Princípy návrhu zdravého vnútorného prostredia domov

Prečo nehľadáme spôsoby, ako vytvoriť kvalitné vnútorné prostredie bez znečistenia a potreby napájania? Súčasný moderný človek „civilizovaných“ krajín trávi  80 až 95 % času vo vnútorných priestoroch budov. Najviac v práci, v škole a doma. Následne v obchodoch, na úradoch, v reštauráciách... Stále sa nachádza vo vnútri nejakej budovy. Bilancia je nelichotivá [1]. Vidia to lekári a cítia to aj samotní ľudia. Žijeme a pracujeme v zlých a nevhodných, zdraviu škodlivých podmienkach. Kvalita vnútorného prostredia budov (domov) je preto v súčasnosti dôležitejšia ako kedykoľvek predtým.

Nie je to však až tak dávno, keď ľudia žili v prírode. Tisíce rokov boli ich domy v obkolesení záhrad a polí. Väčšinu života trávil človek „vonku“, na čerstvom vzduchu. Nebol oddelený od prirodzeného geomagnetického poľa Zeme či od Slnka, ktoré mu automaticky dodávalo vitamín D. Nebol oddelený od prírody. Vnútorné prostredie domov sa výrazne nelíšilo od okolitého prostredia. Súčasných ľudí „civilizovaných“ krajín žijúcich v domoch či v budovách bokom od liečivých síl prírody môžeme prirovnať k slonovi v zoologickej záhrade. Narodil sa v betónovej miestnosti, jeho výbeh je obmedzený plotom a verejnou ulicou okolo záhrady a pokiaľ mu vždy neprinesú jedlo, vodu, materiály či energie a neodvezú trus, odpad a pod., nemôže prežiť. Jeho sloní prarodičia si nič také nevedeli predstaviť. Človek ich odviedol od prírody, kde boli samostatní. Od prírody, v ktorej mali automaticky všetko, čo potrebovali. Nepotrebovali na to autá privážajúce veci a ani ľudí opravujúcich prívod vody, elektriny, popraskaný betón alebo cesty a ani lekárov a umelú medicínu. Bývali slobodní a zdraví. Teraz trpia rôznymi neduhmi, sú otrokmi svojho umelého priestoru a ich zdravie závisí od miery jeho nedokonalosti [2].

V prírode nenájdeme živočícha, ktorý by trávil vo svojom hniezde, nore či príbytku toľko času ako civilizovaný človek. Ak by 95 % života strávil pes v búde alebo kôň v stajni, boli by následky týchto neprirodzených podmienok fatálne. Podobné je to aj v prípade ľudí. Choroba prichádza, keď sa človek oddelí od prírody. Lekári a medicína sa stávajú potrebnými vtedy, keď si ľudia vytvoria škodlivé (nezdravé) prostredie a emócie.

Vedci si už uvedomili, že ľudia žijúci v domoch ďaleko od prírody rýchlo ochorejú. Bývanie v harmónii s prírodou je však v silnom kontraste s konzumom a  spoločnosťou riadenou ziskom, v ktorej potrebujeme bývať čo najbližšie k svojmu zamestnaniu. Nesnažíme sa preto priblížiť prírodu k našim domom či domy k prírode, ale rozmýšľame, ako zmierniť negatívny vplyv oddelenosti prírody na zdravie človeka. Vedci s psychológmi tak stanovili, ako má byť miestnosť presvetlená, aké veľké má byť okno, aká výška stropu, aká je optimálna koncentrácia CO2 a množstvo iných detailov. Objavil sa nový pojem „kvalita vnútorného prostredia“, ktorý charakterizuje súbor podmienok a objektívne merateľných veličín vyjadrujúcich vzťah umelého prostredia k zdraviu a pohode človeka.

Ako sa stavia, tak sa potom býva

Dnes posudzujeme kvalitu vnútorného prostredia z viacerých hľadísk. Medzi najdôležitejšie z nich môžeme zaradiť tepelno-vlhkostnú mikroklímu, akustickú, hygienickú a vizuálnu pohodu. Vyvstáva dôležitá otázka, ako pomocou stavebných, konštrukčných, funkčných a technických prvkov vytvoriť také umelé, neprirodzené vnútorné prostredie, v ktorom sa bude človek cítiť čo najmenej nepríjemne, t. j. ochorie v ňom čo najzriedkavejšie.

Priority pri stavbe domu sú rôzne, no najčastejšie sa väčšina dôležitých stavebno-technicko-konštrukčných otázok „točí“ okolo úspory energií a ceny stavby, čiže peňazí.
Ak sa obzrieme okolo seba, zistíme, že zdravie našej planéty alebo zdravie nás samotných nemá vysokú prioritu. Podobne nízku prioritu má aj kvalita vnútorného prostredia v rámci životného cyklu projektovania a užívania domov (budov). Projektovanie domov (takmer bez výnimky) znázorňuje obr. 1.

