Analiza učinkovitosti prezračevanja stavb na osnovi meritev in simulacij koncentracij ogljikovega dioksida in radona : magistrsko delo št.: 274/II. GR

Vene, Ožbej (avtor), Dovjak, Mateja (mentor), Vaupotič, Janja (komentor)

Kakovost notranjega zraka je odvisna od medsebojnega vpliva značilnosti lokacije, stavbe in stavbnega ovoja, vedenja uporabnikov in učinkovitosti prezračevanja. Glavni namen raziskave je analizirati učinkovitost prezračevanja na osnovi meritev in nestacionarnih simulacij koncentracij ogljikovega dioksida (CO2) in radona ( 222Rn), ki so bile izvedene na dveh primerih ventilacijskih con: soba v enodružinski hiši (DH) in soba v večstanovanjski stavbi (VS). Metoda je vključevala: i) izdelavo modelov DH in VS; ii) izvedbo kontinuirnih meritev koncentracij CO2 in 222Rn v zraku DH in VS jeseni in pozimi, spremljanje mikroklimatskih razmer in beleženje urnika prezračevanja; iii) nestacionarne simulacije zahtevanih in priporočenih stopenj prezračevanja (scenariji 1‒6) s programom CONTAM 3.4. (National Institute of Standards and Technology, 2020); iv) oceno učinkovitosti prezračevanja z določitvijo optimalnih stopenj prezračevanja za DH model pri pogoju, da koncentracije obeh onesnaževal ne presežejo mejnih vrednosti (CCO2 <1000 ppm in CRn <100 Bq m‒3 ). Z nestacionarno analizo podatkov smo določili optimalne stopnje prezračevanja, ki zagotavljajo CRn <100 Bq m‒3 in CCO2 <1000 ppm za celotno obdobje. Optimalna stopnja prezračevanja v modela DH je jeseni 1,4 h‒1 (69,9 m3 h ‒1 ), pozimi 1,8 h‒1 (89,9 m3 h ‒1 ); v modelu VS pa 0,5 h‒1 (34,6 m3 h ‒1 ) jeseni. Vrednosti optimalnih stopenj za učinkovito prezračevanje so višje za faktor 2,5‒9,0 od priporočenih ali zahtevanih stopenj po nacionalni zakonodaji. Najnižja stopnja prezračevanja za čas zasedenosti prostora z uporabniki je v scenariju 3 (0,5 h ‒1 ; 25 m3 h ‒1 za model DH in 34,6 m3 h ‒1 za model VS) in vodi v prekoračitev mejnih vrednosti za CO2 1000 ppm, in sicer v modelu DH za 8 % časa jeseni (povprečna koncentracija 621  242 ppm) in 7 % časa pozimi (povprečna koncentracija 630  230 ppm) ter v modelu VS za 0 % časa jeseni (povprečna koncentracija 745  154 ppm). Mejna vrednost CRn 100 Bq m‒3 je pri modelu DH jeseni prekoračena za manj kot 1 % časa (povprečna koncentracija 49  16 Bq m‒3 ), pozimi pa 8 % časa (povprečna koncentracija 74  18 Bq m‒3 ). Tudi v modelu VS je jeseni mejna vrednost CRn 100 Bq m‒3 prekoračena manj kot 1 % časa (povprečna koncentracija 35  15 Bq m‒3 ). Predstavljen pristop analize učinkovitosti prezračevanja je uporaben tudi za stavbe ostalih namembnosti, saj omogoča določitev optimalne stopnje prezračevanja na osnovi vseh vplivnih faktorjev in kazalnikov učinkovitosti prezračevanja. CO2 in 222Rn sta se v naši raziskavi izkazala kot uporabna kazalnika učinkovitosti prezračevanja, ki se dopolnjujeta, saj imata različen izvor (celično dihanje, zemljina), oba pa izkazujeta dnevni in sezonski cikel spreminjanja koncentracije. Celovit pristop analize podatkov z uporabo nestacionarnega modela simulacije, ki upošteva medsebojni vpliv lokacije, zasnove stavbe, specifike uporabnikov (prisotnost v prostoru, aktivnosti) ter cikel spreminjanja koncentracij onesnaževal, vodi v izboljšanje kakovosti notranjega zraka.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: gradbeništvo, magistrska dela, GR, kakovost notranjega zraka, stanovanjske stavbe, učinkovitost prezračevanja, ogljikov dioksid, radon, meritve, simulacije
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
• Organizacija: FGG - Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo
• Kraj izida: Ljubljana
• Založnik: [O. Vene]
• Leto izida: 2023
• Št. strani: XV, 46 str.
• PID: 20.500.12556/RUL-148100-95b42afe-7161-d02a-ed2c-73e3884cebd9
• UDK: 502.3:613.15(043.3)
• COBISS.SI-ID: 160298243
• Datum objave v RUL: 27.07.2023

