Vnitřní prostředí

Kvalita vnitřního prostředí

Zásadním faktorem kvality budov je stav jejich vnitřního prostředí, který se vytváří v závislosti na provedení stavebních konstrukcí, provozu budovy a na aktuálních vnějších podmínkách.

Cílem tvorby interního mikroklima je optimální stav prostředí s konstantní úrovní a s minimálními energetickými nároky  při měnících se vnějších klimatických podmínkách v průběhu ročního období.

Kvalita vnitřního prostředí  ovlivňuje spokojenost, výkonnost, či zdraví uživatelů domu. Asi každý pozná chvíle, kdy se v místnosti již nedá vydržet. Někdy kvůli vydýchanému vzduchu, jindy kvůli pachům, suchému vzduchu nebo nevyhovující teplotě. Všechny tyto faktory ovlivňují kvalitu našeho života, vytvářejí rušivé podněty, či přímo zdravotní potíže.

Existují studie přímého vlivu kvality vnitřního prostředí na výkonnost a některé z nich lze přímo převést na ekonomické zisky. U běžných budov s více uživateli v místnosti, jako například kancelářské budovy, školy, nemocnice je možné zvýšit výkonnost zlepšením kvality vzduchu až o 5 %.

Nelze však vše přepočítávat na peníze. Stejně důležité je naše zdraví a kvalita života.

Látky ovlivňující vnitřní prostředí mají charakter energetický (teplo, chlad, hluk, chvění, záření) či látkový (odéry, vodní pára, prach, plyny, aerosoly, jež tvoří dým a kouř apod.).

 

Odérové mikroklima

Plynné složky v ovzduší a jejich toky vnímané jako pachy či vůně, tvořené anorganickými či organickými  látkami produkovanými člověkem a jeho činností event. uvolňované ze stavebních konstrukcí, nábytku, zařízení.

Nejběžnějšími a nejvýznamnějšími plyny  a odéry jsou CO2 a antropotoxiny – tělesné pachy, vznikající v interiéru při pobytu lidí a které jsou obecně indikátorem kvality vnitřního vzduchu.

V prostorách s pobytem osob je převažujícím odérem CO2 jehož přípustná koncentrace vychází z hygienických podmínek. Dle Pettenkoforova kritéria je optimální koncentrace ve výši 1000 ppm = 1800 ugmm³ = 0,1% a nutný přívod vnějšího vzduchu na osobu je 25 m³/h.

Například při provozu jednoho hořáku plynového sporáku je, pro udržení konventrace CO2 na optimální hodnotě 1000 ppm, nutný průtok vzduchu 450 m³/h. Tento průtok odpovídá dávce větracího vzduchu pro 18 osob a k odvedení vlhkostní zátěže postačí průtok  méně než poloviční.

Kvalita vzduchu je nesnadně identifikovatelnou veličinou. Častým subjektivním projevem zhoršené kvality vzduchu je tzv. vydýchaný vzduch. Jeho stav  zásadně ovlivňuje obsah vodní páry (relativní vlhkost vzduchu), koncentrace CO2 a odéry, nikoliv zmenšený obsah O2.  Výsledkem je slabé okysličování mozku a s tím spojená únava, snížená koncentrace, produktivita a v některých případech i ohrožení zdraví jedinců.

Zásadním způsobem lze kvalitu odérového mikroklimatu v budovách ovlivnit jejich dostatečným větráním. Kvalitní regulací systémů vzduchotechniky pomocí čidel CO2 lze optimalizovat průtok vzduchu tak, aby odpovídal okamžitému obsazení prostoru lidmi a byly vytvořeny podmínky pro zabezpečení požadované kvality vzduchu i úsporu provozních nákladů.

Ze zkušeností ověřená a ve světě uznávaná je hodnota 25 m³/h čerstvého venkovního vzduchu na jednu osobu.

Kvalitu vzduchu však mohou negativně ovlivnit i další škodliviny produkované vybavením interiérů budov, které jsou označovány jako těkavé organické látky. Jedná se například o karcinogenní formaldehyd, organická rozpoštědla, ftaláty a další. Je proto žádoucí již při výběru vybavení interiéru eliminovat zdroje těchto škodlivin. Hladinu těchto odérů v interiéru mohou významně snížit některé okrasné pokojové rostliny, například filodendron, azalka, lilie, diefenbychie, atd.

