Open Collections

UBC Undergraduate Research

Indoor air quality assessment : CHBE building second floor Taherdin, Navid; Gamontle, Bojosi; Law, Jackie Apr 23, 2010

Your browser doesn't seem to have a PDF viewer, please download the PDF to view this item.

Item Metadata


18861-Taherdin_N_et_al_SEEDS_2010.pdf [ 303.87kB ]
JSON: 18861-1.0108902.json
JSON-LD: 18861-1.0108902-ld.json
RDF/XML (Pretty): 18861-1.0108902-rdf.xml
RDF/JSON: 18861-1.0108902-rdf.json
Turtle: 18861-1.0108902-turtle.txt
N-Triples: 18861-1.0108902-rdf-ntriples.txt
Original Record: 18861-1.0108902-source.json
Full Text

Full Text

  Indoor Air Quality Assessment  CHBE building Second floor   Reported by:  School of Environmental Health OCCH 502 students  Navid Taherdin Bojosi Gamontle Jackie Law  Supervisor: Karen Bartlett, PhD                     April 23, 2010   1  Executive Summary  The Chemical and Biological Engineering (CHBE) building was selected for study from a number of  buildings  on  the  University  of  British  Columbia  campus  whose  occupants  have  made complaints about poor indoor air quality.   As  part  of  the  training  in  the  Occupational  and  Environmental  Hygiene  graduate  program, students conducted an indoor environmental quality survey and performed field measurements for  potential  indoor  air  pollutants  based  on  the  result  of  the  survey.    Six  occupants  of  the second floor answered survey questions regarding their perception of the quality of the indoor environment;  the  primary  complaints were  of  chemical  odours,  particularly  in  the morning.  Lack of ability  to control  temperature, and  temperature  fluctuation, was also noted by  some respondents.  Areas  were  chosen  for  sampling  based  on  availability  and  in  consultation  with  the  safety program  officer  for  the  building.    Assessment  of  airflow  patterns  and  spot  checks  for bioaerosols,  ultrafine  particulate  matter  (≤  1  µm),  carbon  dioxide,  and  volatile  organic chemicals  (VOCs) was conducted on March 16, 2010.     A twenty‐four hour sample  for carbon dioxide were taken March 16 – 17.    Field measurement  results  showed  that  the  level  of  indoor  air  contaminates  in  all  sampling locations  were  in  compliance  with  WorkSafe  BC  and  ASHRAE  62.1  indoor  air  guidelines.  However,  the assessment of air  flow patterns and generation of ultrafine particulate matter, may have contributed to subjective complaints by occupants   Improvements to air flow patterns to enable fresh air delivery into occupied spaces, filtration of ultrafine  particulate  matter,  and  local  control  of  room  temperature  may  result  in  higher occupant satisfaction in this building.   2  Disclaimer:   This work was conducted by graduate students in the UBC School of Environmental Health as part of their overall education, under the supervision of qualified persons.  The results are not intended for use in testing compliance with regulatory standards or exposure limits; methods used may differ from those considered acceptable to a regulatory agency. Introduction Considering the fact that office workers spend one third of their day time inside office buildings, indoor  air  quality  is  recognized  as  a  contributing  factor  in  the  health  and  comfort  of  this population.   Poor  indoor  air quality may  result  in headaches,  shortness of breath,  coughing, nausea, hypersensitivity and allergies, and decreased productivity in office workers.  Indoor air contaminants can be generated from activities of building occupants, or building materials and furnishings,  or can be brought into the building through the ventilation system.  Some common examples  of  indoor  air  contaminants  include  bioeffluents  of  building  occupants  including carbon dioxide (CO2), volatile organic compounds (VOCs) from workplace furnishings, cleaners and  solvents,  microbial  contaminants  such  as  molds  and  bacteria  from  damp  areas  and stagnant  water,  and  ultrafine  particulate matter  generated  from  office  equipment  such  as photocopiers and laser printers, or from vehicular air pollution entrained from outside sources. (1) (2) In office buildings  the heating, ventilating, and air conditioning  (HVAC)  system  is designed  to provide  appropriate  temperature  and  humidity,  distribute  outdoor  air  to  occupants,  filter contaminants and control pressure relationships between rooms.    Inadequate ventilation can increase  indoor  pollutant  levels  by  not  providing  enough  fresh  air  to  dilute  emissions  from indoor  sources.  