Dokonalé zabezpečenie vnútorného prostredia podľa jeho účelu je hlavnou úlohou úspešnej realizácie. Nie vždy je však táto snaha úspešná. Súčasťou projektu by mala byť tiež štúdia vnútornej mikroklímy, ktorú možno použiť aj ako podklad na aplikáciu systému tzv. inteligentných budov.
Zatiaľ čo termín inteligentná budova má veľmi často sporné varianty v prístupe k riešeniu, syndróm chorých budov (Sick Building Syndrome – SBS) je v architektúre preukázateľný. Odborníci z odboru lekárskej hygieny upozorňujú na bolesti hlavy užívateľov budov a na ďalšie príznaky zhodné zvyčajne s nachladnutím. Syndróm by sa podľa ich záverov mal presnejšie nazývať Syndróm chorôb z budov (Building Related Ilness – BRI).
V každom prípade, ak štúdia mikroklímy preukáže výrazné chyby a poruchy, môže byť podkladom na zastavenie prác. Je preto vhodné doplniť architektonický projekt – najmä v prípade vysokých stavieb – aj o štúdiu mikroklímy.
Prieskumy a modernita
SBS je typický pre moderné budovy, málokedy sa vyskytne v starej zástavbe. Podľa prieskumu vykonaného odbormi bánk a poisťovní v Nemecku – The German Trade Union, Bank and Insurances, HBV (Weber, 1995) – takmer tretina (27,1 %) zamestnancov v interiéri budov sa sťažovala na tepelno-vlhkostnú mikroklímu, ďalších 13,5 % na hluk, 10,6 % na osvetlenie, 10,2 % na cigaretový dym a 9,9 % na stiesnenosť priestoru. To znamená, že na pocite nepohody pri práci sa prostredie podieľa viac ako 70 % (71,3 %). Najmenej si robia ľudia starosti s prácou nadčas (8,9 %), so svojimi nadriadenými (4,0 %) a s kolegami (2,9 %).
Prieskum HBV potvrdil test INFRATEST – INQUIRY publikovaný Asociáciou ekologických výskumných ústavov – The Association of Ecological Research Institutes – AGOeF (Weber, 1995). Výrazne viac sťažností sa týkalo priestorov vybavených klimatizáciou. Respondenti sa sťažovali na obavy z chladu (19 %), na podráždenie slizníc (16,5 %), na celkovú podráždenosť (12,8 %), bolesti hlavy (11,6 %), únavu (11,4 %), reumatizmus (9 %), stratu sústredenosti (8,3 %) či pocit otupenosti (4,2 %). V miestnostiach bez klimatizácie počet sťažností výrazne klesol.
Výskum NASA (Dohled, 1971; Jokl, 1989) už dlhší čas poukazuje na to, že optimálne prostredie, t. j. bez SBS, tvorí optimálna úroveň jednotlivých zložiek prostredia – zložiek mikroklímy prostredia: tepelno-vlhkostných, pachových, toxických, aerosólových, mikrobiálnych, ionizačných, elektrostatických, elektromagnetických, elektroiontových, akustických a psychických.
Úroveň súčasných poznatkov
Väčšina architektov a projektantov sa však snaží o oveľa viac než len rešpektovať platné predpisy – chce docieliť optimálne prostredie podľa najnovších vedeckých poznatkov a vytvoriť tak dielo, ktoré má nielen vysokú umeleckú úroveň, ale zároveň perfektne slúži v praxi. Potom sa však stretávajú aj s takými problémami, ktoré dosiaľ platné predpisy neriešili – napríklad úroveň elektroiontovej mikroklímy v budovách s metalickým plášťom (Jokl, 2006).
Kľúčový vplyv na pocit pohody osôb má tepelno-vlhkostná mikroklíma a jej dve základné zložky: teplota a relatívna vlhkosť vzduchu; práve relatívna vlhkosť vzduchu môže byť problémom v prípade nedostatočne vetraných nízkoenergetických a pasívnych stavieb. Z hľadiska tvorby plesní sa odporúča udržiavať relatívnu vlhkosť pod 60 %.
