LØSNING TIL EKSAMEN I FAG ABMST 1292 og ABMVA 1292 INNEMILJØ KLASSE: 3BM, 3BA TID: ONSDAG 19. MARS 1997

Transkript

1 SIDE 1 AV 9 INGENIØRUTDANNINGEN I NARVIK LØSNING TIL EKSAMEN I FAG ABMST 1292 og ABMVA 1292 INNEMILJØ KLASSE: 3BM, 3BA TID: ONSDAG 19. MARS 1997 TILLATTE HJELPEMIDLER: INGEN VEDLEGG: Vedlegg til eksamen i INNEMILJØ Oppgave 1 (Vektlegging 12%) 1.1 Hva er radon og radondøtre? Hvorfor er radon skadelig og hva er tidsperspektivet for skaden? Radon i våre bygninger kommer fra radium 226, et radioaktivt grunnstoff som finnes overalt i naturen. Ved spaltning dannes edelgassen radon. Radon spaltes igjen til radondøtre, som består av radioaktive metallatomer. Ved spaltning utsendes iosniserende stråling. Radondøtre kan feste seg til luftveiene, der de ved videre spalting bl.a. sender ut alfastråling som kan skade cellene i luftrør og lunger, slik at risikoen for lungekreft øker. Dette kan representere en fare for personer som bor lenge i boliger med høye konsentrasjoner av disse radioaktive gassene. Risikoen er størst hos personer som samtidig røyker. Men i motsetning til andre helseeffekter i forbindelse med dårlig innemiljø, oppstår ikke lungekreft akutt, men utvikles etter mange år. Vanlighvis regner man med en latenstid på minst 20 år. Hva kombinasjonene av passiv røyking og radon fører til, ved vi ikke, men man frykter en noe økt risiko. 1.2 Hvilke krav har Helsedirektoratet satt for radon for fremtidig bebyggelse og eksisterende bebyggelse? Fremtidig bebyggelse: Planleggingsnivå: Under 200 Bq/m 3 Eksisterende bebyggelse: - Mellom 200 og 800 Bq/m 3 Enkle tiltak bør gjennomføres. - over 800 Bq/m 3 Mer omfattende og kostbare tiltak er berettiget, men også enkle tiltak kan føre til målet. 1.3 Kan du begrunne hvorfor kvaliteten på inneluften er viktig for mennesker? Et voksent menneske forbruker ca. 1 kilo mat og vel 1,5-3 kg væske pr døgn. Det puster også inn kilo luft pr døgn. Barn forbruker relativt mer luft i forhold til kroppsvekten. De fleste av oss er inne ca 90% av tiden. Derfor blir innemiljøet og inneluften, spesielt i boliger, viktigst! Luften inne kommer utenfra, og kvaliteten av uteluften betyr derfor en god del. Likevel er det i de fleste tilfeller forurensningene som kommer til inne som først og fremst bestemmer kvaliteten på inneluften. Viktige faktorer her er bl.a. kjemikalier, støv, innendørs aktiviteter, temperatur, fuktighet, renhold og ventilasjon.

