Вдыхаемый нами воздух может помочь нам улучшить качество воздуха, которым мы дышим.
Измерения концентрации двуокиси углерода в помещении (CO2) используются для оценки качества воздуха в помещении, которое тесно связано с уровнями загрязнителей, таких как газы и частицы, циркулирующие в воздухе. about with CO2 Эта информация также может использоваться для управления вентиляцией, которая способствует очистке воздуха и снижению потребности в обогреве и охлаждении, что позволяет экономить энергию. Однако, по словам инженера-механика Национального института стандартов и технологий (NIST) Эндрю Персили и профессора питания Университета Джорджа Мейсона и специалиста по метаболизму человека Лилиан де Йонге, формула, которая использовалась с начала 1980-х годов для оценки неотъемлемой части этих расчетов - количество CO2, генерируемое обитателями здания, основано на старых данных и методе, не имеющем научной документации. Это означает, что текущие оценки скорости генерации CO2 могут отличаться на целых 25 процентов.
Чтобы помочь решить эту проблему, Персили и де Йонге разработали новый метод вычислений, в котором используются хорошо зарекомендовавшие себя концепции из изучения человеческого метаболизма и физиологии физических упражнений, касающиеся генерации CO2 зависит от размера и состава тела, диеты и уровня физической активности. По словам исследователей, это приводит к более точным оценкам выбросов CO2, создаваемых отдельными людьми, что впоследствии дает улучшенную оценку концентрации, создаваемой всем населением здания..
Исследователи сообщают о своей работе в журнале Indoor Air.
Изучая почти четыре десятилетия литературы о выделении углекислого газа обитателями зданий, Персили и де Йонге обнаружили многочисленные проблемы с широко используемым методом количественной оценки скорости метаболизма человека. Они также обнаружили проблемы с уравнением для оценки соотношения вдыхаемого кислорода и выдыхаемого CO2, используемого для расчета образования CO2.
Помимо того факта, что формула поколения CO2 восходит к 1980-м годам и не учитывает значительных успехов, достигнутых с тех пор в изучении метаболизма и физиологии человека, мы не смог найти много научных доказательств, подтверждающих это, - сказал Персили. «В результате мы теперь должны подвергнуть сомнению точность любых показателей генерации CO2, о которых сообщалось ранее».
Озабоченность Персили и де Йонге была подтверждена недавним китайским исследованием воздушной среды помещений, которое показало, что измерения генерируемого CO2, рассчитанные с использованием используемого в настоящее время метода, завышают фактические количества примерно на 25 процентов у женщин и 16 процентов у мужчин.
Чтобы повысить точность и надежность измерений CO2 в помещении, Персили и де Йонге обратились к признанным научным данным, проведенным исследователями, борющимися с проблемой ожирения.
"За последние тридцать лет диета и состав тела среднего американца - теперь у нас больше жира и меньше мышц - значительно изменились, поэтому области человеческого метаболизма и физиологии физических упражнений сосредоточились на характеристике энергетических потребностей, особенно в отношении диеты и физических упражнений», - объяснил де Йонге.«Эти знания привели к лучшему способу расчета количества кислорода, необходимого для удовлетворения этих потребностей, и, используя ту же стратегию, мы смогли улучшить оценку выдыхаемого CO2."
Новый подход Персили и де Йонге использует базальный уровень метаболизма (BMR) человека - минимальное количество энергии, которое он или она расходует в состоянии покоя, - в сочетании с уровнем физической активности этого человека для более точного определения количества CO2, производимого обитателями внутреннего пространства. BMR также учитывает пол, возраст и размер тела (используя массу, а не площадь поверхности) людей, составляющих группу.
«Это значительное улучшение по сравнению с традиционным методом расчета CO2, потому что массу тела легко измерить, а площадь поверхности обычно можно только оценить», - сказал де Йонге.
Персили и де Йонге будут работать над проверкой своей техники, чтобы она могла перейти к широкому признанию и использованию. Они также изучат его влияние на улучшение качества воздуха в помещениях и снижение энергопотребления.
Мы надеемся, что наш метод расчета в конечном итоге будет использован для определения оптимальных уровней CO2, необходимых для достижения более надежной, экономичной и энергоэффективной работы системы управления потреблением. вентиляционные системы, устройства, использующие интеллектуальные датчики, которые регулируют, когда и сколько наружного воздуха подавать в помещение», - сказал Персили.