125 TVNP Teorie vnitřního prostředí budov KVALITA VZDUCHU

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov

125 TVNP Teorie vnitřního prostředí budov KVALITA VZDUCHU Ing. Pavla Dvořáková, Ph.D. A226 [email protected]

KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ)

Tepelněvlhkostní Elmg pole

Vzduch

Vnitřní prostředí budov

Psychika

Osvětlení

Akustika

125 TVNP 2015/2016

2

KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ) IAQ = „…ukazatel druhů a množství znečišťujících látek v ovzduší, které by mohly způsobit discomfort nebo riziko nepříznivých účinků na zdraví lidí nebo zvířat, nebo poškození vegetace.“ (ISIAQ) Přijatelná IAQ = “ovzduší, v němž nejsou žádné škodlivé koncentrace znečišťujících látek určené odbornými autoritami, a se kterým 80% nebo více exponovaných uživatelů nevyjadřuje nespokojenost“ (ASHRAE)

Rehva GB14

125 TVNP 2015/2016

3


Mikroby

Odéry

Toxické plyny

Vnitřní vzduch Aerosoly

125 TVNP 2015/2016

Ionizační záření

4

DÝCHACÍ SOUSTAVA

http://www.goldiesroom.org 125 TVNP 2015/2016

5

Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního vzduchu

VNĚJŠÍ

125 TVNP 2015/2016

VZDUCH V INTERIÉRU

VNITŘNÍ

6

Posuzování kvality vnitřního vzduchu • Měření – měření koncentrace znečišťujících složek (částice, chemické sloučeniny, plísně, bakterie,…) • Výpočet – vypočtené hodnoty veličin, které posoudí rozptyl/šíření škodlivin procesem větrání (lokální stáří vzduchu, intenzita větrání) • Subjektivní hodnocení

Rehva GB14

125 TVNP 2015/2016

7


Mikroby

Odéry

Toxické plyny


125 TVNP 2015/2016


8

ODÉROVÉ MIKROKLIMA ODÉROVÉ MIKROKLIMA • Odérové mikroklima je složka prostředí, tvořená odéry v ovzduší, které působí na člověka a spoluvytvářejí tak jeho celkový stav.

• Odérové látky (odéry) jsou plynné složky v ovzduší vnímané jako pachy (jednak nepříjemné – zápachy, jednak příjemné – vůně). Jsou to anorganické nebo organické látky, většinou produkované člověkem samotným nebo jeho činností, popř. uvolňované ze stavebních konstrukcí a zařizovacích předmětů.

125 TVNP 2015/2016

9

ODÉRY

VZDUCH V INTERIÉRU

ZEVNITŘ

Z VENKU

PŘÍJEMNÉ

NEPŘÍJEMNÉ 125 TVNP 2015/2016

10

ČICHOVÁ KOULE

KOST

ČICHOVÝ EPITHEL ČICHOVÉ BUŇKY

Zdroj:Buck a Axel 1991 http://www.nobelprize.org/

125 TVNP 2015/2016

11

ČICH – Příjem potravy - výběr pokrmů, ovlivňuje chuť a první fázi trávení, podmíněné reflexní vyměšování trávicích šťáv – Bezpečnost jedince- obranné reakce organismu na dráždění a škodlivé látky v prostředí. – Emoce, vzpomínky – Výběr partnera

Poruchy čichu - anosmie, hyposmie, hyperosmie – Dočasná – Trvalá 125 TVNP 2015/2016

12

Faktory ovlivňující vnímanou kvalitu vzduchu • Čichový smysl • Vlhkost a teplota • Doba expozice

Rehva GB14

125 TVNP 2015/2016

13

Faktory ovlivňující vnímanou kvalitu vzduchu • Čichový smysl • Vlhkost a teplota • Doba expozice Optimální čich je do 30-60 let, pak se pozvolna zhoršuje.

Ženy mají lepší čich než muži.

