yra per šalta ar per karšta. Danų mokslininkas dr. D. Wyon ištyrė, kad patalpos mikroklimato pokytis nuo 18 °C iki 28 °C oro temperatūros gali padidinti nepatenkintųjų šilumine aplinka žmonių nuo 10 proc. iki 90 proc. Dar daugiau − žmonių susirgimų skaičių labiausiai lemia patalpų vėdinimo kokybė. Tyrimai rodo, kad, tinkamai vėdinant patalpas, susirgimų skaičių galima sumažinti kelis kartus.
Dar neretai pasitaiko atvejų, kai pasistatę svajonių namus jų šeimininkai atidėlioja sprendimą įsirengti juose modernią patalpų vėdinimo sistemą. Dažniausiai tai padaryti trukdo ne viena priežastis. Visų pirma juos glumina labai išaugusi rinkos pasiūla ir baimė apsirikti iš begalės pasirenkant ne pačią tinkamiausią sistemą, užtikrinančią komfortišką mikroklimatą patalpose. Apsispręsti trukdo ir žinių stoka, ir abejonės, ar iš tikrųjų sveika kvėpuoti ne natūraliu, bet vėsinamu ir kondicionierių apdorotu oru.
Kad dėl pirmosios priežasties būtų išsklaidytos abejonės, reikėtų pasidomėti ne per seniausiai VGTU mokslininkų atlikto eksperimentinio tyrimo rezultatais. Jie ne tik atsakė į klausimą ar apsimoka kondicionuoti patalpų orą, bet ir parodė, kokią mikroklimato palaikymo sistemą mūsų sąlygomis geriausia ir naudingiausia įsirengti. Mokslininkams buvo svarbu įvertinti ekonominį optimalaus patalpų mikroklimato efektą.
Tyrimo metodika
Tyrimo objektu buvo pasirinkta 94,5 m2 ploto patalpa, esanti pastato, laikomo Lietuvos ankstyvojo klasicizmo architektūros paminklu, palėpėje. Šiandien labai panašiose patalpose gyvena ar dirba nemaža dalis ne tik sostinės, bet ir kitų šalies miestų gyventojų. Konkrečiai tyrimui pasirinktoje patalpoje dirbo dešimt sėdimą protinį darbą dirbančių žmonių.
Eksperimentinio tyrimo metu buvo matuoti pagrindiniai šiluminės aplinkos parametrai: tiriamosios patalpos oro temperatūra, santykinė drėgmė, taip pat esamos vėsinimo sistemos tiekiamo oro temperatūra bei išorės oro temperatūros pavėsyje ir saulėtoje vietoje. Matavimų duomenys buvo kaupiami tris vasaros savaites 5 minučių intervalu. Skaičiavimo metodikai numatytas oro judėjimo greitis patalpoje buvo 0,2 m/s, o šiluminio spinduliavimo vidutinei temperatūrai nustatyti buvo daroma prielaida, kad ji lygi patalpos oro temperatūrai.
Atsižvelgus į tiriamojoje patalpoje dirbančių žmonių fizinį aktyvumą, žmonių medžiagų apykaita buvo prilyginta 70 W/m2, o aprangos šiluminė varža − 0,110 m2•K/W. Remiantis matavimų duomenimis, buvo skaičiuojamas numatomas vidutinis patalpų šiluminio komforto įvertis ir nepatenkintųjų nuošimtis.
Remiantis pelno įvertinimo metodika, buvo nustatyti du pagrindiniai jo vertinimo kriterijai, t. y. darbuotojo sukuriama vertė ir įmonės veiklos sąnaudos per vėsinimo laikotarpį. Antruoju atveju buvo gauti blogesni rezultatai. Taigi aišku, kad netinkamas ir neefektyvus sistemos parinkimas pablogina žmonių savijautą ir gerokai sumažina jų darbingumą.
Apskaičiavus pasirinktų minėtų alternatyvių oro kondicionavimo sistemų atsipirkimo laiką, buvo nustatytas ir santykinis atitinkamų investicijų patrauklumas. Mokslininkai nustatė, kad investicijoms į oro kondicionavimo sistemos įrengimą atsipirkti reikia dvejų metų periodo, t. y. dviejų vasarų šešių mėnesių, kad tokia investicija būtų nenuostolinga.
Atsižvelgus į gautus ekonominės analizės rezultatus ir apskaičiuotą kiekvienos čia minėtos alternatyvios sistemos atsipirkimo laiką, optimali oro vėsinimo sistema investicijų atžvilgiu yra oro vėsinimo sistema su tiekiamu ir šalinamu atvėsintu lauko oru (1). Gauti minėto tyrimo rezultatai dar kartą įrodė lyg ir jau žinomą, tačiau vis dar retai skaičiais grindžiamą tiesą - verta investuoti ir sukurti patalpose geras mikroklimato sąlygas ne tik dėl sveikatos, bet ir dėl finansinės naudos.
Šiuo atveju galima tik pasidžiaugti, kad tikslingai Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) Pastatų energetikos katedroje rengiami specialistai šiais energijos taupymo laikais dirba konkretų, itin naudingą darbą. Beje, čia gaunamos profesinės žinios leidžia jiems spręsti ne tik energijos vartojimo pastato inžinerinėse sistemose taupymo klausimus, bet ir tinkamo pastatų aprūpinimo energijos iš atsinaujinančiųjų šaltinių problemas.
Tie gyvenamųjų būstų savininkai, kurie iki šiol dar abejoja, ar iš tikrųjų sveika kvėpuoti vėsinamu oru, turėtų atkreipti dėmesį į tai, kad šiuolaikinės oro gerinimo sistemos veikia kompleksiškai. Jose įdiegti naujoviški filtrai, kurie pašalina iš oro ne tik dulkes, bet ir žiedadulkes, namų erkutes, sporas, net naminių gyvūnų plaukelius. Be to, kartais nevėdinamose patalpose, kuriose neveikia kondicionieriai, oras tampa kur kas kenksmingesnis už atmosferinį: jį jonizuoja kompiuteriai, monitoriai, kiti buities prietaisai.
Kondicionuoto oro priešininkai neretai kaip kondicionavimo minusą įvardija peršalimo tikimybę. Peršalimas gresia, jei sudaromas per didelis kontrastas tarp lauko ir vidaus temperatūrų. Pavyzdžiui, atitinkamai 32 °C ir 18 °C. Tačiau, kondicionavimo parametrus galima reguliuoti. Patartina palaikyti ne didesnį nei, pavyzdžiui, 5-7 °C skirtumą tarp lauko ir vidaus oro temperatūrų ir šios problemos neliks. Žinoma, nereikia pamiršti, kad, norint neperšalti, negalima būti per arti kondicionieriaus, tiesiai ties pučiama oro srove. Tačiau ir to nereikėtų sureikšminti.
Vartotojams, kuriems pagrindiniu argumentu - įsirengti namuose patalpų vėsinimo ir vėdinimo sistemas ar ne - yra investicijų dydžio klausimas, derėtų žinoti, kad šiandien įrenginiai gali būti įvairiausių modifikacijų ir kainuoti „pagal kišenę“. Pavyzdžiui, jie gali veikti ištisus metus arba tik šiltuoju metų periodu. Tinkamai parinkus reikalingų charakteristikų įrenginius, pritaikytus veikti ekonomiškiausiu režimu konkrečiomis sąlygomis ir reguliuojamus išmaniosiomis technologijomis, galima neabejoti, kad bus išsaugota ne tik sveikata, bet ir nemažai sutaupyta šildymo bei kitų lėšų, skirtų patalpų eksploatacijai.