Teplotou vzduchu možno ovplyvniť vnímanie jeho kvality (Berglund a Cain, 1989, Fang et al., 2004). Obidve štúdie ukázali, že v čistom vzduchu bez pachov pocit sviežosti vzduchu klesá s nárastom vlhkosti a teploty. Čistý vlhký vzduch sa hodnotil ako menej svieži než suchý vzduch. Vplyv vlhkosti na vnímanie sviežosti vzduchu je však menší než vplyv teploty vzduchu – zmena teploty vzduchu o 1 °C má v priemere rovnaký účinok ako zmena rosného bodu o 6 ° C. Je zrejmé, že čistý vzduch v dobre vetranej miestnosti sa môže vnímať rozlične, v závislosti od svojej teploty a vlhkosti.
Croome et al. (1993) skúmal vplyv výmeny vzduchu na vnímanie jeho sviežosti. Zistil, rovnako ako predtým Rodahl (1981), že vplyv množstva vonkajšieho vzduchu vstupujúceho do interiéru nie je pre pocit sviežosti vzduchu zásadný, respektíve má vplyv iba vtedy, keď je jeho teplota menšia než neutrálna teplota, t. j. optimálna teplota korešpondujúca s aktivitou človeka. Je zaujímavé, že už predtým Bedford (1948) poukazoval na skutočnosť, že chladný vzduch v miestnosti považovali ľudia za čerstvý a vzduch v prekúrenej miestnosti za ťažký. Aj rýchlosť vzduchu mala pozitívny vplyv na pocit sviežosti vzduchu – vzduch privádzaný oknami (s vyššou rýchlosťou) sa vnímal ako čerstvejší než vzduch privádzaný dverami (s nižšou rýchlosťou) pri tej istej teplote.
Po udelení Nobelovej ceny za fyziológiu a medicínu vedcom Buckovej a Axelovi za objav receptorov pachovej zložky prostredia sa táto problematika opäť dostáva do popredia, aj keď už aj predtým boli známe výsledky práce o Proutovom fenoméne (Herz, 2000), ktorá zapôsobila rovnakým spôsobom. Z prác je zrejmé, že pachy hrajú v živote človeka dôležitejšiu rolu, než sa doteraz predpokladalo.
Záväzné predpisy a štandardy
Úroveň menovaných zložiek sa snaží každý štát zabezpečiť záväznými predpismi a štandardmi, akými sú napríklad medzinárodné ergonomické predpisy ISO, alebo v Českej republike súbor vyhlášok a vládnych nariadení vychádzajúcich zo zákona o ochrane verejného zdravia. V európskom meradle sú to hneď dve normy, ktoré hovoria o kategorizácii vnútorného prostredia na základe pachovej mikroklímy. Prvou je norma ČSN EN 13779 Vetranie nebytových budov – Základné požiadavky na vetracie a klimatizačné zariadenia (na Slovensku platí norma STN EN 13779 Vetranie nebytových budov – Všeobecné požiadavky na vetracie a klimatizačné zariadenia), druhou je CEN Report 1752 Ventilation for Buildings (Vetranie budov).
Obe normy volia ako základné kritérium koncentráciu oxidu uhličitého v interiéri, prípadne jej zvýšenie v porovnaní s koncentráciou vo vonkajšom vzduchu a na základe tohto kritéria zavádzajú dvojakú klasifikáciu interiéru: v prvom prípade štyri kategórie IDA1 až IDA4 (vysoká, stredná, mierna a nízka kvalita vzduchu), v druhom prípade iba tri kategórie A, B, C s percentom nespokojných osôb (PPD) 15, 20 a 30 % (v tabuľke).
