Исследование показало, что городские офисные здания выбрасывают летучие химические вещества на улицу, сравнимые с выбросами от дорожного движения

Исследователи из Университета Пердью говорят, что воздух, выходящий из офисных зданий в городских районах, может быть более загрязненным, чем считалось ранее.

Исследовательская группа под руководством Брэндона Бура, доцента Школы гражданского строительства Лайлса, опубликовала новое исследование в журнале. Отчеты о сотовой связи обнаружили, что современные здания постоянно выделяют летучие органические соединения (ЛОС) в наружный воздух и, вероятно, вносят важный вклад в бремя ЛОС в городской атмосфере. Команда провела прямые измерения обмена загрязнителями воздуха внутри и снаружи помещений в высокопроизводительном офисном здании, используя самые современные приборы для измерения качества воздуха и передовую платформу автоматизации здания.

«Мы традиционно думаем о фильтрации наружного воздуха, поступающего в наши здания. Основываясь на результатах нашего исследования, теперь нам необходимо рассмотреть возможность очистки воздуха, выходящего из наших офисов, домов и школ, чтобы сократить выбросы ЛОС в окружающую среду», — сказал Боор.

Целью этого исследования, по словам Боора, является точное измерение содержания ЛОС в воздухе, поступающем в городские здания и из них, и использование этих данных для понимания того, как пребывание людей и эксплуатация зданий влияют на перенос ЛОС между воздухом в помещении и на открытом воздухе. Бур сказал, что влияние воздухообмена между атмосферой внутри и снаружи на загрязнение воздуха в городах до сих пор не до конца изучено и ранее оно не было полностью исследовано в современном офисном здании со сложной системой вентиляции.

«Фундаментальное понимание судьбы и переноса загрязнителей городского воздуха важно для разработки стратегий и политики смягчения последствий, которые могут улучшить качество городского воздуха и уменьшить неблагоприятное воздействие на здоровье человека и климат», — сказал Боор. «Многочисленные исследования продемонстрировали значительное влияние транспортных, промышленных и биогенных выбросов на загрязнение городского воздуха. Однако влияние взаимодействия загрязнителей городского воздуха со зданиями часто упускается из виду».

Современные общественные и коммерческие здания обычно оснащены системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), чтобы обеспечить улучшенное качество воздуха в помещении и тепловой комфорт. Когда городской воздух механически циркулирует по зданиям, его состав может существенно измениться из-за взаимодействия с компонентами системы отопления, вентиляции и кондиционирования, воздухом в помещении, людьми и поверхностями внутри помещения.

«Здания занимают значительную часть земельной площади в городах и обеспечивают значительную часть занятого внутреннего пространства», — сказал Тяньрен Ву, первый автор исследования и доцент кафедры гражданского и архитектурного проектирования и строительства Университета Цинциннати. Управление.

«Для удовлетворения требований к вентиляции здания и тепловому комфорту между зданием и окружающей его городской атмосферой происходит активный обмен значительного количества воздуха. к внутреннему транспорту и трансформации загрязняющих веществ, особенно в густонаселенных городах».

Строительные материалы, внутренняя отделка, а также жильцы и их деятельность, такая как приготовление пищи, уборка и использование потребительских товаров и средств личной гигиены, могут выделять различные газообразные и твердые загрязняющие вещества, которые могут напрямую выбрасываться в городскую атмосферу через систему HVAC здания. Исследование Бура показало, что концентрации ЛОС внутри помещений в 2–15 раз выше, чем на открытом воздухе, и что на единицу площади выбросы ЛОС от зданий сопоставимы с выбросами транспортных средств, промышленными и биогенными выбросами.

Примечательно, что команда обнаружила, что офис является значительным источником выбросов реактивных монотерпенов и силоксанов в окружающую среду. Силоксаны широко используются в дезодорантах, парфюмерии, лосьонах и средствах по уходу за волосами. Недавнее исследование, проведенное Нусратом Юнгом из Purdue, доцентом кафедры гражданского строительства, показало, что при ежедневном уходе за волосами большое количество выбрасывается в наружный воздух через вытяжку ванной комнаты, что еще раз демонстрирует, как здания могут влиять на загрязнение наружного воздуха.

«Поведение источника и стока в здании динамически менялось в зависимости от занятости и условий вентиляции здания», — сказал Боор. «Наши результаты показывают, что здания могут напрямую влиять на качество городского воздуха из-за значительного обмена воздуха внутри и снаружи».

Что касается того, что можно сделать для снижения выбросов ЛОС из зданий, Боор сказал, что необходимо уделять больше внимания удалению ЛОС в системах отопления, вентиляции и кондиционирования с использованием угольных фильтров и других технологий очистки воздуха. По словам Боора, также поможет использование потребительских товаров и товаров личной гигиены с низким уровнем выбросов ЛОС.

В этом исследовании приняли участие исследователи из Университета Индианы и RJ Lee Group Inc.

Получение данных

Команда Бура исследовала влияние источников и поглотителей реалистичного офиса открытой планировки с механической вентиляцией и его системы HVAC на загрязнители городского воздуха в ходе комплексной месячной кампании полевых измерений. Офис, в котором они проводили месячные исследования, находится в лаборатории Рэя У. Херрика, высокопроизводительном здании, имеющем золотой сертификат LEED (Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании) в центральной Индиане. Офис постоянно вентилируется с помощью независимой вентиляционной установки.

Полевая измерительная кампания проводилась в течение зимнего сезона. В исследовании были изучены три типа распространенных загрязнителей городского воздуха, включая летучие органические соединения, озон и мелкие твердые частицы. Условия механической вентиляции здания тщательно контролировались для количественной оценки чистых массовых выбросов из офиса и его системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в городскую атмосферу. Содержание ЛОС измерялось в режиме реального времени в различных местах системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с помощью времяпролетного масс-спектрометра с высоким разрешением для реакции переноса протона.