Untersuchung der Luftqualität in Innenräumen

Eine gute Luftqualität ist ein entscheidender Faktor für die Gesundheit und Sicherheit der Menschen, sei es in der Industrie, in einem Büro oder in einer Wohnung. Die Luft kann durch Schadstoffe verunreinigt werden. Schadstoffe sind Partikel, die für Lebewesen schädlich sind und sich mit der Luft fortbewegen. Man misst die Luftverschmutzung in Teilen pro Million (ppm). Diese Einheit entspricht der Anzahl der Moleküle, die man pro Million Luftmoleküle zu messen versucht. Je höher der Verschmutzungsgrad, desto verschmutzter ist die Luft, also wird ihre Qualität schlechter.

Schadstoffe sowie andere Chemikalien können Gesundheitsprobleme verursachen und somit zu einer geringeren Produktivität sowie zu Unbehagen und Stress für die Mitarbeiter führen. Tatsächlich kann verschmutzte Raumluft bei exponierten Personen kurzfristig Husten, Schwindel, Kopfschmerzen, Schleimhautreizungen und Müdigkeit und langfristig Atemwegs- und Herzerkrankungen verursachen.

Laut derWeltgesundheitsorganisation (WHO), ist die Luftverschmutzung in Innenräumen, einschließlich der Belastungen am Arbeitsplatz, für etwa 3% der weltweiten Krankheitslast verantwortlich. Wir verbringen bis zu 90 % unserer Zeit in geschlossenen Räumen, sei es zu Hause, in der Schule, im Verkehr oder bei der Arbeit.

Daher ist es wichtig, die Qualität der Raumluft zu überprüfen:

Um sicherzustellen, dass die Vorschriften zur Umweltverschmutzung die festgelegten Grenzwerte nicht überschreiten.
Um zu überprüfen, ob die Kontrollmaßnahmen ordnungsgemäß funktionieren.
Um zu wissen, wie man das Niveau der persönlichen Schutzausrüstung (PSA) wählt.
Um Arbeitnehmern gegenüber behaupten zu können, dass ihre Gesundheit und ihr Wohlergehen nicht gefährdet werden

Was sind VOCs?

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) sind chemische Substanzen, die Kohlenstoff enthalten. Sie können aus verschiedenen Quellen stammen, z. B. aus Kosmetika, Lufterfrischern, fossilen Brennstoffen, Chemikalien aus Kraftfahrzeugen oder aus der Industrie.

VOCs spielen eine wichtige Rolle bei der Verschmutzung der Luft in Innenräumen, aber auch im Freien. Nicht alle VOCs sind schädlich, aber einige gelten als Luftschadstoffe, z. B. Benzol, Formaldehyd und Toluol. Andere, wie Methan (das von Sümpfen und Wiederkäuern freigesetzt wird), kommen natürlich in der Umwelt vor und sind für den biogeochemischen Kreislauf der Erde wichtig.

Die VOC-Exposition kann durch verschiedene Maßnahmen verringert werden. Beispielsweise wird empfohlen, Innenräume richtig zulüften, Reinigungsmittel und Baumaterialien mit niedrigem VOC-Gehalt zu verwenden, den übermäßigen Einsatz von Chemikalien einzuschränken und die Nutzung sauberer Energiequellen zu fördern.

Darüber hinaus zielen Umweltvorschriften darauf ab, die VOC-Emissionen aus verschiedenen industriellen Quellen zu kontrollieren und zu reduzieren. EOLIOS ist in der Lage,die VOC-Emissionen zu bewerten und ihre Konzentration in der Luft sowie ihre Auswirkungen auf die Qualität der Innen- und Außenluft zu überwachen.

Was ist Feinstaub?

Feinstaub ist ein in der Luft schwebender Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 2,5 Mikrometern. Sie werden daher als PM2.5 bezeichnet. Diese Feinstaubpartikel können von verschiedenen Quellen freigesetzt werden, wie z. B. von Kraftfahrzeugen, Kraftwerken, Industrieanlagen, Biomassefeuern und Verbrennungsprozessen. Sie tragen zur Luftverschmutzung bei und haben daher negative Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt.

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Woher kommen die Schadstoffe?

