Post on 04-Jul-2015
description
Effect van filtratie op de fijnstof-concentratie in het binnenmilieu
Ir. P. JacobsTNO
Themadag
Fijnstof; effecten en oplossingen
15:30 Ontvangst
16:00 Prof. Dr. H.C. HoogstedenErasmus MC
De gevolgen van fijnstof op de longen
16:45 Ir. Ing. Eelco den BoerCE Delft
Economische effecten van fijnstof
17:30 Broodjes
18:30 Dr. M. RoemerTNO
Voorspellen van buitenluchtconcentratiesfijnstof op basis van modellen en metingen
19:15 Ir. P. JacobsTNO
Effect van filtratie op de fijnstofconcentratie in het binnenmilieu
20:00 –21:00
Borrel
Effect van infiltratie en ventilatie
KIVI NIRIA lezing, 17 januari 2013
Piet Jacobs
Quiz
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Met hoeveel % denkt u dat filtratie het fijnstof gehalte in gebouwen
kan reduceren uitgedrukt in deeltjes aantal?
a. 10 - 25%
b. 25 - 50%
c. 50 - 75%
d. 75 - 100%
e. weet niet
Inhoud
Huidige binnenmilieu classificatiesystemen
Filterrendementen
Literatuur cases:
- GGD Rotterdam Overschie woningen
- GGD Amsterdam basisschool
- Kinderdagverblijf Knotz & simulatiemodel
- Buitenland: Scholen in Texas, Radiostation Australie, Kopenhagen
- Binnenbronnen Afshari
Voorstel voor classificatiesysteem
Praktische tips, conclusies en vervolg
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Luchtkwaliteit indicatoren voor binnenmilieu
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
In Nederland voornamelijk temperatuur, CO2 en geluid
In VS alles behalve CO2:
- Fijn stof
- VOC
- Relatieve vochtigheid
- Radon
- …
Vergelijking huidige classificatiesystemen
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
A – zeer goed B - goed C – acceptabel
> F7 > F6 > F5
PvE Frisse scholen
Specificatie luchtfilters voor luchtbehandelingsystemen (VLA)
Werking mechanische filters
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
• Gasvormige verontreinigingen worden niet tegengehouden
diffusieInertie &
interceptie
Vangstrendementen
Filterklasse Rendement (%)
(deeltjes 1 µm)
Rendement (%)
(deeltjes 0,5 µm)
Rendement (%)
(deeltje 0,1 µm)
G4 10 5
F7 85 70 50
F9 95 90 70
E10 >99 98
H13 >99,95* >99,95*
* rendement bepaald voor MPPS
combinatie van F7 en F9 filter: 85% vangstrendement
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Proefproject GGD Rotterdam: Overschie, 2009
67 appartementen (3, 4 en 5 kamer) van Woonstad Rotterdam
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Bron: www.ggdrotterdamrijnmond.nl/uploads/tx_rkdownload/Rapport_filterproject.pdf
Decentrale luchttoevoer
Sonair (Brink Climate Systems)
F9K filter: F9 filter met actief koolfilter
Stookseizoen 2009 – 2010, aan het eind bewoners enquête
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
PM10 en PM2,5
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Ca. 75 - 87% reductie
Ca. 78 – 66% reductie
Resultaten enquête
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Hoewel effectief, laat het gebruik en de beleving van veel bewoners nog te
wensen over. Daarnaast blijkt dat het systeem kwetsbaar is en veel
aandacht vraagt op het gebied van ventilatiecapaciteit en onderhoud.
GGD Rotterdam-Rijnmond is terughoudend de toepassing, tenzij de
bewoners een positieve houding hebben en er actieve begeleiding is.
GGD Amsterdam, 2009 studie: ultrafijn stof [#/cm3]
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Praktijktest van 3 CO2 gestuurde ventilatiesystemen:
Systeem A: mech. toevoer met F7 & natuurlijke afvoer (Bergschenhoek)
Systeem B: balansventilatie met F7 (Ned-air)
Systeem C: balansventilatie met F9 (Unifan)
Nulmeting: natuurlijke ventilatie
Systeem A (F7) functioneert
even goed als systeem C
(F(9), mogelijk is dit een
gevolg van minder infiltratie.
Systeem B vrijwel gelijk aan
nulmeting door CO2 sturing?
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 1000 2000 3000
co
nc
en
tra
tie
[u
g/m
3]
tijd [s]
0
500
1000
1500
2000
2500
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
tijd [s]
co
nc
en
tra
tie
[p
pm
]
Effect van CO2 sturing
Stel filter vangt 75% af. Kinderen zitten 2 uur in de klas. Na 10 minuten start
de ventilatie. Na een half uur is dan het fijn stof is uitgeblazen.
Gemiddelde I/O ratio:
• CO2 regeling: (600 x 1 + 1800 x 0,5 + 5800 x 0,25)/7200 = 0,4
• Tijdsturing: 0,25
CO2 zonder ventilatie Fijn stof na opstart ventilatie
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Reductie van fijn- en ultrafijnstof in eenkinderdagverblijf, TNO rapport juni 2012, TVVL artikel oktober 2012
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Elektrostatisch filter Virus Free AirFilter rendement 96%
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Drukval 25 Pa bij 35 dm3/s
Energiegebruik filter 5 W, ventilator 8, totaal 13 W
Aandachtspunt: momenteel nog relatief kort onderhoudsinterval
Luchtdebiet: overdag continue 35 dm3/s
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Meetapparatuur
Osiris & Dylos
Philips en CPC
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Buitenlucht concentratie
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Ultrafijn stof
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
80% reductie bij Schapen ten opzichte van Dolfijnen
85% reductie ten opzichte van buiten
Effect van kinderen op grof stof (> 2,5 μm)
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Effect open buitendeur en recirculatie (77 dm3/s)
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
buitendeur open
17 nov.
