Ozone and fine and ultrafine particulate matter penetration into residences in Chicago

Abstract

Gran parte de la exposición humana al ozono y a las partículas de origen exterior ocurre en interiores, especialmente en edificios residenciales. El factor de penetración de estos contaminantes a través de las filtraciones en la fachada de un edificio es un parámetro clave que determina su infiltración y permanencia en el interior. Sin embargo, los datos experimentales sobre los factores de penetración de ozono y partículas en edificios reales son limitados. En estudios previos, se ha trabajado para mejorar los métodos de medición de los factores de penetración de ozono, PM2.5 y partículas ultrafinas (UFP) en viviendas bajo condiciones de infiltración. En este trabajo, se ha diseñado un sistema de instrumentación combinado y se han aplicado estos métodos en una muestra diversa de 22 viviendas en Chicago, IL, con distintas características en la envolvente de los edificios, abarcando tanto casas unifamiliares como multifamiliares. También se han evaluado algunas viviendas antes y después de realizar mejoras en la eficiencia energética. Los factores de penetración promedio (± DE) para PM2.5, UFP y ozono en casas unifamiliares fueron 0.80 ± 0.09, 0.70 ± 0.11 y 0.73 ± 0.16, respectivamente, mientras que en las viviendas multifamiliares los valores fueron de 0.90 ± 0.13, 0.75 ± 0.16 y 0.71 ± 0.23, respectivamente. En 13 de las viviendas, donde se realizaron mediciones tanto antes como después de las mejoras, no se observaron cambios consistentes en los factores de penetración del ozono, PM2.5 o UFP. Sin embargo, las mejoras más comunes, como el aislamiento de áticos y el sellado de aire, solo aumentaron la hermeticidad en un promedio del 14% (con un rango de entre 0% y 46%)

Gizakiak ozonoarekin eta kanpoko partikulekin duen esposizioaren zati handi bat barnealdean gertatzen da, bereziki bizitegi-eraikinetan. Kutsatzaile horiek eraikin baten fatxadako iragazketen bidez barneratzeko faktorea funtsezko parametroa da, barruan iragazi eta iraun dezaten. Hala ere, eraikin errealetan ozonoa eta partikulak sartzeko faktoreei buruzko datu esperimentalak mugatuak dira. Aldez aurreko azterlanetan, ozonoa, PM2.5 eta partikula ultrafinak (UFP) infiltrazio-egoeran dauden etxebizitzetan sartzeko faktoreak neurtzeko metodoak hobetzeko lan egin da. Lan honetan, instrumentazio konbinatuko sistema bat diseinatu da, eta metodo horiek aplikatu dira Chicagoko (IL) 22 etxebizitzako lagin batean, ezaugarri desberdinekin eraikinen inguratzailean, familia bakarreko zein familia anitzeko etxeak barne. Etxebizitza batzuk ere ebaluatu dira eraginkortasun energetikoan hobekuntzak egin aurretik eta ondoren. Familia bakarreko etxeetako PM2.5, UFP eta ozonorako batez besteko sartze-faktoreak (± DE) 0.80 ± 0.09, 0.70 ± 0.11 eta 0.73 ± 0.16 izan ziren, hurrenez hurren; familia anitzeko etxebizitzetan, berriz, balioak 0.90 ± 0.13, 0.75 ± 0.16 eta 0.71 ± 0.23 izan ziren, hurrenez hurren. Etxebizitzetako 13tan, neurketak egin ziren hobekuntzen aurretik eta ondoren, baina ez zen aldaketarik ikusi ozonoa, PM2.5 edo UFPa sartzeko faktoreetan. Hala ere, hobekuntza ohikoenek, hala nola atikoen isolamenduak eta airearen zigilatzeak, hermetikotasuna % 14 baino ez zuten handitu batez beste ( % 0 eta % 46 arteko tartearekin).

A significant portion of human exposure to outdoor-origin ozone and particulate matter occurs indoors, particularly within residential buildings. The penetration factor of these pollutants through leaks in a building’s exterior envelope is a critical factor determining their infiltration and persistence indoors. However, experimental data on the penetration factors of ozone and particles in real-world buildings remain scarce. In previous studies, efforts were made to refine methods for measuring the penetration factors of ozone, PM2.5 and ultrafine particles (UFPs) in residential settings under infiltration conditions. In this study, a combined instrumentation system was developed and applied to assess 22 homes in Chicago, IL, which exhibited a range of building envelope characteristics. The sample included both single-family and multi-family residences, with a subset evaluated before and after energy efficiency retrofits. Average penetration factors (± SD) for PM2.5, UFPs and ozone in single-family homes were 0.80 ± 0.09, 0.70 ± 0.11 and 0.73 ± 0.16, respectively, while in multi-family homes, these values were 0.90 ± 0.13, 0.75 ± 0.16 and 0.71 ± 0.23, respectively. In a subset of 13 homes, pre- and post-retrofit measurements revealed no significant changes in penetration factors for ozone, PM2.5 or UFPs. However, the retrofits, which predominantly involved attic insulation and air-sealing, resulted in an average increase in airtightness of only 14% (ranging from 0% to 46%)