Die Schadstoffe in den Räumen stammen aus verschiedenen Quellen der Innenraumverschmutzung :

Tabakrauch: Dieser Rauch enthält giftige Stoffe wie Kohlenmonoxid, Formaldehyd und VOCs.
Haushalts- und Heimwerkerprodukte: Einige Produkte emittieren VOCs wie Ammoniak und Aerosole.
Bau-/Dekorationsmaterialien: Farben, Lacke, Klebstoffe, Teppiche, Kunststoffe setzen während und nach ihrer Installation VOCs frei.
Möbel und Bezüge: Polstermöbel, Teppiche und Vorhänge enthalten chemische Substanzen wie bromierte Flammschutzmittel, die sich beim Abbau in der Außenluft verteilen.
Heiz-/Kochgeräte: Holzöfen, Kamine und Gasherde setzen Kohlenmonoxid, Feinstaub und andere Schadstoffe frei, wenn sie schlecht gewartet werden oder ineffizient sind.
Schimmel und Allergene: Schimmelpilze setzen Sporen und Schadstoffe frei und Allergene wie Tierhaare, Hausstaubmilben und Pollen belasten die Raumluft.
Verbrennungsgerät: Industrieöfen wie in Glashütten oder die Verbrennungsabgase von Generatoren setzen Schadstoffe frei.

Hauptfaktoren, die die Luftqualität in Innenräumen beeinflussen

Die Qualität der Raumluft kann durch verschiedene Faktoren verschlechtert werden:

Eine schlechte Belüftung
Probleme mit der Temperaturkontrolle
Eine zu hohe oder zu niedrige Luftfeuchtigkeit
Eine Auffrischung mit Farbe
Staub aus der Renovierung
Reinigungsmaterial
Chemikalien und Pestizide

Daher sind eine gute Belüftung, die Verwendung umweltfreundlicher Reinigungs- und Bauprodukte sowie das Feuchtigkeitsmanagement wesentliche Maßnahmen, um die Luftverschmutzung in Innenräumen zu verringern.

Begriff des Raumkomforts und der Luftqualität

Ein zufriedenstellendes Maß an Raumkomfort ist entscheidend für die körperliche und geistige Gesundheit der Mitarbeiter und damit für ihre Produktivität. Darüber hinaus kann eine richtig verwaltete und komfortable Umgebung Energie sparen. Daher ist es sehr wichtig, Einrichtungen zu schaffen oder zu optimieren, die ein gutes Maß an Raumkomfort fördern.

Raumkomfort wird durch viele Kriterien definiert, die anschließend aufgelistet werden.

Keine Zugluft

Eine angemessene Luftgeschwindigkeit kann dazu beitragen, die Ansammlung von Schadstoffen zu verringern, Feuchtigkeit abzutransportieren und eine gleichmäßige Temperatur im Innenraum aufrechtzuerhalten. Diese Geschwindigkeit kann durch Lüftungsanlagen, Heizungen oder Klimaanlagen und Öffnungen verändert werden.

Im Allgemeinen werden die Luftgeschwindigkeiten in Aufenthaltsbereichen auf Werte unter 0,2 m/s begrenzt.

Homogenität der Temperatur

Eine fehlende starke Temperaturschichtung im Aufenthaltsbereich sorgt dafür, dass die Behaglichkeit zufriedenstellend bleibt. Sowohl im Sommer als auch im Winter muss die Temperatur gleichmäßig sein, da große Hitze die Bewohner ermüdet und zu kalte Temperaturen ihre Konzentration mindern.

Gute Luftqualität in Innenräumen

Luftfeuchtigkeit

Eine zu niedrige Luftfeuchtigkeit führt zu trockener Luft, die eine gute Atmung mit trockenen Augen, Nasenwegen und Hals verhindert. Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit fördert das Wachstum von Bakterien, Schimmelpilzen sowie Hausstaubmilben.

Lüftung

Außenluft ist sicherer, daher ist es wichtig, die Innenluft häufig durch diese frische Außenluft zu ersetzen. Dazu werden in Räumen, in denen das Öffnen von Fenstern nicht ausreicht, Lüftungssysteme eingesetzt.