22 – 25 nov.
stand alone
recirculatie unit
14 – 21 nov.
Simulatiemodel op basis van COMIS
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Stel buiten 10000 deeltjes per cm3
Binnenbronnen wat betreft deeltjes aantal verwaarloosbaar
1. Raam dicht - onderdruk
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Ventilatie aan
Effect van infiltratieConcentratie na filter
1. Raam dicht - onderdruk
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
2. Raam dicht - overdruk
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Ventilatie aan
Concentratie na filter
2. Raam dicht - overdruk
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
3. Raam open
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Effect van infiltratie
Ventilatie aan
3. Raam open
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
3. Raam open en recirculatie
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
1,2 m3/s (29 x ventilatiestroom)
op basis
van filter
kwaliteit
0,18 m3/s (4 x ventilatiestroom)
Vergelijking met GGD Amsterdam, 2009 studie
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Systeem A: mech. toevoer met F7
Systeem B: balansventilatie met F7
Systeem C: balansventilatie met F9
PM2,5 Infiltratiecoëfficiënt
nulmeting met luchtzuivering
Deze studie 0.71 0.23
GGD Amsterdam 0.44
0.39 (systeem A)
0.38 (systeem B)
0.31 (systeem C)
Nulmeting GGD: natuurlijke ventilatie
Nulmeting TNO: mechanische toevoer
Infiltratie is waarschijnlijk de oorzaak van de relatief lage infiltratie
coefficienten in de GGD studie
Zhang, Characterizing ultra fine particles and other pollutants at five
schools in South Texas (Indoor air, Feb. 12)
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Case ventilatiesysteem filterkwaliteit buiten binnen I/O Ratio
Texas school A > 90% recirculatie MERV 8 4500 1500 0,33
Texas school B < 90% recirculatie MERV 10 3400 2100 0,62
Texas school C < 90% recirculatie MERV 10 & 12 3800 1500 0,39
Texas school D < 90% recirculatie MERV 10 & 12 9400 1900 0,20
Texas school E split units / gas verwarming - 5200 10300 1,98
Hoge recirculatiegraad zorgt voor relatief goede filtering echter,
School A gem. 1203 ppm
School B & C gem. 600 ppm
Morawski – Radiostation (Building and Environment,2009)
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
PN
Voor: G4 filter en luchtinname op straat niveau I/O = 0,42
Na: G4/F8 en luchtinname op dak (20 m hoogte) I/O = 0,14
Brauner 2008, Indoor Particles Affect Vascular Function in the Aged
An Air Filtration–based Intervention Study, Am J Respir Crit Care Med.
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
buiten
[#/cm3]
binnen
[#/cm3]
PM2,5 binnen
[μg/m3]
Geen filtering 5445 10016 12,6
HEPA 5445 3206 4,7
Binnenbronnen: Afshari, indoor air 2005
P-Trak 8525 condensation particle counter: 20 – 1000 nm
Kamer van 32 m3 en luchtverversing van 1,7 ACH (tijdconstante 35,3 min)
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Activiteit Deeltjes /cm3
Sigaretten roken 213.000
Luchtverfrisser 30.000
Kaarsen 241.000
Stofzuigen (zonder stofzak) 21.000 (38.000)
Vlees bakken in olie 150.000
Strijken (met stoom) 550 (7200)
Elektrische verwarming tafelmodel 116.000*
Elektrische radiator 218.000*
Elektrische oven 110.000*
Propaan gasbrander 79.000
* Afname na 14, 11 en 6 minuten
Voorstel: A/B/C klasse voor ultrafijnstof in scholen/kinderdagverblijven
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
A B C
CO2 concentratie* < 800 ppm < 1000 ppm <1200 ppm
Temperatuur** Tb + 2 K Tb + 3 K Tb+ 4 K
Filter kwaliteit*** F7 F6 F5
Reductie deeltjes
aantal t.o.v. buiten
> 80% > 60% > 40%
Deeltjes aantal <5000 <10000 <20000
* CO2 eis geldt bij 95% van de gebruikstijd (PvE Frisse scholen)
** Temperatuur eis geldt bij 90% van de gebruikstijd (PvE Frisse scholen)
*** Zakkenfilter of vergelijkbaar effectief filtersysteem (PvE Frisse scholen)
Praktische tips
Aanzuig ventilatielucht zover mogelijk van (snel)weg
Bij een bestaand schoolgebouw ca 10 – 15% van lucht
afkomstig van infiltratie.
Goede kierdichting, ramen dicht en ventilatie continue aan
3% (gemiddeld)
Passieve koeling: overstekken op zon georiënteerde gevels
Actieve koeling gewenst met temperatuur naregeling per lokaal
( 2 K)
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Conclusies
Filtratie kan de deeltjes aantallen in gebouwen typisch met een factor
3 verlagen (antwoord c/d).
We moeten van filterklasse naar prestaties in het PvE !
Multi variabele regeling: temperatuur, CO2 én fijnstof
Onderhoudcontract is essentieel
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent
Vervolg en vragen
Technologiecluster met een 5 tal MKB bedrijven om classificatie
systeem, ontwerptools en kosten-baten analyse uit te werken.
Vragen/aanmelden:
piet.jacobs@tno.nl
Piet Jacobs
Effect van infiltratie en vent