Taip pat nereikėtų laukti, kol rinkoje atpigs moderniausia pastatų vėdinimo ir šildymo įranga. Argumentas paprastas - per tą laiką kol ji atpigs, dėl prasto oro gali gerokai pablogėti sveikata. Renkantis sistemą reikia apsispręsti, ar ji bus naudojama tik patalpoms vėsinti, ar ir šildyti. Be to, reikia atsižvelgti į patalpos tūrį, stogo paviršiaus plotą, patalpoje būnančių žmonių skaičių, langų plotą ir skaičių, patalpoje išskiriančios šilumą įrangos galingumą.
Šiandien siekiama, kad šiuolaikiškame gyvenamajame būste oras atitiktų du pagrindinius kriterijus: pirma, žmogus turi dirbti ir ilsėtis švariame ir pakankamai šiltame ore, antra, tinkamam orui tiekti ir jam paruošti turi pakakti minimalaus energijos kiekio. Todėl nusprendusiam gyventi komfortiškame mikroklimate ir ekonomijos siekiančiam būsto savininkui patartina nepasitikėti savo paties žiniomis ar draugų patarimais, o kreiptis į profesionalų oro vėdinimo sistemų specialistą.
Oro kokybės įtaka darbingumui:
Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) veikla:
- Aplinkotyros skyriuje sukoncentruota pažangi mokslinė įranga bei žinios tiriant atmosferos taršą ir su ją susijusią klimato kaitą, kuriami aplinkotyriniai prietaisai, vystomi nauji aplinkos kokybės vertinimo metodai.
- Tiriami natūralios bei antropogeninės kilmės aerozolio dalelių formavimąsi bei evoliuciją lemiantys fundamentiniai procesai bei sąryšiai su pagrindiniais taršos šaltiniais ir dinamiką kontroliuojančiais vyksmais.
- Kompetencija orientuota į inovatyvių ir išmanių taršos šaltinių nustatymo bei vertinimo metodų kūrimą ir taikymą charakterizuojant įvairiuose ūkio sektoriuose naudojamų kuro rūšių poveikį aplinkos būklei ir klimato kaitos švelninimui.
Skyrius prisideda gerinant šalies efektyvių oro taršos kontrolės ir klimato kaitos švelninimo ir prisitaikymo prie klimato kaitos strategijų kūrimą kas leidžia integruoti Lietuvoje generuojamas naujas pažangias oro kokybės užtikrinimo žinias į globalinį mokslinių tyrimų tinklą ir projektus. Ypatingas dėmesys skiriamas technologijų taikymui ir diegimui aplinkos oro ir patalpų mikroklimato kokybės vertinimo ir kontrolės sistemose.
Yra kuriama inovatyvi gyvsidabrio nustatymo metodika ir prietaisas, skirtas ore ar kitose dujose esančiai elementinei gyvsidabrio komponentei nustatyti. Atliekama grafeno oksido ir grafeno oksido magnetito, Berlyno mėlio ir chitozano pagrindu nano-kompozitų sintezė, tiriamas jų taikymas užterštų kenksmingais metalais (pvz, Co, Ni, Cu, Pb) ir radionuklidais (pvz., Cs, Pu, Am) terpių valymui bei metalus ir radionuklidus koncentruojant iš aplinkos mėginių analitiniams tikslams.
Taip pat taikomi radioanalitiniai metodai radionuklidų (238,239,240,341Pu, 241Am, 242,243,244Cm, 90Sr, 55Fe, 63Ni) ruošimo iš įvairių terpių matavimams, alfa ir gama spektrometrija.
FTMC Branduolinių tyrimų skyriuje atliekami tyrimai branduolio bei masių spektroskopijos srityse, plėtojamos pažangios aplinkotyrinės ir aplinką tausojančios branduolinio kuro ciklo technologijos, diegiami nauji medžiagų analizės ir modifikavimo metodai.
Eksperimentinėje branduolio fizikos laboratorijoje atliekami įvairūs darbai nuo teorinio radionuklidų susidarymo reaktoriuje modeliavimo ir eksperimentinio jų nustatymo iki naujų technologijų sukūrimo užtikrinant branduolinės energetikos saugą bei optimizuojant radioaktyviųjų atliekų tvarkymą.