Tepelně vlhkostní mikroklima

Složka prostředí s dominantním vlivem na jeho stav, projevující se působením tepla a vodní páry a to z vnitřních i vnějších zdrojů. Klasickým a tradičním faktorem hodnocení je tepelná pohoda. Formuje ji teplota vzduchu, teplota okolních ploch, rychlost proudění vzduchu v okolí člověka, vlhkost vzduchu, tepelně izolační vlastnosti oděvu, tělesná aktivita člověka.

Je důležitá i ve vztahu  k životnosti stavebních materiálů, budov, technologií a pod.

U pasivních domů jsou díky kvalitní izolaci obvodových stěn jejich povrchové teploty prakticky shodné s teplotou vzduchu. Rozdíl teplot  v různé výšce eliminuje větrací systém, který pomalu provětrává místnost. Při použití kvalitního zasklení pak není nutné ani zbytečně zvyšovat teplotu  vzduchu nad 20 °C.

 

Doporučené hodnoty pro obytné stavby:

 

Parametry

topné
období

letní
období

operativní (výsledná) teplota vzduchu to (°C)

18 – 24

20 – 28

rychlost proudění vzduchu wa (m/s)

≤ 0,1

0,1 – 0,2

rozdíl teplot ve výši 1,7 a 2,0 m (°C)

≤ 3

≤ 3

relativní vlhkost vzduchu

40 – 60

40 – 60

teplota podlahy

19 – 28

 

Zajistit optimální teplotu nebývá složité. Větší problémy se vyskytují při dosahování vyhovující relativní vlhkosti. Hygienicky doporučovaná vyšší relativní vlhkost vzduchu v rozmezí 40 až 60 %, zabraňující vysychání sliznic totiž může, pokud je tato vlhkost v nevětraném vzduchu, vést až ke vzniku plísní s nebezpečnými zárodky patogenních spór. Důsledkem je pak zvýšená nemocnost obyvatel, časté nevolnosti, záněty průdušek, dýchací potíže, bolesti kloubů a nervové potíže.

Při vyšší relativní vlhkosti nad 60% se zvyšuje až na dvojnásobek procento přežívajících mikroorganismů (např. Staphylococus, Streptococus) ve srovnání s jejich výskytem při relativní vlhkosti 30 až 40 %. Při poklesu relativní vlhkosti pod 50 % se naopak  snižuje počet roztočů v textiliích a výskyt následných alergií a astmatických potíží. Výrazně suchý vzduch  s relativní vlhkostí nižší než 30 % způsobuje nepříjemné vysychání sliznic dýchacích cest, což  zvyšuje riziko nemocí z nachlazení a lidé si často stěžují i na suchou, svědící pokožku.

Optimální hodnota relativní vlkhosti vzduchu je mezi 35 – 50 %.

Mezi nejdůležitější faktory ovlivňující realtivní vlhkost vzduchu patří vnitřní produkce vodních par a výměna vzduchu – intenzivní větrání.

Hlavní zdroje vlhkosti:

 

Zdroj vlhkosti

Produkce vodní páry

metabolismus člověka

50 – 250 g/h/os (podle druhu činnosti)

koupelny

700 – 2500 g/h

kuchyně

600 – 1500 g/h

sušení prádla

200 – 500 g/h/5 kg

pokojové rostliny – 20 ks

500 – 1000 g/d

Nárazové zvýšení vlhkosti v interiéru může být pohlceno některými stavebními materiály a postupně odvětráno vzduchotechnickým zařízením, případně větráním okny. Nejlépe ze všech běžných materiálů dokáží zvýšenou vlhkost pohltit a po jejím poklesu ji vydat zpět do interiéru hliněné omítky. Jejich předností je nejenom schopnost vytvářet zdravé mikroklima ale mají i hezký vzhled a jsou vyráběny bez chemických přísad, které jsou nahrazovány směsmi bylin.

Při neměnné produkci vodních par hraje větrání podstatnou roli. Je-li výměna vzduchu n menší než 0,1 hˉ¹, relativní vlhkost vzduchu snadno stoupá nad 80% (v závislosti na vnější teplotě). Pak je nutno více větrat.

Opačný případ nastává při nadměrném větrání při nízkých venkovních teplotách  te < -5 °C, kdy má venkovní vzduch menší celkový obsah vody. V praxi to znamená, že když  vzduch o teplotě -10 °C má relativní vlhkost 90%, po ohřátí na 20 °C je jeho relativní vlhkost již jenom 13%. To vysvětluje, proč nadměrné větrání může vést k vysušování vzduchu, což je nejmarkantnější při velmi nízkých venkovních teplotách.

Často je snížení relativní vlhkosti považováno za „problém větrací jednotky“. Ve většině případů je tato skutečnost způsobena velkou výměnou vzduchu, a to zejména chybným nastavením větracího systému.

Při obvyklých zdrojích vlhkosti v bytech je třeba dimenzovat objemový proud venkovního vzduchu na 20 až 30 m³ na osobu za hodinu. Tím se i v zimě udržuje relativní vlkost vnitřního vzduchu v příjemném rozsahu. Pouze v extrémních případech, se zvlášťe nízkou obsazeností obytné plochy a tím i nižším přirozeným zvlhčováním vnitřního vzduchu, se vlhkost vzduchu v místnostech příliš snižuje již při pouhé hygienicky nezbytné výměně vzduchu. V těchto případech mohou pomoci přídavné zdroje vlhkosti v obytných místnostech (květiny, fontánka, zvlhčovače vzduchu). Jinak obecně platí rada, udržovat byty pokud možno bez prachu, častěji luxovat vysavačem s filtrem na jemný prach, abychom vzduch nepociťovali jako „příliš suchý“.

Další možností jak udržet správnou hladinu vlhkosti vzduchu jsou speciální rekuperační výměníky, které z odpadního vzduchu zpětně získávají vedle tepla i část vlhkosti.

 

Akustické mikroklima

Složka prostředí vyznačující se projevem většího počtu zvukových zdrojů, jež působí neperiodicky v širokém rozsahu kmitočtů. Negativním projevem zvuku je hluk, působící rušivým účinkem na člověka (v hodnocení dle decibelových veličin, jež jsou odvozeny ze slyšitelnosti lidského ucha a akustického tlaku). Citlivost člověka na zvuk nezávisí jen na hladinách akustického tlaku, ale i na řadě dalších faktorů, zejména frekvenci. Největší citlivost člověka se pohybuje v pásmu 2000 až 5000 Hz.

Zvýšená hladina zvuku v obytných místnostech, ale i na pracovištích je prokazatelně příčinou civilizačních nemocí, stresu, únavy a podráždění.

Materiály s větší objemovou hmotností mají zpravidla větší akustický odpor. Proto je často dřevostavbám vytýkán problém s přenosem hluku. Zkvalitnění jejich zvukově izolačních vlastností je možné dosáhnout vnitřními omítkami, zděnými příčkami, těžkými podlahami (anhydrid, beton) nebo dřevovláknitými izolačními deskami.

Vnější hluk je u pasivních domů z velké části eleiminován nuceným větráním, které zásobuje interiér čerstvým vzduchem bez potřeby otvírání oken. Výběr jednotky by měla ovlivnit i její hlučnost, přičemž hraniční hodnoty akustického tlaku v obytných místnostech jsou < 25 dB a v technické místnosti < 35 dB.

Toxické plyny

Mezi toxické plyny, které ohrožují naše zdraví patří zejména oxidy síry SOx, oxidy dusíku Nox, oxid uhelnatý CO, ozón O3, smog, formaldehyd a pod. V interiéru budov je zdravotně nejzávažnějším plynem oxid uhelnatý CO, vznikající při nedokonalém spalování fosilních paliv, které je způsobeno nevyhovujícím přívodem vzduchu, špatným odtahem, únikem svítiplynu a kouřením. Při dlouhodobém vystavení tomuto plynu může dojít až k chronické otravě s porychami paměti a psychiky.

Obdobně vzniká ve špatně nebo cirkulačně větraných kuchyních s plynovými sporáky zvýšená, až dvojnásobná koncentrace dusíku NO2. Oxid dusičitý má přitom prokazatelně karcinogenní účinky. Z tohoto důvodu nelze pro pasivní domy doporučit instalaci plynových spotřebičů s otevřeným spalováním.

Formaldehyd způsobuje ve větších koncentracích dráždění očí a sliznic a současně je i alergenem a potenciálním karcinogenem.

Ekonomicky i technicky nejpřijatelnějším řešením pro odstranění toxických plynů zůstáva větrání.

