Измерение движения создает новый способ картирования загрязнения воздуха в помещениях

Ученые Бирмингемского университета разработали новый способ измерения и анализа загрязнения воздуха внутри помещений, который в ходе первых испытаний установил четкую связь между заполненностью офиса, физической активностью и качеством воздуха.

Используя детекторы движения на радарах и недорогие датчики загрязнения, исследователи оснастили офисное помещение в центре Бирмингема для мониторинга количества присутствующих людей и измерения кинетической энергии, которую они генерировали в процессе работы.

Работа опубликована в журнале npj Climate and Atmospheric Science.

Исследователи заявляют, что использование бирмингемского подхода позволит в будущем инженерам и архитекторам создавать более продуманные и вентилируемые здания.

Одним из наиболее важных, но недостаточно изученных источников загрязнения воздуха в помещениях являются твердые частицы (PM), которые поднимаются в воздух из-за движения людей. Частицы, осевшие в коврах, мебели, офисном оборудовании, на одежде и обуви людей, снова поднимаются в воздух в помещениях в результате человеческой активности.

Исследователи обнаружили, что концентрации вдыхаемых твердых частиц размером в одну пятую толщины человеческого волоса — известных как PM₁₀ — в будние дни были до четырех раз выше в периоды занятости помещения, чем в незанятые периоды. Уровни других изучаемых загрязнителей — диоксида углерода (CO₂) и общих летучих органических соединений (ТЛОС) — также были повышены в рабочие дни, на 22% и 140% соответственно.

В занятые периоды средняя концентрация PM₁₀ в офисе составляла 13,7 мкг/м³ по сравнению с 3,75 мкг/м³, когда он был пуст. Годовой ориентир ВОЗ для PM₁₀ составляет 15 мкг/м³. Уровень CO₂ повысился на 130 ppm до 584 ppm, а уровень ТЛОС вырос на 318 мкг/м³ до 495 мкг/м³ внутри помещения.

Команда Бирмингемского университета работала над новой системой, установленной в открытом офисном пространстве и переговорной комнате, совместно с коллегами из Лондонского университета Королевы Марии и экспертами из Cundall, независимой глобальной консалтинговой компании в области устойчивого инжиниринга и дизайна.

Объединив опыт Бирмингема в области загрязнения воздуха, радарные технологии Лондонского университета Королевы Марии и лидерство Cundall в оптимизации внутренней среды, команда создала новый способ понимания и проектирования более здоровых помещений.

Соавтор работы, профессор атмосферных наук Бирмингемского университета Фрэнсис Поуп заявил: «Правительство и промышленность ищут основанные на доказательствах, недорогие методы управления загрязнением воздуха в помещениях. Наше исследование создает новый способ анализа и обсуждения качества воздуха внутри помещений, который можно использовать немедленно, чтобы помочь создавать лучшие здания для работы, отдыха и жизни».

Ведущий автор Димитриос Буссиотис сказал: «Использование только количества людей для оценки качества воздуха в помещении не так эффективно, как учет кинетической энергии, которую они генерируют. Наш подход поможет лучше понять, как размер, дизайн и использование различных офисных сред влияют на качество воздуха, когда в них работают люди».

Ухудшение качества воздуха — одна из наиболее острых проблем, влияющих на общественное здоровье, поскольку оно может вызывать краткосрочные респираторные симптомы, а также долгосрочные проблемы, приводящие к инсультам, сердечным приступам и раку легких.

Дженни Каррингтон из Cundall отметила: «Этот новый подход к анализу качества воздуха в помещениях предоставляет доступную, легко применимую методологию, которая может помочь лучше проектировать более чистые и здоровые внутренние среды — улучшая качество жизни людей, а также профессиональную безопасность и продуктивность работников в офисах и других закрытых рабочих пространствах».

Доктор Халид Раджаб из Лондонского университета Королевы Марии добавил: «Это исследование подчеркивает ценность новых сенсорных технологий, таких как миллиметровый радар, для оценки того, как человеческая деятельность влияет на качество воздуха в помещениях, и для содействия здоровому образу жизни дома и в офисе. Эта технология особенно значима, поскольку она ненавязчива, не использует камеры или носимые устройства и сохраняет конфиденциальность людей».