Måling av luftkvalitet i en leilighet i sentrale Stockholm

Hvor god er luftkvaliteten i ren leilighet som ligger i en sterkt trafikkert gate? I artikkelen går vi gjennom måleresultatene fra en leilighet på Hornsgatan i Stockholm, før og etter installasjon av balansert ventilasjon med gjenvinning med to ulike filtertyper, amt med en luftrenser med Hepafilter. Resultatet viser at god luftkvalitet kan oppnås også ved en sterkt trafikkert gate med høyt partikkelinnhold.

0

VVSforum skrev 11. november 2014 om luftmålinger i en leilighet som ligger i en sterkt trafikkert gate i Stockholm. Anders Hedström, luftkvalitetsekspert hos Camfil i Sverige stod sentralt i undersøkingen. Han har forfattet en grundig artikkel om målingene i én leilighet, en artikkel som har vært presentert i svenske Energi&Miljö og nå her på VVSforum.

Artikkelforfatter: Anders Hedström, Camfil Sverige.

Vi mennesker oppholder oss det meste av døgnet innendørs, spesielt vi som bor i de nordligste delene på globen. Den luftforurensningen som kommer utenfra renses som oftest gjennom våre ventilasjonsanlegg.

Av alle luftforurensninger som kommer inn, utgjør ca 75 prosent av de minste partiklene forurensning fra veitrafikk, noe vi sjelden tenker på. De aller minste partiklene, ofte alt nanopartikler, kommer i hovedsak fra forbrenning og da først og fremst fra kjøretøy.

I dette prosjektet har vi gjennomført et antall målinger for å undersøke hvordan innendørsluften i en bygård ser ut, partikulært. og luftkvalitetsmessig, før og etter installasjon av avtrekk- og tilluftsventilasjon med varmeveksling.

Målingene ble utført i en bygård bygd i 1969, liggende mitt på Hornsgatan i Stockholm. Bygården som inneholder et antall leiligheter samt forretningslokaler, hadde opprinnelig kun mekanisk utlufting men fikk i mars 2014 balansert ventilasjon med gjenvinning. Målinger ble gjort før og etter oppgradert ventilasjonssystem.

Hensikt
Ved å gjennomføre en luftkvalitetsmåling relatert til partikler og utslipp innendørs i en leilighet før og etter installasjon av avtrekk- og tilluftsventilasjon og varmeveksler, balansert ventilasjon med gjenvinning, ville Camfil undersøke eventuelle forskjeller i kvalitet på innendørsluft. Hensikten var også å undersøke om et ventilasjonsanlegg med avtrekk- og tilluft samt varmeveksling kan rense og fjerne partikler på vei inn, med konvensjonell teknikk og F7-filter, samt å sammenligne separasjon ved bruk av en ny type kombinasjonsfilter (kullfilter og partikkelfilter).

Metodikk
Luftens kvalitet, både innendørs og utendørs, ble måltgjennom å benytte flyttbare partikkelkalkulatorer, instrumenter som veier luftens massevekt ved PM2,5 i μg/kbm (samme type instrument som Stockholm kommune benytter i sine målestasjoner). Måling ble utført av antallet partikler mellom 0,3 og 10 μm (2).

Vi gjennomførte også måling av PAH (Polycykliska Aromatiska Kolväten)., en måling som ble utført med pumpetest i løpet av seks til åtte timer som deretter ble sendt til analyse i laboratorium. SEM-foto, (Scanning Electron Microscopy) ble også tatt av Camfils eget SEM-laboraturium. SEM-bildet gis delvis en partikkelanalyse, delvis en analyse av hvilke grunnelementer partiklene består av (3).

Målinger ble gjort ved tilfeller med lignende nivåer i utendørsluftens kvalitet hva gjelder både PM 2,5 og 0,3 μm, det vil si massevekt og antall partikler, noe som gir måleresultatet en bedre sammenligning før og etter installasjon av balansert ventilasjon med gjenvinning.

Leilighet
Den undersøkte leiligheten har vinduer mot bakgården og mot gaten, den er på 105 kvm med fire rom og kjøkken og ligger i andre etasje, noe som er et kritisk høydenivå. Kritisk ansees å være cirka syv meter over gatenivå, der det meste og største støvet virvler opp. I en by kan man ofte se at fasadene er veldig skitne fra syv til 10 meter opp på fasaden. Vi fikk tilgang til leiligheten der det under målingsforholdene var identiske med hverdagslivet for leilighetenes beboere (4).