According  to  the  American  Society  of  Heating,  refrigerating,  and  Air‐Conditioning Engineers (ASHRAE) standard 62.1 (2007), acceptable indoor air quality is defined as air  in which there are no known contaminants at harmful concentrations as determined by cognizant  authorities  and with which  the  substantial majority  (80%  or more)  of  the  people exposed do not express dissatisfaction. (3) (4)  For this project, the concentration of the following indoor environmental quality markers were considered:    CO2, VOCs,  ultrafine  particulate matter,  and  airborne  bioaerosols  (bacteria  and mold)  were  measured  in  three  personal  office  rooms  (2.53,  2.27,  2.13),  reception  (2.18),  photocopy room (2.24), lunch room (2.12), entrance hall (ground level) and outdoor areas.  We also  evaluated  the  performance  of  the  ventilations  ducts  in  all  rooms  that  we  conducted sampling.    Methods Bioaerosols: Mold and bacteria samples were taken based on the NOISH 0501 method using an Andersen N‐6 sampler.  (5) In this method, air  is drawn through the sampling head at 28.3  litres per minute (LPM) and  samples  collected on agar  culture media. Tryptic Soy Agar  (TSA) and Malt Extract Agar (MEA) were used for bacteria and mold sampling, respectively.   Seven pairs of mold and bacteria samples from six indoor and one outdoor locations were taken.  Mold  samples were  incubated at  room  temperature  for 7 days. Having determined  the  total number of colony‐forming units, positive hole correction factor was applied to the numbers. (6) Positive hole correction factor (CFU) was divided by the total volume of air (m3) to obtain the mold concentrations  in CFU/m3. Fungal colonies were  identified using  tape  lift  technique and phase contrast microscopy at 400 times magnification. 3  Bacteria samples were incubated at 35±2° C temperature for 48 hours.  The same procedure as mold was followed to calculate the bacteria concentrations. The gram stain method was used to identify the bacterial colonies and differentiate Gram positive bacteria from Gram negative.   Comfort parameters: carbon dioxide, temperature and relative humidity TSI Q‐Trak® real‐time data‐logging analyzer  The  Q‐trak was  used  to  conduct  spot  checks  for  carbon  dioxide,  temperature  and  relative humidity.  In addition, a 24‐hour continues measurement was conducted in the reception room (2.18).  Ultrafine particulate matter: TSI P‐Trak® Ultrafine Particle Counter The P‐trak was used to measure airborne particles  in the range of 0.02 to 1 micrometer (µm). Comparison measurements  of  outdoor  air were  conducted  at  the  entrance  door  facing  East Mall the side entrance facing Health Sciences Mall.   Total Volatile Organic Compounds (TVOC): ppbRAE® The highly sensitive Photo‐ionized Detector  (PID) of this device provides true parts‐per‐billion (ppb) detection  for total VOCs concentration. Spot check measurements were done using the ppbRAE® in all sampling areas.   Air flow visualization: Smoke tube The  smoke  tube generates non‐toxic  smoke of  approximately  the  same density as air and  is used to visualize the air flow patterns of the ventilation system.  Pressure differentials (positive or negative) in rooms compared to hallways were visualized.      4  Results Mold and Bacteria Analysis of mold and bacteria samples was done in School of Environmental Health laboratory.  Mold concentrations  in all  indoor sampling  locations were  found to be below 30 CFU/m3 and outdoor concentration was 363 CFU/m3.  Table 1 summarizes the measured mold and bacteria concentrations  in  all  sampling  areas.  Detailed  results  of  all  sampling  locations  and  more information about types of identified fungal and bacteria species can be found in appendix 1.   Table 1.  Bioaerosol concentrations in selected CHBE areas March 16, 2010. Location  2.53 2.18  2.13  2.27  2.12  Entrance Hall  Outdoor Mold concentration (CFU/m3)  4  18  25  4  7  30  363 Bacteria concentration (CFU/m3)  84  72  47  47  4  32  30  There  are  no  exposure  limits  for  bioaerosols.    Guidelines  and  recommended  acceptable exposure levels for mold have been proposed by various agencies and are listed in Table 2.  Table 2.  Bioaerosol (mould) contaminants guidelines (7) Organization  Recommendations ACGIH < 100 CFU/m3 = OK Indoor/outdoor < 1 = OK if similar taxa National Health and Welfare, Canada  Toxigenic, pathogenic fungi not acceptable in indoor air. ≥ 50 CFU/m3 if one species = investigate ≤ 150 CFU/m3 if mixture of species = OK ≤ 500 CFU/m3 if common tree/leaf fungi = OK in summer USOSHA  ≥ 1000 CFU/m3 = indicates contamination   There  was  no  evidence  of  an  indoor  source  of  mould  due  to  water  damage  of  building materials.    