Monitorovanie kvality ovzdušia v interiéri

Monitorovanie kvality vzduchu v miestnostiach je v súčasnosti jedným z dôležitých smerov vo výskume, ktorý má vplyv na rozvoj stavebníctva, predovšetkým pri výstavbe „pasívnych a zdravých domov“. Monitorovanie a kontrola teploty, vlhkosti a koncentrácie oxidu uhličitého v miestnostiach rozhoduje komfort ich používania a má pozitívny vplyv na naše zdravie.

Najdôležitejšie parametre kvality

Náš tepelný komfort v rozhodujúcej miere závisí od:

• teploty vzduchu. Dokonca aj malé zmeny teploty môžeme pociťovať veľmi intenzívne. Kontrola a udržiavanie teploty na optimálnej úrovni (18 – 22°C) je veľmi nákladná a determinovaná energetickou náročnosťou objektu (stavby).

• relatívnej vlhkosti popisujúcej množstvo vodnej pary v ovzduší, ktorá by sa mala pohybovať v rozpätí 40 až 60 %. Nejde o kritický ani o prísne kontrolovaný parameter, akým je teplota. Avšak hodnoty prekračujúce optimálne rozpätie spôsobujú výrazné nepohodlie. Kontrolovanie vlhkosti prebieha najčastejšie cirkulačným sušením v klimatizáciách.

• zloženia vzduchu, ktoré ovplyvňujú zmesi atmosférických plynov. Najväčší biofyzický význam má percentuálny podiel kyslíka a oxidu uhličitého. Koncentrácia týchto dvoch plynov sa môže v miestnostiach meniť veľmi rýchlo vzhľadom na ich podiel v metabolických, chemických a biochemických procesoch. Zmeny koncentrácie CO₂ vo vdychovanom vzduchu majú väčší dopad na organizmus človeka ako porovnateľné zmeny obsahu kyslíka. Preto patrí kontrola koncentrácie oxidu uhličitého k základným elementom monitorovania ovzdušia.

Nevyhnutnosť monitorovať CO₂ v ovzduší

Monitorovanie kvality ovzdušia a predovšetkým analýza obsahu oxidu uhličitého v interiéri má mimoriadny význam v kontexte nasledujúcich faktorov:

• fyzikálnych,
• ekonomických,
• zdravotných.

Udržiavanie optimálnej kvality ovzdušia a zníženie koncentrácie CO₂ si vyžaduje nepretržitú ventiláciu objektu. Intenzívna ventilácia vedie k zvýšenej emisii tepla mimo budovu, pričom fyzikálne podmienky súvisia s obmedzovaním energetickej náročnosti budov znižovaním emisií tepla mimo budovu.

Ekonomické aspekty priamo súvisia s nákladmi na ventiláciu pri udržiavaní koncentrácie CO₂ na prípustnej úrovni.

Zdravotné aspekty sa týkajú najmä nepriaznivej reakcie ľudského organizmu na zvýšený obsah oxidu uhličitého v vdychovanom vzduchu.

Zvýšená koncentrácia CO₂ spôsobuje zníženú schopnosť koncentrácie a ospalosť. Ak je koncentrácia oxidu uhličitého v ovzduší porovnateľná s obsahom kyslíka (približne 20 %), môže dôjsť k ohrozeniu života. Udržanie optimálnych hodnôt oxidu uhličitého nepriamo prispieva k zvyšovaniu efektivity našej práce a znižuje riziko výskytu zdravotných ťažkostí spôsobených vystavením veľkej koncentrácii CO₂ .

Právne predpisy týkajúce sa koncentrácie CO₂ v obytných miestnostiach

Vo vyspelých krajinách Severnej Ameriky a v Európe sa kladie dôraz na všetky tri kategórie uvedených faktorov. V týchto svetových regiónoch boli zavedené normy na regulovanie kvality ovzdušia a odporúčania týkajúce sa koncentrácie CO₂ v miestnostiach.

Platné normy týkajúce sa ventilácie:

• ASHRAE 62.1-2013 v Spojených štátoch amerických
• EN-15251:2012, EN-15241:2011, EN-15242:2009 a EN-13779:2008 v Európe.

