Kvalita vnútorného vzduchu v administratívnej budove s núteným vetraním

Ako ukázala štúdia, aj vetrací systém môže byť dobrým nástrojom na zníženie koncentrácie CO₂ v budove. Príspevok sa venuje hodnoteniu kvality vnútorného vzduchu v administratívnej budove s núteným vetraním na základe výsledkov z experimentálnych meraní. Tie sa vykonali meraním objektívnych parametrov a dotazníkovým prieskumom subjektívneho hodnotenia.

Ak hovoríme o vnútornom prostredí budov, hovoríme o tej časti životného prostredia, kde na človeka pôsobí bezprostredne vlastná konštrukcia budovy, jej technické vybavenie vrátane zariadení techniky prostredia a celý súbor faktorov vnútorného prostredia, ktoré sú vzájomne previazané a ovplyvňujú sa. Dobrá kvalita vnútorného vzduchu je nevyhnutná z hľadiska produktivity, šťastia a spokojnosti užívateľov budovy. Základné požiadavky na to, čo by malo byť z hľadiska vnútornej klímy príjemné, poskytujú európske normy. Často však existuje rozpor medzi teóriou, ktorá je v nich uvedená, a skutočným pohodlím, ako ho vnímajú užívatelia budovy. Normy a usmernenia na odhad požadovanej minimálnej miery vetrania, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii, tak nie sú zďaleka kompletné. Cieľom je, aby bolo možné vypočítať požadované vetranie tak priamočiaro, ako je to pri výpočtoch chladenia či tepelnej záťaže.

Kvalita vnútorného vzduchu

Užívatelia určitého priestoru majú na vzduch v tomto priestore dve požiadavky:

• zdravotné riziko vdychovania vzduchu by malo byť zanedbateľné,
• vzduch by mal byť pociťovaný skôr ako svieži a príjemný než starý, zatuchnutý a iritujúci.

Podľa Americkej spoločnosti inžinierov pre vykurovanie, chladenie a úpravu vzduchu (ASHRAE) môžeme akceptovateľnú kvalitu vzduchu definovať ako „vzduch, v ktorom nie sú žiadne známe znečistenia v škodlivých koncentráciách určených príslušnými autoritami a s ktorým podstatná väčšina (80 % alebo viac) ľudí, ktorí sú mu vystavení, nevyjadruje nespokojnosť“ [1]. Ľudia produkujú oxid uhličitý (CO₂) priamo úmerne úrovni ich metabolizmu. Čo sa týka kvantity, ide o najdôležitejšie znečistenie produkované ľuďmi. Pri malých koncentráciách je vnútorný CO₂ neškodný a ľudia ho nepociťujú. Stále však ide o dobrý indikátor koncentrácie znečistenia ľuďmi, ktoré sa pociťuje ako pôsobiace rušivo. Ako indikátor znečistenia produkovaného ľuďmi sa CO₂ vcelku úspešne aplikoval viac ako jedno storočie.

V administratívnych budovách s vysokou mierou pobytu osôb predstavuje CO₂ monitoring osvedčený spôsob kontroly dodávky vonkajšieho vzduchu. Hoci je CO₂ dobrým indikátorom znečistenia spôsobeného sediacimi osobami, slúži často aj ako hlavný indikátor pociťovanej kvality vzduchu. Nepreukazuje veľa zdrojov znečistenia, ktoré možno pociťovať a ktoré neprodukujú CO₂, a s určitosťou nepreukazuje ani nebezpečné znečistenie vzduchu, ktoré nepociťujeme, ako oxid uhoľnatý a radón [2].

Administratívna budova s núteným vetraním

Hodnotená administratívna budova sa nachádza v centre Bratislavy. Budova bola postavená v roku 1860, v roku 1999 bola kompletne zrekonštruovaná. Pri rekonštrukcii sa zachovala jedine historická časť fasády z uličnej strany. Budova pozostáva z 8 nadzemných podlaží a 1 podzemného podlažia. Strojovňa vzduchotechniky sa nachádza na 8. poschodí objektu. Čerstvý vzduch sa do strojovne nasáva priamo cez fasádu objektu, skazený vzduch sa odvádza do strojovne so vzduchotechnickou jednotkou. Na úpravu vzduchu slúži dvojstupňová filtrácia vonkajšieho vzduchu.