Rehva GB14

125 TVNP 2015/2016

14


Rehva GB14

125 TVNP 2015/2016

15

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VNÍMANOU KVALITU VZDUCHU – VLHKKOST A TEPLOTA Procento nespokojených s kvalitou vnitřního vzduchu v závislosti na teplotě a relativní vlhkosti

125 TVNP 2015/2016

16


Rehva GB14

125 TVNP 2015/2016

17

Vnímaná koncentrace odérů stoupá jen do okamžiku nasycení sliznice s odérovými receptory, a pak s časem klesá – po 5 až 15 min se ustálí na minimální hladině odérová adaptace: Značná - na přírodní odéry Střední - na tabákový kouř Žádná - na stavební materiály

125 TVNP 2015/2016

18

ODÉROVÉ MIKROKLIMA Nepříjemné odéry přímo neohrožují zdraví, ale ztrátu soustředění, chuti a výkonnosti, při dlouhodobém působení se mohou dostavit stavy úzkosti, deprese a únavy Příjemné odéry mohou uklidňovat (vůně jasmínu, šeříku, levandule) podporovat výkon (vůně růže, macešky, pomeranče, citronu, rozmarýnu)

125 TVNP 2015/2016

19

Hodnocení kvality vzduchu Vnímaná kvalita vzduchu • Klasifikace prostor podle požadavků na kvalitu vnitřního vzduchu dle platné legislativy • EN CR 1752:1998 … A, B, C, D • EN 15251: 2007 … I, II, III, IV

Kateg.

Kateg. Popis

I

A

Vysoká úroveň očekávání, pro prostory obsazené citlivými osobami

II

B

Běžná úroveň očekávání

III

C

Přijatelná, střední úroveň očekávání

IV

D

Hodnoty mimo kritéria pro výše uvedené kategorie

Procento nespokojených 125 TVNP 2015/2016

Rehva GB14

20

Vnímaná kvalita vzduchu Síla zdrojů znečištění G: jednotka Olf 1 olf = znečištění vzduchu standardní osobou průměrný dospělý jedinec při kancelářské práci v tepelné pohodě s hygienickým standardem 0,7 koupelí/den

3 standardní osoby (olf)

4 ekvivalentní standardní osoby (olf)

7 ekvivalentních standardních osob (olf)

Rehva GB14 125 TVNP 2015/2016

21

Vnímaná kvalita vzduchu

1 pol = vnímaná kvalita vzduchu v místnosti se zatížením 1 standardní osobou, větrané 1 L/s

Fanger: Indoor air quality handbook

125 TVNP 2015/2016

Vnímaná kvalita vzduchu, % nespokojených (PD)

Jednotka pol, decipol

Vnímaná kvalita vzduchu, decipol

22

Vnímaná kvalita vzduchu

– Kvalita vzduch (Ci)tak, jak je vnímána člověkem Pol, decipol (dp) závisí na: – násobnosti výměny vzduchu resp. intenzitě větrání (Q) – kvalitě venkovního vzduchu přiváděného do budovy (C0) čisté ovzduší C0˂0,1dp; znečištěné C0> 0,5dp – účinnosti větrání (εv) podle typu větrání • Směšovací 0,9-1,0 • Zaplavovací 1,2-1,4 • Osobní větrání

– síle zdrojů znečištění (G)

125 TVNP 2015/2016

23

Vnímaná kvalita vzduchu Subjektivní hodnocení – skupina porotců • Individuální posouzení • Ihned po expozici • 15 s, neadaptovaný • Kontinuální stupnice přijatelnosti (Continuous acceptability scale)

125 TVNP 2015/2016

Fanger: Indoor air quality handbook

Rehva GB14

ČSN EN 15251

24

Vnímaná kvalita vzduchu, % nespokojených (PD)

Vnímaná kvalita vzduchu a koncentrace CO2

Koncentrace CO2 nad venkovní, ppm 125 TVNP 2015/2016

Rehva GB14

25

Vnímaná kvalita vzduchu,% nespokojených (PD)

Vnímaná kvalita vzduchu Intenzita větrání

125 TVNP 2015/2016

Množství čerstvého vzduchu, m3/os.h

26

Koncentrace CO2 C 215 – únor 2012

125 TVNP 2015/2016

27

Koncentrace CO2 C 215 – duben 2013

125 TVNP 2015/2016

28


Mikroby

Odéry

Toxické plyny


125 TVNP 2015/2016


29

TOXICKÉ MIKROKLIMA • Toky plynných toxických látek v ovzduší, kterým je člověk vystaven.

