Jakość powietrza w budynkach. Klimatyzacja i wynikające z niej problemy

Ponad 30% użytkowników współcześnie wznoszonych budynków niezadowolonych jest z jakości powietrza. Budynki takie nazywa się chorymi budynkami (Sick Buildings). Dlaczego tak ważna jest jakość powietrza?

Jakość powietrza - diagnoza

W ostatnich latach, zwłaszcza w dużych miastach Polski, daje się zauważyć zainteresowanie klimatyzowanymi pomieszczeniami biurowymi o podwyższonym standardzie. Jednak wielu ich użytkowników nadal negatywnie ocenia powietrze wewnętrzne. Krytykowane są nawet te obiekty, w których inwestorzy, projektanci, konstruktorzy i wykonawcy starali się przestrzegać wszelkich polskich zaleceń, wymagań i normatywów. Wydaje się, że inwestorzy, dążąc do szybkiego i relatywnie taniego wzniesienia obiektów biurowych, przeznaczonych zwykle na wynajem, powtarzają błędy, które kilkanaście lat temu towarzyszyły temu rodzajowi budownictwa w krajach rozwiniętych. Problemem tym zajęła się Światowa Organizacja Zdrowia - WHO. Zgodnie z jej wskazówkami, budynki, w których ponad 30% użytkowników jest niezadowolonych z jakości powietrza, zaczęto klasyfikować jako "budynki chore" (Sick Buildings). Oceniono wtedy, że do tej grupy powinno być zaliczonych od 10 do 30% obiektów biurowych na świecie. Badania nad Syndromem Chorych Budynków (Sick Buildings Syndrome) pozwoliły na określenie czynników, mogących mieć negatywny wpływ na samopoczucie pracujących w budynku ludzi.

Patrz też: Czyszczenie klimatyzacji

Jakość powietrza - przyczyny choroby

Podstawowym czynnikiem są złe parametry fizyczne powietrza, które mogą być przyczyną braku komfortu cieplnego, a kolejnym - podwyższone stężenie zanieczyszczeń gazowych, cząstek stałych lub mikroorganizmów w powietrzu. Znaczenie poszczególnych czynników zmienia się w trakcie eksploatacji budynku. Tuż po oddaniu budynku do użytku zagrożenie stwarza zwykle wysokie stężenie zanieczyszczeń chemicznych w powietrzu, spowodowane ich intensywną emisją z materiałów budowlanych i elementów wyposażenia wnętrz. Po kilku miesiącach emisja zanieczyszczeń spada zazwyczaj do wartości nie mających wpływu na samopoczucie ludzi. Dążenie do minimalizacji kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych powoduje, że inwestorzy najczęściej chcą ograniczyć strumień powietrza wentylacyjnego do niezbędnego minimum higienicznego. Określa się je przy założeniu, że powietrze w pomieszczeniu ulega zanieczyszczeniu jedynie wskutek przebywania w nim ludzi. Takie podejście sprawia, że nie dostrzega się zagrożeń, stwarzanych przez materiały budowlane i elementy wyposażenia wnętrz. Dodatkowo w wielu instalacjach klimatyzacyjnych przewody i urządzenia nie są czyszczone i dezynfekowane. Staje się to przyczyną występowania w pomieszczeniach zanieczyszczeń mikrobiologicznych lub zapachowych. Z tego powodu niektórzy lekarze twierdzą, że dodatkowym czynnikiem pogarszającym jakość powietrza jest klimatyzacja w pomieszczeniach.

Jakość powietrza w biurach

W czasie badań higienicznych powietrza w biurach identyfikuje się zwykle od kilkudziesięciu do kilkuset substancji chemicznych. Środowisko wewnętrzne przyjazne użytkownikom można kształtować tylko wówczas, gdy do wykonania budynku stosuje się materiały budowlane oraz wykończeniowe, które emitują minimalną ilość zanieczyszczeń. Pomieszczenia biurowe nie mogą być nadmiernie zagęszczone. Dla biur indywidualnych przyjmuje się zagęszczenie około 0,1 osoby/m², a dla biur typu otwartego 0,07 osoby/m² (wg. raportu CEN z roku 1998). W bezpośrednim otoczeniu drukarek laserowych, kopiarek i innych urządzeń powinny znajdować się kratki wywiewne. Zanieczyszczenia powietrza występujące w pomieszczeniach biurowych wykazują działanie addytywne (sumujące). Dlatego w trakcie określania minimalnej wartości strumienia powietrza wentylacyjnego należy uwzględniać rodzaje materiałów budowlanych i wyposażenia biura.