Obr. 1 Životný cyklus projektovania domov

V praxi sa teda najčastejšie používa sériový vývojový model domu (stavby) so „sčítavaním – kumuláciou chýb“. Architekt navrhne dom – či už podľa svojich predstáv, alebo podľa predstáv zákazníka. Statik vymyslí, ako to celé postaviť, aby to hneď nespadlo. Projektant TZB navrhne a nadimenzuje technológie vykurovania, chladenia, osvetlenia atď. Ak „projektant riadenia“ uvidí celozasklenú južnú fasádu s 20 kW klimatizačnou jednotkou, jeho návrh riadenia bude jednoduchý. „Ak zasvieti slnko, klíma sa zapne naplno, ak zájde za mraky, spustí sa kúrenie“. A nakoniec príde užívateľ, ktorý má v tomto dome vydržať.

Žiaľ, takýto model vývoja budovy ponúka veľmi nízku kvalitu vnútorného prostredia. Tá sa tak spolu s pohodou človeka rieši ako jeden z posledných prvkov pred kolaudáciou a najčastejšie sa vylepšuje pomocou techniky a riadenia. Najčastejšie sa až pri užívaní domu zistí, že sa dom prehrieva, má suchú vnútornú klímu (alebo vlhne), je zle orientovaný na svetové strany, prípadne sa objavia iné dôsledky zlého návrhu domu. Technikou pre vnútorné prostredie sa tak len zachraňujú chyby z predchádzajúcich projekčných fáz. Treba si preto uvedomiť fakt, že nevhodne (architektonicky a technologicky) navrhnutý dom so špičkovou riadiacou technikou bude stále zlý dom s výborným riadením, vykazujúci horšie charakteristiky ako „dobre“ navrhnutý dom bez riadiaceho systému alebo s jednoduchým riadiacim systémom.

Integrované plánovanie

V klasickom prípade projektovania vyplýva kvalita vnútorného prostredia, resp. je dôsledkom konkrétneho architektonického riešenia, použitých stavebných materiálov, technológií, riadenia atď. Ak chceme mať dom s kvalitným vnútorným prostredím, musí táto požiadavka existovať už na začiatku projektu a musia s ňou počítať všetci projektanti – vo všetkých projekčných fázach návrhu domu. Projekčný cyklus takejto stavby znázorňuje obr. 2. Je zrejmé, že požiadavka vytvoriť dom s kvalitným vnútorným prostredím nie je na konci reťazca, ale na jeho začiatku. Kvalita vnútorného prostredia domu tak nie je dôsledkom, ale príčinou mnohých prísnych požiadaviek na stavebné materiály, spôsob vykurovania, dispozičné riešenie… Požiadavka zdravého vnútorného prostredia tak priamo ovplyvní a nepriamo určí samotnú architektúru, orientáciu domu na svetové strany, technológie TZB atď.

Obr. 2 Integrované plánovanie

Čo všetko ovplyvní kvalita vnútorného prostredia?

Ovplyvní takmer všetko, čo súvisí so stavbou a užívaním domu. Znázorníme si to na príklade hygienickej pohody. Pojem hygienická pohoda síce nie je definovaný v normách DIN alebo STN, no opisuje najmä kvalitu vzduchu ako subjektívne pociťovanú akosť vzduchu osobami alebo skupinami osôb, a to ich zmyslovými orgánmi. Keďže kvalita vzduchu v priestore zahŕňa všetky netepelné aspekty, bude hygienická pohoda v silnej korelácii najmä so znečistením vzduchu. Za škodliviny (nečistoty) sa považujú všetky látky fyzikálneho, chemického alebo biologického pôvodu, ktoré svojou prítomnosťou v určitej koncentrácii alebo intenzite poškodzujú zdravie človeka, zvierat a rastlín, prípadne negatívne pôsobia na životnosť stavieb a pod.