Vi målte luftkvaliteten før installasjonen med  avtrekks- og fraluftsventilasjonen i oktober 2013. etter installasjonen av ventilasjonssystemet i hele huset i mars 2014 ble det utført en avsluttende4 luftkvalitetsmåling.

Alle målinger ble utført i løpet av én dag. Hver måling begynte kl. 08:30 og ble avsluttet i løpet av kvelden, et total tid på ca 10 timer.

I løpet av hele tiden man måler er det uteluften man har som referanse hva gjelder partikkelinnhold. Uteluften ble målt to ganger per dag, nettopp for å se hvordan trafikkintensiteten påvirker innendørsluftens kvalitet.

Uteluftens kvalitet, med blikk på partikkelinnhold, varierer også under visse værforhold.

I den aktuelle leiligheten hadde Camfil 0,8 luftomsetning per time, samt at FTX-systemet hadde motstrømsvarmevekslere, noe som sikrer gjennomslag av nanopartikler i varmevekseleren.

Systemets prosjekterte luftflyt var 856 l/s og ga ved OVK-kontrollen ett luftflyt på 37 l/s i den aktuelle leiligheten. Systemet hadde som grunn en F7-klassifisering, to helmoduler, og der filter blir montert i etterhånd var av typen kombinasjonsfilter kull-/partikkelfilter, per i dag en ny filtertype.

Uteluftinntaket ble plassert mot bakgården på nordveggen, for å hindre kontaminering fra annen avluft samt senker avgasspartiklenes antall fordi høye bygninger rundt bakgårder har generelt lavere innhold av partikler.

I første trinn ble det utført målinger i oktober 2013, da det ikke var noe ventilasjon, og da hadde vi hele tiden uteluften som referanse. Vi målte i leilighetens fire rom samt uteluften mot bakgården og gaten, ved syv meters høyde. De partikkeltellerne som ble brukt var instrumenter med partikkelområde 0,3-10 μm samt også massevekt μg/kbm. Det ble også tatt PAH-verdier for maling av utslipp i innendørsmiljø.

I neste steg ble det målt innendørsluft etter at installasjon av balansert ventilasjon med gjenvinning hadde blitt utført og OVK blitt godkjent. Vi kunne da konstatere at leiligheten hadde en gjennomstrømning som var i overens med prosjektets verdi, gjennomstrømningen som ga én og en halv luftutskiftninger i leiligheten. Samme måleprosess som trinn 1 ble gjennomført med, men målepunktene tilluft og en ny PAH-måling ble lagt til. Se diagram 1, 2 og 3.

OVK-kontroll
Ekstra tiltak innendørs: Etter installasjonen fikk vi vite at beboerne hadde problem med astma og allergi, så ventilasjonsluften ble komplementert med ett frittstående hepafilter, en mobil luftrenser som tar ned partikkelinnholdet i rommet radikalt. Hepafilteret filtrerer 99,97 prosent av partikler ned til 0,3 μm. Enheten ble plassert i ett av rommene samme dag som vi målte ventilasjonens filterfunksjon samt luftutskiftning. Dette skjedde etter at OVK-kontrollen var gjennomført.

Feilkilder: Ved målinger i felt kan det oppstå utslippsproblemer og nanopartikkelpåvirkning i et hjem, fra kilder som for eksempel stearinlys og matlaging. Den påvirkningen som vi kunne se var når ytterdøren og balkongdøren ble åpnet under våre målinger. Instrumentene var kalibrert etter vanlig praksis. Det finnes også andre feilkilder under en realtidsmåling, men hensikten med denne undersøkelsen var å undersøke avvikelser samt eventuell nytte med å ha et filteret ventilasjonsanlegg med kontrollert avtrekks- og tilluft på et utsatt sted i en storby.

Vi kunne også se at det ble generert partikler innendørs som det alltid gjør, gjennom å se at tilluften og luften i rommet var forskjellig. Det finnes alltid innlekkasje i leiligheter gjennom utettheter, åpne vinduer og dører samt gjennom direkte generering av partikler fra mennesker som kommer inn i rommet i løpet av dagene det ble målt, samt utslipp fra ulike materialer i rommet.

Konklusjon
Luften inne i leiligheten på Hornsgatan, uten balansert ventilasjon med gjenvinning, hadde forhøyede verdier i forhold til uteluften. Se diagram 1 der kurvene for uteluftverdiene ligger nær hverandre ved de ulike målingene, hvilket viser at det er nesten samme luftkvalitet ute som inne.

Etter installasjon av balansert ventilasjon med gjenvinning sank målte verdier innendørs radikalt sammenlignet med uteluften, tross større innstrømning av uteluft. Uteluften hadde da cirka 22 millioner partikler/kbm ved μm sammenlignet med tilluften i leiligheten som hadde cirka åtte millioner partikler/kbm ved 0,3 μm størrelse, hvilket er lavt. (1).

Med det installerte kull-/partikkelfilteret ble innendørsluften veldig bra tross høye utendørsverdier.

Om man kompletterer en ventilasjonsanlegg med et Hepafilterert luftrenser i rommet, for eksempel om man vil beskytte seg mer med tanke på forebygging eller har luftveisproblemer, får man mye renere luft, noen ganger ned til OSO-klasse 7-8. både hva gjelder utslipp og partikler, i henhold til ISO-standard 13644-1. Vi ser på diagram 3 hvordan vi når helt ned til én million partikler av 0,3 μm per kbm luft, hvilket da skal sammenlignes med uteluften som hadde et innhold på 22 millioner samtidig som tilluftsinnholdet var på åtte millioner. Den Hepafiltrerte innendørsluften var altså nesten 22 gangere renere en uteluften og åtrte ganger renere enn tilluften.

Vi i Sverige og Norden baserer våre luftkvalitetsbegrep på gjennomstrømningen av utendørsluft og da 1/s og person. Det betyr at frisk luft er det samme som ren luft.

Alle balansert ventilasjon med gjenvinnings-anlegg bygger på gjennomstrømningen målt i enheten l/s, men hvordan ville det være om vi mennesker skulle drikke et glass vann og ikke bry oss om det er avløpsvann eller drikkevann vi får i vannkrana, selv om det kun er én liter?

Uteluftens kvalitet varierer voldsomt mye i løpet av en dag. Målte verdier viser at dette varierer fra 10 μg/kbm og 12  millioner av 0,3 μm på utendørsluften til 60 μg/kbm og over 80 millioner av 0,3 μm på en og samme dag. Vi målte uteluften flere ganger i løpet av målingsdagen.

Den nye installasjonen tok luften mot bakgården på, hvilket senker partikkelinnholdet mye allerede der. Tidligere ble luften tatt inn via springventiler.

Se diagram 1 nedenfor, uteluft og romluft før installasjonen.

Antallet viser relativt lave verdier på cirka 20 millioner/kbm luft av 0,3 μ
m ute og inne ca 16 millioner/kbm luft, hvilket er noe mindre en uteluften, men aldeles for liten forskjell for å sikre en god luftkvalitet innendørs.

Se diagram 2 nedenfor. Massevekten av uteluften målt ved tidspunktet før installasjonen samt etter, PM 2,5 påviser et relativt lavt middelverdi på 20 μgr/kbm luft men topper på 70 μg. Uteluftreferansen som har et høyt men normalt partikkelverdi for storbymiljø, påviser like verdier ved de to ulike målinger, noe som sikrer utfallet etter installasjonen av balansert ventilasjon med gjenvinning. Med et vanlig F7-filter kan man få en separasjonsgrad på høyst 60 prosent, hvilket gjør at en partikkelinnhold på 20 millioner 0,3 μm ute gir cirka 11 millioner innendørs, og om man har 40 millioner 0,3 μm ute får man in 25 millioner.

Disse verdiene er høyere en de EU-verdiene som tillates. Innendørsverdiene vises i samme diagram (2) og påviser et en momentantverdi på 18 μg/kbm, noe som ansees å være relativt høyt.

EUs anbefalinger om årsverdien er 25 μg/kbm for partikler (PM2,5), se tabell 1.

Diagram 3 påviser uteluftsverdien ved måling før og etter installasjonen av balansert ventilasjon med gjenvinning, innendørsverdien før og etter installasjon av balansert ventilasjon med gjenvinning samt luftens renhet etter rensing med Hepafilter i ett rom. Rommet var det samme som vi målte romluften i, før vår F7-måling og gjennom samme dag med så nær samme forutsetninger ved målinger som mulig. Ventilasjonen var i gang, samt gjorde grovarbeidet hva gjelder syre, utslipp og partikler. Luftkvaliteten i leiligheten varierte veldig lite eller ikke noe i de forskjellige rommene.

Den røde linjen viser uteluftsnivå. Den blå linjen viser tilluftsnivå med kombinasjonsfilter. Vi ser ar separasjonen er minst 64 prosent i anlegget, hvilket er overraskende bra, men beror på en bra installasjon av balansert ventilasjon med gjenvinning og et bra F7- partikkel/kullfilter.