Na úpravu vzduchu v zimnom období je vzduchotechnická jednotka vybavená vodným ohrievačom vzduchu. Chladenie vzduchu sa realizuje vodnými chladičmi vzduchu. Zvlhčovanie vzduchu v klimatizačných jednotkách sa rieši zavedením elektrického zvlhčovača do potrubia. Na spätné získavanie tepla je v privádzacej a odvádzacej jednotke inštalovaný výmenník tepla. Na zabezpečenie požadovaného komfortu sú jednotlivé vetvy vzduchotechnických rozvodov jednotiek vybavené te­plovodnými ohrievačmi vzduchu. Vzduchotechnické potrubia sú izolované tepelnou izoláciou, aby sa zabránilo roseniu potrubia a tepelným stratám.

Experimentálne hodnotenie kvality vnútorného vzduchu

Kvalita vnútorného vzduchu v administratívnej budove sa skúmala dvomi spôsobmi:

• meraním objektívnych parametrov, ktoré charakterizujú kvalitu vnútorného vzduchu,
• dotazníkovým prieskumom subjektívneho hodnotenia kvality vnútorného vzduchu.

Objektívne merania sa vykonali meraním parametrov na hodnotenie kvality vnútorného vzduchu – predovšetkým koncentrácie CO₂ vo vnútornom vzduchu nad hodnotou koncentrácie vo vonkajšom vzduchu. Na subjektívne hodnotenie kvality vnútorného vzduchu sa vytvoril dotazník s otázkami ohľadne vnímania kvality vnútorného vzduchu. Dotazník vyplnilo 92 % opýtaných zamestnancov, čo sa pri tomto druhu hodnotenia môže považovať za reprezentatívnu vzorku.

Objektívne hodnotenie

Koncentrácia CO₂ vo vnútornom vzduchu nad hodnotou koncentrácie vo vonkajšom vzduchu sa merala v 4 reprezentatívnych kancelárskych miestnostiach administratívnej budovy. V tab. 1 sú uvedené priemerné hodnoty týchto meraní. Na detailné informácie o rozsahu koncentrácií CO₂ v uzavretých priestoroch sa použil Boxplots diagram. Na obr. 1 sú zobrazené výsledky meraní v kancelárskych priestoroch administratívnej budovy. Medián reprezentuje hrubá čiara. Koncentrácia CO₂ vo vnútornom vzduchu bola podľa normy EN 15215 zatriedená do kategórií I. až III. Na obr. 2 je znázornené percentuálne zatriedenie koncentrácií CO₂ vo vzduchu v uzavretých priestoroch počas letnej sezóny.

Obr. 1 Koncentrácie CO₂ vo vnútornom vzduchu v kancelárskych priestoroch počas chladiaceho obdobia

Obr. 2 Hodnotenie koncentrácie CO₂ vo vnútornom vzduchu v administratívnej budove

Rozsah koncentrácie CO₂ v administratívnej budove bol od 150 do 650 ppm (obr. 1). Porovnaním vnútornej koncentrácie CO₂ vo vzduchu počas sezóny chladenia s odporúčanými hodnotami podľa normy EN 15251 (obr. 2) vzniklo zatriedenie do kategórie I. (42 %) a kategórie II. (74 %). V neodporúčanej kategórii IV. sa nachádzalo 1 %. Vo všeobecnosti sa koncentrácia CO₂ vo vnútornom vzduchu v administratívnych budovách pohybuje zvyčajne v rozmedzí od 350 do 2 500 ppm [4], pričom účinky nízkej kvality vzduchu na ľudské pohodlie a výkon práce sa skúmajú v rámci mnohých laboratórnych experimentov a výskumov.