Ich cieľom je dosiahnuť akceptovateľnú kvalitu ovzdušia v interiéri.

Do roku 2015 platili v Poľsku tieto normy: PN-83/B-03430 a PN-83/B-03430/Az3:2000, a ktoré boli nahradené vyššie uvedenými európskymi reguláciami.

Všetky spomenuté normy podobným spôsobom poukazujú na dôležitosť dostatočného vetrania v závislosti od počtu osôb, typu a objemu miestnosti. V súčasnosti odporúčaná intenzita ventilácie pre výmenu vzduchu je v súčasnosti od 15 do takmer 40 m3/h na osobu. Právne regulácie upravujú aj limity koncentrácie CO₂, ktoré sú nepriaznivé pre zdravie alebo ho ohrozujú.

Vplyv obsahu CO₂ na naše zdravie

Zapamätajte si, že vysoká koncentrácia oxidu uhličitého v ovzduší s hodnotou nad 20 % môže v hraničných prípadoch spôsobiť smrť. Pri priemernej koncentrácii sa najčastejšie objavuje ospalosť a zníženie koncentrácie. Zvýšenie koncentrácie CO₂ nad 1000 ppm vo vdychovanom vzduchu spôsobuje nielen stratu koncentrácie a ospalosť, ale aj zvýšenú frekvenciu nádychov, dýchavičnosť a zvýšený tlkot srdca.

V tabuľke sú zhrnuté hodnoty koncentrácie oxidu uhličitého vo vdychovanom vzduchu a ich dopad na ľudský organizmus.

Charakteristické úrovne koncentrácie CO₂ a ich dopad na ľudský organizmus

*typická hodnota koncentrácie CO₂ vo vdychovanom vzduchu

Rýchlosť zmien koncentrácie CO₂

Zvýšená koncentrácia CO₂ sa veľmi rýchlo prejaví vo verejných objektoch, v ktorých sa naraz nachádza väčšie množstvo ľudí. Je to dôsledkom toho, že pri malej fyzickej námahe dosahuje obsah oxidu uhličitého vo vydychovanom vzduchu 5000 ppm.

Teoreticky v uzavretej miestnosti bez ventilácie s plochou 20 m3 môže jeden človek počas 8-hodinového spánku zmeniť koncentráciu oxidu uhličitého z 350 ppm na približne 6000 ppm.

Preto sa koncentrácia oxidu uhličitého môže veľmi rýchlo meniť a preto je dôležitý pomer parametrov ovzdušia s mimoriadnym dôrazom na koncentráciu CO₂.

Zlepšenie kvality vzduchu zvyčajným vetraním je v protiklade s rovnako dôležitými parametrami kladenými na zvyšovanie tepelnej izolácie stavieb a znižovanie energetickej náročnosti. V súvislosti s tým je monitorovanie úrovne CO₂, vlhkosti a teploty ovzdušia v súčasnosti základom pri optimalizovaní vykurovacích a ventilačno-klimatizačných systémov v objektoch.

Prepojenie ovládania ventilácie s monitorovaním ovzdušia

Upriamením pozornosti na úroveň CO2 je možné efektívnejšie korigovať tepelnú rovnováhu miestností a budov a súčasne udržať správny užívateľský komfort. Na pomoc prichádza riešenie určené monitorovaniu kvality ovzdušia a ovládaniu ventilácie, konkrétne AXIOMET AX-CO2-1. Ide o digitálny monitorovaco-záznamový systém s funkciou merania teploty, relatívnej vlhkosti a koncentrácie CO₂.

Prístroj je vybavený dvojstavovým výstupom, spúšťa sa užívateľsky nastavenými úrovňami alarmu. Tým umožňuje použiť jednoduchý regulačný systém typu zapni/vypni v systému nútenej ventilácie.

Zhrnutie

Monitorovanie a kontrolovanie mikroklímy v uzavretých miestnostiach musí byť sledované v úzkom spojení so zlepšením funkčnosti stavieb a znížením ich energetickej náročnosti. Na jednej strane vstupujú do hry ekonomické ukazovatele prevádzky objektov, na druhej zas zdravotné aspekty.