MIKROKLIMA VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice
Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07./2.2.00/29.0019. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
KAPITOLA 3: MIKROKLIMA VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ, FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ JEDNOTLIVÉ SLOŽKY MIKROKLIMA. Klíčové pojmy: novostavby, mikroklima, zdravotně závadné materiály, faktory ovlivňující vnitřní mikroklima
Cíle kapitoly: Naučit se navrhovat zdravotně nezávadné stavby Rozpoznat rizika zhoršující vnitřní mikroklima Naučit se rozlišovat stavební materiály dle vhodnosti použití Pochopit důležitost zdravého bydlení
3.1 MIKROKLIMA OBYTNÉHO PROSTŘEDÍ Mikroklima = klima malé oblasti, které se vlivem různých specifik liší od klimatu okolí. Složky interního mikroklimatu: -Tepelně vlhkostní mikroklima - mikrobiální mikroklima - ionizační mikroklima - aerosolové mikroklima - odérové mikroklima - toxické mikroklima
3.1.1
TEPELNĚ - VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA
• složka prostředí tvořená tepelnými a vlhkostními toky • patří k nejdůležitějším složkám zajišťujících vnitřní prostředí • teplota a vlhkost vzduchu se úzce vzájemně ovlivňují a podmiňují • základní veličiny určující kvalitu tepelně-vlhkostního mikroklimatu: - teplota vzduchu
- výsledná teplota
- relativní vlhkost vzduchu
- vypočtená operativní hodnota
- rychlost proudění vzduchu
- relativní vlhkost vzduchu
- měrná vlhkost vzduchu
- teplota rosného bodu.
3.1.1
TEPELNĚ - VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA
• pro dosažení pocitu tepelného komfortu platí obecně součtová rovnice: t0 + ts = 38 až 40° C kde ts značí průměrnou teplotu stěn v místnosti • optimální tepelně-vlhkostní mikroklima
tehdy, když existuje
tepelná rovnováha lidského organismu
Zajištění optimální teploty v budovách obecně nebývá problém, často však bývá problematické dosáhnout vyhovující relativní vlhkosti hygienicky doporučovaná relativní vlhkost vzduchu v rozsahu 50-60%
3.1.2
MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA
• vytvářeno mikroorganismy bakterií, virů, plísní, spor a pylů, které se vyskytují v interiéru budov a mají přímé účinky na člověka • zdroje mikroorganismů: - venkovní ovzduší - vzduchotechnické zařízení - člověk • maximální koncentrace mikroorganismů: - pro obytné prostředí max. 200 až 500 mikrobů / m3 - pro venkovní prostředí měst až 1500 mikrobů / m3
3.1.2
MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA
• způsoby optimalizace vnitřního mikrobiálního mikroklimatu – zásahy do zdroje organismu a zásahy do pole přenosu Zásahy do zdroje – péče o osobní hygienu, úprava vzduchotechnických zařízení a pravidelná kontrola, odstranění kondenzace Zásahy do pole – omezení nebo zabránění šíření mikrobů péčí o čistotu interiéru, odstranění hmyzu a přívod dostatečného množství čerstvého vzduchu, dezinfekce vzduchu
3.1.3
IONIZAČNÍ MIKROKLIMA
• charakterizováno toky ionizujícího záření z přírodních radionuklidů, případně umělých zdrojů. • zdroje ionizujícího záření: ze stavebních hmot a z podloží • hlavním představitelem je radon a následné rozpadem vzniklé produkty • Samotný radon je inertní plyn, ale závažné jsou jeho dceřiné produkty vdechované spolu s nosnými pevnými či kapalnými aerosoly přípustné hodnoty EOAR (ekvivalentní objemové aktivity radonu) v interiéru: - pro stávající budovy: 200 Bq/m3 vzduchu; - pro nové budovy: 100 Bq/m3 vzduchu.
3.1.3
IONIZAČNÍ MIKROKLIMA
Základní zásah do zdroje se provádí volbou vhodného místa stavby, volbou vhodného stavebního materiálu a volbou opatření proti vnikaní radonu do budovy. Jako ochrana nových i modernizovaných staveb před účinky radonu se používá plynotěsná fólie pod základovou deskou s dimenzí dle oblasti radonového rizika či správná skladba hydroizolace a použitím certifikovaných stavebních hmot.
