Vplyv komplexnej obnovy na kvalitu vnútorného vzduchu

Ako dopadol prieskum vo vybraných bytových domoch? Hoci bytový fond na Slovensku patrí z hľadiska veku k najmladším v Európe, byty postavené v rámci jeho výstavby sú väčšinou využívané viac ako 20 rokov. Bytové domy vykazujú nedostatky spôsobené prekročenou životnosťou technického zariadenia budov (TZB) a potrebujú obnovu v oblasti technickej a fyzickej kvality.

Budova by mala spĺňať nielen požiadavky na energetickú efektívnosť, ale aj kritériá, ktoré sa kladú na zdravé a príjemné prostredie. Keďže ľudia trávia 80 % svojho života v interiéri, do popredia by sa mala dostať tvorba zdravého vnútorného prostredia budov [1]. Cieľom riešeného výskumu bolo zistiť spojitosť medzi komplexnou obnovou a jej vplyvom na kvalitu vnútorného vzduchu vo vybraných bytových domoch, ako aj nadobudnúť nové poznatky o návykoch samotných užívateľov, ktoré majú vplyv na udržanie komfortného a kvalitného vnútorného prostredia [3].

Metódy

Opis bytových domov

V rámci prípadovej štúdie sa vybrala jedna dvojica bytových domov, ktorá sa nachádza v intraviláne mesta Šamorín. Dvojicu bytových domov tvoria domy postavené v rovnakej stavebnej sústave stojace vedľa seba s rovnakou orientáciou na svetové strany, pričom jeden z dvojice je obnovený a druhý je v pôvodnom stave (obr. 1). Hlavný vstup posudzovaných bytových domov je orientovaný na východ. Objekty majú desať nadzemných podlaží a jedno podzemné podlažie (suterén). Typické podlažie je bytové. Zo schodiska sú na každom podlaží prístupné štyri byty (obr. 2). Vykurovanie posudzovaných objektov je riešené centralizovaným zásobovaním teplom (CZT). V oboch prípadoch sa používa prirodzené vetranie, odsávanie je nainštalované iba v hygienických miestnostiach (kúpeľňa a toalety).

Obr. 1  Posudzované bytové domy a) bytový dom v pôvodnom stave, b) bytový dom po obnove

Na neobnovenom bytovom dome (obr. 1a) sa nevykonala žiadna výrazná rekonštrukcia, vymenili sa len pôvodné drevené zdvojené okenné konštrukcie za nové plastové s izolačným dvojsklom. Stavebné konštrukcie sú v pôvodnom stave. Obvodové a štítové steny sú keramzitbetónové. Strešný plášť tvorí jednoplášťová plochá strešná konštrukcia. Nosná konštrukcia je z dutinových stropných dosiek. Na zateplenie obvodového plášťa už obnoveného bytového domu (obr. 1b) sa použil expandovaný penový polyetylén s hrúbkou 80 mm. Na zateplenie strešnej konštrukcie sa použila minerálna vlna s hrúbkou izolantu 120 mm. Transparentné konštrukcie sú plastové s izolačným dvojsklom.

Meranie parametrov vnútorného prostredia (objektívne hodnotenie)

Prípadová štúdia sa zameriava na výsledky experimentálnych meraní zo zimného obdobia 2013/2014, keď sa merali parametre vnútorného vzduchu. Deväťdňové merania sa uskutočnili v spálňach vo vybraných dvadsiatich bytoch, tak v neobnovenom, ako aj obnovenom dome. Izby v bytoch č. 1 a 2 sú orientované na západ, izby č. 3 a 4 majú orientáciu na východ (obr. 2). Teplota, vlhkosť a koncentrácia oxidu uhličitého sa merali v spálňach s použitím Hobo U12-012 dátového loggera (Onset Computer Corp, USA) a CARBOCAP CO2 monitora (GMW22, Vaisala, Fínsko). Údaje sa zaznamenávali v 5-minútových intervaloch.

Prístroje boli umiestnené v reprezentatívnom bode skúmanej miestnosti, kde sa očakávala najvyššia možná účinnosť miešania vzduchu [4, 2, 3]. Intenzita výmeny vzduchu sa vypočítala pri každom posudzovanom byte v oboch objektoch na základe nameranej koncentrácie oxidu uhličitého počas ôsmich nocí. Na výpočet bolo treba poznať aj fyzický stav obyvateľov (hmotnosť a výšku) a takisto obsadenosť izieb počas nočných hodín. Tieto informácie sa zistili z dotazníkového prieskumu.

