Estudo revela que edifícios de escritórios urbanos emitem produtos químicos voláteis para o exterior, comparáveis às emissões do tráfego
Crédito:Cell Reports Sustainability (2024). DOI:10.1016/j.crsus.2024.100103 O ar que sai dos edifícios de escritórios em áreas urbanas pode estar mais poluído do que se pensava, dizem pesquisadores da Universidade Purdue.
Uma equipe de pesquisa liderada por Brandon Boor, professor associado da Escola de Engenharia Civil Lyles, publicou um novo estudo na revista Cell Reports Sustainability constatação de que os edifícios modernos libertam continuamente compostos orgânicos voláteis (COV) para o ar exterior e são provavelmente um contribuidor importante para a carga de COV na atmosfera urbana. A equipe conduziu medições diretas da troca de poluentes do ar externo-interno em um edifício de escritórios de alto desempenho, usando instrumentação de qualidade do ar de última geração e uma plataforma avançada de automação predial.
"Tradicionalmente pensamos em filtrar o ar exterior que entra nos nossos edifícios. Com base nas conclusões do nosso estudo, precisamos agora de considerar a limpeza do ar que sai dos nossos escritórios, casas e escolas para reduzir as emissões de COV para o ambiente exterior", disse Boor.
O objetivo desta pesquisa, disse Boor, é medir com precisão os COV no ar que entra e sai dos edifícios urbanos e usar os dados para compreender como a ocupação humana e as operações do edifício impactam o transporte de COV entre o ar interno e externo. Boor disse que a influência das trocas de ar entre atmosferas interiores e exteriores na poluição do ar urbano ainda não é bem compreendida – nem tinha sido totalmente explorada antes num edifício de escritórios moderno com um sistema de ventilação sofisticado.
“Uma compreensão fundamental do destino e do transporte dos poluentes atmosféricos urbanos é importante para o desenvolvimento de estratégias e políticas de mitigação que possam melhorar a qualidade do ar urbano e reduzir os impactos adversos na saúde humana e no clima”, disse Boor. "Numerosos estudos demonstraram o impacto significativo do tráfego, das emissões industriais e biogênicas na poluição do ar urbano. No entanto, a influência das interações dos poluentes atmosféricos urbanos com os edifícios tem sido frequentemente ignorada."
Os edifícios públicos e comerciais modernos são normalmente equipados com sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) para proporcionar melhor qualidade do ar interior e conforto térmico. Quando o ar urbano circula mecanicamente pelos edifícios, a sua composição pode mudar significativamente devido às interações com os componentes HVAC, o ar interior, os ocupantes e as superfícies interiores.
"Os edifícios representam uma fração significativa da área terrestre nas cidades e fornecem uma quantidade significativa de espaço interno ocupado", disse Tianren Wu, primeiro autor do estudo e professor assistente do Departamento de Engenharia Civil e Arquitetônica e Construção da Universidade de Cincinnati. Gerenciamento.
"Para atender aos requisitos de ventilação e conforto térmico do edifício, uma quantidade substancial de ar é trocada ativamente entre um edifício e sua atmosfera urbana próxima. Esta troca de ar dinâmica pode ter implicações importantes para a qualidade do ar urbano devido às mudanças internas e externas e externas. transporte para ambientes fechados e transformações de poluentes, especialmente em cidades densamente povoadas."
Os materiais de construção, o mobiliário interior e os ocupantes e as suas atividades – como cozinhar, limpar e utilizar produtos de consumo e de cuidados pessoais – podem libertar uma variedade de contaminantes gasosos e particulados que podem ser diretamente eliminados na atmosfera urbana através do sistema HVAC de um edifício. A pesquisa de Boor descobriu que as concentrações de COV em ambientes fechados são 2 a 15 vezes maiores do que em ambientes externos e que, por unidade de área, as emissões de COV em edifícios são comparáveis às emissões de tráfego, industriais e biogênicas.
Notavelmente, a equipe descobriu que o escritório é uma fonte significativa de emissão de monoterpenos e siloxanos reativos para o ambiente externo. Os siloxanos são amplamente utilizados em desodorantes, perfumes, loções e produtos para os cabelos. Um estudo recente liderado por Nusrat Jung da Purdue, professor assistente de engenharia civil, descobriu que as rotinas diárias de cuidados com os cabelos liberam grandes quantidades de no ar externo através da exaustão do banheiro, demonstrando ainda mais como os edifícios podem impactar a poluição do ar externo.
“O comportamento fonte-sumidouro do edifício mudou dinamicamente com a ocupação e as condições de ventilação do edifício”, disse Boor. "Nossos resultados demonstram que os edifícios podem influenciar diretamente a qualidade do ar urbano devido à troca substancial de ar entre ambientes externos e externos."
Quanto ao que pode ser feito para mitigar as emissões de COV dos edifícios, Boor disse que é necessário um maior foco na remoção de COV em sistemas HVAC usando filtros de carbono e outras tecnologias de limpeza do ar. O uso de produtos de consumo e de cuidados pessoais com baixas emissões de COV também ajudará, disse Boor.
Pesquisadores da Universidade de Indiana e do RJ Lee Group Inc. contribuíram para este estudo.
Adquirindo os dados
A equipe de Boor investigou os efeitos de origem e dissipação de um escritório de plano aberto, realista e com ventilação mecânica e seu sistema HVAC sobre os poluentes atmosféricos urbanos por meio de uma campanha abrangente de medição de campo de um mês. O escritório usado para sua pesquisa de um mês fica nos Laboratórios Ray W. Herrick, um edifício de alto desempenho com certificação LEED (Liderança em Energia e Design Ambiental) Gold no centro de Indiana. O escritório é continuamente ventilado mecanicamente por uma unidade independente de tratamento de ar.
A campanha de medição de campo foi realizada durante o inverno. Três tipos de poluentes atmosféricos urbanos comuns foram examinados no estudo, incluindo VOCs, ozônio e partículas finas. As condições de ventilação mecânica do edifício foram cuidadosamente monitorizadas para quantificar as taxas líquidas de emissão de massa do escritório e do seu sistema HVAC para a atmosfera urbana. Os COVs foram medidos em tempo real em diferentes locais do sistema HVAC com um espectrômetro de massa de tempo de voo da reação de transferência de prótons de alta resolução.