Indoor mold concentrations were  less than one‐tenth that of the outdoor air, and reflected the the fungal genera found in outdoor air.    Bacterial concentrations  in this study were used as a surrogate of the bioeffluents created by the  occupants  themselves.    Humans  are  sources  of  epithelial  cells  which  are  colonized  by normal skin  flora and are  regularly shed  into  the environment.   Other bioeffluents which are difficult  to measure, but which can be experienced as objectionable air quality,  include body odour, pheromones, or scented products including perfumes, etc.  Air handling systems should remove bioeffluents by dilution ventilation  if room air  is well mixed with  fresh outdoor air as required by ASHRAE 62.1 guidelines.      5  Carbon dioxide (CO2), relative humidity and temperature  Spot check measurements of carbon dioxide are presented  in Table 3.   The concentration of outdoor CO2  varies with  the  amount of pollution  in  the  area,  and on  the  sampling day was around 325 ppm.   The  concentrations of  carbon dioxide  in all  sampling  locations except  the photocopy  room were below  the  level of  concern outlined by ASHARE 62.1  and  adopted by WorkSafe BC.   The photocopy room had a CO2 concentration of 1200 ppm which indicates poor air circulation.  The photocopy room will be discussed further in results for ultrafine particulate matter  and  evaluation  of  air  flow  patterns.    The  24‐hour monitoring  of  the  reception  room (2.18)  showed  that  the  CO2  levels  retuned  to  ambient  CO2  concentrations  during  the unoccupied  portion  the  24‐hr  period  (Appendix  2)  on  this  occasion.    Anecdotal  information from occupants indicated that the HVAC system is not operating overnight.  Table 3.  Measured CO2 concentrations in selected locations of CHBE March 16, 2010. Location  2.53 2.18  2.13  2.27  2.12  Entrance Hall  Copy roomCO2 concentration (ppm)  511  619  425  523  406  324  1200  According to ASHRAE Standard 55‐1992, relative humidity levels below 25% are associated with increased  discomfort  and  humidity  levels  above  60%  can  result  in  condensation within  the building structure and the subsequent development of moulds and  fungi.   The recommended range of relative humidity for comfort of workers using computers or wearing contact lenses is between 30 and 60 %. (4)   WorkSafe BC has also adopted the ASHRAE 55‐1992 temperature comfort ranges of 20 to 25° C  (1).    Table 4 reports temperature and relative humidity.  Note that the photocopy room has a lower relative humidity than other rooms.  Low relative humidity results in occupant discomfort in a variety of symptoms including dry skin, dry or itching eyes, tendency for paper cuts, etc.   Table 4.  Measured temperature and relative humidity in the CHBE building March 16, 2010. Location  2.53  2.18  2.13  2.27  2.12  Entrance Hall  Copy roomTemperature (° C)  22  23  21  22  21  20  21 Relative Humidity (%)  31  30  28  27  29  34  24     Ultrafine Particles The P‐Trak® measures the number of particles ≤ 1 µm per cubic centimeter (PT/CC).  The source of ultrafine particles may be  from an outdoor source, e.g. vehicular pollution, or  from  indoor sources  such as photocopiers or  laser printers.   The  results of particulate measurements are summarized in the table 5.  6  Table 5.  Ultrafine  particulate concentrations in the CHBE building March 16, 2010.  Location  2.02  2.13  2.27  2.18  Entrance Hall  Copy room  Outdoor Particulate concentration (PT/CC) 650‐750  1000‐1300  2500‐2600 1200‐1500 1600‐1700  8000‐9000  1500‐2000 Ratio indoor : outdoor   0.4  0.66  1.46  0.77  0.94  4.86  1  The  building  itself  should  attenuate  the  infiltration  of  ultrafine  particulate  from  outdoor  air through use of filters  in the ventilation air stream or by the building envelope.    It  is generally acceptable if the ultrafine particulate matter in indoor air is no more than 20% of the outdoor particulate matter.    Table 5 reports the ambient particle count and ratios of indoor to outdoor particle concentration.  The location of the outdoor concentration used was near the air intake tunnel  on  the  south  side  of  the  building.      Ratios  are  below  1.0  for  all  rooms  except  the photocopy  room and  room 2.27.   