Obr. 2  Schéma pôdorysu typického podlažia s označením jednotlivých bytov

Dotazníkový prieskum (subjektívne hodnotenie)

Dotazníkový prieskum prebehol súbežne s experimentálnymi meraniami. Vypracovali sa dva typy dotazníkov – dotazník určený pre obyvateľov neobnoveného bytového domu a dotazník určený pre obyvateľov obnoveného objektu. Oba dotazníky sa skladali zo siedmich hlavných častí. Zaoberali sa základnými informáciami o užívateľoch, stave stavebných konštrukcií, zvykoch a správaní obyvateľov, príčinách spôsobujúcich syndróm chorých budov, priebehu experimentálnych meraní v danej miestnosti a zároveň venovali pozornosť vnímanej (vnútornej) kvalite vzduchu a tepelnej pohode. Obyvatelia obnoveného bytového domu odpovedali aj na otázku, či sa zmenili ich vetracie návyky po rekonštrukcii.

Výsledky

Teplota a relatívna vlhkosť

Na základe získaných dát z meraní sa zistilo, že priemerná vnútorná teplota v neobnovenom bytovom dome bola nižšia (21,1 °C) ako v obnovenom (22,7 °C). Priemerná relatívna vlhkosť v neobnovenom objekte (47,5 %) bola vyššia ako v obnovenom bytovom dome (43,5 %) – vo väčšine bytov v neobnovenom dome bola relatívna vlhkosť vyššia ako 50 %, kým v obnovenom objekte sa relatívna vlhkosť vyššia ako 50 % vyskytla iba v troch prípadoch z posudzovaných bytov. Výsledky sú ovplyvnené charakteristikou stavebných konštrukcií – zateplením obvodových konštrukcií a výmenou okenných konštrukcií za nové (tesné) plastové. Medzi ďalšie vplyvy môžeme zaradiť zvyky a správanie obyvateľov (vetranie, možnosti nastavenia teploty a ich využitie).

Koncentrácia oxidu uhličitého (CO2)

Boxové grafy (obr. 3 a 4) ukazujú koncentráciu oxidu uhličitého z nočných meraní v spálňach v oboch bytových domoch. Dolné (červené) a horné (modré) štvorčeky ukazujú percentil 25 a 75 a pás v strede boxov označuje medián. Konce paličiek ukazujú minimálne a maximálne hodnoty koncentrácie oxidu uhličitého. Po porovnaní maximálnych hodnôt ukazujú výsledky mierne vyššiu koncentráciu oxidu uhličitého v obnovenom bytovom dome. Hodnoty mediánu boli vo väčšine prípadov v oboch bytových domoch medzi 1 000 až 2 000 ppm.

Obr. 3  Boxové grafy s koncentráciou CO2 v neobnovenom bytovom dome

Čím je koncentrácia oxidu uhličitého vyššia, tým je intenzita výmeny vzduchu nižšia. Potvrdzujú to aj výsledky výpočtu. Na rozdiely poukazuje obr. 5. Vo väčšine prípadov (60 %) mali byty obnoveného bytového domu intenzitu výmeny vzduchu nižšiu ako 0,5 h–1. V prípade neobnoveného objektu má 50 % bytov intenzitu výmeny vzduchu vyššiu ako 0,5 h–1 (10 % z bytov zároveň možno zaradiť do skupiny s intenzitou výmeny vzduchu od 0,4 do 0,5 h–1, čo sa ešte môže pokladať za akceptovateľné). Po porovnaní celkovej priemernej intenzity výmeny vzduchu v posudzovaných bytových domoch možno konštatovať, že finálny výsledok bol vyšší pri neobnovenom dome (0,68 h–1) ako pri obnovenom objekte (0,44 h–1). To potvrdzuje, že bytový dom po obnove nespĺňa hygienické kritérium z hľadiska intenzity výmeny vzduchu (0,5 h–1).

Obr. 4  Boxové grafy s koncentráciou CO2 v obnovenom bytovom dome

Dotazníkový prieskum

Subjektívne hodnotenie ukazuje jasný rozdiel medzi posudzovanými budovami. Obyvatelia boli požiadaní, aby v dotazníku označili kontinuálnu škálu hodnotenia pociťovanej kvality vzduchu. Možné odpovede boli od 0,01 (práve prijateľná) do 1,00 (jasne prijateľná) a od –0,01 (práve neprijateľná) do –1,00 (jasne neprijateľná). Na obr. 6 vidieť rozdiely v odpovediach obyvateľov neobnovenej a obnovenej budovy. Obyvatelia neobnoveného bytového domu označili vo väčšine prípadov škálu hodnotenia na pozitívnej strane. Respondenti obnoveného domu dali rôzne odpovede od 1,00 do –1,00. Výsledky v priemere ukazujú, že pre respondentov neobnoveného objektu je kvalita vzduchu oveľa prijateľnejšia (0,46) ako pre obyvateľov obnoveného bytového domu (0,06).

