Effect van infiltratie en ventilatiesysteem

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


Luchtkwaliteit indicatoren voor binnenmilieu

Piet Jacobs


In Nederland voornamelijk temperatuur, CO2 en geluid

In VS alles behalve CO2:

- Fijn stof

- VOC

- Relatieve vochtigheid

- Radon

- …

Vergelijking huidige classificatiesystemen

Piet Jacobs


A – zeer goed B - goed C – acceptabel

> F7 > F6 > F5

PvE Frisse scholen

Specificatie luchtfilters voor luchtbehandelingsystemen (VLA)

Werking mechanische filters

Piet Jacobs


• 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


Proefproject GGD Rotterdam: Overschie, 2009

67 appartementen (3, 4 en 5 kamer) van Woonstad Rotterdam

Piet Jacobs


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


PM10 en PM2,5

Piet Jacobs


Ca. 75 - 87% reductie

Ca. 78 – 66% reductie

Resultaten enquête

Piet Jacobs


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


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


Reductie van fijn- en ultrafijnstof in eenkinderdagverblijf, TNO rapport juni 2012, TVVL artikel oktober 2012

Piet Jacobs


Elektrostatisch filter Virus Free AirFilter rendement 96%

Piet Jacobs


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


Meetapparatuur

Osiris & Dylos

Philips en CPC

Piet Jacobs


Buitenlucht concentratie

Piet Jacobs


Ultrafijn stof

Piet Jacobs


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 open buitendeur en recirculatie (77 dm3/s)

Piet Jacobs


buitendeur open

17 nov.

22 – 25 nov.

stand alone

recirculatie unit

14 – 21 nov.

Simulatiemodel op basis van COMIS

Piet Jacobs


Stel buiten 10000 deeltjes per cm3

Binnenbronnen wat betreft deeltjes aantal verwaarloosbaar

1. Raam dicht - onderdruk

Piet Jacobs


Ventilatie aan

Effect van infiltratieConcentratie na filter

1. Raam dicht - onderdruk

Piet Jacobs


2. Raam dicht - overdruk

Piet Jacobs


Ventilatie aan

Concentratie na filter

2. Raam dicht - overdruk

Piet Jacobs


3. Raam open

Piet Jacobs


Effect van infiltratie

Ventilatie aan

3. Raam open

Piet Jacobs


3. Raam open en recirculatie

Piet Jacobs


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


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


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


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


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


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


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


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


Vervolg en vragen

Technologiecluster met een 5 tal MKB bedrijven om classificatie

systeem, ontwerptools en kosten-baten analyse uit te werken.

Vragen/aanmelden:

[email protected]

Piet Jacobs


mailto:[email protected]

Effect van infiltratie en ventilatiesysteem

Health & Medicine

Transcript of Effect van infiltratie en ventilatiesysteem