Odéry

125 TVNP 2015/2016

Toxické plyny

30

TOXICKÉ PLYNY ZEVNITŘ

Z VENKU

VZDUCH V INTERIÉRU

125 TVNP 2015/2016

31

PLYN

ZDROJ

ÚČINKY

PROJEVY

OXIDY SÍRY SOx

spalování fosilních paliv obsahujících síru, cigaretový kouř

dráždivé účinky, váže se na pevný aerosol (popílek, saze, prach)+ mlha horší účinek na dýchací cesty

Poleptání dýchacích cest, poškození vegetace i anorganických materiálů

OXIDY DUSÍKU NOx

dieslové motory, hoření plynu, tabákový kouř

Dráždí sliznice a dýchací cesty

snižují imunitu, toxické pro dýchací ústrojí, podporují vznik rakoviny

OZON O3

výfukové plyny + UV záření

Dráždí oči, záněty, bolest na prsou, kašel dráždění v krku

imunita, astma, poruchy funkce plic, negativně působí na rostliny

POLYCYKLICKÉ AROMATICKÉ UHLOVODÍKY

Dieslové motory, nedokonalé spalování, tabákový kouř, hydroizolace

Karcinogenní, poruchy plodu, poruchy reprodukce

Rakovina

125 TVNP 2015/2016

32

PLYN

ZDROJ

ÚČINKY

PROJEVY

OXID UHELNATÝ CO

benzínové motory, nedokonalé spalování, cigaretový kouř, lokální topidla

Hypoxie, blokuje dýchací fragmenty

bolesti hlavy, ztráta koordinace, apatie, bolesti celého těla  křeče, ztráta vědomí, smrt

OXIDY DUSÍKU NOx

hoření plynu, tabákový kouř Dráždí sliznice a dýchací cesty

snižují imunitu, toxické pro dýchací ústrojí, podporují vznik rakoviny

OZON O3

kopírky, laserové tiskárny, elektrostatické čističky vzduchu

Dráždí oči, záněty, bolest na prsou, kašel dráždění v krku

imunita, astma, poruchy funkce plic, negativně působí na rostliny

TĚKAVÉ ORGANICKÉ LÁTKY

nátěry, rozpouštědla, koberce, lepidla, cigaretový kouř, kosmetika, čisticí prostředky

dráždění očí, nosu, krku

poruchy jater, ledvin a nervové soustavy

FORMALDEH YD

nedokonalé spalování, cigaretový kouř, kosmetika, zdravotnictví, izolační pěny, nábytek, koberce, plastické hmoty, laky, barvy

vysušuje pokožku, snižuje imunitu, karcinogen

bolesti hlavy, v krku a únava, nevolnost, závratě a podráždění očí a dýchací soustavy

125 TVNP 2015/2016

33

PŘÍPUSTNÉ LIMITY TOXICKÝCH PLYNŮ • Vyhláška č. 6/2003 kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci – PEL přípustný expoziční limit =je celosměnový časově vážený průměr koncentrací plynů, par nebo aerosolů v pracovním ovzduší, jimž může být podle současného stavu znalostí vystaven zaměstnanec v osmihodinové nebo kratší směně týdenní pracovní doby, aniž by u něho došlo i při celoživotní pracovní expozici k poškození zdraví, k ohrožení jeho pracovní schopnosti a výkonnosti. – NPK-P nejvyšší přípustná koncentrace chemických látek v pracovním ovzduší - je taková koncentrace chemické látky, které nesmí být zaměstnanec v žádném úseku směny vystaven 125 TVNP 2015/2016

34

Vyhl. 6/2003 125 TVNP 2015/2016

35

125 TVNP 2015/2016

36

Podle Vyhl. 361/2007 (178/2001)

125 TVNP 2015/2016

37

Podle Vyhl. 361/2007 (178/2001)

Koncentrace formaldehydu v posluchárně C223

125 TVNP 2015/2016

38


Mikroby

Odéry

Toxické plyny


125 TVNP 2015/2016


39

AEROSOLY

PEVNÉ = PRACH

PŘIROZENÉ

ANTROPOGENNÍ

125 TVNP 2015/2016

VZDUCH V INTERIÉRU

KAPALNÉ

40

Velikost částic • Inhalovatelné částice – Horní cesty dýchací a nosní dutiny < 10 μm (PM10)

• Jemné částice – Dolní cesty dýchací a plicní sklípky < 2,5 μm (PM2,5)

• Ultrajemné částice – Plicní sklípky, přestup do krve < 1 μm (PM1)

125 TVNP 2015/2016

41

Velikost částic LIDSKÝ VLAS 50 – 70 µm

SPALOVACÍ PROCESY, ORGANICKÉ SLOUČENINY, KOVY ˂2,5 µm

PRACH, PYL, PLÍSNĚ,… ˂10 µm

ZRNKO PÍSKU 90 µm

125 TVNP 2015/2016

http://www.stateoftheair.org/2012/health-risks/health-risks-particle.html

42

AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Sedimentace částic – usazování částic prachu v ovzduší působením zemské přitažlivosti 100 μm - 3 – 4 sekundy 10 μm - 5 – 6 minut 1 μm - 7 – 8 hodin 0,1 μm - 29 – 34 dnů Průběh koncentrace prachu v závislosti na výšce fasády budov 125 TVNP 2015/2016

43

Aerosolové mikroklima • Mapa koncentrace prachu ČR, Praha

Zdroj: ČHMÚ http://chmu. cz/portal/dt? portal_lang =cs&menu= JSPTabCon tainer/P1_0 _Home

125 TVNP 2015/2016

44

Znečištění ultrajemným prachem Lokalita

počet částic/cm3

Brno - ulice před mateřskou školkou

102 750

Brno - Křižovatka ulic Úvoz a Údolní (u stanice ČHMÚ)

55 300

Praha - autobusová zastávka Horoměřická (Evropská ulice)

68 600

Praha - autobusové nádraží Florenc (odjezdy Student Agency)

110 500

Kodaň v centru města

30 400

Berlín - frekventovaná silnice u hlavního vlakového nádraží

27 950

Milán - silniční okruh v centru Viale Bianca Maria

35 151 Zdroj: Dánské velvyslanectví v ČR

125 TVNP 2015/2016

45

AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA • Počet částic dodávaných do ovzduší při různé činnosti člověka Druh činnosti Klid

100 000

Lehké pohyby rukou ve stoje nebo v sedě

500 000

Pohyby rukou, hlavou, tělem ve stoje nebo v sedě

1 000 000

Usednutí na židli nebo podobná činnost

2 500 000

Pomalá chůze (asi 3,5 km/h)

5 000 000

Rychlá chůze (asi 6 km/h)

7 500 000

Chůze po schodech

10 000 000

Cvičení nebo hry 125 TVNP 2015/2016

Počet částic za minutu

15 000 000 – 30 000 000 46

Koncentrace prachových částic v 1 m3 ovzduší v interiéru budov Obchody

Školy, školky

10 mg/m3

Kanceláře, čekárny Kuchyně při přípravě jídel

125 TVNP 2015/2016

8 mg/m3

5 mg/m3

5 mg/m3

47

Koncentrace prachových částic v 1 m3 ovzduší

Města

Hory, venkov 125 TVNP 2015/2016

1 až 3 mg/m3

0,02 až 0,5 mg/m3 48

Aerosolové mikroklima Působení aerosolů na lidský organizmus • Fyzikální – mechanické: pokožka, spojivkový vak, sliznice, blokování lymfatických cest v plicích • Chemické – toxické: např. intoxikace olovem po inhalaci olověného prachu • Fyzikálně chemické - fibrogenní : vede k novotvoření vaziva – charakteristické pro vláknitý prach (azbest, křemičitany) • Biologické – karcinogenní: vyvolávají zhoubné bujení na kůži nebo v dýchacích cestách - alergizující: vznik přecitlivělosti kůže, spojivek, dýchacích cest ( kopřivka, senná rýma, průduškové astma)

125 TVNP 2015/2016

49

PŘÍPUSTNÉ LIMITY AEROSOLŮ Vyhl. 6/2003

125 TVNP 2015/2016

50


Mikroby

Odéry

Toxické plyny


125 TVNP 2015/2016


51

MIKROBY

VZDUCH V INTERIÉRU

125 TVNP 2015/2016

Bakterie, viry, plísně a jejich spóry, endotoxiny, mykotoxiny

52

MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA; Z venkovního ovzduší – přímo – na aerosolu

