Научная статья на тему 'Очистка воздуха помещений от загрязняющих веществ с использованием воздушного приточного клапана с фотокаталитическим фильтром'

Очистка воздуха помещений от загрязняющих веществ с использованием воздушного приточного клапана с фотокаталитическим фильтром Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
537
70
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОЧИСТКА ВОЗДУХА / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА / ПРИТОЧНЫЙ КЛАПАН / ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА / КОНЦЕНТРАЦИЯ / СОРБЕНТ / ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР / AIR PURIFICATION / EXPERIMENTAL SET-UP / SUPPLY VALVE / POLLUTANTS / CONCENTRATION / SORBENT / PHOTOCATALYTIC FILTER

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Литвинова Н. А.

Разработана экспериментальная установка по очистке приточного воздуха в наружной стене здания с использованием различных сорбентов совместно с фотокаталитическим фильтром (тонкая сетчатая пластина, покрытая диоксидом титана рядом с УФ-лампами излучением УФ-А диапазона, 365 нм). Проведены натурные исследования концентраций загрязняющих веществ в воздушной среде снаружи и внутри помещения зданий с применением различных сорбентов для очистки воздуха (активированный уголь, шунгит, цеолит). Результаты исследований показали, что наилучшим вариантом для очистки наружного воздуха от загрязнителей является вариант: шунгит + цеолит + фотокаталитический фильтр (пластина TiO2 + 2УФ лампы 365 нм, по 6 Вт каждая), эффективность очистки которого составила по оксиду углерода (II) 90,6-99,88 %, по фенолу 95,79-96,07 %, по формальдегиду 95,69-97,22 %, по углеводородам алифатическим (С1-С5) 90-93,57 %. Наименьшие показатели по эффективности очистки приточного воздуха имел вариант исследований при использовании одного фотокаталитического фильтра, эффективность очистки воздуха от загрязняющих веществ составила 13,62-28,65 %, а также вариант: активированный уголь + TiO2 + 2УФ лампы 365 нм, 6 Вт, эффективность очистки воздуха 25-50,16 %. Получены эмпирические зависимости концентрации загрязнений внутри помещения от скорости ветра наружного воздуха при варианте исследований, имеющего наилучшие показатели эффективности по очистке воздуха от загрязнителей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Литвинова Н. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Purification of indoor air pollutants using the air inlet valve with photocatalytic filter

An experimental installation for purification of supply air in the outer wall of the building using various sorbents together with a photocatalytic filter (a thin mesh plate coated with titanium dioxide near UV lamps with UV-A radiation range, 365 nm) was developed. Full-scale studies of the concentrations of pollutants in the air outside and inside buildings with the use of various sorbents for air purification (activated carbon, shungite, zeolite) were carried out. The results of the studies have shown that the best option for cleaning the outdoor air from pollutants is the option: shungite + zeolite + photocatalytic filter (TiO2 plate + 2UF lamps 365 nm, 6 W each), the purification efficiency of which was carbon oxide (II) from 90.6-99.88 %, phenol from 95.79-96.07 %, formaldehyde from 95.69-97.22 %, aliphatic hydrocarbons (C1-C5) from 90-93.57 %. The option of studies using a single photocatalytic filter, the efficiency of cleaning the air from pollutants ranged from 13.62-28.65 %, as well as the option: activated carbon + TiO2 + 2UF lamps 365 nm, 6 W, air purification efficiency 25-50.16 %, had the lowest indicators for the efficiency of cleaning the supply air. The empirical dependence of the concentration of pollutants indoors from the wind speed of the external air in the research conditions that have the best performance indicators for cleaning the air from pollutants was obtained.