3.1.4 AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA • Druhy aerosolů: z pevných částic (prachů) a z kapalných částic (mlhy) Pevné aerosoly -
mají buď organický, anorganický nebo smíšený
původ, kladný či záporný elektrický náboj, velikost 0,1 až 100 mikrometrů. Ve venkovním ovzduší velkoměst se spad prachu pohybuje v hodnotách až 1100 t/km2 / rok, při běžné koncentraci 1 až 3 mg/m3. V běžných budovách se uvádí jako přípustná hodnota koncentrace inertních pevných aerosolů 10 mg/m3. • Optimalizace aerosolového mikroklimatu: zásahem do pole aerosolů a zásahem do pole přenosu.
3.1.5 ODÉROVÉ MIKROKLIMA • obecně jsou odéry plynné složky ovzduší • mimo běžné odéry se v interiéru objevují navíc také styreny, formaldehydy a odpary z nátěrů • vstup odérových látek do interiéru může být buď zvenku (50 – 80 %)
nebo vznikají uvnitř budovy ( činností člověka nebo ze stavebních materiálů) • látkami z venkovního ovzduší jsou produkty spalovacích motorů, výrobních procesů a spalin z tepláren
• v důsledku činnosti člověka se uvolňují různé pachy, zplodiny z cigaret, pachy kosmetických přípravků, čistících prostředků apod.
3.1.5 ODÉROVÉ MIKROKLIMA • kvalitu vzduchu mohou negativně ovlivnit také škodliviny označované jako těkavé organické látky TVOC. Jsou produkované vybavením
interiéru a jedná se především o karcinogenní formaldehyd, organická rozpouštědla, benzeny a ftaláty. • optimální mikroklima je možné zajistit opět zásahem do zdrojů odérů nebo do pole přenosu od zdroje. Nejúčinnějším způsobem zásahu je
omezení nebo likvidace zdroje. Zásah do pole přenosu se provádí následujícími způsoby: - omezením šíření odérů v budově (například dělení šachet nebo dále vhodným umístěním zdrojů odérů), dostatečným větráním, filtrací vzduchu, deoderizací nebo neutralizací
3.2 NOVOSTAVBY A JEJICH MIKROKLIMA 3.2.1 Současná materiálová základna z hlediska materiálové nezávadnosti - zdravotní stav uživatelů staveb může být dlouhodobě ovlivňován látkami , které jsou základem použitých stavebních materiálů a zabudovaných výrobků a také volbou vybavení interiéru - mezi látky mající vliv na vnitřní ovzduší staveb můžeme zařadit
formaldehyd a těkavé organické látky - dále je možné sledovat výluhy toxických a nežádoucích chemických látek do kontaktních médií – posuzování nezávadnosti výrobků z hlediska vlivu na ŽP (především na vodu a půdu)
3.2.2 Požadavky na posuzování stavebních výrobků z hlediska jejich zdravotní nezávadnosti • stavební výrobky musí mít takové vlastnosti, aby stavby z nich vyprojektované byly řádně postaveny a udržovány tak, aby splňovaly dané požadavky a neohrožovaly zdraví jejich uživatelů a okolí • z hlediska použití stavebních výrobků je můžeme rozdělit následovně: - používané výhradně v exteriérech staveb - používané výhradně v interiérech staveb - používané pro oba účely - stavební výrobky přicházející do přímého styku s pitnou vodou a poživatinami, - netradiční stavební výrobky, ve kterých jsou přírodní materiály nahrazeny odpady nebo jsou vyrobeny přímo z odpadů, -stavební výrobky používané ve zdravotnických zařízeních (s požadavkem na odolnost vůči dezinfekčním prostředkům)
3.2.3 Stavební výrobky a EU • sleduje se emise látek uvolňujících se do prostoru • důležité je i sledování emise těchto látek do vnitřního prostředí • v rámci EU nejsou stanoveny jednotné předpisy limit pro VOC výrobky • některé státy (např. Německo a Francie) řeší a vyhodnocují VOC u plošných materiálů z důvodu zjištění základních údajů o jejich kvalitě
3.3 MIKROKLIMATICKÉ PODMÍNKY VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ • předpokladem zajištění tepelné pohody je vyrovnaný stav toku tepla mezi člověkem a prostředím • rovnice tepelné pohody – zjednodušeně říká že nastává rovnováha mezi teplem, které člověk vyprodukuje a teplem sdíleným do okolí • jsou stanoveny limitní hodnoty pro teploty, proudění a relativní vlhkost vzduchu ve vnitřním prostředí • teplota v obytných místnostech bytových domů by se měla pohybovat v rozmezí :
- v zimě 22
2°C
- v létě by neměla přesáhnout 26 °C
3.3.1 Relativní vlhkost vzduchu • optimální hodnoty relativní vlhkosti vzduchu se pohybují od 30 do 60 % • relativní vlhkost vzduchu nad 60% přináší riziko vzniku plísní a naopak okolo 20% a méně působí na člověka negativně (vysychání a zhoršení imunity sliznic)
3.3.2 Větrání budov • dobré kvality vnitřního prostředí, která je základním předpokladem
zdravého bydlení, můžeme dosáhnout právě větráním • pravidelná a dostatečná výměna vzduchu v místnosti je pro obyvatele bytů velmi důležitá
3.3.2 Větrání budov Mezi požadavky kladené na správné větrání místnosti patří především: regulace vzdušné vlhkosti obnova vydýchaného vzduchu odvedení pachů a škodlivých látek
regulace teploty vzduchu v místnosti přívod vzduchu pro topná zařízení potřebující vzdušnou vlhkost
DRUHY VĚTRÁNÍ: přirozené větrání spárové větrání nárazové větrání
Spárové větrání – principem je pouze částečné otevření okna, zpravidla vyklopení křídla. Při tomto větrání musí být okno otevřeno delší dobu a docílí se pouze podmíněné výměny vzduchu. Vzniká
nebezpečí tvorby rosení při silnějším ochlazení okna.
Nárazové větrání - oproti spárovému větrání je tento způsob
podstatně efektivnější. Principem je úplné otevření okenního křídla, čímž dojde ke kompletní výměně vzduchu v poměrně krátké době během 4-10minut. U tohoto typu větrání se také značně minimalizují ztráty energie a navíc při rychlé výměně nedojde k ochlazení
stavebních dílů. Příčné větrání Tímto typem větrání se vzduch vymění ještě rychleji než u nárazového větrání. Ke kompletní výměně dojde již během 2-4
minut. Aby bylo dosaženo průtahu vzduchu je nutné otevřít všechna okna a dveře.
Spárové větrání
Nárazové větrání
Příčné větrání
3.3 ZMĚNY, KTERÉ VEDLY KE ZVÝŠENÍ ZNEČIŠTĚNÍ VNITŘNÍHO OVZDUŠÍ PRVNÍ ZMĚNA - celosvětový vzrůst cen energie a hrozící vyčerpání zdrojů vedla k šetření energie na vytápění -konstrukce budov jsou podřízeny zabránění tepelných ztrát – omezení přirozeného větrání okny, zvýšení používání klimatizace a následná kumulace škodlivin ve vnitřním prostředí (pokles výměny vzduchu v interiéru)
DRUHÁ ZMĚNA - explozivní používání chemických látek v budovách, materiálech, nábytku, bytových doplňcích, oděvech, čistících a dezinfekčních přípravcích používaných v domácnostech apod.
KONTROLNÍ OTÁZKY, STUDIJNÍ MATERIÁLY
Vyjmenujete změny, které svým spolupůsobením vedly ke zvýšení znečištění vnitřního ovzduší Jaké jsou zdroje znečištění vnitřního prostředí budov? Jaké jsou hlavní úlohy větrání v objektu?
Rozčlenění stavebních výrobků dle deklarovaného způsobu použití Studijní materiály: • BEDNÁŘOVÁ, P., KREJSOVÁ, J. Zdravé domy pro zdravé lidi, VŠTE v Českých Budějovicích, 2008, ISBN 978-80-903888-9-5, str.50-78 • GANGULY,P,.: Studijní opora ZNZ, VŠTE v Českých Budějovicích,2013.