Dom vs. vonkajšie znečistenie

Ak si nebudeme všímať dom len po hranicu prípojok inžinierskych sietí, ktoré sa nachádzajú len pár metrov pred ním, ale budeme dom hodnotiť podľa metodiky LCA (Life Cycle Assessment – hodnotenie (posúdenie) životného cyklu známe aj ako analýza od kolísky po hrob „from cradle to grave“[3] je technika posúdenia vplyvu produktu na životné prostredie vo všetkých fázach životného cyklu – t. j. od ťažby surovín cez spracovanie materiálov, výrobu, distribúciu, používanie, opravy, údržbu až po likvidáciu alebo recykláciu), t. j. vo všetkých väzbách domu na planétu Zem [3], zistíme, že takmer 97 % všetkého znečistenia produkovaného ľudstvom existuje priamo či nepriamo vo vzťahu k našim domom. Bývanie – stavba a prevádzka domov či bytov – si vyžaduje dodávky energií, materiálov, potravín atď. Práve pre potreby domov vznikli cementárne, kameňolomy, štrkovne, intenzifikované poľnohospodárstvo, rafinérie… Tak vznikol priemysel vyžadujúci obrovské množstvo surovín a energie. Vznikli stovky oceliarní, tisícky elektrární, milióny kilometrov ciest, potrubí, rozvodných sietí. Muselo sa postaviť mnoho administratívnych budov, v ktorých sa plánovala výroba, nákup, predaj  cementu, ocele, energií, potrubí.

Do administratívnych budov či závodov musia ľudia dochádzať, je nutné vyrobiť autá, postaviť závody na ich stavbu… (domy roztočili špirálu materiálového a energetického kanibalizmu, o ktorom píšeme v článku o kanibalizme technológií využívajúcich obnoviteľné zdroje energie na s. 22). Rozprávať o likvidovaní prípadov znečistenia je ako liečiť symptómy choroby, zatiaľ čo koreň jej príčiny zamoruje telo ďalej. Čím viac sa sústreďujeme na protiopatrenia, tým viac komplikujeme vlastný problém. Ak máme v okolí domu smog z dopravy a rozhodneme sa ho eliminovať pomocou vzduchotechniky, snažíme sa vyriešiť problém rovnakým spôsobom myslenia, aký sme použili, keď sme ho vytvorili. Vzduchotechniku bude treba vyrobiť, t. j. bude nutné vydolovať viac surovín, viac ľudí bude dochádzať do fabrík na výrobu ocele, káblov, klimatizácií… Spáli sa viac fosílnych palív, pribudne viac smogu atď. Možno si lokálne vylepšíme klímu, no za cenu väčšieho znečistenia na inom mieste planéty.

Dom vs. vnútorné znečistenie

Okrem pachov vydávaných ľuďmi nájdeme v domoch aj výpary z nábytku, kobercov, tapiet, náterových farieb a stavebných materiálov, látky vznikajúce v dôsledku procesov spaľovania a vykurovania, čistiacich prác či v dôsledku prípravy jedál atď. Prax ukazuje, že popri týchto zdrojoch znečistenia je v domoch so vzduchotechnikou najväčším znečisťovateľom práve samotná vzduchotechnika. Dnes už nie je žiadnym tajomstvom, že sa toxický chemický odpad pridáva do rôznych náterov či lepidiel, pretože je to pre výrobcov najlacnejšia cesta, ako  sa zbaviť jedov a odpadov (je to lacnejšie, ako platiť za vývoz na skládku nebezpečného odpadu). Podobne sa z mnohých iných odpadov (popolček a pod.) vyrábajú stavebné materiály. Samozrejme, na zdravie človeka má potom rozdielny vplyv, či  dýcha výpary voňavej živice z dreva alebo styrén, resp. iné chemické látky uvoľňujúce sa z neprirodzených stavebných materiálov.

Zdravé vnútorné prostredie sa tvorí od začiatku

Ak sa hneď na začiatku projektovania rozhodneme vytvoriť dom s kvalitným a zdravým vnútorným prostredím, vyvolá táto požiadavka vlnu ďalších, veľmi prísnych požiadaviek na stavebnokonštrukčné riešenie (dispozícia, stavebné materiály…), technológie TZB atď. Tieto požiadavky vyplývajú z dvoch zmienených princípov (Einstein a Pettenkofer), ktoré na príklade hygienickej pohody názorne ukazujú, že nestačí, ak „odstránime znečistenie z nášho domu a presunieme ho cez plot k susedovi“, pretože tým sa situácia iba zhorší. Dôležité nie je znečistenie odstrániť, ale znečistenie nevytvárať, vďaka čomu s ním následne netreba v dome „bojovať“.

Musíme si uvedomiť, že jednotlivé prvky vytvárajúce vnútorné prostredie a ich vplyv na zdravie a pohodu človeka nemožno od seba oddeliť. Stavebné riešenie, spôsob vykurovania, použité stavebné materiály a pod. vplývajú na tepelno-vlhkostnú mikroklímu, akustickú pohodu, hygienickú či vizuálnu pohodu. Vykurovací systém je nutné vyrobiť, vydolovať preň palivový nosič (urán, plyn, uhlie…), preto je tento systém silným zdrojom znečistenia. Vplýva priamo nielen na tepelno-vlhkostnú klímu domu, ale aj na hygienickú (znečistenie), vizuálnu (komín z plynovej kotolne) či akustickú pohodu (hluk obehových čerpadiel, „syčanie“ radiátorov pri silnom uzavretí termoregulačných ventilov a i.), t. j. vplýva na všetky vyššie zmienené prvky vnútorného prostredia.

