Økonomisk gevinst ved ændring til god indeluftkvalitet Pawel Wargocki (paw@byg.dtu.dk) Center for Indeklima og Energi Danmarks Tekniske Universitet (www.ie.dtu.dk)
Indeklima Termisk miljø Indeluftkvalitet Visuel miljø Akustisk miljø - støj
Hvad er indeluftkvalitet?
Forureninger i indeluft Luftfugtighed Mikroorganisme Partikler, allergener, pollen Tobaksrøg Forbrændingsgasser Flygtige organiske gasser (VOCer og SVOCer) Radon Ozon Ioner, statisk elektricitet og elektromagnetiske felter
Er luftkvaliteten en liste af organiske stoffer i luften?
Indeluftkvalitet Skal opfylde menneskers krav
Kemisk analyse af indeluft En detaljeret analyse af kemiske stoffer i indeluften er ikke i stand til at forudse hvordan indeluftkvaliteten vil påvirke mennesker
Mennesker er brugt som målestok
Hvorfor kræves en god indeluftkvalitet? Mennesker opholder sig 90-95% af tiden indendørs Design og drift af bygninger påvirker indeluftkvaliteten og dermed menneskers helbred, komfort og præstation Bygningerne er en af de største investeringer En stor del energi er brugt til at kontrollere indeklima (i Europa 20-30% til ventilation)
Relativ eksponering til luft i løbet af vores liv Boliger Institutioner, kontorer Industri Rejse Udendørs Væske Mad
Indeluftkvalitet er vigtigere for helbredet end udeluftkvalitet
Hippocrates (400 BC) Luftforurening i miner og byer er skadelig for vores helbred
De største dræbere i udviklingslande ifølge WHO Underernæring Dårlig vandkvalitet Dårlig indeluftkvalitet (2 millioner dødsfald per år)
Effekter på helbred og komfort
Udviklingslande Ifølge WHO i udviklingslande dør 5,000 mennesker hver dag pga. dårlig indeluftkvalitet
Vestlige lande Mange klager over SBS symptomer i kontorer Hyppighed af astma og allergi stiger hurtigt
Studier i kontorer i Europa/Asien/USA 20-40% klager over SBS symptomer 10-60% er utilfredse med indeluftkvaliteten Selv om ventilationsstandarderne er opfyldt
SBS symptomer Irritation of slimhindee, øjne, næsehud og luftveje Koncentrationsbesvær Hovedpine Træthed
Risiko (odds ratio) af SBS 4 Odds Ratio of SBS-symptoms symptomer 3 x x 2 x x x x x x x x x x x x x x x x 1 x x x x 0 0 10 20 30 40 50 60 Outdoor air flow rate, L/s,p Udelufttilførsel (L/s per person)
Oplevet indeluftkvalitet 64 58 Antal utilfredse (%) 50 40 25 Udelufttilførsel (L/s per m 2 gulv)
Sygefravær % sygefravær 2.5 2 1.5 1 35% lavere 0.5 0 12 24 Udelufttilførsel (L/s per person)
Boliger Lave ventilationsrater Flere plastikprodukter eller produkter som indeholder blødgøringsmidler
Astma og alergi I den vestlige verden har 50% af børn i skolealderen astma eller allergi Dette tal er dobbelt så højt som for 20 år siden Det er et af de største helbredsproblemer i dag!!!
Hvorfor allergi vokser? Mennesket er næsten uændret i det sidste 1,000 og 100,000 år De genetiske forandringer er ikke sandsynlige Det er mest sandsynligt at miljø (indemiljø) er blevet ændret
Hyppighed af astma- symptomer (at pibe under vejrtrækning) og ventilation At pibe Europe under Prevalence of wheeze vejrtrækning Sweden Finland Estonia Latvia Russia Europe Ventilation Ventilation Sweden Finland Estonia Latvia Russia Ireland United Kingdom Germany Poland Ireland United Kingdom Germany Poland France Austria Romania France Austria Romania Portugal Spain Italy Albania Greece Portugal Spain Italy Albania Greece
Risiko (odds ratio) for symptomer på astma og allergi (at pibe, rhinitis, eksem) og ventilation i huse 3 2 1 0 0.17 0.26 0.38 0.62 h -1 Luftskifte Median air change in homes
Soveværelser, ventilation og husstøvmider
Husstøvmider Gulv Madras Infiltration i soveværelset (L/s per person)
Prævalens af husstøvmider i 20 15 boliger Prevalence (number of homes) (P=0.024) >100mites per 0.1g mattress dust 10 5 0 =0.25 0.25-0.50 >0.50 Air change rate (h -1 ) Luftskifte (h -1 )
Risiko (odds ratio) for bronkial obstruktion 12 <0.5 h-1 >0.5 h-1 8 4 0 Fugt i boliger Dampness Tekstil tapet Textile wall paper Plasticizer Plastik
Fugt i boliger
Biblen Levicitus, 14, 34-57 Regler vedr. lepra Fugt i boliger og helbred Lepra pest i boliger Rengøring/bortskaffelse
Blødgøringsmidler i boliger og risiko (odds ratio) af astma Median ftalat koncentration mg af DEHP per gram støv i boligen
Dårlig renommé
For lav ambition? Nuværende ventilationsstandarder tillader 10-30% utilfredse med indeluftkvaliteten Den resterende del bedømmer indeluftkvaliteten som knap nok akceptabel
EN 15251 VENTILATIONSRATE UTILFREDSE (%)
Vi garanterer, at mindre end 30% af vores kunder vil blive utilfredse
Forurening i ventilationsanlægget
Filter effektivitet bliver højere jo højere filter belastning men indeluftkvalitet bliver forværret
Vedligeholdelse af ventilationsanlægget og risiko (odds ratio) for SBS symptomer 6 5 4 3 2 1 0 Brugte Dirty filters filtre Snavsede Dirty ductwork kanaler Moisture Fugt i in systemet HVAC Dårlig/ingen Poor/no drainage afløb fra from pande pans Debris Affald inside i luftair indtag intake
Type af ventilationsanlæg og risiko (odds ratio) for SBS symptomer 6 5 4 3 2 1 p y y p 0 Natural Mechanical Air conditioning Naturlig Mekanisk Luftkonditionering
Vores specialitet Beskidte tallerkener!!!