Obr. 3 Vnímanie kvality vnútorného ovzdušia v administratívnej budove

Subjektívne hodnotenie

Reakcie zamestnancov na kvalitu vnútorného vzduchu v administratívnej budove sa analyzovali použitím parametrov vnímania kvality vnútorného vzduchu a jej prijateľnosti. Na obr. 3 je znázornené, ako hodnotili zamestnanci kvalitu vnútorného vzduchu v ich kanceláriách. Na obr. 4 je vyhodnotenie prijateľnosti kvality vzduchu v kanceláriách zamestnancov. Možno vidieť, že väčšina respondentov považuje kvalitu vnútorného vzduchu vo svojich kanceláriách za dobrú až veľmi dobrú. Medián je vyznačený hrubou čiarou. Výsledky sú rozdelené do odpovedí začiarknutých na stupnici prijateľnosti kvality vzduchu (obr. 5).  Stredná hodnota prijateľnosti kvality vzduchu (obr. 4) bola 0,6, čo je bližšie k 1,00 (jasne prijateľná kvalita vnútorného vzduchu). Z obr. 5 je zrejmé, že ľudia boli v zásade spokojní s kvalitou vnútorného ovzdušia v budove, čo naznačuje aj väčšina odpovedí na pozitívnej strane stupnice.

Obr. 4 Vyhodnotenie prijateľnosti kvality vzduchu v administratívnej budove podľa respondentov

Obr. 5 Rozsah odpovedí prijateľnosti kvality vzduchu v administratívnej budove podľa respondentov

Záver

Vo väčšine prípadov výsledky štúdií ukazujú, že rozsiahle rekonštrukcie budov môžu znížiť kvalitu vnútorného prostredia v podstatnom meradle. Rekonštrukcie budov bez zohľadnenia kvalitného vnútorného životného prostredia môžu nepriaznivo ovplyvniť vnútorné prostredie. Táto štúdia je však dôkazom, že kompletná rekonštrukcia nemusí znižovať kvalitu vzduchu v budove. Z uvedených výsledkov zároveň vyplýva, že vetrací systém je dobrým nástrojom na zníženie koncentrácie CO₂ v budove, čím sa môže zabezpečiť vyššia kvalita vnútorného prostredia.

Literatúra

1. ANSI/ASHREA Standard 62-2001, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality.
2. EN 14449 Guideline for Ventilation Requirements in Buildings.
3. STN EN 15 251 Vstupné parametre vnútorného prostredia na návrh a hodnotenie energetickej hospodárnosti budov zamerané na kvalitu vnútorného vzduchu, tepelné prostredie, osvetlenie a hluk.
4. Seppänen, O. A. et al.: Association of ventilation rates and CO₂ concentrationswith health and other responds in commercial and industrial buildings. Indoor Air, 9, pp. 226 – 252, 1999.
5. Hurtíková, D. – Petráš, D.: Hodnotenie vnútorného prostredia v administratívnej budove. In: 21. konference Klimatizace a větrání 2014: Sborník přednášek, Praha, ČR, 21. – 22. 5. 2014. Praha: Společnost pro techniku prostředí, 2014, s. 69 – 76.
6. Hurtíková, D. – Petráš, D.: The energy performance certificate of ventilation and evaluation of indoor air quality in office building in Slovakia. In: INDOOR AIR 2014: Proceedings of the 13th International Conference on Indoor Air Quality and Climate, Hong Kong, 7. – 12. 7. 2014.
7. Hurtíková, D.: Vyhodnotenie kvality vnútorného vzduchu v administratívnej budove s núteným vetraním. In: Vetranie a klimatizácia 2015. Horný Smokovec, Vysoké Tatry, SR, 2. – 3. 6. 2015.

Text: Ing. Daniela Hurtíková, PhD.
Obrázky: autorka

Ilustračné foto: Dano Veselský
Autorka pôsobí v spoločnosti SQS TEAM, s. r. o., v Bratislave.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK