Важливість якості повітря у приміщенні
У сучасному світі ми дедалі більше часу проводимо в приміщеннях. Деякі дослідження показують, що в середньому до 90 % часу ми перебуваємо в закритому просторі. Будинки та споруди стають краще утепленими, щоб заощаджувати енергію. Однак посилена теплоізоляція та герметичність потребують й ефективнішої вентиляції, аби підтримувати якість повітря на належному рівні. Повітря, яким ми дихаємо всередині будинків, важливе не лише для комфорту чи роботи — воно безпосередньо впливає на наше здоров’я, особливо у довгостроковій перспективі. Типові проблеми при довгому перебуванні в поганому повітрі — це головний біль, подразнення очей, носа, горла, аж до серйозних захворювань дихальних шляхів, серця чи навіть рак. Тому не варто недооцінювати важливість контролю та покращення якості повітря у приміщенні. Добре продумана адаптивна система вентиляції видаляє шкідливі речовини й замінює їх відфільтрованим, свіжим повітрям зовні.
Недолік надмірної вентиляції — це зайві витрати енергії. Енергія витрачається з однієї сторони на електрику, а з іншої — на підтримку тепла або охолодження. Чим вища швидкість вентилятора, тим більше він споживає електроенергії. У більшості вентиляторів крива крутного моменту квадратична, тому навіть невелике зниження швидкості значно заощаджує енергію. Є також теплові втрати: коли у дім заходить холодне повітря, а тепле — видаляється, втрачається тепло. Завдяки сучасним вентиляційним системам із високоефективними теплообмінниками ці втрати мінімальні. Додаткову оптимізацію можна досягти, регулюючи обсяг подання повітря (тобто швидкість вентилятора) за допомогою датчиків, що контролюють якість повітря. На основі їхніх показників вентилятор працює оптимально: подача свіжого повітря регулюється залежно від потреби, а якість повітря поєднується з енергоефективністю. Існує багато способів вимірювання якості повітря, а тип приміщення зазвичай визначає, який датчик потрібен для забезпечення оптимального рівня.
Температура та вологість — ключові параметри для комфорту 
Температура й вологість безпосередньо впливають на наше відчуття комфорту — ні холодне й сире, ні сухе й надто тепле приміщення не створює затишку. Залежно від активності нам комфортно перебувати у кімнаті з температурою від 20 до 25 °C і відносною вологістю 35–60 %. У денному побуті — під час приготування їжі, душу, сушіння білизни тощо — ми випускаємо багато вологи у повітря. У добре утепленому й герметичному домі волога накопичується. Надмірна вологість — це не тільки дискомфорт, вона може пошкодити конструкцію приміщення й підвищити ризик утворення плісняви. Пліснява шкідлива для здоров’я мешканців: вдихання її спор підвищує ризик згаданих вище захворювань, особливо при тривалому впливі.
Відносна вологість — це співвідношення кількості водяної пари в повітрі до максимально можливого її обсягу за даної температури. Це значення залежить від температури й виражається у відсотках. Чим тепліше повітря, тим більше вологи воно здатне утримувати. Коли тепле (внутрішнє) повітря контактує з холодними поверхнями, наприклад вікном, відбувається конденсація. Температура, при якій це відбувається, називається точкою роси (°C). Тому вентиляційна система повинна підтримувати вологість у комфортних межах — зазвичай це 35–60 %, а також слідкувати, щоб температура в кімнаті завжди була вище точки роси, аби уникнути утворення конденсату й ризику плісняви.
Температура, відносна вологість і точка роси — це найважливіші параметри для комфорту мешканців. їх беруть до уваги при керуванні адаптивною системою вентиляції. Саме тому більшість професійних датчиків можуть їх вимірювати. Такі базові HVAC‑датчики особливо рекомендується встановлювати в приміщеннях із підвищеною вологістю, як-от ванні кімнати й кухні.
CO₂ як показник людської активності у приміщенні
Хороша вентиляція не лише підтримує баланс вологості, а й запобігає накопиченню шкідливих речовин і газів у повітрі приміщення. Один із таких газів — CO₂, або вуглекислий газ. У звичайних концентраціях CO₂ не шкідливий людині, він навіть входить до п’ятірки головних компонентів атмосфери (після азоту, кисню, водяної пари й аргону). Без CO₂ рослини не можуть рости. Але при підвищених концентраціях він уже менш безпечний. Коли CO₂ у приміщенні стає занадто високим, виникають скарги на сонливість, зниження концентрації, а згодом на головний біль.
Без вентиляції рівень CO₂ у закритому просторі може стрімко зрости. Чим більше людей у кімнаті й активніша їхня діяльність, тим швидше росте концентрація. У нашому організмі з їжі, що містить вуглець, утворюється енергія — у цьому процесі виробляється CO₂, який ми видихаємо. Тож вимірювання CO₂ у повітрі дає важливу інформацію про заповненість кімнати й необхідність подати додаткове свіжe повітря.
Концентрація CO₂ також може свідчити про те, скільки аерозолів у повітрі. Саме аерозолі можуть переносити віруси — це мікроскопічні крапельки, що виділяються під час кашлю, чхання або розмови і можуть призвести до зараження оточуючих. Щоб мешканці почувалися зручно і щоб уникнути сонливості чи втрати концентрації, рекомендується підтримувати CO₂ нижче 800 ppm за умов достатньої подачі свіжого повітря.
CO₂‑датчики добре показують, скільки людей у кімнаті, бо концентрація CO₂ прямо корелює з людською активністю. Тому їх зазвичай ставлять у приміщеннях де кількість людей постійно змінюється. Чим вища концентрація, тим активніші люди — і тим більше вентиляції потребується. Але не лише люди й тварини виробляють CO₂ — він також утворюється при повному спаленні викопного палива. Тож зовнішній рівень CO₂ залежить від регіону — у місті він вищий, ніж у селі. Типова концентрація CO₂ надворі — близько 450 ppm.
Як же рівень CO₂ залишається стабільним, коли люди й тварини продукують його століттями? Природа сама виводить CO₂ із атмосфери. У процесі фотосинтезу дерева й рослини перетворюють CO₂ на вуглець і кисень. Вуглець використовується для росту — рослини переважно складаються з нього, а кисень повертається в атмосферу. Океани також поглинають CO₂: спочатку він потрапляє в поверхневі шари, а потім опускається глибше, де планктон, водорості та криль перетворюють його знову на вуглець і кисень. Але це довготривалі процеси. Зростання населення й промисловості порушує цей природний баланс. Людська діяльність викидає більше CO₂, ніж природа здатна поглинути. Надлишкові молекули CO₂ затримують інфрачервоне (теплове) випромінювання і частково повертають його назад на Землю. Тому наша планета поступово нагрівається.
ЛОС як показник якості повітря у приміщенніЛОС, або леткі органічні сполуки (від англ. VOC — Volatile Organic Compounds), — це загальна назва групи хімічних речовин, які можуть бути у побутовому середовищі. Це леткі, тобто швидко випаровувані речовини, що містять один або більше атомів вуглецю. Типові приклади: бензол, етиленгліколь, формальдегід, метиленхлорид, тетрахлороетилен, толуол, ксилол, бутадієн. Вони можуть бути в засобах для чищення, парфумах, розчинниках у фарбі й лаку для волосся. ЛОС містяться також у ароматизаторах, будматеріалах і тютюновому димі. Запах нової меблі чи авто здається приємним, але це фактично суміш летких органічних сполук. На свіжому повітрі концентрація ЛОС зазвичай дуже низька, а в містах — вищої через вихлопи. Вплив і шкода цих речовин дуже різноманітні.
Іноді високу концентрацію ЛОС можна відчути за запахом (наприклад, фарба), але небезпечні рівні можна не відчути зовсім. Як ЛОС впливає на здоров’я, залежить від їхнього типу, кількості, що вдихається, та тривалості впливу. Короткочасне впливання (під час фарбування або прибирання) може викликати запаморочення, нудоту, труднощі з концентрацією, подразнення очей і дихальних шляхів — але це тимчасово. OPS, або органо‑психосиндром — наслідок тривалого або повторного впливу високих концентрацій ЛОС у професійних малярів. Його проявами є психічні розлади й проблеми з пам’яттю, це необоротна шкода для людини. При типовій концентрації ЛОС у житлових приміщеннях симптоми менш виражені, скарг немає й запаху люди не відчувають.
ЛОС — леткі речовини, тож їхня концентрація з часом зменшується. Це залежить від джерела та рівня. Новобудови, ремонт, новий килим або диван зазвичай тимчасово підвищують концентрацію ЛОС. У такі періоди рекомендується додаткова вентиляція. Використання ЛОС у приміщеннях слід максимально обмежувати через негативний вплив на якість повітря. Якщо ЛОС занадто багато — вирішенням є додаткова вентиляція. Датчики ЛОС можна встановлювати у будь‑яких кімнатах, особливо у шафах із хімічними засобами очищення та у ванних кімнатах.
Виявлення токсичних газів за допомогою CO‑ і СУГ‑датчиків
Оксид вуглецю (CO) — безбарвний газ без запаху, він надзвичайно небезпечний. Газ утворюється внаслідок неповного або неправильного згорання викопного палива (вугілля, газу, мазуту, дров, пелет, нафти тощо). Чадний газ може з’явитися лише там, де є полум’я й опалювальні пристрої. CO трохи легший за повітря, але різниця така мала, що він повністю змішується з ним у закритих приміщеннях. Через це його називають “тихим вбивцею”. Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) встановила максимально допустиму концентрацію CO при безперервному впливі в 6 ppm, із можливим підвищенням до 26 ppm при годинному впливі на день.
Гемоглобін у червоних клітинах крові переносить кисень від легень до клітин. Способність CO зв’язуватися з гемоглобіном у 210–260 разів сильніша, ніж у кисню. Навіть у низьких концентраціях CO "блокує" гемоглобін, витісняючи кисень, порушуючи доставку кисню до клітин і викликаючи кислородне голодування. Початкові симптоми — нудота, запаморочення, головний біль. Людина відчуває слабкість і вже при помірному навантаженні задихається. Без допомоги можуть наступити втрата свідомості й смерть. Тому токсичні гази, зокрема CO, потрібно якнайшвидше видалити з приміщення — для цього необхідна достатня подача свіжого повітря.
Не менш важливо вимірювання інших небезпечних газів, зокрема СУГ (складного зрідженого газу). СУГ легко загоряється та вибухає, тому в закритих приміщеннях (наприклад, підземних гаражах) його витік може призвести до пожежі чи вибуху. СУГ широко використовується як паливо для авто та як джерело тепла. У приміщеннях газ може просочуватися з авто або місць зберігання. Вимірювання рівня СУГ допомагає вчасно виявити витік і попередити накопичення небезпечної концентрації. У багатьох юрисдикціях існують норми щодо використання та зберігання СУГ у публічних місцях. Регулярний моніторинг показників СУГ забезпечує відповідність цим нормам і знижує ризик пожеж і вибухів.
СУГ важчий за повітря, тому накопичується біля підлоги. Датчики слід розміщувати ближче до підлоги для точнішого виявлення витоку. Водночас важливо враховувати планування приміщення й його вентиляцію. Наприклад, вентиляційні канали чи вентилятори впливають на розповсюдження газу, тому датчики мають бути стратегічно розташовані з огляду на це. Для ефективного розташування рекомендується звернутися до фахівців із безпеки або інженерів із систем виявлення газу.
Датчики CO та СУГ переважно використовуються на паркінгах або технічних приміщеннях із опалювальним обладнанням. У таких зонах також рекомендується використання CO₂‑датчиків для регулювання вентиляції. CO‑ і СУГ‑датчики сигналізують про небезпечні ситуації — після їхнього спрацьовування потрібно забезпечити достатню вентиляцію для якнайшвидшого відновлення безпечної якості повітря.
Переваги адаптивної вентиляції
Кожне приміщення в будівлі має своє призначення, тому рідко використовується постійно й з однаковим навантаженням. Наприклад, ванна найактивніше використовується вранці та ввечері, а спальні — вночі. Система вентиляції зазвичай розраховується з запасом, щоб забезпечити додаткову подачу свіжого повітря у пікові моменти. Але такі піки займають лише частину часу. В інший час система може працювати на низькій швидкості. Використання відповідних датчиків у кожній кімнаті й керування вентиляцією на основі цих показників дає змогу оптимізувати якість повітря та суттєво зекономити енергію. Додаткова перевага — менший рівень шуму від системи вентиляції на низьких обертах.