Økonomisk gevinst når indeluftkvaliteten forbedres
Indeluftkvalitet og præstation af kontorarbejde Præstationsforøgelse 1.06 1.04 1.02 1.00 0 20 40 60 80 Antal utilfredser (%)
Udelufttilførsel og præstation af kontorarbejde Præstationsforøgelse 1.05 1.04 1.03 1.02 1.01 1.00 0 10 20 30 40 50 60 Udelufttilførsel (l/s pr. person)
Sairastuvudentai sairaspäivienesintyvys suhtesaesintyvyten ilmanilmastointia Fravær pga. infektioner og udelufttilførsel 1.0 Fald i sygedage 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 1 2 3 4 Udeluftskifte (1/h)
Indeklima i skoler Indeklima i skoler Indeklimaet i skoler er dårligt Indeklimaet i skoler er dårligere end i kontorer Der er både voksne og børn i klasselokalerne Børn er mere sensitive og vokser stadig Børn skal i skole og må ikke blive væk fra skolen Børn skal lære noget nyt Børn må ikke forstyrre undervisningen eller larme
Indlæring og ventilation 1.4 Præstation 1.2 1.0 0.8 0.6 0 5 10 15 Udelufttilførsel (L/s per person)
Betydelige effekter Effekt på præstationsevnen: op til 5-15% for kontoransatte (voksne) > 15% for elever (børn)
Dårligt indeklima påvirker præstationsevnen for både børn (elever) og voksne (lærere)
Er 5% højere præstation meget? 5% højere effektivitet af mentalt og fysisk arbejde Forøget arbejdstid med 25 min. per dag Mindre antal af pause under arbejde Mindre sygefravær med 10 dage per år
Lønomkostninger og udgifter til energi og vedligeholdelse Løn/energi udgift = 25-100 Løn/vedligeholdelses udgift = 25-100 Forbedringer af indeklimaet betaler sig gevinst >>> udgifter
Potentiel årlig gevinst som følge af produktivitetsforbedringer USA: $12-125 mia. forbundet med de direkte effekter af indeklimaet på menneskers præstation (ikke relateret til helbred). Danmark: DKK 1.6-16.6 mia.
Payback-time for forbedringer af indeklimaet USA: 1.4 år (investering=$93 mia./ udbytte=$63 mia.) Danmark: tilsvarende payback-time
Omkostninger pga. sygefravær Potentiel gevinst som følge af formindsket sygefravær pga. øget ventilation fra 12 til 24 L/s per person er vurderet i USA til $400/år/ansatte ($22.8 mia./år nationalt) Danmark: DKK 2800/ansatte/år DKK 3.0 mia./år nationalt
Store økonomiske konsekvenser 5% tab i produktivitet pga. dårligt indeklima er dominerende i forhold til omkostninger til at skabe et godt indeklima
Livscyklus beregninger Traditionelt, inkluderer kun Investeringsomkostningerene bl.a. til plads Driftomkostningerne bl.a. energi Men skal også inkludere Gevinst af højere produktivitet sygefravær Præstation på arbejde
Guidebook
Eksemplarisk beregning (forbedring af indeluftkvalitet) PC simuleringer af energiforbrug i en kontorbygning af medium størrelse med CAV med varme-genindvidnig Luftkvalitet forbedret ved at øge ventilationsrate eller mindske forureningsbelastning (brug af lavemitterende materialer) Investering: omkostninger til energi, anlæg, vedligeholdelse og byggematerialer Livscyklus: 25 år, rente: 3.2%
Høj gevinst!!! Årlig gevinst som følge af produktivitetsforbedringer pga. forbedret luftkvalitet >> øget årlig udgift til energi og vedligeholdelse Skønnet payback-time < 2 år Udbytte: 4-7 gange højere end med rente på 3.2% Forbedret luftkvalitet forbedret sundhed og komfort (ikke inkluderet i analysen)
Økonomisk gevinst ved at investere i høj indeluftkvalitet Bygnings ejer Investering Bedre indeluftkvalitet Økonomisk gevinst Højere produktivitet og præstation Mindre sygefravær Mindre antal klager
Økonomisk gevinst ved at investere i høj indeluftkvalitet Højere værdi af bygning på marked Bygningsejer Investering Højere tilfredshed af bruger Forbedret indeluftskvalitet Højere produktivitet og præstation Mindre sygefravær Mindre antal klager Højere husleje Gevinst til arbejdsgiver
Opsparing ENERGI Gevinst PRODUKTIVITET
Kan vi gøre noget for at løse denne konflikt?