Unbelastete Luft

Verschmutzte Luft beeinträchtigt die Gesundheit der Bewohner. Deshalb muss dieRaumluft häufig ausgetauscht und dieAußenluft gefiltert werden, damit nicht zu viele Schadstoffe in den Raum zurückgebracht werden.

CFD-Simulation der Luftverschmutzung in Innenräumen

Die CFD-Modellierung ist ein vielseitiges Werkzeug zur Lösung von technischen Problemen, die mit derAnalyse der Ausbreitung verschiedener Verunreinigungen und Partikel in der Luft verbunden sind. Die CFD-Modellierung ermöglicht die Nachbildung der Luftbewegung unter Berücksichtigung von Wärme- und Massenübertragung, gasförmigen Verunreinigungen und deren Dispersion sowie der Übertragung von mechanischen Schwebeteilchen. So kann man die Ausbreitung von Schadstoffen in Räumen, die den Strömungslinien der Luft folgen, mithilfe der Aeraulik untersuchen.

Die Konzentration von Schadstoffen in einem Raum variiert je nach gewählter Lüftungsart, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung im gesamten Raum führt. Schadstoffe haben von Natur aus die Tendenz, nach oben zu steigen. Durch die Analyse der Verteilung von Schadstoffen im Raum eines Zimmers können geeigneteDesignlösungen für die Luftqualitätoptimiert werden.

Beispiel Luftqualität in einer Fabrik

Beispiel für die Ausbreitung eines Virus

Die Verbreitung einiger Viren erfolgt über den oralen Weg. Die in der Luft enthaltenen Tröpfchen können das Virus enthalten, sodass Luftströme die Ausbreitung des Virus begünstigen. Für eine wirksame Bekämpfung von luftübertragenen Infektionen ist es entscheidend, genau vorherzusagen, wie sich diese Tröpfchen und Aerosole ausbreiten, und abzuschätzen, wie sichder Luftstrom auf das Infektionsrisiko auswirkt.

Wir führen Simulationen mithilfe der Methode der Computational Fluid Dynamics (CFD) durch, um das Verhalten von Tröpfchen und Aerosolen zu untersuchen und geeignete Lösungen zu finden, um das Risiko einer Infektion über den Mund zu minimieren.

Von EOLIOS in Betracht gezogene Lösungen

Unser Team unterstützt Sie bei der Überprüfung undOptimierung Ihrer verschiedenen Prozesse. Dazu sind wir in der Lage, Messkampagnen vor Ort durchzuführen, um Messungen der Luftqualität zu erhalten. Diese Phase der Messungen ist eine Vorstufe zu unseren Simulationsstudien.

Wir können Modellierungsarbeiten an Lüftungssystemen für Räume in mehreren Schritten durchführen:

Audit zur Ermittlung der Staubursache bei komplexen Prozessen.
Bewertung der Designlösung für die Luftverteilung, um die Übereinstimmung der in den Räumen der Anlage erzeugten Schadstoffparameter mit den erforderlichen Werten mit den berechneten Werten für Temperatur, Geschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit zu überprüfen. Die Modellierung der Luftströme erfolgt mithilfe von Methoden der dreidimensionalen mathematischen Modellierung (CFD-Ansatz).
Entwicklung von Anpassungen an der Designlösung, mit denen die geforderten Parameter für den Verschmutzungsgrad im gesamten Raum erreicht werden können.
Detaillierte Analyse der Verschmutzungsparameter in der Nähe des technologischen Prozesses, Optimierung in Bezug auf Luftverteilung, Befeuchtung, Erfassung…
Spezifische Kontaminationsstudie für Laborräume

So können wir die Luftqualität im gesamten Raum bestimmen und daraus ein Maß für die Behaglichkeit in Innenräumen ableiten.

EOLIOS ist auch in der Lage, spezifische Lüftungssysteme zur Verbesserung der Luftqualität zu dimensionieren, z. B. in einem komplexen Bereich wie einem Reinraum. Solche Orte erfordern eine tadellose Sauberkeit. So ist es uns möglich, die Luftströme zu bestimmen, um zu überprüfen, dass die Schadstoffe nicht in die Risikogebiete gelangen und die Luftqualität sehr hoch ist.

Untersuchung der Luftqualität in Innenräumen