Systemy wentylacji

Coraz większą uwagę zwraca się także na efektywność systemu wentylacji. Decydując się na wyporowy system rozdziału powietrza, w bezpośrednim otoczeniu człowieka można uzyskać znacznie lepszą jakość powietrza niż przy klasycznej wentylacji mieszającej. Rozwiązanie takie jest szczególnie polecane dla pomieszczeń wysokości powyżej 3 m, charakteryzujących się relatywnie niewielkimi zyskami ciepła (< 50 W/m²) oraz dużą wartością minimalnego strumienia powietrza wentylacyjnego, odniesionego do powierzchni podłogi (> 18 m³/hm²). Idea kształtowania środowiska wewnętrznego przyjaznego użytkownikom sprawia, że unika się systemów recyrkulacji powietrza usuwanego, stosując w zamian systemy odzyskiwania energii z powietrza usuwanego. Najlepiej sprawdzają się systemy całkowicie oddzielające strumienie powietrza, pomiędzy którymi zachodzi wymiana ciepła. Aby ograniczyć zagrożenia związane z zanieczyszczeniami mikrobiologicznymi, unika się rozpylania wody w instalacjach klimatyzacyjnych i chłodniczych. Dotyczy to szczególnie instalacji wykorzystujących wodę o temperaturze od 30 do 42^oC, sprzyjającej rozwojowi bakterii Legionella Pneumophilia. Wszystkie omawiane parametry mają wpływ na ocenę jakości mikroklimatu w biurze. Należy jednak pamiętać, że ludzie w różny sposób reagują na takie same czynniki mikroklimatyczne. Można temu zaradzić, stosując systemy, umożliwiające indywidualne ustawianie parametrów środowiska wewnętrznego.

Jakość powietrza - wytyczne

Wiedza o kształtowaniu środowiska w pomieszczeniach oraz o subiektywnych odczuciach ich użytkowników doprowadziła do opracowania raportu CEN - "Wentylacja w budynkach: Kryteria kształtowania środowiska wewnątrz budynku" (Ventilation for Buildings: Design Criteria for the Indoor Environment). Celem raportu jest umożliwienie przyjęcia szczegółowych założeń technicznych dla różnego rodzaju budynków w zależności od wymagań. W dokumencie wprowadzono trzy kategorie środowiska w pomieszczeniach: kategoria A - pomieszczenia o wymaganiach wysokich, B - o wymaganiach średnich, C - o wymaganiach umiarkowanych.
Rozróżnia się trzy klasy materiałów budowlanych: M1, M2 oraz M3.
Do kategorii M1 zalicza się materiały budowlane, przebadane pod względem emisji zanieczyszczeń, spełniające następujące kryteria:
- całkowita emisja lotnych związków organicznych (TVOC) < 0,2 mg/m²h, - emisja formaldehydu (HCOH) < 0,05 mg/m²h, - emisja amoniaku (NH₃) < 0,03 mg/m²h, - emisja związków kancerogennych zaliczanych do 1 kategorii według klasyfikacji IARC < 0,0005 mg/m²h. Do tej kategorii należą także materiały bezpieczne ze względu na emisję zanieczyszczeń: cegła, kamień naturalny i marmur, płytki ceramiczne, szkło, powierzchnie metalowe.
Do kategorii M2 zalicza się materiały budowlane, przebadane pod względem emisji zanieczyszczeń, spełniające kryteria: - całkowita emisja lotnych związków organicznych (TV OC) < 0,4 mg/m²h, - emisja formaldehydu (HCOH) < 0,125 mg/m²h, - emisja amoniaku (NH₃) < 0,06 mg/m²h, - emisja związków kancerogennych zaliczanych do 1 kategorii według klasyfikacji IARC < 0,005 mg/m²h.
Do kategorii M3 zaliczane są materiały nie przebadane oraz takie, których emisja przekracza wartości dopuszczalne dla kategorii M2.
W budynkach klasyfikowanych jako budynki o niskiej emisji zanieczyszczeń z materiałów budowlanych, większa część powierzchni jest wykonana z materiałów zaliczanych do klasy M1, określony odsetek powierzchni może być zaliczany do klasy M2, a powierzchnie wykończone materiałami zaliczanymi do klasy M3 mogą występować sporadycznie. Wysoka jakość mikroklimatu jest korzystna zarówno dla pracowników, bo podnosi komfort pracy, jak i dla pracodawców, ponieważ zwiększa wydajność pracy. Warto dodać, że obecnie systemom wentylacji mechanicznej i klimatyzacji przypisuje się najważniejszą rolę w podnoszeniu jakości mikroklimatu (według raportu CEN z roku 1998).

Jakość powietrza - w Polsce

 W Polsce dotychczas mało uwagi poświęcano jakości powietrza w pomieszczeniach, w których pracują ludzie. Wydaje się, że obiekty u nas wznoszone w większości spełniają jedynie wymagania kategorii C, a tylko niewielka ich liczba mogłaby zostać zakwalifikowana do kategorii B. Prawdziwy stan budynków wyposażonych w systemy klimatyzacyjne mógłby zostać oceniony dopiero wówczas, gdyby wprowadzono obligatoryjne, okresowe kontrole, prowadzone przez interdyscyplinarne zespoły. Przymus przeprowadzania takich badań wprowadzono w Szwecji. Już w pierwszym roku ich wyniki doprowadziły do zdyskwalifikowania 43% instalacji wentylacyjnych w budynkach biurowych. Jako podstawowe przyczyny dyskwalifikacji podano: niewłaściwy strumień powietrza wentylacyjnego, brak instrukcji eksploatacyjnej oraz osadzanie się zanieczyszczeń w urządzeniach i przewodach wentylacyjnych."