Obr. 3 Vnútorné prostredie vytvára prírodné tienenie.

Na kvalitné vnútorné prostredie domov netreba veľa

Už len jednoduchá zmena orientácie domu môže výrazne zmeniť požiadavku na jeho vykurovanie a chladenie. Orientácia domu a jej vplyv na energie a kvalitu vnútorného prostredia domov sa však neriešia takmer vôbec, pretože je väčšinou problém domy na malé pozemky vôbec umiestniť. V rámci stredoeurópskych pomerov je vypočítané a dokázané, že domy možno stavať bez potreby klimatizácie. Bez toho, aby sa zbúrali všetky dosiaľ nevhodne navrhnuté domy, stačí, ak zasadíme „klimatizáciu“ – listnatý strom – z južnej strany domu. V lete strom dom zatieni, schladí a v zime po opadnutí listov slnečné lúče prepustí, a tak môže slnko dom vyhrievať.

Bez potreby výroby klimatizácie, spotreby energie, bez znečistenia, bez problémov. Podobne, ak postavíme vnútorné priečky domu z nepálenej hliny, máme priečky z prírodných materiálov, t. j. bez znečistenia, pričom hlina má autoregulačnú vlhkostnú vlastnosť, reguluje vlhkostnú klímu na 50 % relatívnej vlhkosti, čo je pre človeka ideálne. Podobných praxou overených princípov existuje mnoho (budeme sa im venovať v ďalšom samostatnom článku). Vytvárajú kvalitné vnútorné prostredie domov bez znečistenia a potreby napájania, čiže bez výroby energie rovnajúcej sa produkcii znečistenia.

Princípy návrhu zdravého vnútorného prostredia

Kvalitu vnútorného prostredia možno zabezpečiť dvomi základnými spôsobmi. Prvý spôsob predstavuje zabezpečenie požadovanej kvality vnútorného prostredia pomocou rôznych technológií a riadenia (nízkoteplotné vykurovanie, vysokoteplotné chladenie, vzduchotechnika s rekuperáciou), ktoré zabezpečia zvolenú tepelno-vlhkostnú klímu a „odsajú“ znečistenie z budovy. Hromadu hnoja odstraňujeme vetraním, znečistenie „odstraňujeme“ technológiou produkujúcou znečistenie. Druhým spôsobom je vytvorenie vnútorného prostredia pomocou rôznych pasívnych prvkov (prírodné tienenie, chránenie zemou, použitie prírodných materiálov) a pomocou premysleného stavebnokonštrukčného riešenia (orientácia na svetové strany, formovanie okolitej vegetácie na eliminovanie studených vetrov a i.), ktoré a priori vytvoria stav, keď v dome neexistuje „hromada hnoja“, t. j. nie sú potrebné ani technológie na jej odstránenie. Je to stav, pri ktorom dom zabezpečí kvalitnú vlhkostnú klímu (využitie hliny) bez potreby energií a pod.

Ktokoľvek, kto strávil určitý čas v dome našich pra-prarodičov (v oravskej drevenici, v hlinenom či slamenom domčeku), vie veľmi dobre porovnať ich „klímu“ s moderným domom alebo kanceláriou. Máme stovky technológií a techník, ako vylepšiť dom so zlou vnútornou klímou. Existujú tisícky štúdií a návodov, ako správne navrhnúť klimatizáciu pre dom. Ako a aký strom zasadiť, aby klimatizácia nebola v dome potrebná, sa však tak ľahko nedočítame. Je zvláštne, že čokoľvek bez spotreby (potreby napájania) a nutnosti výroby (semená stromov sú zdarma, slama je lacná a ľahko dostupná) sa v konzumnej spoločnosti objavuje veľmi zriedka, no v domoch chudobných krajín sa využíva takmer bez výnimky.

Text: Ing. Stanislav Števo, PhD.
Foto a obrázky: autor
Autor sa venuje automatizácii budov a návrhom udržateľných stavieb.

Literatúra

1. Murphy M.:  Sick Building Syndrome and the Problem of Uncertainty: Environmental Politics, Technoscience and Women Workers. February 22, 2006.  
2. Svoboda, J.: Kompletní návod k vytvoření ekozahrady a rodového statku. SmartPress, s. r. o., 2009, str. 328.
3. Life cycle assessment. Práce publikované na internete, dostupné z https://en.wikipedia.org/wiki/Life-cycle_assessment, 12. 4. 2016.
4. Števo, S.: Udržateľnosť budov. In: iDB Journal, roč. 3, č. 6 (2013), str. 36 – 39.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.