Die Innenraumluftqualität überwachen
Eine gute Luftqualität ist wesentlich für Gesundheit und Sicherheit — in der Industrie, im Büro wie zu Hause.
Die Schadstoffe sind schädliche Partikel, die sich mit der Luft bewegen; ihre Konzentration wird in ppm (Teilen pro Million) gemessen. Je höher die Verschmutzung, desto schlechter die Luftqualität. Diese Schadstoffe können Gesundheitsprobleme, einen Rückgang der Produktivität, Unbehagen und Stress hervorrufen.
Verschmutzte Innenraumluft führt kurzfristig zu Husten, Schwindel, Kopfschmerzen, Reizung der Schleimhäute und Müdigkeit; langfristig zu Atemwegs- und Herzerkrankungen. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation macht die Innenraumluftverschmutzung etwa 3 % der weltweiten Krankheitslast aus — während wir bis zu 90 % unserer Zeit in Innenräumen verbringen.
Es ist daher wichtig, die Innenraumluftqualität zu kontrollieren, um: sicherzustellen, dass die Verschmutzung die Grenzwerte nicht überschreitet; zu überprüfen, dass die Kontrollmaßnahmen funktionieren; das richtige Niveau der persönlichen Schutzausrüstung (PSA) zu wählen; und zu gewährleisten, dass die Gesundheit der Arbeiter nicht gefährdet wird.
Die Schadstoffe der Innenraumluft
Was sind VOC?
Die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) sind chemische Stoffe, die Kohlenstoff enthalten. Ihre Quellen sind zahlreich: Kosmetika, Lufterfrischer, fossile Brennstoffe, Fahrzeuge, Industrie. Die VOC spielen eine wichtige Rolle bei der Innen- wie Außenluftverschmutzung.
Nicht alle sind schädlich, aber einige gelten als Luftschadstoffe — Benzol, Formaldehyd, Toluol; andere, wie das Methan (aus Sümpfen und von Wiederkäuern), sind natürlich vorhanden und wichtig für den biogeochemischen Kreislauf der Erde.
Die Exposition gegenüber VOC kann durch mehrere Maßnahmen verringert werden: die Innenräume korrekt belüften, Reinigungsmittel und Baustoffe mit geringem VOC-Gehalt verwenden, den übermäßigen Einsatz von Chemikalien begrenzen und saubere Energiequellen bevorzugen. Umweltvorschriften zielen im Übrigen darauf ab, die VOC-Emissionen zu kontrollieren und zu verringern. EOLIOS ist in der Lage, die VOC-Emissionen zu bewerten und ihre Konzentration in der Luft sowie ihre Wirkung im Innenraum zu verfolgen.
Was ist Feinstaub?
Der Feinstaub besteht aus in der Luft schwebenden Partikeln, deren Durchmesser kleiner oder gleich 2,5 Mikrometer ist — daher der Name PM2.5. Er stammt aus Fahrzeugen, Kraftwerken, Industrieanlagen, Biomassebränden und allgemeiner aus der Verbrennung. Er trägt zur Luftverschmutzung bei und hat eine negative Wirkung auf Gesundheit und Umwelt.
Woher kommen die Schadstoffe?
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Tabakrauch;
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Haushalts- und Heimwerkerprodukte;
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Bau- und Dekorationsmaterialien;
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Möbel und Bodenbeläge;
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Heiz- und Kochgeräte;
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Schimmel und Allergene;
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Verbrennungsanlagen (Industrieöfen, Stromaggregate).
Die wichtigsten Faktoren, die die Innenraumluft verschlechtern
Eine unzureichende Belüftung, Probleme bei der Temperaturregelung, eine zu hohe oder zu niedrige Luftfeuchtigkeit, Malerarbeiten, der Renovierungsstaub, das Reinigungsmaterial, die Chemikalien und Pestizide verschlechtern die Luftqualität. Eine gute Belüftung, ökologische Produkte und ein Feuchtigkeitsmanagement sind wesentlich.