The concentration  in  the photocopy  room was determined while the photocopier was in use.  During the time that the machine was not working, the value decreased  to  about 5000  (PT/CC) with  an equivalent  ratio of 2.85.      Further work would be required to address the higher ratio in room 2.27. An additional outdoor measurement reflects the contribution of vehicular exhaust to ultrafine particulate matter, with a measurement at the East Mall entrance (e.g. close to road) averaging 8000 particles per cubic centimeter.   In context, the photocopy room was producing as much or greater concentration of ultrafine particulate matter as being subjected to vehicular exhaust particulate matter.  Total Volatile Organic Compounds (TVOCs) The results of the Total VOCs as measured by the ppbRAE® were low and are presented in Table 6.  There is no consensus standard for indoor concentration of Total VOCs in the US or Canada. For  individual  component  analysis, ASHRAE  Standard  62‐1989  and WorkSafe BC  recommend using a value of 1/10th the occupational exposure limits for non‐industrial indoor air.  However, the European Union has promoted a target guideline value for TVOC of 300 ppb. (4)  Table 6, Measured TVOC concentrations in the CHBE building, March 16, 2010. Location  2.02  2.13  2.27  2.18  Entrance Hall  Copy room TVOC concentration (ppb) <LOD  15‐20  <LOD 10‐120  <LOD  30‐40   Visualization of air flow patterns (Smoke tube) The airflow from supply air diffusers or into exhaust air ducts were visualized, and were found to not meet the objective of mixing fresh air in the occupied spaces of the rooms tested.   The most problematic rooms were room 2.18 and the photocopy room where the air flow was short circuited, with supply air moving across  the ceiling of  the  room and directly  into  the exhaust 7  vent without mixing  in  the  occupied  space.    The  photocopy  room  also  had  the  highest  CO2 concentration with no resident occupants.   The ventilation provided by the air handling unit is the  only manner  in which  pollutants  can  be  removed  by  dilution with  fresh  air,  and  lack  of dilution ventilation results inevitably results in complaints of stuffy or stale air. Office  rooms  should  be maintained  at  positive  pressure  relative  to  the  hallway  to  reduce infiltration  of  particles.    Rooms  2.27,  2.13,  and  2.02  were maintained  at  positive  pressure compared to the hallways.      Summary and Recommendations • Concentrations of bioaerosols (mold and bacteria) were at acceptable  levels compared to the outdoor concentrations.    • The  temperature  ranges  on  the  day  of  testing  were  acceptable,  however,  further investigation of  temperature  is suggested as 4 out of  the 6 occupants who completed the survey complained about temperature extremes.   On the day of testing the ambient temperate was moderate.  It  is  possible  that  temperature  stratification  indoors may occur  during  periods  of more  extreme  ambient  temperatures.  Provision  of  occupant controlled thermostats or supplemental space heating may provide greater comfort  in this building.   • The  relative  humidity  ranges  were  acceptable,  however,  in  4  rooms  examined,  the relative humidity  levels were  lower than 30% which may result  in complaints of dry or itchy skin or eyes.  • All of the offices except the reception room were single occupancy rooms and were not continuously  occupied,  so  the  level  of  carbon  dioxide  taken  in  isolation  of  other observations was not a good predictor of dilution ventilation on the day of testing.  The 24‐hour  carbon  dioxide  monitoring  did  indicate  that  the  ventilation  system  was operating overnight March 16 – 17 because the carbon dioxide concentration returned to ambient background levels.   • The  photocopy  room  is  a  source  of  ultrafine  particulate matter  and  has  inadequate dilution ventilation.   • The Total Volatile Organic Compounds were with acceptable ranges. • Visualization  of  air  flow  patterns  indicated  inadequate  mixing  of  fresh  air  in  the occupied space.  Inadequate mixing compromises the ability of the ventilation system to remove  pollutants  generated  by  occupants,  furnishings,  or  office  equipment.  