Текст научной работы на тему «Очистка воздуха помещений от загрязняющих веществ с использованием воздушного приточного клапана с фотокаталитическим фильтром»

УДК 504.75.05

DOI: 10.24411/1816-1863-2019-13081

ОЧИСТКА ВОЗДУХА ПОМЕЩЕНИЙ ОТ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗДУШНОГО ПРИТОЧНОГО КЛАПАНА С ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИМ

ФИЛЬТРОМ

Н. А. Литвинова, к. т. н.,

доцент, Тюменский индустриальный университет (ТИУ), litvinova2010-litvinova2010@yandex.ru, Тюмень, Россия

Разработана экспериментальная установка по очистке приточного воздуха в наружной стене здания с использованием различных сорбентов совместно с фотокаталитическим фильтром (тонкая сетчатая пластина, покрытая диоксидом титана рядом с УФ-лампами излучением УФ-А диапазона, 365 нм). Проведены натурные исследования концентраций загрязняющих веществ в воздушной среде снаружи и внутри помещения зданий с применением различных сорбентов для очистки воздуха (активированный уголь, шунгит, цеолит). Результаты исследований показали, что наилучшим вариантом для очистки наружного воздуха от загрязнителей является вариант: шунгит + цеолит + фотокаталитический фильтр (пластина TiO2 + 2УФ лампы 365 нм, по 6 Вт каждая), эффективность очистки которого составила по оксиду углерода (II) 90,6—99,88 %, по фенолу 95,79—96,07 %, по формальдегиду 95,69—97,22 %, по углеводородам алифатическим (С1—С5) 90—93,57 %. Наименьшие показатели по эффективности очистки приточного воздуха имел вариант исследований при использовании одного фотокаталитического фильтра, эффективность очистки воздуха от загрязняющих веществ составила 13,62—28,65 %, а также вариант: активированный уголь + TiO2 + 2УФ лампы 365 нм, 6 Вт, эффективность очистки воздуха — 25—50,16 %. Получены эмпирические зависимости концентрации загрязнений внутри помещения от скорости ветра наружного воздуха при варианте исследований, имеющего наилучшие показатели эффективности по очистке воздуха от загрязнителей.

An experimental installation for purification of supply air in the outer wall of the building using various sorbents together with a photocatalytic filter (a thin mesh plate coated with titanium dioxide near UV lamps with UV-A radiation range, 365 nm) was developed. Full-scale studies of the concentrations of pollutants in the air outside and inside buildings with the use of various sorbents for air purification (activated carbon, shungite, zeolite) were carried out. The results of the studies have shown that the best option for cleaning the outdoor air from pollutants is the option: shungite + zeolite + photocatalytic filter (TiO2 plate + 2UF lamps 365 nm, 6 W each), the purification efficiency of which was carbon oxide (II) from 90.6—99.88 %, phenol from 95.79—96.07 %, formaldehyde from 95.69—97.22 %, aliphatic hydrocarbons (C1—C5) from 90—93.57 %. The option of studies using a single photocatalytic filter, the efficiency of cleaning the air from pollutants ranged from 13.62—28.65 %, as well as the option: activated carbon + TiO2 + 2UF lamps 365 nm, 6 W, air purification efficiency — 25—50.16 %, had the lowest indicators for the efficiency of cleaning the supply air. The empirical dependence of the concentration of pollutants indoors from the wind speed of the external air in the research conditions that have the best performance indicators for cleaning the air from pollutants was obtained.

Ключевые слова: очистка воздуха, экспериментальная установка, приточный клапан, загрязняющие вещества, концентрация, сорбент, фотокаталитический фильтр.

Keywords: air purification, experimental set-up, supply valve, pollutants, concentration, sorbent, photocatalytic filter.

Введение. Во многих крупных городах не хватает чистого воздуха в помещениях зданий городской среды. Достигнуть это возможно, установив в стену приточный клапан. С его помощью будет обеспечена дополнительная подача свежего воздуха в помещение и одновременно его очистка. Количество и прежде всего качество поступающего в помещение приточного воздуха определяют параметры газового ре-

жима помещений зданий [1], что связано с постоянно действующей системой вентиляции. В современных городских условиях с внешними источниками выброса использование воздушных клапанов без очистки может привести к еще большему загрязнению внутреннего воздуха помещений. В большинстве случаев в приточных клапанах здания не предусмотрена очистка от газообразных примесей, а толь-

81

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

82

ко фильтр от механических загрязнений, в отдельных случаях присутствует только очистка воздуха активированным углем [2—3]. Кроме того, не проведено тщательное обоснование выбора сорбента, неясно, достаточно ли массы сорбента, толщины его слоя, а также не учитывается концентрация газообразных веществ в наружном воздухе по всей высоте здания, невозможно учесть требуемую эффективность выбранной очистки внутреннего воздуха в зависимости от качества наружного воздуха у фасада здания.

В связи с этим на сегодняшний день возникает нерешенный вопрос о выборе способа очистки наружного воздуха в приточных клапанах по высоте фасада здания от газообразных примесей органической и неорганической природы в наружном воздухе [2—4].

Цель исследований — разработка и обоснование способов очистки воздуха в приточных воздушных клапанах от газообразных загрязняющих веществ в зданиях городской среды в зависимости от качества наружного воздуха.

Задачи исследований: 1. Разработать экспериментальную установку по очистке приточного воздуха в здания с использованием различных вариантов фильтров, загруженных сорбентами (активированный уголь, шунгит, цеолит) совместно с фотокаталитическим фильтром. 2. Провести натурные исследования для выбора наилучшего способа очистки приточного воздуха в помещения зданий от газообразных загрязняющих веществ. 3. Получить эмпирические уравнения концентрации загрязнителей внутри помещения от скорости ветра при наилучшем варианте очистки наружного воздуха.

Для решения данных задач в качестве загрязнителей был выбран оксид углерода (II), также исследовались концентрации органических загрязнителей, таких как фенол, формальдегид, углеводороды алифатические (С1—С5), как наиболее устойчивых примесей в воздушной среде [5—7]. Кроме того, концентрации этих газообразных веществ имеют значительные превышения нормативного значения в городской среде многих крупных городов России от магистралей с высокой интенсивностью движения (более 2000 авт/час) и в районах размещения стационарных ис-

точников [6]. Данные виды загрязнений могут быть удалены из помещения только с помощью вентиляции, в частности с помощью очистки воздуха в приточных клапанах [8—10].

Модели и методы. Для очистки воздушной среды от газообразных примесей была собрана экспериментальная установка, состоящая из (рис. 1): 1 — воздуховода диаметром 100 мм длиной 400 мм; 2 — осевого вентилятора производительностью 100 м3/ч; 3 — сменных фильтров с внутренним диаметром 85 мм, наружным 90 мм, толщина каждого слоя сорбента 20 мм, площадь фильтрующей поверхности во всех вариантах составила 0,00567 м2. Фильтры в установке можно было размещать как по отдельности, так и несколько в ряд. Фильтры имеют круглое сечение, на поверхности на входе и на выходе расположенные в ряд прямоугольные отверстия размером 2 s 2 мм с шагом 1 мм; 4 — фотокаталитического фильтра, состоящего из тонкой сетчатой пластины, покрытой диоксидом титана (ТЮ2) и двух УФ-ламп с длиной волны 365 нм (УФ-А диапазона), мощностью 6 Вт, включающихся по отдельности. Диоксид титана может активировать окислительные процессы на своей поверхности, что позволит органическим загрязнителям (фенолу, формальдегиду, углеводородам алифатическим) разложиться до воды и углекислого газа.

Для исследования на экспериментальной установке (приточного воздушного клапана) выбрано 7 вариантов очистки приточного воздуха: 1 — фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 1 УФ лампа 365 нм,

Рис. 1. Экспериментальная установка по очистке приточного воздуха:

1 — наружная стена здания; 2 — воздуховод; 3 — вентилятор; 4, 5, 6, 7 — сменные фильтры с различными вариантами сорбентов; 8 — сетчатая пластина, покрытая диоксидом титана (ТЮ2); 9 — УФ-лампы (2 шт.), 365 нм, 6 Вт

а) б) в)

Рис. 2. Сорбенты в фильтрах для различных вариантов исследований: а — активированный уголь АР-В; б — карельский шунгит; в — цеолит Холинского месторождения

6 Вт); 2 — фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 2 УФ лампы 365 нм), 6 Вт; 3 — шунгит + фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 2 УФ лампы 365 нм, мощностью 6 Вт); 4 — активированный уголь + фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 2 УФ лампы 365 нм, 6 Вт); 5 — цеолит + фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 2 УФ лампы 365 нм, 6 Вт); 6 — шунгит + цеолит + фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 2 УФ лампы 365 нм, 6 Вт); 7 — активированный уголь + цеолит + фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 2 УФ лампы 365 нм, 6 Вт).

Исследуемые сорбенты (рис. 2) в фильтрах экспериментальной установки имеют следующие характеристики:

— активированный уголь АР-В

(рис. 2, а) в виде цилиндрических гранул черного цвета, основной размер частиц 2,8 мм;

— шунгит — минерал, занимающий по составу и свойствам промежуточное положение между антрацитами и графитом (рис. 2, б). Для исследования был выбран карельский шунгит — это природный минерал, уникален тем, что на его основе получен мелкомолотый порошок, который и был загружен в фильтр;

— цеолит Холинского месторождения Читинской области (рис. 2, в). Для опыта были взяты фракции 1—3 мм.

На рис. 2 представлены исследуемые сорбенты в фильтрах.

При проведении натурных исследований использовались следующие приборы для контроля параметров качества воздуха и метеорологических показателей воздушной среды на входе и на выходе из экспериментальной установки: анемометр Testo-321 для измерения скорости и температуры воздушной среды; термогигрометр Ива-6 для измерения относительной влажности воздуха; газоанализатор Testo-340 для измерения концентрации ок-

сида углерода (II); газоанализатор ГАНК-4 для измерения концентрации углеводородов алифатических, фенола, формальдегида; трехканальный УФ-радиометр «ТКА-ПКМ» для контроля УФ-излучения внутри установки в УФ-А, УФ-В, УФ-С области спектра излучения.

Экспериментальную установку разместили в наружной стене здания в помещении объемом 32,4 м3 индивидуального жилого здания г. Тюмени.

В качестве загрязнителя воздушной среды выбран двигатель внутреннего сгорания объемом 190 л/с, воздух подавался в экспериментальную установку по воздуховоду от выхлопной трубы легкового автомобиля на холостом ходу.

В процессе эксперимента снаружи и внутри помещения измерялась концентрация оксида углерода (II), фенола, формальдегида, углеводородов алифатических (С1—С5), фиксировались значения скорости воздушного потока, температура и влажность воздушной среды.

Результаты и обсуждение. По результатам эксперимента рассчитаны средние значения концентраций СО, фенола, формальдегида, углеводородов алифатических с помощью экспериментальной установки снаружи и внутри помещения при различных семи вариантах исследования (табл. 1).

По результатам натурных исследований рассчитаны эффективности очистки внутреннего воздуха при различных вариантах исследований, каждый вариант повторялся в трехкратной повторности (табл. 2).

По результатам эксперимента (табл. 1) наименьшие значения концентраций загрязнений внутри помещений показал 6-й вариант очистки приточного воздуха: шунгит + цеолит + фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 2 УФ лампы 365 нм, мощностью 6 Вт): эффективность очистки (табл. 2) по оксиду углерода (II) CO составила от 90,6 до 99,88 %, по фенолу от 95,79—96,07 %, по формальдегиду 95,63—97,22 %, по углеводородам алифатическим (С1—С5) 90—93,57 %. Наименьшие показатели по эффективности очистки приточного воздуха у 1-го варианта исследований при использовании одного фотокаталитического фильтра, эффективность очистки воздуха по СО составила всего 13—16 %, по углеводородам алифа-

83

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

84

тическим (С1—С5) — 24—28 %, по фенолу 18—25 %, по формальдегиду 20—28 %, а также у 4-го варианта исследований: активированный уголь + фотокаталитический фильтр (TiO2 + 2 УФ лампы 365 нм, 6 Вт), эффективность очистки воздуха по оксиду углерода (II) составила всего до 50,16 %, по углеводородам алифатическим до 29,41 %, по фенолу до 32,46 %, по формальдегиду до 76,56 %.

С помощью УФ-радиометра проведен контроль интенсивности УФ-излучения (Вт/м2) внутри приточного клапана при включенной одной УФ-лампе с длиной волны 365 Вт, мощность 6 Вт и одновременно работающих д вух одинаковых УФ-лампах.

Результаты оценки УФ-излучения показали, что уровень интенсивности УФ-излучения увеличивается при возрастании

мощности ламп до 12 Вт (при одновременно включенных двух УФ-лампах) до

8,6 Вт/м2 (УФ-А), до 0,072 Вт/м2 (УФ-В), до 0,68 Вт/м2 (УФ-С). В экспериментальной установке приточного клапана создается наибольшая интенсивность излучения, равная 8,6 Вт/м2, на расстоянии 1 см (в месте расположения пластины ТЮ2) от двух ламп с длиной волны 365 нм в УФ-А диапазоне 315—400 нм и наименьшая интенсивность излучения до 3,8 Вт/м2 (УФ-А) при работе одной л ампы м ощнос-тью 6 Вт.

Наименьшие показатели по эффективности очистки воздуха (табл. 2) внутри помещения показал 1-й вариант исследований, что доказывает неэффективность фотокаталитического фильтра без предварительной очистки приточного воздуха сорбентами.

Таблица 1

Результаты исследования концентраций загрязняющих веществ с использованием экспериментальной установки

№ варианта исследований Концентрация оксида углерода (II), мг/м3 Концентрация углеводородов алифатических (С1-С5), мг/м3 Концентрация фенола, мг/м3 Концентрация формальдегида, мг/м3

снаружи внутри снаружи внутри снаружи внутри снаружи внутри

1 42,56 35,57 171 122 4,59 3,43 0,36 0,28

41,43 34,43 170 125 4,58 3,5 0,35 0,25

38,78 33,5 160 121 4,75 3,87 0,32 0,256

2 42,56 26 171 105 4,59 2,8 0,36 0,24

41,43 28,33 170 104 4,58 3 0,35 0,23

38,78 29,78 160 108 4,75 3,1 0,32 0,22

3 42,56 4,89 171 22 4,59 0,6 0,45 0,05

41,43 4,75 170 21 4,58 0,62 0,42 0,055

38,78 4,67 160 20 4,125 0,6858 0,32 0,06

4 42,56 21,75 141 100 4,59 3,1 0,36 0,085

41,43 20,65 170 120 4,58 3,12 0,35 0,077

38,78 21,55 160 120 4,75 3,25 0,32 0,075

5 42,56 8 171 105 4,59 2,9 0,36 0,17

41,43 7,6 170 107 4,58 2,8 0,35 0,16

38,78 7,429 160 101 4,75 3 0,32 0,1625

6 42,56 4 171 11 4,59 0,18 0,36 0,01

41,43 0,05 170 15 4,58 0,16 0,35 0,015

38,78 2,4 160 16 4,75 0,2 0,32 0,014

7 42,56 5,43 171 38 4,59 0,6 0,36 0,07

41,43 4,85 170 36 4,58 0,5 0,35 0,06

38,78 5,22 150 37 4,75 0,6 0,32 0,0625

Таблица 2

Расчет эффективности очистки загрязняющих веществ при различных вариантах исследования и выбор наилучшего способа очистки воздуха

№ варианта исследований Эффективность очистки воздуха внутри помещения, %

по оксиду углерода (ii) по углеводородам алифатическим (С1-С5) по фенолу по фор- маль- дегиду

i 16,42 28,65 25,27 22,22

16,89 26,47 23,58 28,57

13,62 24,38 18,53 20

2 38,91 38,59 38,99 33,33

31,62 38,82 34,49 34,29

21,04 32,5 37,74 31,25

3 88,51 87,1345 86,93 88,89

88,53 87,65 86,46 86,90

87,97 87,5 83,57 81,25

4 48,89 29,2 32,46 76,39

50,16 29,41 31,88 78

44,43 25 31,58 76,56

5 81,20 38,59 36,82 52,78

81,66 37,06 38,86 54,29

80,84 36,88 36,84 49,22

6 90,61 93,57 96,08 97,22

99,88 91,18 96,51 95,71

93,81 90 95,79 95,63

7 87,24 77,78 86,93 80,56

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

88,29 78,82 89,08 82,86

86,53 75,33 87,37 80,46

Следует отметить, что при исследовании только фотокаталитического окисления диоксидом титана наиболее эффек-

тивен фотокаталитический фильтр для очистки воздуха по органическим примесям, при включенных двух УФ-лампах эффективность очистки по фенолу составляет до 38,99 %, по углеводородам алифатическим (С1—С5) до 38,82 %.

Таким образом, экспериментальные исследования показали, что наиболее эффективно использовать 6-й вариант исследований совместно с фотокаталитическим фильтром после очистки воздуха с помощью сорбентов (шунгита и цеолита), эффективность очистки по всем исследуемым загрязнителям составила от 90 до 99,89 %. Кроме того, активированный уголь совместно с фотокаталитическим фильтром плохо справляется с органическими загрязнителями, эффективность очистки по углеводородам алифатическим (С1—С5) составила всего 25—29 %, по фенолу 31,57—32 %, по формальдегиду 76,56—78 %.

При эксперименте отмечено влияние скорости ветра наружного воздуха на изменение концентрации загрязнений внутри помещения. В связи с этим по результатам исследований получены эмпирические зависимости концентраций загрязнителей для 4-го варианта, имеющего наилучшие показатели эффективности по очистке загрязнений (табл. 3).

По данным зависимостям можно спрогнозировать концентрацию загрязнителей внутри помещения при наилучшем способе очистки приточного воздуха (шунгит + цеолит + T1O2 + 2 УФ-лампы,

8,6 Вт/м2) при различных скоростях наружного воздуха, что позволит использовать данный способ очистки в районах с различными ветровыми режимами и понять, требуется ли дополнительная очистка сорбентами в приточном клапане.

Таблица 3

Эмпирические зависимости концентрации (с) загрязнений внутри помещения от скорости ветра наружного воздуха ( V) при 4-м варианте

Загрязняющее вещество Эмпирическая зависимость, коэффициент достоверности аппроксимации (R2)

Оксид углерода (II) Углеводороды алифатические Фенол Формальдегид c = -0,156 V2 + 1,327 V + 0,020, R2 = 0,997 c = -0,119 V2 - 0,211V + 17,338, R2 = 0,9998 c = -0,0008 V2 + 0,0021V + 0,200, R2 = 0,9995 c = -0,0002V2 + 0,001V + 0,013, R2 = 0,9922

85

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

Заключение

1. Проведены натурные исследования и получены данные о выборе способа очистки воздуха в приточных клапанах системы вентиляции от оксида углерода (II), углеводородов алифатических, фенола, формальдегида в экспериментальной установке в наружной стене здания городской среды на примере г. Тюмени.

2. Результаты исследований на экспериментальной установки показали, что наиболее эффективно применять 6-й вариант очистки воздуха от газообразных загрязнителей приточного воздуха — сорбенты совместно с фотокаталитическим фильтром: шунгит + цеолит + фотокаталитический фильтр (ТЮ2 + 2 УФ-лампы 365 нм, мощностью 6 Вт, интенсивность излучения 8,6 Вт/м2): эффективность очистки по СО составила от 90,6 до 99,88 %, по фенолу 95,79—96,07 %, по формальдегиду 95,63—97,22 %, по углеводородам алифатическим (С1—С5) 90—93,57 %.

3. Наименьшие показатели по эффективности очистки приточного воздуха у 1-го варианта исследований при использовании одного фотокаталитического фильтра, эффективность очистки воздуха по СО составила всего 13—16 %, по углеводородам алифатическим (С1—С5) — 24—28 %, по фенолу 18—25 %, по формальдегиду 20—28 %, а также у 4-го варианта исследований: активированный уголь + фотокаталитический фильтр (T1O2 2 УФ-лампы 365 нм, 6 Вт), эффективность очистки воздуха по оксиду углерода (II) составила всего до 50,16 %, по углеводородам алифатическим до 29,41 %, по фенолу до 32,46 %, по формальдегиду до 76,56 %.

4. При исследовании влияния УФ-излучения на эффективность очистки воздуха от газообразных примесей внутри помещения выяснено, что воздействие оказывает интенсивность УФ-А-излучения на расстоянии 1 см, на котором расположена УФ-лампа от пластины, покрытой диоксидом титана. Так, при интенсивнос-

ти УФ-А-излучения в экспериментальной установке приточного клапана 8,6 Вт/м2, на расстоянии 1 см от двух ламп (по 6 Вт каждая) в УФ-А диапазоне (315—400) нм эффективность очистки воздуха от газообразных примесей составила по оксиду углерода (II) до 38 %, по углеводородам алифатическим до 39 %, по фенолу до 39 %, по формальдегиду до 34 %. При интенсивности излучения УФ-А 3,8 Вт/м2 (одна лампа) эффективность очистки от всех загрязнений составила от 16,42 до 28,65 %.

5. Получены эмпирические зависимости концентрации загрязнителей от скорости ветра при 6-м варианте очистки приточного воздуха в здания. По данным зависимостям можно спрогнозировать концентрацию загрязнителей внутри помещения при наилучшем способе очистки приточного воздуха при различных скоростях наружного воздуха, что позволит использовать его в районах с разными ветровыми режимами и понять, требуется ли дополнительная очистка сорбентами в приточном клапане.

6. Представленные результаты исследований следует использовать для выбора и обоснования способа очистки наружного воздуха в приточных воздушных клапанах зданий городской среды с высоким загрязнением атмосферного воздуха от внешних источников. Результаты исследований используются управлением по экологии департамента городского строительства и хозяйства администрации г. Тюмени, а также при проектировании системы вентиляции зданий вблизи автомагистралей (ЗАО «Тюменьагропромпроект»). Проект занял первое место в 2018 г. в номинации «Лучший проект по охране атмосферного воздуха на территории г. Тюмени» в Управлении по экологии Администрации г. Тюмени, в 2017 г. в номинации «Чистый город», награжден д ипломом Международной экологической премии «Ecoword», в 2019 г. Золотым сертификатом Международного конкурса проектов фонда им. В. И. Вернадского.

Библиографический список

1. Рымаров А. Г. Исследование применения воздушных клапанов в квартире жилого здания в холодный период / А. Г. Рымаров // Сантехника, отопление, кондиционирование. — 2016. — № 12. — Режим доступа: https://www.c-o-k.ru/articles/issledovanie-primeneniya-vozdushnyh-klapanov-v-

kvartire-zhilogo-zdaniya-v-holodnyy-period.

2. Ливчак В. И. Решения по вентиляции многоэтажных жилых зданий / В. И. Ливчак // АВОК. — 1999. — № 6. — С. 21—25.

3. Мастеров И. В. Вентиляция / И. В. Мастеров. — Санкт-Петербург: «Издательство ДИЛЯ», 2005. — 192 с.

4. Ливчак И. Ф. Вентиляция многоэтажных жилых зданий / И. Ф. Ливчак. — М.: АВОК—ПРЕСС, 2005. — 136 с.

5. Ливчак И. Ф. Развитие теплоснабжения, климатизации в России за 100 последних лет / И. Ф. Ливчак. — М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2004. — 149 с.

6. Литвинова Н. А. Вентиляция и качество воздуха в зданиях городской среды: монография / Н. А. Литвинова. — М.: Инфра-М, 2019. — 170 с.

7. Малахов П. В. Проект естественно-механической вентиляции жилого дома в Москве / П. В. Малахов // АВОК. — 2003. — № 3. — С.12—17.

8. Малявина Е. Г. Воздушный режим высотного здания в течение года / Е. Г. Малявина // АВОК. — 2003. — № 6. — С. 14.

9. Рябов С. Н. Разработка характеристик комплексной оценки экологической безопасности воздушной среды жилых помещений и мероприятия по ее обеспечению: автореферат дис. ... канд. техн. наук. — Волгоград: [б. и.], 2005. — 20 с.

10. Сазонов Э. В. Организация и расчет воздухообмена помещений / Э. В. Сазонов. — Воронеж: ВВАА, 2000. — 109 с.

PURIFICATION OF INDOOR AIR POLLUTANTS USING THE AIR INLET VALVE WITH PHOTOCATALYTIC FILTER

N. A. Litvinova, Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Tyumen Industrial University (TIU), litvinova2010-litvinova2010@yandex.ru, Tyumen, Russia

References

1. Rymarov A. G. Issledovanie primenenija vozdushnyh klapanov v kvartire zhilogo zdanija v holodnyj period. Santehnika, otoplenie, kondicionirovanie [Plumbing, heating, air conditioning], 2016. No. 12, available at: https://www.c-o-k.ru/articles/issledovanie-primeneniya-vozdushnyh-klapanov-v-kvartire-zhilogo-zdaniya-v-holodnyy-period, date of access 10.06.2019 [in Russian]

2. Livchak V. I. Reshenija po ventiljacii mnogojetazhnyh zhilyh zdanij. AVOK [Non-commercial Partnership “Engineers for heating, ventilation, air-conditioning, heat supply and construction thermal physics” (NP “AVOK”)], 1999. No. 6. P. 21—25 [in Russian]

3. Masterov I. V. Ventiljacija [Ventilation]. Saint-Petersburg, Izdatel'stvo DILJa, 2005. 192 p. [in Russian]

4. Livchak I. F. Ventiljacija mnogojetazhnyh zhilyh zdanij [Ventilation of multi-storey residential buildings]. Moscow, AVOK—PRESS, 2005. 136 p. [in Russian]

5. Livchak I. F. Razvitie teplosnabzhenija, klimatizacii v Rossii za 100 poslednih let [Development of heat supply and climate in Russia over the last 100 years]. Moscow: Izd-vo Associacii stroitel'nyh vuzov, 2004. 149 p. [in Russian]

6. Litvinova N. A. Ventiljacija i kachestvo vozduha v zdanijah gorodskoj sredy: monografija [Ventilation and air quality in urban buildings]. Moscow, Infra-M, 2019. 170 p. [in Russian]

7. Malakhov P. V. Proekt estestvenno-mehanicheskoj ventiljacii zhilogo doma v Moskve. AVOK [Non-commercial Partnership “Engineers for heating, ventilation, air-conditioning, heat supply and construction thermal physics” (NP “AVOK”)], 2003. No. 3. P. 12—17 [in Russian]

8. Malyavina E. G. Vozdushnyj rezhim vysotnogo zdanija v techenie goda. AVOK [Non-commercial Partnership “Engineers for heating, ventilation, air-conditioning, heat supply and construction thermal physics” (NP “AVOK”)], 2003. No. 6. P. 14 [in Russian]

9. Ryabov S. N. Razrabotka harakteristik kompleksnoj ocenki jekologicheskoj bezopasnosti vozdushnoj sredy zhilyh pomeshhenij i meroprijatija po ee obespecheniju: avtoreferat dis. ... kand. tehn. nauk [Development of characteristics of complex assessment of ecological safety of air of residential buildings and activities for its providing. Thesis abstract for the Ph. D. (Engineering)]. Volgograd: [b. i.], 2005. 20 p. [in Russian]

10. Sazonov Je. V. Organizacija i raschet vozduhoobmena pomeshhenij [Organization and calculation of air exchange of premises]. Voronezh, VVAA, 2000. 109 p. [in Russian]

87

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.