* pre vonkajší vzduch 350 ppm (podľa požiadaviek normy)
** klasický Pettenkoferov normatív
Percento nespokojných osôb možno stanoviť aj pri všetkých kategóriách IDA, takisto možno vypočítať aj hladinu pachovej mikroklímy v deciodéroch (dCd) (Jokl, 2002). Percento nespokojných osôb aj hladina pachovej mikroklímy majú analogický priebeh s obdobnými funkciami; hladina pachovej mikroklímy reaguje citlivejšie na zhoršujúcu sa kvalitu vzduchu a jej hodnoty sú porovnateľné s decibelmi pre hluk priamo svojimi číselnými hodnotami.
Je zrejmé, že obe normy vychádzajú z klasického normatívu Pettenkofera – 1 000 ppm v interiéri s korešpondujúcou dávkou vonkajšieho vzduchu 25 m3/h/os. a pripúšťajú tak nielen horší vzduch (IDA4, kategória C), ale aj vzduch s lepšou kvalitou (IDA1, IDA2 a kategória A). Vždy ide o sediace osoby (1,2 m) a administratívne budovy. Je tu teda otázka, do akej miery možno tento princíp aplikovať na bytové priestory.
Na obe normy reagovali takmer okamžite aj firmy, ktoré ponúkli na trh rozličné senzory kvality vzduchu. Prístroje umožňujú buď iba upozorniť na zníženú kvalitu vzduchu signalizáciou farebným svetlom, či priamo regulovať množstvo privádzaného vzduchu do miestností s núteným vetraním. Štúdia mikroklímy sa tak stáva súčasne podkladom na projektovanie inteligentných budov.
prof. Ing. Miloslav Jokl, DrSc.
Recenzoval: prof. Ing. František Drkal, CSc.
Foto: Dano Veselský
Autor pôsobí na Katedre technických zariadení budov Stavebnej fakulty ČVUT v Prahe.
Poznámka redakcie:
Informácie o negatívom vplyve klimatizácie na pocity ľudí opísané v článku by sa nemali preberať bez ďalších komentárov. Dovoľujeme si preto doplniť, že opísané štúdie skôr upozorňujú na potrebu kvalitného návrhu, realizácie a údržby klimatizačných systémov.
Regulácia klimatizačných systémov podľa koncentrácie CO2meranej v odvádzanom vzduchu je vo svete známa už z 90. rokov minulého storočia pod pojmom Demand control ventilation.
Literatúra
1. Bedford, T.: Basic Principles of Ventilation and Heating. H. K. Lewis and Co. Ltd.: 1948.
2. CEN Report 1752 Ventilation for Buildings: Design Criteria for the Indoor Environment. Brussels: CEN 1998.
3. ČSN EN 13779 Větrání nebytových budov – Základní požadavky na větrací a klimatizační zařízení. Praha: Český normalizační institut, 2005.
4. Fang, L., Wyon, D. P., Clansen, G., Fanger, P. O.: Impact of Indoor Air Temperature and Humidity in an Office on Perceived Air Quality, SBS Symptoms and Performance. In: Indoor Air, roč. 14, 2004, s. 74 – 81.
5. Jokl, M. V.: Microenvironment: The Theory and Practice of Indoor Climate. Illinois: Thomas, 1989.
6. Jokl, M. V.: Mikroklima interiéru budov s metalickým pláštěm. In: Architekt, roč. 52, 2006, č. 10, s. 66 – 67.
7. Jokl, M. V.: Zdravé obytné a pracovní prostředí. Praha: Academia, 2002.
8. Rohles, F. H., Jr.: The Ecosystem Complex: a New Approach in Specifying the Man-Environment Relationship. In: J. Environ. sys., roč. 1, 1971, č. 4, s. 321 – 328.
9. Olesen, B. W.: International Standards for the Indoor Environments. In: Indoor Air, roč. 14, 2004, s. 18 – 26.
10. Weber, J. H.: Sick Building Syndrome – Dangerous Game with Spread Characters. In: Air Infiltration Review, roč. 16, 1995, č. 3, s. 12 – 13.
Článok bol uverejnený v časopiseTZB HAUSTECHNIK.