Mikrobiální složka

Vážným problémem se stávají alergické syndromy způsobené sporami různých druhů, plísněmi a pilovými částicemi. Hlavními nositeli mikroorganismů jsou kapalné aerosoly a pevné aerosoly (prachy).

Ve filtrech vzduchotechniky se zachycují především prachové částice, ale i všechny druhy mikroorganismů, které se při silném zašpinění, případně i vlhnutí filtrů intenzivně rozmnožují  a pronikají zpět  do větracího vzduchu. Proto je důležitá pravidelná kontrola a výměna filtrů v závislosti na druhu prostředí a dodavatelem doporučeném časovém intervalu (alespoň dvakrát ročně). Obdobně je nutné zabránit zvlhnutí usazeného prachu v uzavřených a těžko přístupných vzduchovodech (pomocí zpětných klapek, garantovaného přetlaku).

Nejúčinnějším způsobem, jak snížit mikrobiální koncentraci v budovách, je dokonalé větrání s přívodem kvalitního venkovního vzduchu.

 

Prašnost

Domovní prach, zvláště biologické částice s velikostí pod 1 mikrometr, jsou hlavní příčinou potíží s astmatem. Zahřívání vzduchu nad 55 °C způsobuje rozpad prachových částic a u teplovzdušného vytápění nesmí být tato hodnta překračována. Značný vliv na prašnost může mít i použitý stupeň filtrace. Za vyhovující se považuje stupeň F7. Prachové částice o velikosti 1 mirkometr jsou zachycovány u filtrů G4 s účinností 6%, u filtrů G7 s účinností až 7%. Důležitá je i pravidelná kontrola kanálů a výměna prachových filtrů alespoň dvakrát ročně.

Ionizační mikroklima 

Složka mikroklimatu vytvářející se zářením, jež produkují jak přírodní radioaktivní látky, tak umělé zdroje.

Typickým zdrojem složky je radon (produkt rozpadu radonu), který má při krátkodobém působení léčivé účinky ale při dlouhodobém působení je plynem nebezpečným a zdraví škodlivým. Je původcem rakovinných onemocnění. Radon přirozeně uniká z prostředí s vyšší hustotou (podloží) do prostředí vzduchu. Pokud je unikajícímu radonu postavena překážka, například základová deska, začne se radon v těchto místech hromadit. V průniku do objektu mu stačí několik prasklin v podlaze nebo základové desce a proto je nutná kvalitně provedená hydroizolace s utěsněním všech prostupů.

Účinné řešení radonové zátěže poskytuje řízené větrání. Při použití vzduchového zemního výměníku je zásadní těsnost potrubí.

Hodnocení stavu, směrných hodnot a nutných opatření k minimalizaci účinku radonu je stanoveno vyhláškou.

 

Světelná složka vnitřního prostředí

Světlo nejen zásadně ovlivňuje podmínky zrakového vnímání, ale významnou měrou přispívá i k vytváření celkové duševní pohody. Kvalitní osvětlení zvyšuje produktivitu práce, u obytných prostor zase přispívá k podstatně rychlejší a dokonalejší psychické a fyzické regeneraci organismu.

Nesprávně osvětlené prostory naopak způsobují při práci zrakovou i celkovou únavu s pálením očí, bolestí hlavy a dalšími potížemi, kterými organismus signalizuje svoje přetížení.

Optimální návrh osvětlení se snaží spojit co nejlepší prosvětlení prostoru přirozeným osvětlením a současně zamezit přehřívání interiéru. Pro spojení a optimalizaci těchto protichůdných požadavků se používá speciální software, který stimujuje i tepelné chování objektu.

Velké prosklené plochy jsou uživatelsky velmi příjemné a umožňují perfektní prosvětlení prostoru. Na druhé straně bez kvalitního a mnohdy i automatizovaného stínění často dochází k nežádoucímu přehřívání interiéru v letním období. Návrh pasivního domu redukuje prosklení jen na velikosti nutné pro kvalitní prosvětlení interiéru a tím vyrovnanější tepelné chování objektu jak v zimě, tak v létě.

 

Kvalita vnitřního prostředí pasivních domů

  • neustále čerstvý a nevydýchaný vzduch
  • optimální teplota vzduchu – tepelná pohoda
  • optimální vlhkost vzduchu
  • omezená prašnost filtrací vuduchu
  • snížená hlučnost oproti větrání okny