Skyriuje išvystytas radioaktyviųjų atliekų nuklidinės sudėties nustatymas panaudojant proporcingumo daugiklių (nuklidinio vektoriaus) metodas, kuris sėkmingai taikomas tiek Lietuvoje Ignalinos AE uždarymo procese tvarkant radioaktyviąsias atliekas (Valstybinių TSO techninė parama IAE radiologinio charakterizavimo srityje), tiek ir kituose branduoliniuose objektuose užsienyje (Paldiski povandeninio laivo reaktorius, PREDIS ES projektas).
Vystomi pavojingų ir radioaktyviųjų atliekų pakuočių ir atliekynų, taip pat ir ilgalaikio geologinio saugojimo kapinynų inžinerinių barjerų degradavimo teoriniai ir eksperimentiniai tyrimai, analizuojama radionuklidų sklaida ir kaupimosi procesai aplinkos sanduose (EURAD ES projektas).
Radioaktyviųjų medžiagų charakterizavimas atliekamas pasitelkiant alfa, beta ir gama spektrometrijos metodus, išvystyti radiocheminiai metodai plutonio (238Pu, 239,240Pu), cezio (134Cs, 137Cs), americio (241Am, 243Am), stroncio (89Sr, 90Sr), technecio (99Tc), geležies (55Fe), nikelio (63Ni) ir švino (210Pb) izotopų nustatymui įvairiose terpėse.
Medžiagų nuklidinės sudėties evoliucijos modeliavimas neutronų sraute atliekamas pasitelkiant programinius kodus MCNP, SCALE, GEANT4, reaktorių vandens cirkuliacinio kontūro ir susijusių sistemų taršos modeliavimas atliekamas su OSCAR, adaptuojami kiti modeliai (kaip LietDos) aplinkosauginėms problemoms spręsti.
Atliekami didelės energijos šviesos impulsų sąveikos su medžiaga procesų tyrimai, naujų jonizuojančiąją spinduliuotę detektuojančių medžiagų paieška ir tyrimai.
Masių spektrometrijos laboratorijoje išplėtoti metodai taikomi medžiagotyroje, biologijoje ir aplinkotyroje. Šie metodai ypač pasitarnauja atmosferos mikropriemaišų cheminės ir izotopinės sudėties tyrimams bei kuriant naujas technologijas aplinkos oro taršos ir klimato kaitos švelninimui.
Vystomas unikalus stabiliųjų izotopų santykio metodas, kuris leidžia spręsti apie atmosferoje vykstančius procesus, aerozolio dalelių ir dujų komponenčių šaltinius, erdvinį ir laikinį jų pasiskirstymą. Inovatyviais metodais tiriant atmosferos mikropriemaišų cheminę ir izotopinę sudėtį atskleidžiami nauji fizikiniai ir cheminiai vyksmų mechanizmai atmosferoje.
Stabiliųjų izotopų metodas taip pat naudojamas geologinių archyvų analizėje, o tai leidžia nustatyti klimato kaitos dėsningumus laiko perspektyvoje. Atmosferinių nuodėdų tyrimai stabiliųjų izotopų metodu leidžia įvertinti anglies dvideginio pašalinimo iš atmosferos spartą.
Greitintuvo masių spektrometrijos (AMS) anglies izotopinio santykio matavimai medžiagose taikomi archeologiniam datavimui, aplinkotyros, biologiniams ir technologiniams tyrimams.
Intensyviai dirbama su naujomis metodikomis ir įranga, skirta atmosferos mikropriemaišų cheminės bei izotopinės sudėties analize. Šie tyrimai bus gyvybiškai svarbūs norint suprasti ir kontroliuoti oro taršą, taip pat spręsti su klimato kaita susijusius iššūkius. Aktyviai dalyvaujama tarptautiniuose projektuose, nuolat plečiamas bendradarbiavimas su įvairių sričių mokslininkais bei pramonės atstovais.
tags: #patalpu #mikroklimato #tyrimas