Kvalita vzduchu v priestoroch na bývanie: Zavážia plesne, vetranie, ale aj oxid uhličitý

Podľa podstatných faktorov kvality vzduchu môžeme prevádzkovať vetrací systém a to aj v prípade, že ide o prirodzené vetranie.

Príspevok sa zaoberá faktormi, ktoré utvárajú kvalitu vzduchu v obytnom prostredí. Zásadný je stav vonkajšieho ovzdušia, ktoré používame na vetranie. Ďalej sú to vnútorné zdroje škodlivín, medzi ktoré patria najmä plesne a oxid uhličitý. V článku uvádzame odporúčania, ktoré fyzikálne a chemické veličiny je vhodné v interiéri sledovať, aby pobyt v ňom nemal negatívne účinky na ľudské zdravie.

Kvalita vzduchu, ktorý dýchame, patrí bezpochyby k hlavným faktorom nášho zdravia. Dýchacia sústava patrí k ľahko zraniteľným systémom ľudského tela, respiračné alergie sú dnes bežnou záležitosťou. Preto je snaha sledovať a zlepšovať kvalitu vzduchu v budovách na bývanie úplne opodstatnená. Čas strávený doma tvorí totiž približne polovicu nášho času celkovo – a teraz pri práci z domu je to ešte viac.

Podstatné faktory kvality vzduchu

Vzduch okolo nás sa skladá zo základných plynných zložiek, vodnej pary a z prímesí ďalších plynov, spravidla antropogénneho pôvodu, z pevného aerosólu a bioaerosólu. K plynom, ktoré vytvára svojou činnosťou človek a ktoré hrajú negatívnu úlohu v životnom prostredí, patria oxidy dusíka, síry a ozón.

Ich zdrojom sú najmä spaľovacie procesy, pri ktorých zároveň vzniká významné množstvo jemného prachu. Bioaerosól tvoria najmä spóry plesní a baktérie či vírusy, ktoré sú spravidla viazané na pevný či kvapalný aerosól.

Kvalita ovzdušia v exteriéri

Vzhľadom na to, že vetranie je základným nástrojom na zlepšovanie kvality vzduchu v budovách, je čistota vonkajšieho vzduchu nevyhnutným predpokladom na splnenie tejto funkcie. Kvalita ovzdušia v ČR sa dlhodobo sleduje pomocou imisného monitoringu Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ).

Koncentrácia látok v ovzduší závisí od dvoch faktorov – od množstva emisií a meteorologických podmienok, ktoré určujú rozptylové podmienky. Dobré rozptylové podmienky sú dané vetrom, ktorý umožňuje rozptyl látok od zdroja do širšieho okolia. Smer šírenia závisí od smeru vetra. Teplota vzduchu ovplyvňuje kvalitu ovzdušia dvoma spôsobmi. Priamy vplyv je podmienený teplotným rozvrstvením, ktoré určuje mieru rozptylu vo vertikálnom smere.

Za bežných okolností sa s narastajúcou výškou teplota znižuje. Ak nastane opak (tzv. teplotná inverzia, ku ktorej dochádza predovšetkým v zime), sú teploty v určitej výške nad zemou vyššie a teda nedochádza k prirodzenému stúpaniu vzduchu – kumuluje sa pri povrchu. Nepriamy vplyv teploty sa premieta v tom, že s klesajúcou vonkajšou teplotou rastú potrebné tepelné výkony na vykurovanie.

Najproblematickejším zdrojom znečisťovania ovzdušia v Českej republike je totiž v súčasnos lokálne vykurovanie domácností. Je to jednoznačne hlavný zdroj emisií suspendovaných častíc PM10 aj PM2,5 v ČR, takmer výhradný zdroj karcinogénneho polycyklického aromatického uhľovodíka benzo[a]pyrén (BaP) a tiež významný zdroj ďalších znečisťujúcich látok, napríklad oxidu uhoľnatého.

Pozitívny vplyv na kvalitu ovzdušia majú zrážky, ktoré zmývajú znečisťujúce látky z ovzdušia tzv. mokrou depozíciou. Vplyv rozptylových podmienok dokumentuje graf na obr. 1, ktorý ukazuje porovnanie priemernej koncentrácie BaP vo februári 2020 oproti priemeru v roku 2019, resp. v rokoch 2015 – 2019 alebo 2011 – 2019 (tam, kde sú k dispozícii dáta) na rovnakej stanici.

Z výsledkov je zrejmé, že vzhľadom na mimoriadne priaznivé rozptylové podmienky a teploty vo februári 2020 boli koncentrácie BaP na väčšine staníc s dostupnými dátami v danom mesiaci rekordne nízke. Koncentrácie BaP vo februári 2020 predstavovali v niektorých staniciach dokonca len približne 15 % priemeru za roky 2015 až 2019.

Benzo[a]pyrén je polycyklický aromatický uhľovodík, preukázaný karcinogén, pre ktorý je v legislatíve stanovený imisný limit na ochranu zdravia vztiahnutý na ročnú koncentráciu – jeho hodnota je 1 ng/m³. Celkovo je táto znečisťujúca látka označovaná za najproblematickejšiu znečisťujúcu látku v ČR preto, že jej ročný limit sa prekračuje na najväčšom území zo všetkých znečisťujúcich látok.

Čo je zdrojom BaP?

Jednoznačne lokálne vykurovanie domácností, konkrétne teda predovšetkým vykurovanie v starých kotloch na pevné palivá (drevo, uhlie). Táto znečisťujúca látka je problematická z niekoľkých dôvodov.

Po prvé – je náročné zlepšovať stav (ide o znečistenie na úrovni jednotlivca, na rozdiel od priemyslu, ktorý možno ľahko regulovať a tiež dopravy, ktorú možno takisto regulovať, napríklad cez STK a platné limity; tu je situácia veľmi ťažká).

Po druhé – je ťažké mapovať aktuálnu situáciu, najmä preto, že koncentrácie BaP sa môžu veľmi líšiť aj pri relatívne malých vzdialenostiach. Najvyššie koncentrácie BaP sú namerané v malých obciach s vysokým podielom vykurovania na pevné palivo. Situácia sa teda môže značne odlišovať od dediny k dedine, pričom prevažná väčšina staníc imisného monitoringu je v mestách.

Aktuálny stav ovzdušia je teda premenný, sledovať ho možno online buď na portáli ČHMÚ (obr. 2) alebo v jeho mobilnej aplikácii. Informácie o kvalite vonkajšieho vzduchu sú tak k dispozícii a možno ich využiť na individuálne rozhodovanie o spôsobe a dĺžke trávenia voľného času vonku, ale aj na riadenie systémov vetrania v budovách.

Plesne a baktérie

Plesne sú prirodzenou a funkčne dôležitou súčasťou živej prírody už milióny rokov. Nájdeme ich najmä v pôde, kde rozkladajú biologickú hmotu a uplatnia sa tak v kolobehu látok v prírode. Prežívať môžu aj v prostredí relatívne chudobnom na živiny a vodu. Veľakrát žijú vo výhodnej symbióze s baktériami, kvasinkami a riasami, takže vytvoria vzájomne sa podporujúce odolné spoločenstvo.

Pleseň prerastá aj do substrátu (napríklad textil alebo koža), ktorý oslabuje, čím ho dlhodobo ničí. Plesne sú bežnou súčasťou vzdušného prostredia, človek je na ne adaptovaný. No nadmerná expozícia, teda dlhodobý pobyt v prostredí s vysokou koncentráciou spór alebo častí plesní či ich metabolitov vedie k vzniku alergických ochorení.

U vnímavých osôb vzniká precitlivenosť, ktorá sa prejavuje ochoreniami dýchacieho ústrojenstva, najmä astmou a alergickou nádchou, niekedy bolesťami hlavy a pálením očí. K najčastejším alergénom patria druhy Alternaria (alergénne sú spóry, ktoré môžu negatívne ovplyvniť astmu), Cladosporium (napadá koberce, tapety, filtre, urýchľuje hnitie ovocia a zeleniny – takmer polovica malých detí je pri kožnom teste alergická na Cladosporium, pričom s vekom sa situácia zlepšuje).