2 SIDE 2 AV 9 Oppgave 2 (Vektlegging 12%) 2.1 Hvorfor er fukt uønsket i bygg? Høy fukt gir følgende uønskede konsekvenser: - Økt livsmulighet for mikroorganismer som bryter ned organisk materiale. Kan svekke bygningsdeler og skape lukt- og helseproblemer. - uorganiske bygningsmaterialer kan også brytes ned og/eller avgi kjemisk emisjon. 2.2 Hvor er det mest vanlig å få fuktproblemer i bygg, og hva er de vanligste årsakene til problemene? Årsakene til en del problemer skal drýftes slik at det fremgår at kandidaten har forståelse for sammenhengen mellom konstruksjon/bruk og konsekvens. Problemområde Trevirke og isolasjon i konstruksjoner Fuktige rom (bad) Kalde overflate Krypkjeller Gulv på grunnen Fuktige kjellervegger Kondens i tak av tre Sanitærinstallasjoner Årsak Regn i byggeperioden, ikke tørre materialer Betonggulv. Våte gulv under belegg, sagflis/- trevirke som ikke er fjernet Høy temperatur, og fuktighet, dårlig ventilasjon Kondensdannelse: lav innetemperatur og høy luftfuktighet (soverom) Dårlig drenering, dårlig ventilasjon, høy luftfuktighet Dårlig uttørking, oppfukting fra grunnen Dårlig drenering, innebygging før uttørking Feil utførelse, lekkasje Lekkasje 2.3 Drøft hvordan en kan kartlegge fuktskader i bygg Kartlegging av fuktskader i bygg: Kandidaten skal vise hvilke faktorer som skal kartlegges, hvordan og hvilke målinger som kan gjøres og hvordan resultatene skal vurderes avhengig av hvilke konsekvenser skaden kan få. Forundersøkelse: lukt, misfarging, helsemessige plager, fuktproblemer Inspeksjon: Fuktmåling, prøvetaking (av luft, materialer) Analyse: luft og materialprøver analyseres Vurdering: hvordan skade, hvilken type rom, hvilke konsekvenser (eksempel: større risiko dersom skaden er i kjellerrom som er oppholdsrom enn om skaden er på loft. Større risiko dersom skadeorganisme avgir mye sporer enn om den ikke avgir sporer)

3 SIDE 3 AV 9 Oppgave 3 (Vektlegging 20%) 3.1 Hvilke tiltak kan man gjøre for å redusere mengden av skitt som trekkes inn i bygningen utenfra? Med et hensiktsmessig utformet inngansparti kan man få et renere hus samt redusere renholdskostnadene, spesielt i offentlige lokaler og forretningslokaler. Et godt inngansparti kan alene redusere renholdskostnadene med 10%. En god utforming av inngangspartiet begynner allerede utendørs. Et hensiktsmessig utformet skjermtak eller et inntrukket inngansparti reduserer mengden av slat, søle og snø som trekkes inn. Gang- og kjøreveier nærmest inngangen bør ikke være gruset. De skal helst være belagt med betong- eller steinprodukter, og partiet nærmest inngangen bør ha varmekabler. Foran inngangen bør det ligge et fotskraperist som dekker hele bredden på inngangen og er helst 2 m lang i gangretningen. Risten bør være delt opp i flere seksjoner for å forenkle håndteringen ved renhold. Etter skraperisten bør det være en børstematte som tar bort smuss og fuktighet. Også den må være så lang at man tvinges til å ta flere skritt på den. I en tredje sone bør det ligge utskiftbare tekstilmatter som gjør "finpussen". Disse mattene bør været utformet slik at de har konstant effekt hele tiden, dvs. at de fungerer like bra hele tiden mellom hver gang det blir gjort rent. Mattene må også være utformet og seksjonert slik at de er lette å håndtere for renholdspersonalet, og de må til sammen være minimum 2 m lange. For å minske spredningen av allergifremkallende stoffer som kommer utenfra, er det ønskelig at boliger utformes med en luftsluse i form av et vindfang e.l. som kan lukkes. Her kan også skitne sko og klær tas av før man går videre inn i boligen. 3.2 Hva er loddenfaktor? Man bør i størst mulig grad benytte materialoverflater som er rengjøringsvennlige. Det bidrar til enklere og bedre rengjøring og mindre støvdannelse. Tekstiler bidrar til støvdannelse. I tillegg vil tekstiler, papirmaterialer m.v. holde på en del gasser, lukte en stund og så gi det fra seg litt etter litt til inneluften. Begrepet loddenfaktor benyttes i denne forbindelse. Jo mer flater som kan samle støv og/eller gass, desto høyere loddenfaktor. Loddenfaktor er definert som arealet av lodne flader delt på volumet av det aktuelle rommet og angis i m 2 /m 3. Lavest loddenfaktor oppnår man med glatte flater (og få pyntegjenstander utenom møbler), mye fri gulvplass, glatte møbelstoffer og gardiner, vaskbare vegger og ingen tepper. Høyest loddenfaktor får man med teppegulv samt strie- eller stofftapeter og i tillegg mange møbler og gjendstander. 3.3 Hvorfor kan CO2-innholdet i lufta brukes som indikator på luftkvaliteten? En person produserer mellom 15 og 20 liter CO 2 pr. time ved utånding. Hvor stor konsentrasjon CO 2 som forblir i rommet avhenger av rommets størrelse og luftsirkulasjonen. CO 2 - innholdet kan således være en indikator for inneluftkvaliteten. Konsentrasjonen måles ofte i ppm, parts per million, eller mg/m 3.CO 2 -innholdet i luften bør ikke overstige 1000 ppm = 1800 mg/m 3 ifølge Helsedirektoratets normer for inneluftkvalitet.

4 SIDE 4 AV Hva er de viktigste grunnene til at renhold bør tas på alvor? En av de faktorene som har stor betydning for helsen i våre hus er renholdet. Smuss og støv gjør romluftens kvalitet dårligere og kan forårsake allergier og andre overfølsomhetsreaksjoner. Smuss i fuktig og varmt miljø, f.eks. i baderom, gir desuten god grobunn for mugg og andre mikroorganismer. Vanlig støv innenførs kan være sammensatt av f.eks. partikler av jord, sand, mineraler, sot, matavfall, hudavfall, soppsporer, pollen m.m., flere av dem kjente allergener. Støvpartiklene kan også fungere som absorpsjonskjerner for andre stoffer som bakterier, virus og kjemiske eller radioaktive stoffer. Høyt partikkelinnhold i romluften utgjør en potensiell helsefare, og spesielt partikkelstørrelsen er av betydning. 3.5 Hvorfor er det ikke tilstrekkelig med grundig rengjøring av bygget ved overlevering? Inneklimaet er ofte betydelig dårligere i nye bygninger enn i bygninger som har vært i drift en tid. Dette skyldes ikke bare avgassing fra nye byggematerialer og høy fuktighet, men også forurensninger i form av støv og avfall som ikke fjernes under byggeprosessen. Slike forurensninger finnes ofte i store mengder innelukket i ventilasjonskanaler, over himlinger osv., og frifjøres gradvis når bygget tas i bruk. Det er ikke nok med en grundig rengjøring etter at arbeidene er avsluttet. Ryddighet og renhold under hele byggeprosessen er like viktig for å legge forholdene tilrette for et godt innemiljø. Undersøgelser viser at god hygiene i byggeperioden også gir mindre materialskader, lavere byggeomkosninger, lavere sykefravær hos de som utfører byggearbeidene og mindre behov for forurensende etterarbeider. Oppgave 4 (Vektlegging 16%) Sidehenvisninger i denne oppgave : «Hus og helse», Statens Bygningstekniske etat 4.1 Hva er overfølsomhetssykdommer og hvilke hovedtyper fysisk overfølsomhet har vi? - Overfølsomhet: et samlebegrep for sykelig forhøyet følsomhet i ett eller flere av kroppens organer eller vev, en reaksjon på normale / lave påvirkninger som ikke gir reaksjon hos folk flest. Sykdommene gjelder hovedgruppene Allergi, Hyperaktivitet og Spesifikk kjemisk overfølsomhet. (side 41) Forklar hva tålegrense er og hvordan den fungerer. - Tålegrense: menneskets motstandsevne mot ytre påvirkning, varierer fra person til person og fra tid til annen hos samme person. Må kunne forklare forholdet mellom dose, effekt og tåleevne, mengde og tid, gjerne med eksempel om demningen (fra boka) eller bøtta som renner over ved en dråpe for mye. (fra forelesning) (side 29-30) Hva er bygningsingeniørens oppgave i forebyggelse av overfølsomhetssykdommer? - Det viktigste er å kjenne til at ingeniøren bærer ansvaret for hvor stor forekomst av overfølsomhetsframkallende stoffer som bringes inn i innemiljøet.