Innenraumkomfort und Luftqualität
Der Innenraumkomfort ist wesentlich für die Gesundheit und die Produktivität der Nutzer und trägt zu den Energieeinsparungen bei. Er beruht auf mehreren Kriterien.
Die Abwesenheit von Zugluft
Die Luftgeschwindigkeit verringert die Anreicherung der Schadstoffe, führt die Feuchtigkeit ab und homogenisiert die Temperatur; sie muss in den belegten Zonen unter 0,2 m/s bleiben.
Die Gleichmäßigkeit der Temperatur
Eine ausgeprägte thermische Schichtung ist zu vermeiden: die Temperatur muss gleichmäßig sein, im Sommer wie im Winter.
Eine gute Luftqualität
Sie hängt von der Luftfeuchtigkeit ab (zu niedrig ist die Luft trocken und unangenehm; zu hoch begünstigt sie Bakterien, Schimmel und Milben), von der Belüftung (die Innenluft durch frische Außenluft ersetzen) und von der Sauberkeit der Luft (die Außenluft filtern, um keine Verschmutzung wieder einzubringen).
CFD-Simulation der Innenraumluftverschmutzung
Die CFD-Modellierung ist ein vielseitiges Werkzeug zur Lösung der Ingenieurprobleme im Zusammenhang mit der Analyse der Ausbreitung von Verunreinigungen und Partikeln in der Luft. Sie gibt die Luftbewegung unter Berücksichtigung der Wärme- und Stofftransporte, der gasförmigen Verunreinigungen und ihrer Dispersion sowie des Transports der schwebenden mechanischen Partikel wieder. So lässt sich die Diffusion der Schadstoffe in einem Raum untersuchen: diese folgen den Stromlinien der Luft, dank der Aeraulik.
Die Schadstoffkonzentration in einem Raum variiert je nach der verwendeten Belüftungsmethode. Die Modellierung der Luftströmungen erfolgt durch dreidimensionale mathematische Methoden (CFD-Ansatz). Die Analyse dieser Verteilung ermöglicht es, Anpassungen der Entwurfslösung zu entwickeln, um die geforderten Parameter des Verschmutzungsniveaus im gesamten Raum zu erreichen.
Beispiel: die Ausbreitung eines Virus
Bestimmte Viren werden auf oralem Weg übertragen, über Tröpfchen. Wir führen CFD-Simulationen durch, um das Verhalten der Tröpfchen und Aerosole zu untersuchen und angepasste Lösungen zu finden, um das Risiko einer oralen Infektion zu minimieren — indem wir ihre Ausbreitung und die Wirkung der Luftströmungen auf das Kontaminationsrisiko vorhersagen.
Die von EOLIOS vorgeschlagenen Lösungen
EOLIOS ermöglicht es, die Prozesse zu überprüfen und zu optimieren, gestützt — falls nötig — auf Messkampagnen vor Ort, die im Vorfeld der Studie durchgeführt werden.
Wir modellieren die Belüftung eines Raumes in mehreren Schritten:
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Audit — Identifizierung der Herkunft des Staubs und der Schadstoffe.
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Bewertung der Entwurfslösung — Konformität, Kontrolle der Temperatur, der Luftgeschwindigkeit und der Feuchtigkeit, mittels einer 3D-CFD-Modellierung.
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Entwicklung von Anpassungen der Lösung, um die geforderten Verschmutzungsniveaus zu erreichen.
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Detaillierte Analyse in der Nähe des Prozesses — Luftverteilung, Befeuchtung, Erfassung.
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Spezifische Kontaminationsstudie für die Labore und Reinräume.
Indem man die Luftqualität bestimmt, leitet man das Niveau des Innenraumkomforts ab. EOLIOS konzipiert auch Belüftungssysteme — etwa für die Reinräume — indem die Luftströmungen so bestimmt werden, dass die Schadstoffe die Risikozonen nicht erreichen, und so eine hohe Luftqualität gewährleistet wird.
