Kvalita vzduchu, ktorý dýchame, nás ovplyvňuje oveľa viac, než si uvedomujeme. Dlhodobé vdychovanie vzduchu s vysokou hladinou oxidu uhličitého spôsobuje nielen dýchacie či psychické problémy, ale prispieva aj k nárastu chorôb ako infarkt alebo dokonca Alzheimerova choroba. Pravidelne vetráte a spíte pri otvorenom okne? Odborníci na vetranie majú jasno: vetranie oknami nestačí.
Každý deň vdýchneme asi 11 000 litrov vzduchu. To je zhruba 50 vaní plných vzduchu. Pre udržanie zdravej hladiny CO2 (teda hladiny CO2 pod hranicou 1000 ppm) v interiéri je potrebné zaistiť prívod minimálne 25 m3 vzduchu na osobu za hodinu, teda cca 600 m3 vzduchu na osobu a deň. To je objem, ktorý doma tak jednoducho nevyvetráte. Odborníci po celom svete vrátane Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) zdôrazňujú význam čerstvého vzduchu pre naše zdravie1 a prichádzajú s odporúčaniami, ako sa postaviť k problému, ktorý sa vďaka narastajúcim klimatickým hrozbám stáva čoraz pálčivejším. Aj bez ich odporúčania ale iste každý z nás vie, ako sa cíti v nevyvetranej miestnosti. Potrebu kvalitného vetrania pociťujeme bez toho, aby sme si ju uvedomovali, a napriek tomu máme tendenciu ju zľahčovať.
Štúdia, ktorú vám dnes predstavíme, ukazuje, že pravdu majú zástancovia rekuperačného vetrania.
Rôzne štúdie ukazujú vplyv zlého ovzdušia2. Okrem jemného prachu a ďalších znečisťujúcich látok je hlavným ukazovateľom dobrej kvality vzduchu v miestnosti úroveň CO2. Hladina CO2 vyššia ako 1000 ppm môže viesť k príznakom, ako sú bolesti hlavy, nevoľnosť alebo únava, nervozita, celkové vyčerpanie. Kombinácia znečisťujúcich látok a vysokého obsahu CO2 vo vzduchu potom môže dokonca viesť k nebezpečnejším ochoreniam dýchacích ciest, ako je astma, alebo dokonca k infarktu.
Pretože trávime väčšinu (aj cez 90 percent) svojho času v uzavretých miestnostiach3 a okolo 65 percent vo svojich domovoch4, potrebujeme dostatok čerstvého vzduchu aj vo vnútri budov. V dnešnej dobe to nie je ľahké dosiahnuť. Často žijeme v husto osídlených mestách alebo v blízkosti priemyselných oblastí. Takže aj keď často otvárame okná, stále sa nám do pľúc môžu dostávať škodliviny a znečisťujúce látky. Novostavby a zrekonštruované budovy sú navyše zateplené a takmer vzduchotesné. To na jednej strane šetrí energiu, a tým chráni životné prostredie, na druhej strane ale znižuje prirodzenú schopnosť budov „dýchať“.
A práve dostatočná výmena vzduchu je pre kvalitu vnútorného ovzdušia a udržanie prijateľnej koncentrácie oxidu uhličitého nevyhnutná. Výrobcovia vetracích systémov ponúkajú najrôznejšie riešenia riadeného vetrania. Štúdia realizovaná v bytovom dome vo švajčiarskom Bürene zisťuje, či je možné lepšie zaistiť zdravé životné podmienky v domovoch za pomoci systému riadeného vetrania alebo manuálne – pravidelným otváraním dverí a okien.
Predmetom štúdie bolo skúmanie kvality vetrania v reálnom bytovom dome s cieľom porovnať kvalitu vzduchu v porovnateľných bytových jednotkách pri rôznych spôsoboch vetrania. Miestne podmienky, typ nehnuteľností i dispozície bytov boli porovnateľné s modernou bytovou výstavbou u nás, takže výsledky štúdie sú relevantné aj v našich podmienkach. Priebežne boli monitorované štyri byty, ktoré ponúkali množstvo údajov o kvalite vzduchu v miestnosti, vonkajších podmienkach a spotrebe energie. Rozdiel bol iba v tom, že dva zo štyroch bytov mali nainštalované riadené vetranie s rekuperáciou a druhé dva využívali vetranie oknami. Pozrime sa, ako sa merania vykonávali.