Bæredygtig forbedring af indeluftkvalitet er nødvendig 35% af energien i Europa bruges til at skabe indeklima Der skal undersøges hvilke metoder der er mest effektive og bruger mindst energi til at skabe et godt indeklima
S. Won
EPBD 2002 = Energikrise i 1970erne? EPBD 2002/91/EC metoder til at forbedre præstation af bygninger i forhold til energiforbrug EPBD: Der er krav om at energibesparælser ikke må gå ud over indeklimaet dvs. de må ikke skabe negative effekter på livskvaliteten
Hvordan forbedres indeluftkvaliteten og forøges ventilation samtidig med at forbruget af energi nedbringes?
John Griscom, surgeon, 1850... utilstrækkelig ventilation er mere farlig end alle andre årsager til sammen...
Anbefaling vedr. ventilation (EUROVEN, 2002) Udelufttilførsel under 25 L/s per person i kontorer forøger risikoen for SBS symptomer, forøger sygefravær, og mindsker produktiviteten. Det samme gælder for skolemiljøer. Luftskifte under 0.5 h -1 forøger infestation af husstøvmider i boliger i nordiske lande og dermed risikoen for astma og allergi som er linket til fugt, ventilation og koncentration af husstøvmider i boliger
Naturlig eller mekanisk ventilation Naturlig ventilation garanterer ikke forøget udelufttilførsel eller lavere temperatur Vinduesåbning kan forøge støj og forurening (fra trafikken) Andre løsninger, hybridsystemer?
Mekanisk ventilation er igen i fokus... SARS Fugleinfluenza Bioterrorisme
Personlig ventilation 10 gange højere indeluftkvalitet i forhold til det traditionelle ventilationsanlæg
Personlig ventilation (SARS, fugleinfluenza) Beskyttelse mod spredning af infektioner
Ventilation er den enkle løsning... Hvis der er gødning i et rum, skal man ikke prøve at fjerne lugten med ventilation. Man skal fjerne gødningen. (Petenkoffer, 1858)
Kildekontrol virker og betaler sig
Ventilationsfiltre Hyppig udskiftning Nye teknologier
Fotokatalytisk luftrensning (PCO) Katalyst:TiO 2 UV H 2 O CO 2 Adsorption af stoffer Photokatalytisk reaktion Desorption af produkter
Indeluftkvalitet (byggematerialer, brugte ventilationsfiltre og PCere) Antal utilfredse (%) 80 60 40 20 0 uden PCO med PCO Lav Moderat Udeluftilførsel
Indeluftkvalitet (mennesker) Antal utilfredse (%) 100 80 60 40 20 0 uden PCO med PCO Lav Udelufttilførsel Moderat
Kølig luft!
Oplevet luftkvalitet og temperatur og relativ fugtighed 100 Antal utilfredse (%) % Dissatisfied 80 60 40 20 0 20 30 40 50 60 70 80 Relativ fugtighed (%) Relative Humidity (%) 28 C 23 C 18 C
Helbredsproblemmer ved høj temperatur Træt Tung i hovedet Koncentration
Suhtelinensuoritus Temperatur og præstation af 1.00 kontorarbejde Fald i præstation 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 15 20 25 30 35 Temperatur ( C)
Termisk diskomfort og præstation af kontorarbejde 25 80 Fald I produktivitet (%) 20 15 10 5 Fald i produktivitet PMV 60 40 20 PPD (%) 0 0-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 PMV
Temperatur og indlæring 1.4 Præstation 1.2 1.0 0.8 0.6 15 20 25 30 Temperatur ( o C)
Hvordan skabes et godt indeklima? Er nye teknologier er nødvendige? Lav temperatur Forøget udelufttilførsel Reduktion af forureningskilder Luftrensning
Konklusion Nuværende resultater bekræfter, at det kan betale sig at investere i et godt indeklima Nuværende ventilationskrav er for beskedne De fleste forbedringer af indeklimaet betaler sig hvis gevinsten fra forbedret produktivitet inkluderes
Fremtid Ændring/forbedring af image Indeluftkvalitet som sikre sundhed, komfort, produktivitet og indlærning Ingen kompromisløsninger!!!
Overvejelser Energi eller livskvalitet eller sikkerhed? Flere argumenter? Mekanismer og løsninger? Er luftrensning god løsning? Ventilation: naturlig/hybrid/mekanisk eller luftkonditionering? Re-thinking ventilationsanlæg Kildekontrol
Tak til Swegon www.swegon.com
Tusind tak paw@byg.dtu.dk
Litteratur