Místo Volná krajina

Počet mikrobů v 1 m3 ovzduší 150 - 300

Vesnice

250

Malé město

400

Velkoměsto

1000 - 1500

Interiér budovy

200 - 900

Kapalný aerosol z chladicích věží – legionella Pevný aerosol – suchý ptačí trus – roztoči (holubi, hrdličky), – spóry hub - 5% evropských ptáků 125 TVNP 2015/2016

53

MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Ze VZT

125 TVNP 2015/2016

54

MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Produkované člověkem – Přímo – respirabilní viry – S aerosolovými částicemi na kůži, oděvu • Hovor, kašel, kýchání, pohyb – vzdálenost do 2-3 m kritická • Větší koncentrace mikrobů u podlahy foto:ČTK-EPA PETER J JORDAN

125 TVNP 2015/2016

55

MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Ze stavebních konstrukcí • Plísně – trámy, dřevo, zdivo, spodní strana podlahových krytin, vnitřní omítka, tapety, laminátové rohože v koupelnách, plastové rámy oken, … • Spóry se uvolňují do ovzduší organizmus člověka – Typická koncentrace plísňových spór 100 – 500 na m3 – V místnostech, kde se objevily plísně 500 – 2000 na m3

• Až 75 různých druhů plísní

125 TVNP 2015/2016

56

MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Optimální požadavky na mikrobiální mikroklima – Nesmí docházet ke kondenzaci vodní páry na povrchu stavebních konstrukcí – Únosná koncentrace mikrobů • Bakterie max. 500 KTJ na m3 • Spóry plísní max. 500 KTJ na m3 (pro operační sály 35 – 70 na m3)

Je úplné odstranění mikrobů z interiéru žádoucí?

125 TVNP 2015/2016

57

IONIZAČNÍ MIKROKLIMA • Radon, radioaktivní materiály, rentgenové záření • Záření alfa, beta, gama, neutronové záření = ionizující záření • Zdroje : – Venkovní prostředí: stopová množství uranu v zemské kůře, spalování uhlí v elektrárnách, čerpání spodní vody – Vnitřní prostředí: cigaretový kouř, RTG přístroje, radioaktivní látky v laboratořích, kce- hlavně silikátové - beton 125 TVNP 2015/2016

58

IONIZAČNÍ MIKROKLIMA • Roční ekvivalentní dávky obyvatelstva [mSv] Zdroje radiace

umělé Jaderné elektrárny Barevná televize Radioaktivní spad z jaderných pokusů Přelet dopravním letadlem přes kontinent Lékařské vyšetření rentgenem 125 TVNP 2015/2016

přírodní 0,00001 vzduch 0,01 půda

0,05 0,11

0,02

potraviny

0,25

0,04

budovy

0,34

0,035

Kosmické paprsky

0,38 59

125 TVNP 2015/2016

60

IONIZAČNÍ MIKROKLIMA • Působení na lidský organizmus – Není vnímáno člověkem – Dýchací cesty, trávicí ústrojí, kůže, sliznice  rakovina plic

- Trvalé účinky - somatické (projeví se přímo na exponovaném subjektu) - genetické (postihují potomky)

• Přípustné hodnoty

Ekvivalentní objemová aktivita radonu (EEC) – Stávající byty 200 Bq/m3 – Nová výstavba 100 Bq/m3 125 TVNP 2015/2016

61

Literatura • Jokl, M. : Zdravé obytné a pracovní prostředí, Academia, 2002 • Bluyssen Philomena M.: The Indoor Environment Handbook How to Make Buildings Healthy and Comfortable, Earthscan ltd (United Kingdom), 2009, ISBN-13: 9781844077878 • CORGNATI, S.P., GAMIERO da SILVA: Indoor climate quality assessment, Rehva Guidebook 14, REHVA 2011 • P. Ole Fanger : Indoor air quality handbook, Ch 22 : Perceived air qualityand ventilation requirements, McGraw-Hill (www.digitalengineeringlibrary.com) • http://www.home-air-purifier-expert.com/sick-building-syndrome.html • CIBSE GUIDES A-L • Energy and Climate in the Urban Built Environment – Ed. M. Santamouris • Heating, Cooling, Lighting Design Methods for Architects, Third Edition Norbert Lechner • Thermal Analysis and Design of Passive Solar Buildings – A.K. Athienitis, M. Santamouris 125 TVNP 2015/2016 62

125 TVNP Teorie vnitřního prostředí budov KVALITA VZDUCHU

Recommend Documents