Et bra ventilasjonsanlegg skal kunne gi den gjennomstrømningen som prosjekteres, være tett og rense i henhold til de filterklasser som prosjekteres. I dette tilfellet, i en storby, bør man holde 7 l/s per person samt holde minst filterklasse F7. Et kombinasjonsfilter med kull er å anbefale, slik at også visse avgasser, lukter osv tas opp i et filter.

Vi kan se hvordan den blå linjen er stabil i sammenligning med den rød uteluftsnivåen som svinger, noe som tyder på at ventilasjonsfilteret har kuttet topper og skaper en jevnere verdi på innendørsluften.

Den gule linjen viser hvor rent man kan få det om man har en Hepafilterrenser inne i et rom og samtidig ha hjelp av ventilasjonen. Denne Kombinasjonen gir da en innendørsluft i en leilighet i Hornsgaten som er cirka 82 prosent renere enn uteluften ved samme tidspunkt, samt 72 prosent renere enn luften i rommet uten luftrenser. Dette er en kombinasjon som anbefales for rom der følsomme personer oppholder seg eller der man vil ha ekstra beskyttelse, for eksempel i et soverom.

SEM-foto samt grunnemneanalyse
Testen viser at det forekom partikler i normale nivåer, altså målte nivåer av partikler som oftest forekommer i en leilighet i storbymiljø, nevnt i antallsorden fra flere til færre; mineraler, organiske partikler, bygningsmaterialer, jernoksider, svevepartikler, aluminiumspartikler, bly, titan og krom.

HEPA-filtrering (&)
Som siste tiltak stilte vi inn et Hepafilter (luftrenser) i stua, i 26 minutter. Målingen viste hvor innholdet partikler/utslipp går fra 13 millioner/kbm luft til tre millioner/kbm luft, i løpet av et fåtall minutter. Dette var for oss en unikt og bra måte å komplettere den allerede hardt belastede ventilasjonsanlegget som for øvrig jobbet veldig bra.

Tabell 1:
MKN (Miljökvalitetsnormer) for partikler (PM2,5) til beskyttelse for menneskers helse.
Tidsperiode      Verdi             Bemerkning
1 år                  25 μg/kbm    Bør etterstreves til og med 31. desember 2014
1 år                  25 μg/kbm    Får ikke overskrides fra og med 1. januar 2015

Luftrensing med Hepafilter kan være en kompletterende løsning å legge til en allerede velfungerende ventilasjonsanlegg i utsatte boliger. Se diagram 3 nedenfor.

Er det helsefarlig å bo på Hornsgatan? Nei, ikke verre enn på noen annen plass i Stockholm.

Den innendørsluften som målingene påviste var ren eller til og med veldig ren, tross et problematisk utendørsmiljø. Gjennom et F7-kombinasjonsfilter partikkel/kull samt Hepaluftrenser kan man få veldig ren luft og sammen med bra balansert ventilasjon med gjenvinning få en fullgod beskyttelse.

Det anlegget som ble installert i denne leiligheten ga en bra, klimatisert og ren luft, delvis gjennom syresettingen. Før installasjonen av balansert ventilasjon med gjenvinning inneholdt innendørsluften cirka 750 ppm CO2  Samt mye lavere partikkelinnhold. Verdiene ble betraktelig bedre i en leilighet som ligger i et utsatt område. Som beboer, med et eventuelt behov for ekstra ren innendørsluft, har man også mulighet til å rense luften ytterligere gjennom å benytte Hepafilterenser i form av en frittstående enhet i rommet. Dette kan sees på som et generelt tiltak i en trafikkbelastet gate. Målingene viser att ved en utendørsluftverdi på 25 millioner/kbm 0,3 μm fikk vi etter balansert ventilasjon med gjenvinning med kombinasjonsfilter F7/kull- og Hepaluftrensing et innhold på én million partikler 0,3μm/kbm i innendørsluften. Et tydelig resultat: Kombinasjonen er bra for vår helse.

I sin helhet kan man dra det sluttsatsen at installasjon av en vel fungerende og tett ventilasjonsanlegg er bra filtrering som da skal inneholde en viss kullfiltrering i klasse F7 med minst 50-60 prosent separering av partikler løser mange problemer i en trafikkert storby. Kombinerer man dette også med en Hepaluftrenser får man full kontroll på luftkvalitet i sin bolig.

Tabell 1:

Tabell 2:

Tabell 3: