Kvalita vzduchu v panelákovém bytě v zimním období – část 1

Příspěvek autora, kromě posouzení naměřených hodnot kvality ovzduší v bytě, také ukazuje, že je v současné době již dostupné a možné si pořídit přístroje k domácímu měření a jednoduchými postupy si udržovat zdravější klima bydlení.

Recenzent: Vladimír Galád

Pokud bydlíte v panelákovém bytě a v zimním období se vám nedaří vyhnout běžným respiračním chorobám, nachlazením nebo chřipkám, pak by vás mohla zajímat jedna z možných příčin. Situace se rovněž týká bytů v rodinných domcích bez rekuperačního větrání.

Proč někteří z nás onemocní a jiní ne, i když se pohybují prakticky ve stejném, nebo obdobném prostředí? Na jedné straně to jistě závisí na našem více či méně odolném imunitním systému, na straně druhé je to i schopnost vyvarovat se nepříznivým vlivům, které na nás v bytech agresivně působí.

Především se jedná o vysokou koncentraci oxidu uhličitého CO₂, nízkou relativní vlhkost vzduchu – pod 40 % a koncentraci těkavých organických sloučenin.

Lidé si často stěžují na kvalitu vzduchu, i když první dva ukazatele vykazují optimální úroveň. Kvalitu vzduchu uvnitř budov snižují totiž také zápachy: cigaretový kouř, výpary z vybavení interiérů, vaření na plynovém sporáku, osvěžovače vzduchu, vonné tyčinky atd. Ty spadají do skupiny těkavých organických sloučenin, které se označují pod zkratkou VOC – Volatile Organic Components. Koncentrace těchto látek může být až 100krát vyšší v interiéru než ve venkovním ovzduší. Zvláště nebezpečný je pak formaldehyd, benzen, a fenol. Vliv VOC se přepočítává na koncentraci CO₂.

Mezi koncentrací VOC a CO₂ ve vzduchu v interiérech lze často pozorovat určitou korelaci, která je dána především přítomností lidí. Jak uvidíme z provedených měření, koncentrace obou těchto skupin stoupají po vyvětrání místnosti podobně.

Na měření kvality vnitřního vzduchu lze využít tři základní typy přístrojů.

Vlhkoměry nebo domácí meteorologické stanice k měření vlhkosti vzduchu, monitory CO₂ ke zjištění koncentrace CO₂, monitory kvality vzduchu (AIR QUALITY MONITOR) na ostatní škodliviny.

Měření venkovní a vnitřní teploty + relativní vlhkost vzduchu

Dnešní moderní technika vytápění s termostatickými ventily umožňuje udržovat teplotu vnitřního vzduchu v místnosti v poměrně úzkém rozmezí nastavené hodnoty.

Ukázalo se, že udržování konstantní teploty není pro lidský organizmus optimální. Za optimální se považuje stav, kdy vnitřní teplota kolísá ± 1 až 2 °C kolem optimální teploty, kterou může každý člověk vnímat rozdílně s ohledem na věk nebo pohlaví. Častější krátké větrání zcela otevřeným oknem, při kterém dochází jen k mírnému a krátkodobému snížení teploty vzduchu v místnosti, není na škodu. Ba právě naopak.

Meteostanice neslouží jen jako venkovní teploměr. Učí nás vnímat i rozdíly mezi vnitřní a venkovní relativní vlhkostí vzduchu. Může nám přijít divné, proč při venkovní teplotě například –5 °C je venkovní relativní vlhkost vzduchu 80 %, zatímco vnitřní jen 25 %, tedy hluboko pod optimální hodnotou. S klesající venkovní teplotou klesá i relativní vlhkost vnitřního vzduchu. Proč tomu tak je se dá vyčíst z h-x diagramu vlhkého vzduchu, to ale již překračuje rámec tohoto článku.

Optimální relativní vlhkost vnitřního vzduchu se pohybuje v rozmezí 40 až 60 %.

