|
Udvikling af sporgasmetode til brug for måling af transport af forurening mellem renserier og tilstødende lejligheder - laboratorieforsøg 2. Introduktion til sporgasmetoder
2.1 Hvad er sporgasmetoderSporgasmetoder kan være den eneste mulighed for måling af en række vigtige størrelser i forbindelse med ventilering og spredning af forureninger i en bygning. Sporgasmetoder bruges f.eks. til måling af det aktuelle luftskifte på en eller flere positioner i en bygning, til måling af spredning af forureninger, til måling af udsugningssystemers effektivitet, til lækagekontrol etc. Et meget vigtigt aspekt ved sporgasmetoder er, at de tillader målinger, mens bygningen er i normal daglig brug. Aktiviteterne i bygningen, udluftningsvaner etc. har stor betydning for luftbevægelserne i en bygning og målinger kan være behæftet med store fejl, hvis de foretages i en periode eller med metoder, som ikke er repræsentative for den daglige brug. Sporgasmålinger går ud på at dosere en målbar gas i kendte mængder for efterfølgende at måle gaskoncentrationen i luften som funktion af tid eller sted. Alle sporgasmetoder er således baseret på:
Sporgasmetoder er som regel baseret på dosering og samtidig on-line måling af sporgassen med direkte visende måleudstyr. I Breum (1996), Collet et al (1976) og Olufsen (1991) er der præsenteret en række forskellige sporgasmetoder. De nævnte referencer beskriver teori, udstyr, den praktiske gennemførelse samt beregninger. Da sporgasser er fremmede for miljøet er der selvsagt en række miljø- og sundhedsmæssige krav til gassen, som skal være opfyldt. Disse krav er kort beskrevet i afsnit 2.2. Målinger med direkte visende udstyr vil normal være relativt kortvarige, dvs. med en varighed fra nogle få timer til en dags tid. Disse metoder er af praktiske grunde også ofte begrænset til måling af lufttransporten mellem to zoner – f.eks. et rum og udeluften eller et rum og de øvrige rum i samme bygning. Hvis man ønsker målinger over længere perioder (uger) eller måling af lufttransporten mellem flere zoner udgør den såkaldte PFT-metode et brugbart alternativ. Denne metode beskrives i afsnit 2.3. 2.2 Krav til sporgassenDet ideelle sporgassystem består af en gas med en vægtfylde tæt på atmosfærisk luft. Samtidigt bør gassen være ikke-forekommende eller kun tilstede i lave koncentrationer i ude- og indeluft under normale forhold. Der skal desuden findes et transportabelt måleudstyr, som tillader præcise målinger af den aktuelle sporgas. Gassen skal være stabil i måleperioden og nedbrydning i luften eller på overfladerne i rummene må ikke forekomme. Gassen skal desuden i størst mulig udstrækning være inert i forhold til bygningsdele, inventar etc. Sinkeffekter dvs. adsorption til bygningsdele eller inventar bør være på et minimum. Sporgasmetoder er baseret på, at en eller flere fremmede stoffer tilføres lokalerne. Det er selvsagt vigtigt at være opmærksom på, at de anvendte sporgasser ikke udgør en unødig risiko for personer på målestedet. Det betyder for det første, at sporgasserne ikke må udgøre hverken eksplosions- eller brandrisiko og for det andet, at sporgasserne i de aktuelle anvendte koncentrationer ikke må udsætte brugerne af lokalerne for hverken gene- eller sundhedsrisiko. 2.3 PFT-metodenI starten af 1980’erne blev PFT-metoden udviklet på det amerikanske forskningscenter Brookhaven National Laboratory. By og Byg, daværende Statens Byggeforskningsinstitut implementerede metoden i Danmark – se Bergsøe (1992). PFT står for PerFluorcarbon Tracer. Sporgassen er i dette tilfælde en eller flere såkaldte perfluorcarboner. Perfluorcarboner er en fællesbetegnelse for en gruppe organiske stoffer, hvor brint er substitueret med fluor. Et eksempel er vist nedenfor.
Figur 2.1: PFT-metoden er en diffusiv multi-sporgasteknik efter konstantdoserings-princippet. Sporgas udsendes diffusivt og med konstant rate fra en kilde, som typisk vil være et permeationsrør. Sporgaskoncentrationen i rummet afhænger af kildestyrken og luftudskiftningen i rummet efter følgende udtryk (stofbalanceligningen):
Måling foretages ved diffusiv opsamling på en adsorbent efterfulgt af laboratorieanalyse for den aktuelle sporgas. At det er en multigas-teknik betyder, at det er muligt at anvende flere forskellige perfluorcarboner samtidigt. Med anvendelse af flere sporgaser bliver det for det aktuelle lokale på samme tid muligt at måle tilførsel af udeluft og tilførsel af luft fra tilstødende lokaler. Denne applikation er afgørende i forbindelse med renserierne, som det senere vil blive beskrevet. En uddybende gennemgang af metoden er at finde i Bergsøe (1992) og Dietz et al. (1986). 2.4 Fluxbestemmelse med PFT-metodenDa formålet med dette projekt er at bestemme transporten af forurening fra renseri til lejlighed, er det nødvendigt at benytte PFT-metoden som en 2-zonemodel. Ved en 2-zonemodel forstås, at renseriet og en tilstødende bolig i beregningerne betragtes som hver sin zone. Zoner er i denne sammenhæng et område, hvor det kan antages, at der er fuldt opblandede forhold, dvs. ensartede temperatur- og koncentrationsforhold m.m. For at kunne bestemme størrelsen af transporten mellem renseri og lejlighed er det nødvendigt at anvende 2 sporgasser. Hvis man alene var interesseret i at bestemme reduktionen i rumkoncentration mellem renseri og lejlighed var det tilstrækkelig med én sporgas i renseriet og måling i renseri og lejlighed. Da rumkoncentrationen af sporgassen i lejligheden er afhængig af luftskiftet samme sted, er det nødvendigt at kende dette luftskifte for at kunne bestemme fluxen fra renseri til lejlighed. Luftskiftet i lejligheden bestemmes vha. den anden sporgas. Modellen er illustreret på figur 2.2 på næste side. På figuren er der sat ring om den lufttransport, der repræsenterer transporten af rensevæskedampe fra renseri til overliggende lejlighed.
Figur 2.2:
Ved at indføre symbolet q for volumenstrømmen (n× V) kan ligningen (1) omskrives til:
Samlet fremkommer et ligningssystem, der giver mulighed for at beregne alle de luftoverførsler, der er angivet på figur 2.2. Fluxen fra renseri til lejlighed bestemmes ved følgende ligning:
|