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Analysis of building ventilation efficiency based on measurements and simulations of carbon dioxide and radon concentrations : master thesis no.: 274/II. GR

Izvleček

Indoor air quality depends on the interaction of site, building and building envelope characteristics, occupant behaviour and ventilation performance. The main objective of the study is to analyse the ventilation performance based on measurements and non-stationary simulations of carbon dioxide (CO2) and radon (222Rn) concentrations performed on two example ventilation zones: a room in a single-family house (DH) and a room in a multi-apartment building (VS). The method included: i) modelling of DH and VS; ii) continuous measurements of CO2 and 222Rn concentrations in the air of DH and VS in autumn and winter, monitoring of microclimatic conditions and recording of the ventilation schedule; iii) nonstationary simulations of the required and recommended ventilation rates (scenarios 1‒6) with CONTAM 3. 4. (National Institute of Standards and Technology, 2020); iv) evaluation of the ventilation performance by determining the optimal ventilation rates for the DH model, provided that the concentrations of both pollutants do not exceed the limit values (CCO2 <1000 ppm and CRn <100 Bq m‒3 ). Using non-stationary data analysis, we have determined the optimal ventilation rates to ensure CRn <100 Bq m‒3 and CCO2 <1000 ppm for the whole period. The optimal ventilation rate in the DH model is 1.4 h ‒1 (69.9 m3 h ‒1 ) in autumn, 1.8 h‒1 (89.9 m3 h ‒1 ) in winter; and 0.5 h‒1 (34.6 m3 h ‒1 ) in autumn in the VS model. The values of the optimal rates for effective ventilation are higher by a factor of 2.5‒9.0 than the recommended or required rates under national legislation. The lowest ventilation rate for occupancy times is in Scenario 3 (0.5 h‒1 ; 25 m3 h ‒1 for the DH model and 34.6 m3 h ‒1 for the VS model) and leads to an exceedance of the limit values for CO2 of 1000 ppm, for 8 % of the time in the DH model in autumn (average concentration of 621  242 ppm) and 7 % of the time in winter (average concentration of 630  230 ppm) and for 0 % of the time in the VS model in autumn (average concentration of 745  154 ppm). The CRn limit of 100 Bq m‒3 is exceeded less than 1 % of the time in the DH model in autumn (mean concentration 49  16 Bq m‒3 ) and 8 % of the time in winter (mean concentration 74  18 Bq m‒3 ). Also, in the VS model, the CRn limit of 100 Bq m‒3 is exceeded less than 1 % of the time in autumn (mean concentration 35  15 Bq m‒3 ). The presented approach for ventilation performance analysis is also applicable to buildings of other uses, as it allows the determination of the optimal ventilation rate based on all influencing factors and ventilation performance indicators. CO2 and 222Rn proved to be useful ventilation performance indicators in our study, which are complementary as they have different origins (cellular respiration, soil), and both show a diurnal and seasonal cycle of concentration variation. An integrated approach to data analysis using a non-stationary simulation model, considering the interaction of location, building design, occupant specificities (occupancy, activities) and the cycle of pollutant concentration changes, leads to an improvement in indoor air quality.

• Ključne besede: civil engineering, master thesis, indoor air quality, residential buildings, ventilation efficiency, lacarbon dioxide, radon, measurements, simulations