Vzduch, jehož vlhkost klesá pod 40 %, častěji pod 35 % nebo i pod 25 % vysušuje nosní, krční i oční sliznice a zvyšuje tak riziko bakte­riální nebo virové infekce.

Častější větrání má na jedné straně příznivý vliv na člověka tím, že snižuje koncentraci CO₂ a VOC, na druhé straně výrazně snižuje relativní vlhkost vnitřního vzduchu pod fyziologické hodnoty.

Je tedy třeba znát limity, ve kterých se mají hodnoty v bytě pohybovat, a v jejich mezích se snažit hodnoty udržovat.

Měření koncentrace CO₂

Obvyklá kvalita venkovního vzduchu obsahuje 360–400 ppm CO₂, vydechovaný vzduch má koncentraci 35000–50000 ppm. Doporučená úroveň vzduchu v místnostech se udává 800–1000 ppm. Při koncentraci ³ 1000 ppm lze již pozorovat příznaky únavy a sníženou schopnost soustředění.

Měřící rozsah přístroje na obr. 2 je 0–3000 ppm. V uzavřené místnosti se dvěma osobami může být horní hranice přístroje překročena již po 4–5 hodinách.

Obr. 2 • Příklad monitoru CO₂

Měření koncentrace škodlivin

Čidlo kvality vzduchu v těchto Air Quality Monitorech detekuje více než 5000 škodlivých látek v ovzduší. Naměřené hodnoty jsou zobrazovány v ekvivalentu ppm CO₂, při zachování kompatibility s větracími normami pro CO₂.

Vadou na kráse tohoto jinak kvalitního přístroje je, že mezi detekovanými škodlivinami není CO₂, což se v návodu bohužel nedočtete. Při jednoduchém pokusu se sifonovou lahví na CO₂ bombičky přístroj po vypuštění plynu z láhve ukazuje stále stejnou hodnotu, zatímco měřič CO₂ spustí okamžitě alarm (ppm ³ 3000).

Měření

Měření je ovlivněno nejenom počátečním stavem venkovního a vnitřního vzduchu (teplota a vlhkost), ale samozřejmě i tím, zda jsou v místnosti otevřena okna a dveře. U oken hraje roli i to, zda je okno zcela otevřené, otevřené vyklopením nebo pootevřené na mikroventilaci.

Zatímco ve dne můžeme intenzitu větrání řídit podle údajů monitorovacích zařízení, během spánku tuto možnost nemáme. Následující měření bylo prováděno výše citovanými přístroji v noci v místnosti o ploše 12 m², s výškou 2,55 m a s objemem 30,6 m³. Při prvním měření bylo zavřené okno i dveře, měření trvalo 5 hodin. Vstupní hodnoty a výsledky jsou uvedeny v tab. 1.

Tab. 1 • I. měření – zavřené okno i dveře t_e [°C] – venkovní teplota, f_e [%] – venkovní relativní vlhkost, t_i [°C] – vnitřní teplota, f_i [%] – vnitřní realtivní vlhkost, ppm AQM – údaj Air Quality Monitoru, ppm ZG 106 – koncentrace CO₂

Na počátku měření byla relativní vlhkost vzduchu f_i = 30 %. Po dvouminutovém větrání klesla na 21 %. Monitor AQM ukazuje 650 ppm, koncentrace CO₂ podle ZG 106 byla 748 ppm.

Po pěti hodinách se relativní vlhkost zvýšila o 2 %, kvalita ovzduší se zhoršila na 2100 ppm, tedy o 1100 ppm, tj. prakticky na dvojnásobek.

Ve stejném intervalu 5 h, při koncentraci CO₂ přesahující 3000 ppm, přístroj ZG 106 spustil alarm. Doporučená hodnota 1000 ppm se zvýšila trojnásobně! i když byla vnitřní relativní vlhkost vzduchu téměř poloviční oproti minimální doporučované hodnotě!

Pomůže nám mikroventilace okna?