Byty, ktoré sa porovnávali, sa nachádzajú v dome postavenom v roku 2017 vo švajčiarskom Bürene. Miestne podmienky, typ objektu a dispozícia interiéru boli vybrané tak, aby zodpovedali typickým podmienkam a sú zhodné s typickou výstavbou, ako ju poznáme u nás. Zvolená budova zodpovedá aktuálne platným parametrom pre výstavbu vrátane parametrov opláštenia. Má najmodernejšiu izoláciu a vysokú úroveň vzduchotesnosti. Má suterén, dve poschodia a podkrovný byt. Na prvom aj na druhom poschodí sú vždy dva byty. Byty vľavo majú plochu 80 m2, byty vpravo 113 m2.
V ľavom hornom byte trvalo žije jedna osoba a každý z ostatných bytov obývajú dvaja ľudia. Horné byty sú vetrané oknami. Vetranie dvoch spodných bytov zaisťuje vetracia jednotka Zehnder ComfoAir Q350. Jednotky sú vybavené entalpickým výmenníkom, ktorý vymieňa teplo a vlhkosť medzi prívodným a odvetrávaným vzduchom. Všetky dvere a okná je možné otvoriť.
Naše porovnanie sa zameriava výhradne na typ použitého vetrania, výslednú kvalitu vzduchu v miestnosti a spotrebu energie na vykurovanie a chladenie bytov. Ako ukazovateľ kvality vzduchu v miestnosti boli hodnoty CO2 merané v ppm. Podľa odporúčaní zdravotníckych organizácií považujeme hodnoty nad 1000 ppm za nezdravé, hodnoty pod 800 ppm za dobré a od 800 ppm do 1000 ppm za uspokojivé. V tejto štúdii sme tiež analyzovali spotrebu energie potrebnej na udržanie komfortnej teploty bytov.
Sledované údaje pochádzajú z rôznych zdrojov:
■ jednotky ComfoAir Q poskytujú údaje o vyváženom vetraní. Merajú a zaznamenávajú
každých päť minút.
■ Snímače kvality vzduchu zhromažďujú údaje o kvalite vzduchu v miestnosti každú minútu.
■ Otváranie okien je monitorované kontaktnými snímačmi, ktoré rozlišujú medzi vyklopeným a otvoreným oknom.
■ Na meranie vzdialenosti otvorenia posuvných dverí sa používa špeciálny snímač vzdialenosti.
■ Tepelné čerpadlo poskytuje každú hodinu údaje o spotrebe energie pre každý byt.
Pre dlhodobú analýzu sme spriemerovali údaje získané z bodov 1 a 2 a previedli ich na hodinové hodnoty. Okrem toho sme použili faktor vyvetrania, ktorý odráža počet otvorených okien a dobu ich otvorenia. Tento faktor sa pohybuje od 0 % pri všetkých zatvorených dverách a oknách až po 100 % pri všetkých otvorených dverách a oknách.
Podrobné výsledky štúdie
Ako ukazuje obrázok 3, byt s vyváženým vetraním má v obývačke a spálni priemernú hodnotu CO2 od 400 do 600 ppm. Počas noci sa obsah CO2 zvyšuje. Počas dňa sú obyvatelia bytu pravdepodobne v práci, ale vetrací systém pokračuje vo výmene/obnove vzduchu. V dôsledku toho priemerná hodnota CO2 v byte klesá z takmer 600 ppm na 400 ppm. Večer sa hodnota CO2 mierne zvýši. Priemerná kvalita vzduchu v miestnosti je však v priebehu dňa dobrá.
Obyvatelia s manuálnym vetraním nechávajú v noci otvorených niekoľko okien. Obyvatelia opúšťajú dom ráno a nechávajú jedno okno vo vyklopenej polohe, čo, ako ukazujú namerané hodnoty, nezaisťuje dostatočnú výmenu vzduchu v miestnosti. Hodnota CO2 zostáva počas dňa približne 800 ppm. Keď sa obyvatelia večer vrátia domov, všetky okná a dvere sú zatvorené. V dôsledku toho sa hladina CO2 zvyšuje až na 1200 ppm. Počas dňa hodnota CO2 neklesá pod 600 ppm. Napriek použitému vetraniu oknami je kvalita vzduchu v miestnosti dokonca len uspokojivá (800 – 1000 ppm CO₂) až nízka (nad 1000 ppm CO₂).
Obrázok 4 znázorňuje hodnoty CO2 všetkých sledovaných miestností ako kobercové grafy. Tieto grafy ukazujú, v akej dennej dobe a v akej sezóne je kvalita vzduchu v miestnosti dobrá, uspokojivá alebo zlá.
Byty s automatickými vetracími systémami majú lepšiu kvalitu vzduchu v miestnosti ako byty vetrané iba oknami. Vyvážené vetranie zaisťuje väčšinou dostatočnú výmenu vzduchu v miestnosti. Občas, samozrejme, prídu aj návštevníci, najmä počas vianočných sviatkov.
Aby sme dosiahli spoľahlivé výsledky pri monitoringu kvality vetrania, poučili sme obyvateľov domu, aby udržovali nastavenie prietoku vetrania na konštantnej úrovni.
Spočítali sme tiež počet hodín, počas ktorých hladina CO2 prekročila 1000 ppm. Ako je vidieť na obrázku 5, existuje obrovský rozdiel medzi bytmi s vyváženým vetraním a bytmi s ručným vetraním oknami. Typická hodnota je nižšia ako 100 hodín pri vyváženom vetraní a 3000 až 5000 hodín pri vetraní oknami.
To znamená, že v ručne vetraných bytoch je kvalita vzduchu v miestnosti na nezdravej úrovni asi 30× až 50× častejšie. Celkovo sa v bytoch s vyváženým vetraním vyskytujú nezdravé hodnoty CO2 iba v 1 % času v roku, zatiaľ čo byty s vetraním oknami vykazujú nezdravé hodnoty v 30 – 60 % času.
Vzhľadom na to, že kvalita vzduchu v miestnosti sa v bytoch s vyváženým vetraním ukázala byť dobrá, chceli sme zmerať, aký dopad na spotrebu energie má plynulý prietok čerstvého vzduchu vyváženého vetrania v porovnaní s vetraním oknami.
Celková spotreba na vykurovanie v každom byte je znázornená na obrázku 6. Výsledky ukazujú, že dva byty vľavo majú podobnú spotrebu energie na vykurovanie, aj keď ľavý spodný byt má o niečo vyššiu úroveň vyvetrania oknami.
V pravom spodnom byte bolo treba oveľa viac energie – takmer dvakrát viac ako v ľavom spodnom byte s rovnakým vetraním. To bolo čiastočne spôsobené pivnicou pod ním, ktorá nebola ani vykurovaná, ani chladená, zatiaľ čo ostatné byty mali vykurované vnútorné priestory nad aj pod nimi. Ide o tzv. „neighbour´s effect“ (efekt suseda): množstvo spotrebovanej energie sa mení podľa priemernej izbovej teploty priľahlých priestorov. Ďalším dôvodom bolo vyššie nastavenie termostatu v pravom spodnom byte. Monitorované využitie vykurovania a chladenia bytu závisí od faktora vyvetrania. To je logické, pretože vonkajší vzduch prichádzajúci oknom musí byť prispôsobený požadovanej teplote.
Obrázky 6 a 7 ukazujú, že pre rovnaký faktor vyvetrania je spotreba energie na vykurovanie a chladenie nižšia pri vyváženom vetraní. Na obrázku 6 porovnávame celkovú spotrebu na vykurovanie 22 kWh/m2 spodného ľavého bytu a 29 kWh/ m2 horného pravého bytu s rovnakým využívaním okien (rovnaký faktor vyvetrania 5 %). Vidíme, že pridanie vyváženého vetracieho systému nevedie k vyššej spotrebe energie na vykurovanie; spotreba je v skutočnosti o 24 % nižšia.
Na obrázku 7 porovnávame celkovú spotrebu na chladenie 5,9 kWh/m2 a 9,1 kWh/m2 oboch ľavých bytov s rovnakým faktorom vyvetrania. Je možné vyvodiť záver, že pridaním vyváženého vetracieho systému ušetríte približne 35 % energie na chladenie.
Manuálne vetranie sa rekuparačnému nevyrovná v kvalite, komforte ani v efektivite. Porovnanie kvality vzduchu v miestnosti ukázalo, že spodné byty s vyváženým vetraním majú oveľa lepšiu kvalitu vzduchu v miestnosti ako horné byty s ručným vetraním oknami. Pri pohľade na hodnoty CO2 sme preukázali, že obyvatelia s vyváženým vetracím systémom žijú v oveľa zdravšom prostredí.
Vetrací systém zaisťuje stálu výmenu čerstvého vzduchu v miestnostiach. Ručné vetranie zaisťuje čerstvý vzduch iba vtedy, keď je otvorených viac okien.
Priemerné vetranie oknami dlhšiu dobu neposkytuje rovnakú úroveň kvalitného vzduchu ako vyvážené vetranie. Na rozdiel od toho, čo by sa dalo očakávať, vetranie oknami nedokáže zaistiť zdravú vnútornú klímu, pretože v 30 – 60 % prípadov hodnoty CO2 prekračujú 1000 ppm.
Zdá sa, že celková spotreba energie pri vetraní miestností závisí od množstva okien a času, počas ktorého sú okná otvorené. Pridanie vyváženého vetrania s rekuperáciou tepla a chladu nevedie k vyššej spotrebe energie a výrazne zlepšuje kvalitu vzduchu v interiéri.
Text a foto: Zehnder AG