Complaints  from  occupants  submitting  surveys  were  “odours  in  the  office  in  the morning”, “smell of chemicals  in our office”, ”weird chemical smell, quite strong,  first thing in the a.m.”,“feel like we are breathing stale, recycled air”, “stuffy” may be related to inadequate provision of fresh air, inadequate mixing, or inadequate dilution of room air.     8  Appendices Appendix A A.1 Airborne fungal testing results. Reported by: Navid Taherdin   Date analyzed: 25‐03‐2010  Date sampled: 16‐03‐2010  Date reported: 07‐04‐2010 Incubation conditions: room temperature for 7 days                                 Proportional representation  Room ID  CFU/m3 Botrytis  Cladosporium Penicillium  Sterile Mycelia Yeast 2.53  4  ‐  ‐  ‐  ‐  100 % 2.18  11  ‐  33 %  ‐  66 %  ‐ 2.13  18  ‐  20 %  40 %  20 %  20 % 2.27  4  ‐  ‐  ‐  100 %   ‐ 2.12  11  ‐  33 %  33 %  33 %  ‐ First floor  53  7 %  66 %  7 %  13 %  7 % Outdoor  298  7 %  62 %  21 %  5 %  5 %  A.2 Airborne bacterial testing results.            Reported by: Navid Taherdin   Date analyzed: 25‐03‐2010  Date sampled: 16‐03‐2010  Date reported: 07‐04‐2010 Incubation conditions:  incubated at 35±2° C temperature for 48 hours, then refrigerated                                 Proportional representation  ID  CFU/m3 Gram positive cocci Gram positive rods Gram negative cocci Gram negative rods 2.53  84  57 %  43 %  ‐  ‐ 2.18  72  70 %  30 %  ‐  ‐ 2.13  47  54 %  46 %  ‐  ‐ 2.27  47  77 %  23 %  ‐  ‐ 2.12  4  100 %  ‐  ‐  ‐ First floor  32  89 %  11 %  ‐  ‐ Outdoor  30  50 %  50 %  ‐  ‐  9    Appendix C Occupant survey of the indoor environmental quality of your work space. Please circle or tick the number on the scale that best represents how you normally perceive the air in your workspace.  Note! All replies are strictly confidential.  It would, however, be helpful to us if we knew approximately where in the building your workspace is – north, east, south or west side.                                                                     1) How satisfied are you with the air quality in your workspace? Dissatisfied      Neutral      Satisfied ‐3  ‐2  ‐1  0  +1  +2  +3  If you indicated a rating of ‐3 to ‐1, please tell us a little about the air in your workplace (e.g. stale air, odours, etc.)       2) Does the air in your office interfere or enhance your productivity? Interfere      Neutral      Enhance ‐3  ‐2  ‐1  0  +1  +2  +3  3) How satisfied are you with the temperature in your workspace? Dissatisfied      Neutral      Satisfied ‐3  ‐2  ‐1  0  +1  +2  +3  4) Is the temperature in your workplace: Too cold      Just right      Too hot ‐3  ‐2  ‐1  0  ‐1  ‐2  ‐3  11   5) How satisfied are you with the lighting in your workspace? a) Amount of light Dissatisfied      Neutral      Satisfied ‐3  ‐2  ‐1  0  +1  +2  +3  b) Visual comfort Dissatisfied      Neutral      Satisfied ‐3  ‐2  ‐1  0  +1  +2  +3  c) Amount of daylight Dissatisfied      Neutral      Satisfied ‐3  ‐2  ‐1  0  +1  +2  +3  6) How satisfied are you with the general noise level in your workplace? Dissatisfied      Neutral      Satisfied ‐3  ‐2  ‐1  0  +1  +2  +3   Thank you for your sharing your experiences with us!  If there is anything else you would like to comment on, please feel free to do so in the box below.        12   13  References 1. Health Canada. Indoor Air Pollutants. Environmental and Workplace Health. [Online] Health Canada, 04 01, 2009. [Cited: 04 02, 2010.] http://www.hc‐‐semt/air/in/poll/index‐eng.php. 2. Canadian Centre for Occupational Health and Safety. Indoor Air Quality . [Online] 10 2007, 26. [Cited: 04 02, 2010.] 3. Federal‐Provincial Advisory Committee on Environmental and Occupational Health. Indoor Air Quality in Office Buildings: A Technical Guide. Ontario : Health Canada, 1995. 4. ASHRAE. ASHRAE Standard Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality. Atlanta : ASHRAE, 2007. 5. OSHA‐NIOSH‐ACGIH. Viable Microorganism (Office Environments). s.l. : NIOSH, 1986. 6.  Macher, Janet M.  Positive‐Hole Correction of Multiple Jet Impactors for Collecting Viable Microorganisms.  American Industrial Hygiene Association Journal 50 (11):  561 — 568,  1989. 7. Rao, CY, Burge, HA.  Review of Quantitative Standard and Guidelines for Fungi in Indoor Air.  Journal of the Air and Waste Management Association  46: 899‐908, 1996. 


Citation Scheme:


Citations by CSL (citeproc-js)

Usage Statistics



Customize your widget with the following options, then copy and paste the code below into the HTML of your page to embed this item in your website.
                            <div id="ubcOpenCollectionsWidgetDisplay">
                            <script id="ubcOpenCollectionsWidget"
                            async >
IIIF logo Our image viewer uses the IIIF 2.0 standard. To load this item in other compatible viewers, use this url:


Related Items