Snahou při druhém měření bylo udržet nebo snížit koncentraci škodlivin i koncentraci CO₂ po­otevřením okna na mikroventilaci. U pokoje v panelákovém bytě se nechaly otevřené dveře, aby se při spuštění centrálního odvětrání v některém z bytů na stoupačce o něco zvýšil přívod venkovního vzduchu.

Z tab. 2 je vidět, že se podařilo udržet kvalitu vzduchu za cenu snížení vnitřní teploty a snížení vlhkosti o 5 %. Mikroventilace u plastových oken, bez možnosti nastavení šířky infiltrační štěrbiny, nemůže zajistit kvalitní noční větrání místnosti. V tomto případě by, s ohledem na koncentraci CO_2, stačila menší spára.

Přiblížit se k optimálnímu stavu znamená, snížit v noci intenzitu výměny vzduchu. Naměřená šířka infiltrační spáry plastového okna, při nastavení ovládací páky okna na mikroventilaci, byla 4 mm.

Menší šířku spáry je možné nastavit při uzavírání okna tak, že vložíme naskládané papíry tl. cca 0,8–2,0 mm, které se v mezeře musí volně pohybovat. V této poloze ponecháme ovládací páku okna a zopakujeme měření.

Koncentrace škodlivin je podle tab. 3 dlouhodobě pod hygienicky přípustným limitem, až na vlhkost vzduchu, které bude věnována následující kapitola. Počáteční nižší hodnota souvisí s předchozím větráním před začátkem měření. Samozřejmě se tloušťka infiltrační štěrbiny může mírně měnit ručním zásahem v závislosti na venkovní teplotě a počtu osob v místnosti.

Připusťme, že by se dal vytvořit i jiný, dokonalejší způsob nočního větrání bez rekuperace, než je manipulace s ovládací klikou okna. Zanedbatelná není ani skutečnost, že při řízeném kontinuálním nočním větrání vniká do místnosti menší část prachu z venkovního vzduchu než při větrání mikroventilací.

Vlhčení vzduchu

Vzduch s nižším obsahem vlhkosti je pro mnoho lidí obtížněji dýchatelný, dostavuje se pocit podrážděných očí, suché nosní a krční sliznice. Dýchání suchého vzduchu může kromě potíží se spánkem zesilovat projevy alergií, astmatu a dalších problémů spojených s dýchací soustavou. V suchém vzduchu se daří bakteriím a virům. Nízká vlhkost může vést i k vysušování vlasů a pokožky.

Na obr. 6 je vidět vliv optimální relativní vlhkosti na redukci škodlivých látek ze vzduchu. Obrázek ukazuje, z jakého důvodu je za optimální relativní vlhkost považována hodnota v rozmezí 40 až 60 %.

Zvýšit relativní vlhkost vzduchu v místnostech můžeme jen zvlhčovačem vzduchu. Zapomeňme, prosím, na dříve běžné odpařovače vody na radiátory. Jejich výkon není dostatečný k tomu, aby mohl vlhkost vzduchu v místnosti zvýšit na potřebnou úroveň. Na trhu je dnes velké množství přístrojů pracujících nejčastěji na ultrazvukovém principu. Ty mají jednu společnou nevýhodu. Ultrazvukem rozprášené kapky vody obsahují minerály, zejména vápník a hořčík. Kromě toho obsahují i bakterie. Když jsou kapky vody rozprášeny, voda se odpaří a na plochy zařízení bytu dopadne jemný bílý prášek, spolu s bakteriemi.

Modernější zvlhčovače pracující s technologií Nano Cloud, vytvářejí mnohem jemnější kapičky, které snižují přenos minerálů a bakterií. Ty zůstávají v nádržce na vodu, odkud se mohou snadno odstranit. Až 99 % bakterií zachytí vestavěný filtr, který se má měnit po cca 3 měsících.