5 SIDE 5 AV 9 Bør referere dette til tålegrensespørsmålet, og forklare viktigheten av sanering = å unngå (eller fjerne) så mange av risikostoffene som mulig, for å holde summen av allergener og irritanter lavest mulig totalt. Totalmengden kan overstige tålegrensen, det vet vi aldri før den er overskredet, derfor må bygningsingeniøren arbeide etter føre - var - prinsippet. (Litt.: gjennomgående i hele pensum + forelesningene) 4.2 Den menneskelige organismen har flere forsvarsverker som skal beskytte oss mot sykdom. Hvilke forsvarsverker er det snakk om? - Forsvarsverkene: Fysiske: Hud, slimhinner, nese Kjemiske: Stoffskiftet med hjelpestoffet Enzym, det immunologiske cellesystemet. Sansene og psyken. (side 35-36) Et av disse forsvarsverker ligger i luftveiene. - hvordan fungerer dette - Hva skjer i dette forsvarsverket i møtet med miljøpåvirkninger slik at det utvikles sykdom? - Slimhinnene: Forklare flimmerepitelets og slimkjertlenes funksjon. (side 33-34, 45) - flimmerepitelet blir lammet forurensing irriterer lokalt + glir ned i lungene og kan forårsake sykdom. Bra om kandidaten forklarer mekanismen og detaljene i det som skjer. 4.3 Astma - hva slags overfølsomhetssykdom er dette - hva skjer i kroppen ved astma - hva kan utløse astma - hva slags plager og problemer gir astma for mennesket - Hyperaktivitet, uspesifikk - En kjemisk reaksjon i cellene i slimhinnene i bronkiene. «Varslinggystemet» i cellene overreagerer, slimhinnene svulmer opp, kjemiske reaksjoner øker plutselig, enormt. (s. 45) - irritanter, side Kraftige pusteproblemer, sliming osv., sykdomsperioder, nedsatt allmentilstand, nedsatt yteevne, følger for sosial deltakelse, utvikling, selvbilde, læring _ evt. utdanning.

6 SIDE 6 AV 9 Oppgave 5 (Vektlegging 10%) 5.1 Av diagram side 377 i DANVAK-boken avleses for M = 2 met, I cl = 1 clo, v ar = 0,4 m/s: to =17qC 5.2 Av figur 1.1 side 21 i DANVAK avleses for en sittende avslappet person: M = 1 met. Av diagram side 375 i DANVAK for M = 1 met og I cl = 1,5 clo avleses følgende: _ ta =24,5qC og tr =14,5qC Oppgave 6 (Vektlegging 10%) 6.1 Emisjon fra golv, tak, vegger: Golv: 3,6 4,8 m 2 70 g/m 2 h = 1.209,6 g/h Tak: 3,6 4,8 m 2 60 g/m 2 h = 1.036,8 g/h Vegger: [ ( 2 (3,6 2,8 m 2 +4,8 2,8 m 2 ) ) - 3 1,44 m 2 ] 85 g/m 2 h= 3.631,2 g/h Total emisjon S tot = g/h Formel (4.20), jevnfør formel (4.14) for v: S tot - F V min = ( v ) -1 (m 3 /h) C i -C o Helsedirektoratet anbefalte verdi for totalmengden av flyktige organiske forbindelse TVOC kan avleses i Hus & Helse i vedlegg 2, dvs 400 g/m 3. I formlen i boken står enheten i mg/h, men vi kan likegodt anvende g/h forutsatt at man er konsekvent: g/h V min = (0,8) -1 (400-40) g/m 3 (m 3 /h) = 20,4 m 3 /h _ 5,7 l/s Den nødvendige lufttilførsel til rommet, for at Helsedirektoratet anbefalte verdi skal være oppfylt, blir således: 20,4 m 3 /h _ 5,7 l/s (dette svarer til et luftskifte på n = 0,42 h -1 )

7 SIDE 7 AV 9 Nødvendig lufttilførsel ut fra TVOC-nivå blir svært beskjedent, og andre forhold, f.eks. menneskelukt vil ofte kreve større mengder. I denne oppgaven er det kun nødvendig med et luftskifte svarende til n = 0,42 h Når luftskiftet er kjent (n = 0,5) blir TVOC konsentrasjonen: VOL = 3,6 4,8 2,8 m 3 = 48,4 m 3 Med n = 0,5 fås: Formel (4.20): VENT = VOL n = 48,4 m 3 0,5 h -1 = 24,2 m 3 /h S - F V min = ( v ) -1 (m 3 /h) C i -C o S - F C i = C o ( v ) -1 (m 3 /h) V min C i = 40 + ( / 24.2 ) (0,8 ) -1 Ci = 344 g/m 3 Oppgave 7 (Vektlegging 10%) Av figur 1.1 side 21 i DANVAK kan aktivitetsnivået avleses for studenter og lærer til henholdsvis 1 met og 1,2 met. Av formel (1.24) side 33 i DANVAK kan karbondioksidstrømmen beregnes: q V,CO2 = 17 M (l/h) q V,CO2 = ( ,2 ) = 0,445 m 3 /h I ENØK formel (4.7) side 111 benyttes en lavere verdi: q V,CO2 = 15 M (l/h) Denne formelen er selvfølgelig like rett å benytte: q V,CO2 = 0,393 m 3 /h Beregninger ved bruk av denne står i parentes i det følgende. Volumet av rommet blir: V r =12 6 3m 3 = 216 m 3

8 SIDE 8 AV 9 Luftskiftet i rommet: n = 2,5 Forurensningskonsentrasjonen: c i = 350 ppm = Tidsstart kl 8.15: Tid 8.30 = 15 min = 0,25 time Tid 9.00 = 45 min = 0,75 time Kl 8.15 er forurensningskonsentrasjonen: ci = 350 ppm = m 3 CO2/m 3 For å beregne hva CO 2 -konsentrasjonen blir kl 8.30 og 9.00 benyttes fortynningsligningen (1.19) side 33 i DANVAK boken, der det gjelder at c o =c i : c = q (n V r ) ( 1 - exp(-n )) + ( c o -c i ) exp(-n ) + c i c = q (n V r ) ( 1 - exp(-n )) + c i c = 0,445 (2,5 216 ) ( 1 - exp(-2,5 0,25)) + 3, For kl 8.30 c = ( 3,83 + 3,5 ) 10-4 c = 7, m 3 CO2/m 3 = 733 ppm ( 647 ppm ) For kl 8.30 c = 0,445 (2,5 216 ) ( 1 - exp(-2,5 0,75)) + 3, For kl 9.00 c = ( 6,98 + 3,5 ) 10-4 c = 10, m 3 CO2/m 3 = 1050 ppm ( 926 ppm ) For kl 9.00 Helsedirektoratets normer for inneluftkvalitet for CO 2 er på 1000 ppm. Normene er altså en litt overskredet etter DANVAK og ligger litt under ved bruk av ENØK-boken. Men uansett er overskridelsen minimal på dette tidspunkt. En bør dog gjennomregne hele dagen for å se, hvorledes det utvikler sig, men dette er utenfor rammene for denne oppgaven.

9 SIDE 9 AV 9 Oppgave 8 (Vektlegging 10%) 8.1 Ifølge formel (1.3) i "DANVAK, Varme og Klimateknik, [2]" kan den operative temperatur t o beregnes: t o =A t a + (1-A) t r hvor t a er lufttemperaturen t r -middelstrålingstemperaturen A -faktor for den relative lufthastighet (A=0,6, da v ar =0,3 m/s) Middelstrålingstemperaturen t r finnes af formel (1.1) side 22 i DANVAK: t r = p-1 t 1 + p-2 t 2 + p-3 t 3 + p-4 t 4 t r = 0,15 5 C + 0,25 10 C + 0,4 16 C + 0,2 22 C t r =14,1 C Dermed kan den operative temperatur finnes: t o =0,6 17,5 C + 0,4 14,1 C to = 16,1qC Svaret blir ikke: t o =0,5 17,5 C + 0,5 14,1 C t o = 15,8 C 8.2 Nødvendig bekledning for at personen skal være i termisk komfort kan finnes i DANVAK side 374 og 375 med følgende inngangsverdier: M = 2 met t a = 17,5 C og V ar = 0,3 m/s Forsøk med I cl lik henholdsvis: 0 clo; 0,5 clo; 1 clo; 1,5 clo skal gi middelstrålingstemperatur: t r = 14 C Bekledning (clo) 0 clo 0,5 clo 1 clo 1,5 clo Middelstrålingstemperatur 39 C 28 C 14,5 C0,5 C herav ses at bekledningen skal være lik: Icl = 1,0 clo