Tác động của hệ thống thông gió áp suất dương đến chất lượng không khí trong nhà ở dân dụng
Impact of positive pressure ventilation systems on indoor air quality in residential settings
| Tác giả | German Hernandez
Rafael Borge Dan Blanchon Terri-Ann Berry |
| Ngày đăng tải | 28/06/2025 |
| DOI | https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2025.113323 |
| Nguồn bài nghiên cứu | Science Direct |
| Từ khóa | Chất lượng không khí trong nhà
Tiện nghi nhiệt Thông gió cơ khí Bụi mịn PM2.5 và PM10 Nấm mốc Khoang mái |
1 – GIỚI THIỆU
Thông gió hiệu quả là điều kiện thiết yếu để duy trì chất lượng không khí trong nhà (IAQ) tốt, thông qua việc đưa không khí trong lành vào và loại bỏ không khí ô nhiễm. Các hệ thống thông gió cơ khí (MV) như thông gió áp suất dương (PPV) được thiết kế để cung cấp không khí từ khoang mái hoặc bên ngoài, sau đó lọc và phân phối vào nhà, tạo ra áp suất dương để đẩy khí ô nhiễm ra ngoài.
Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của hệ thống PPV đến chất lượng không khí trong nhà của 10 hộ gia đình đơn lập tại Auckland, New Zealand trong suốt 9 tháng, qua ba mùa (đông, xuân, hè), bao gồm đo lường trước và sau khi lắp đặt hệ thống. Các chỉ số đo gồm bụi mịn PM2.5/PM10, radon, DNA nấm mốc và kim loại nặng. Kết quả cho thấy mức PM2.5 và PM10 trong nhà giảm trung bình 44%, radon giảm 53%, DNA nấm mốc giảm 64%, kim loại nặng như crôm, đồng, chì, niken và kẽm giảm trung bình 28%. Không khí từ khoang mái ít ảnh hưởng đến ô nhiễm trong nhà, đồng thời mức tiêu thụ năng lượng có xu hướng tăng khi chênh lệch nhiệt độ giữa mái và trong nhà vượt quá 4°C.
2 – MÔ TẢ HỆ THỐNG
Hệ thống thông gió áp suất dương (PPV) được lắp đặt giữa mùa đông, gồm quạt ly tâm và bộ lọc F8 (hiệu suất lọc 95% với hạt nhỏ đến 0.4 µm). Thiết bị được lắp trên trần, nối với ống dẫn khí cách nhiệt và đầu khuếch tán gắn trên trần nhà. Lưu lượng khí tối thiểu 3 lần thay đổi không khí mỗi giờ (ACH) được đảm bảo. Hệ thống hoạt động tự động theo thuật toán điều chỉnh lưu lượng dựa trên nhiệt độ trong và ngoài nhà. Người dùng được hướng dẫn đóng cửa sổ để tối ưu hiệu quả.
3 – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
10 ngôi nhà được chọn có đặc điểm phù hợp nhà ở điển hình tại New Zealand. Chất lượng không khí được đo tại phòng khách, phòng ngủ và ngoài trời trước và sau khi lắp PPV. Ngoài ra, không khí trong khoang mái cũng được đo ở một số nhà. Các chỉ số theo dõi bao gồm PM2.5, PM10, nhiệt độ, độ ẩm, radon, DNA nấm và kim loại nặng (arsen, cadmi, crôm, đồng, chì, niken, kẽm).
Các phép đo được hiệu chuẩn bằng cảm biến tham chiếu của trạm đo môi trường của Hội đồng Auckland. Các thiết bị đo gồm Airly PM, uRAD Monitor và SunRadon, với độ chính xác cao. Dữ liệu năng lượng được thu thập từ hóa đơn điện. Phân tích thống kê gồm hồi quy tuyến tính hỗn hợp (LME), hệ số tương quan Spearman, kiểm định Wilcoxon và kiểm tra biến thiên theo giờ/ngày.
4 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
a) Bụi mịn PM2.5/PM10
Sau lắp PPV, PM2.5 giảm 32–71% tại 9/10 nhà; PM10 giảm với mức tương tự. Những nhà có nồng độ PM cao ban đầu có mức giảm tuyệt đối lớn nhất. Hệ số tương quan giữa PM trong nhà và ngoài trời giảm sau khi lắp PPV, cho thấy hệ thống làm suy yếu tác động của ô nhiễm ngoài trời lên môi trường trong nhà.
b) Nhiệt độ, độ ẩm, năng lượng
Nhiệt độ trong nhà giảm nhẹ (trung bình 0.6°C). RH giảm 5.5%. Khi không khí từ khoang mái lạnh hơn trong nhà hơn 4°C, mức tiêu thụ điện năng tăng đáng kể. Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa mái và trong nhà là 7.1°C.
c) Radon, kim loại nặng, nấm mốc
Radon: Giảm trung bình 53%, vẫn dưới mức khuyến cáo WHO (100 Bq/m³).
Kim loại nặng: Giảm ở đa số nhà, nhưng tăng tại nhà có đốt gỗ/timber xử lý hóa học.
Nấm mốc (DNA nấm): Giảm 24–99% sau lắp PPV. Một nhà tăng do ô nhiễm đặc thù.
5 – KẾT LUẬN
Hệ thống thông gió áp suất dương (PPV) đã chứng minh hiệu quả trong việc cải thiện chất lượng không khí trong nhà, đặc biệt trong việc giảm bụi mịn PM2.5/PM10, radon và nấm mốc. Tuy nhiên, tác động đến kim loại nặng phụ thuộc vào nguồn phát sinh nội địa như đốt gỗ. Hiệu quả hệ thống phụ thuộc vào việc tuân thủ hướng dẫn sử dụng, tình trạng nhà, thói quen người dùng và điều kiện môi trường. PPV cho thấy lợi ích rõ ràng trong mùa đông khi thông gió tự nhiên bị hạn chế, nhưng hiệu quả bị pha loãng vào mùa ấm khi kết hợp thông gió tự nhiên và cơ khí. Mặc dù không khí từ mái có thể lạnh hơn, bộ lọc của PPV ngăn chặn hiệu quả bụi từ mái xâm nhập vào trong nhà.