Čtvrté měření je zaměřeno na vlhčení. Účelem je orientačně zjistit, jaké množství odpařené vody dokáže zvýšit vlhkost vzduchu v místnosti a za jaký čas. Měření probíhalo ve stejné místnosti o objemu 30,6 m³. Množství přirozeně odpařené vody samozřejmě závisí i na venkovní a vnitřní teplotě a na relativní vlhkosti a také na tlaku vzduchu. Technické zvlhčování produkuje množství vlhkosti, které závisí na jeho výkonu, a proto musí být nepřekročení relativní vlhkosti hlídáno obsluhou, nebo automaticky.

Počáteční relativní vlhkost byla 26 %. Ta se po dvouminutovém větrání snížila na 21 %. Poté byl na 5 hodin zapnut ultrazvukový zvlhčovač vzduchu a vážením bylo zjištěno množství odpařené vody. Na zvýšení vlhkosti o 15 % bylo potřeba 810 g vody, tedy 162 g·h^–1. To jsou minimální hodnoty, které by měl zvlhčovač zvládat.

Otevřením dveří pokoje do bytu se zvýší objem prostor, kde se bude měnit vlhkost vzduchu. K dosažení stejné vlhkosti bude potřeba větší množství odpařené vody. Měření mimo jiné ukazuje na nepoužitelnost odpařovačů na radiátory. Odpařené množství vody je minimální, naopak se v nich množí bakterie, viry a plísně.

Jaký by měl být ideální zvlhčovač? Měl by mít zásobník alespoň na 2 l vody, nebo více, s výkonem jemně rozptýlené vody minimálně 200 g·h^–1. Zvlhčovač s bakteriálním filtrem a jemné kapičky rozptylované vodní mlhy značně snižují přenos minerálů a bakterií do prostoru. Plnit by se měl studenou pitnou vodou s nízkou koncentrací bakterií. Přístroj by měl mít nastavitelnou relativní vlhkost, kterou dokáže sám udržovat.

Poslední měření se týká nočního měření koncentrace CO₂ a VOC při nastavení optimální infiltrační spáry a při současném vlhčení vzduchu. K tab. 5 lze poznamenat a doporučit, aby se minimální relativní vlhkosti vzduchu cca 40 % dosáhlo již před spaním. Zvlhčovač vzduchu by měl udržovat tuto koncentraci automaticky po celou noc.

Až do tohoto okamžiku jsme se věnovali převážně nočnímu větrání (s výjimkou hodnot v tab. 2 a 3, které byly měřeny ve dne) a způsobu, jakým se dá koncentrace škodlivin udržet na optimální úrovni.

Jednu až dvě třetiny dne člověk ovlivňuje koncentraci škodlivin v bytě vlastním, vědomým zásahem. Podrobněji o tom bude pojednávat druhá část článku – Jak větrat byt v průběhu dne.

Literatura

1. DOLEŽÍLKOVÁ, H.: Bytové větrání ve vztahu k produkci CO₂, vlhkosti a škodlivin (II), Katedra TZB, Fakulta stavební, ČVUT v Praze 2006.
2. Požadavky na větrání obytných budov dle ČSN EN 15 665/Z1
3. ČSN EN 15665 Větrání budov – Stanovení výkonových kritérií pro větrací systémy obytných budov. Úřad pro normalizaci, měření a státní zkušebnictví. Praha 2009.
4. JOKL, V. M.: Optimální a přípustné mikroklimatické podmínky pro obytné prostředí. Směrnice STP-OS 04/č.1-2005.
5. ZMRHAL, V., DRKAL, F., MATHAUSEROVÁ, Z., ŠŤÁVOVÁ, P. Zpracování národní přílohy k ČSN EN 15665 – rozbor požadavků na větrání v obytných budovách

---

Winter and indoor air quality in a block of flats – part 1.

The author's contribution, in addition to the assessment of measured air quality in the apartment, also shows that currently it is already available and possible to get devices for domestic measurement and within simple procedures to maintain a healthier indoor climate.

Keywords: Air quality, measurement, ventilation, carbon dioxide, relative humidity, Volatile Organic Components