Obr. 5  Zatriedenie posudzovaných bytových jednotiek do vybraných skupín na základe intenzity výmeny vzduchu

Obr. 6  Zhrnutie výsledkov subjektívneho hodnotenia kvality vnútorného vzduchu na stupnici prijateľnosti v bytoch oboch posudzovaných bytových domov (celkom 40)

Diskusia

Na základe získaných výsledkov možno konštatovať, že v priemere je koncentrácia oxidu uhličitého vyššia v obnovenom bytovom dome ako v bytovom dome, ktorý je v pôvodnom stave. Koncentráciou oxidu uhličitého je vo veľkej miere ovplyvňovaná intenzita výmeny vzduchu v interiéri. Čím je koncentrácia oxidu uhličitého vyššia, tým je intenzita výmeny vzduchu nižšia. Platí to aj v prípade našich posudzovaných objektov. V obnovenom bytovom dome nedosahuje priemerná intenzita výmeny vzduchu ani hygienické minimum 0,5 h–1.

Výsledky subjektívneho hodnotenia poukazujú aj na horšiu kvalitu vzduchu v obnovenom objekte. Na základe dotazníkového prieskumu vieme, že je to spôsobené vetracími návykmi respondentov. Podľa dotazníkov použitých v obnovenom bytovom dome sme vedeli určiť, že v tejto štúdii iba 10 % obyvateľov vetrá častejšie ako pred rekonštrukciou objektu. Ak sa neprijmú opatrenia proti znižovaniu intenzity výmeny vzduchu počas procesu obnovy, musia obyvatelia častejšie vetrať – a to z dôvodu zníženia koncentrácie oxidu uhličitého a zvýšenia kvality vzduchu v miestnosti na úroveň kvality vzduchu pred rekonštrukciou.

Najúčinnejšie a úspornejšie riešenie v zimnom období je intenzívne vetranie prostredníctvom dokorán otvorených okenných krídiel na 5 až 10 minút. Treba to urobiť niekoľkokrát za deň, najmä však pred spaním. Čerstvý suchší vzduch sa nahrnie do miestnosti za niekoľko minút, veľmi rýchlo sa však zohreje od stien, v ktorých je naakumulované teplo a ktoré za krátky čas vetrania nestihli ešte vychladnúť. Spravidla po 5 až 10 minútach od zatvorenia okien sa čerstvý vzduch zohreje. Užívateľ bytu takto získa vzduch bohatý na kyslík.

Záver

Postupným znižovaním priedušnosti stavebných konštrukcií pri komplexnej obnove bytových domov sa síce blížime k ideálnemu pasívnemu štandardu, nevhodnými stavebnými úpravami a nedostatočnou údržbou budovy však môže narastať relatívna vlhkosť, kondenzácia vodnej pary a koncentrácia oxidu uhličitého. Pri obnove bytových domov sa zabúda na zlepšenie kvality vnútorného prostredia a tým aj na kvalitu vnútorného vzduchu. Najlacnejším riešením je pravidelné a intenzívne vetranie. V tomto prípade sú cenovo dostupným riešením aj rôzne druhy centrálnych inteligentných vetracích systémov (Pustayová, Földváry, 2013).

Foto a obrázky: Ing. Veronika Földváry

Literatúra
1.    Pustayová, H. – Földváry, V.: Obnova bytových domov z pohľadu zabezpečenia kvality vnútorného vzduchu. In: Komplexná obnova bytových domov 2013: VII. Medzinárodná odborná konferencia. Legislatívne a technické nástroje znižovania energetickej náročnosti bytových domov. Podbanské, SR, 20. – 22. 11. 2013. – Bratislava: Združenie pre podporu obnovy bytových domov, 2013. s. 43 – 46.
2.    Földváry, V. – Petráš, D.: Evaluation of Indoor Air Quality in Residential Buildings. In: Indoor Climate of Buildings 2013: Indoor environment and energy performance of HVAC-R systems in buildings. 8th International Conference. Štrbské Pleso, SR ,1. – 3. 12. 2013. Bratislava: SSTP, 2013, s. 43 – 50.
3.    Földváry, V. – Petráš, D. – Bekő, G.: Impact of Energy Renovation on Indoor Air Quality in Multifamily dwellings in Slovakia. Proceedings: Indoor Air 2014, Hong Kong.
4.    Persily, A. K.: Evaluating Building IAQ and Ventilation with Indoor Carbon Dioxide. ASHRAE Transactions, roč. 103, č. 2, 1997.

Ing. Veronika Földváry, prof. Ing. Dušan Petráš, PhD.
Autori pôsobia na Katedre technických zariadení budov SvF STU v Bratislave.
Recenzovala: Ing. Jana Šabíková, PhD.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.