Ďalej druhy Botrytis, Aspergillus (v prírode sa vyskytuje najmä na jeseň), Penicillium (má veľmi malé spóry, ktoré tak ľahko prenikajú do dýchacích ciest; Penicillium chrysogenum produkuje látky voňajúce ako jablko alebo ananás, pričom z tohto druhu bol izolovaný penicilín; Penicillium camember sa zasa využíva na výrobu syrov hermelínového typu) a Mucor.

Aspergillus versicolor, izolovaný zo stien plesnivých bytov, produkuje metabolity, ktoré zastavujú pohyb jemných vlákien riasiniek priedušnice dýchacích ciest. Plesne uvoľňujú do ovzdušia prchavé látky, ktoré človek vníma ako plesňový zápach a deteguje už jeho nízke koncentrácie. V respiračnom trakte môžu tieto plynné látky dráždiť na kašeľ.

K najzávažnejším poškodeniam človeka, ktoré môžu spôsobiť plesne, patria mykózy, teda choroby, pri ktorých plesne rastú a rozmnožujú sa v tele postihnutého. K mykózam patria ochorenie pľúc, zápal vonkajšieho zvukovodu, zápal prínosových dutín, zápal rohovky oka a rôzne zápaly kože. Plesne nájdeme na vlhkých miestach, ako sú škáry či tesnenia okolo vane alebo sprchovacieho kúta. Takisto v práčke alebo v umývačke riadu.

Teda všade tam, kde je k dispozícii kvapalná voda. Tekutá voda však nie je nutná, pleseň sa uchytí aj na miestach so zvýšenou hmotnostnou vlhkosťou bez toho, aby sme museli vidieť kvapky vody. Z hľadiska stavby sú príhodné vlhké steny. A mierne vlhké sú všetky, ktoré sú chladné. Takéto podmienky bývajú v rohoch, teda v styku dvoch vonkajších stien, alebo podlahy a stropu.

Nižšia teplota a tým aj vyššia vlhkosť sú tiež za nábytkom, teda skriňami, pri obvodovej stene, za kuchynskou linkou, za tapetami, pri podlahovej lište. Všetky miesta označované ako tepelné mosty majú nižšiu povrchovú teplotu. A tým pádom vyššiu vlhkosť, ktorá v prípade dosiahnutia rosného bodu môže aj kondenzovať. Do nasiakavých materiálov (napr. bežné murivo) potom voda vsakuje, čím zvyšuje ich vlhkosť.

Vodná para

Tým sa dostávame k podstate problému, ktorým je výskyt vodnej pary v byte. Tá vzniká prirodzene dýchaním ľudí, odparovaním rastlín a najmä pri varení a sušení bielizne. To sú všetko bežné domáce aktivity, ktorým je potrebné prispôsobiť režim vetrania, aby sa vodná para v byte nehromadila. Vetranie väčšiny miestností môžeme zabezpečiť na potrebný čas oknom.

Zdravé prostredie má vždy prednosť pred energetickými úsporami. Základom pre zdravé vnútorné prostredie v budovách v zime je riadne vykurovanie na teplotu 20 až 22 °C a vetranie, ktoré zaistí odvod vyprodukovanej vodnej pary, takže vnútorný vzduch si udržuje vlhkosť medzi 30 a 50 %. V týchto podmienkach je aj riziko vzniku viditeľných plesní minimálne.

Vyššie hodnoty relatívnej vlhkosti vzduchu sú dôsledkom zlého užívania bytu. Samozrejme, samostatnou kapitolou sú stavebné chyby, ktoré zvyšujú vlhkosť muriva tým, že sa do neho voda dostáva vzlínaním z podložia, alebo, naopak, zatekaním narušenou strechou. Takéto vodou nasiaknuté konštrukcie sú výborným miestom na osídlenie plesňou. Tá vytváraním podhubia prerastá do štruktúry materiálu, čím sa stáva takmer nezničiteľnou.

Po odstránení povrchovej vrstvy zostáva skrytá a hneď ako sa pre ňu zlepšia podmienky, napr. sa znovu objaví voda či pominie vplyv dezinfekcie, objaví sa znova. Metodiku merania množstva plesní aj baktérií vo vzduchu stanovuje vyhláška č. 6/2003 Sb., ktorou sa ustanovujú hygienické limity chemických, fyzikálnych a biologických ukazovateľov pre vnútorné prostredie pobytových miestností niektorých stavieb.

Ako záväznú uvádza aktívnu metódu nasávania aeroskopom, čo je prístroj, ktorý pomocou ventilátora nasáva vzduch z pobytovej zóny miestnosti a zachytáva prachové častice na živnej pôde. Ak prach obsahuje živé baktérie či spóry plesní, tieto mikroorganizmy sa počas niekoľkých dní v priaznivých podmienkach rozmnožia tak, že vytvoria kolónie viditeľné voľným okom. A práve počet týchto kolónií v jednom kubickom metri vzduchu je sledovaný parameter.

Za vyhovujúce podľa vyhlášky sa stanovuje prostredie, kde je menej než 500 kolónií v kubickom metri vzduchu. Vzhľadom na to, že plesne sú prirodzenou súčasťou živej prírody, sú vo vonkajšom ovzduší vždy prítomné – najhojnejšie v lete a na jeseň, najmenej v zime. Do interiéru budov sa dostávajú vetraním.

Odporúčané kritérium je preto také, aby bola oproti vonkajšiemu ovzdušiu koncentrácia plesní v miestnostiach maximálne dvojnásobná. Dlhodobé výskumy preukázali, že v domácnostiach býva častejšie zvýšená koncentrácia plesní, zato v pracovnom prostredí, kde sa kumuluje viac ľudí, prevládajú baktérie.

Oxid uhličitý

Oxid uhličitý je odpadový produkt ľudského metabolizmu. Človek ho produkuje neustále a v množstve, ktoré závisí od fyzickej aktivity. Súbežne s ním človek uvoľňuje do prostredia aj vodnú paru a odorové látky. Produkcia CO₂ s nimi významne koreluje, tzn. je výbornou veličinou, podľa ktorej možno riadiť intenzitu vetrania. Koncentrácia do 1 000 ppm znamená výborné podmienky, do 1 500 ppm dobrú kvalitu vzduchu.

Pri koncentráciách vyšších ako 2 000 ppm už ľudia v závislosti od svojej citlivosti pociťujú vzduch ako subjektívne vydýchaný a tento stav vedie k rýchlejšej únave a strate pozornosti. Čuchom však človek tento plyn rozpoznať nedokáže.

Meranie koncentrácie CO₂ dnes už nie je technicky nedostupné. Existuje mnoho prístrojov vhodných aj na monitorovanie kvality vzduchu v domácnostiach – merajú teplotu a vlhkosť vzduchu a koncentráciu CO_2. Takže užívateľ získa podrobnú predstavu o stave prostredia a môže podľa toho kvalifikovane prevádzkovať vetrací systém, aj keď ide o obyčajné prirodzené vetranie.

Literatúra

1. ČHMÚ Brno, Jáchym Brzezina: Rekordně nízké koncentrace karcinogenního benzo[a]pyrenu v únoru 2020 v České republice a dlouhodobý vývoj koncentrací BaP v ČR, online 9. 10. 2020, dostupné na: https://chmibrno.org/blog/2020/08/10/rekordne-nizke-koncentrace-karcinogenniho-benzoapyrenu-v-unoru-2020-v-ceske-republice-a-dlouhodoby-vyvoj-koncentraci-bap-v-cr/.
2. KLÁNOVÁ, K.: Plísně v domě a bytě: odstraňování a prevence. Praha: Grada, 2013. Pro & hobby.

Autorka pôsobí v Ústave technických zariadení budov na Stavebnej fakulte VUT v Brne.

Článok bol publikovaný v časopise TZB 02/2021.