Výsledky měření koncentrace CO2 v ložnici
Experiment měření koncentrace oxidu uhličitého v ložnici jsem provedl v únoru 2018 během jednoho týdne. Hodnoceny jsou koncentrace v průběhu noci, a to za různých režimů přirozeného větrání. Výsledky ukazují na významný vliv větrání na kvalitu vzduchu. Dokazují, že pouze přirozené větrání těsnými okny v současných developerských bytových novostavbách je nedostatečné.
Obr. 1 Měření koncentrace CO2 přístrojem Lutron MCH-383SD
Test proběhl v třípokojovém bytě s podlahovou plochou 75 m2. Ložnice samotná má plochu 16 m2. Okna bytu jsou plastová s izolačním dvojsklem, křídla umožňují kromě otevření polohu vyklopení (ventilačka) a mikroventilaci. V bytě žijí dvě dospělé osoby. Dům stojí v pražských Řeporyjích. Kolaudace domu proběhla v roce 2009.
Měřicí přístroj
Koncentraci CO2 jsem měřil a zaznamenával přístrojem Lutron MCH-383SD. Přístroj novinářům zapůjčilo Centrum pasivního domu. Lutron MCH-383SD měří a zaznamenává kromě koncentrace CO2 také relativní vlhkost a teplotu vzduchu. Data jsou zaznamenávána do tabulky MS Excel na paměťovou kartu. Přístroj jsem měl umístěný na komodě asi 1,5 m od okna, ve výšce přibližně 150 cm nad podlahou.
Účinky CO2 na lidský organismus a požadavky předpisů
Vyhláška č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby v platném znění uvádí, že pobytové místnosti musí mít zajištěno dostatečné přirozené nebo nucené větrání a musí být dostatečně vytápěny s možností regulace vnitřní teploty. Pro větrání pobytových místností musí být zajištěno v době pobytu osob minimální množství vyměňovaného venkovního vzduchu 25 m3/h na osobu, nebo minimální intenzita větrání 0,5 1/h. Jako ukazatel kvality vnitřního prostředí slouží oxid uhličitý CO2, jehož koncentrace ve vnitřním vzduchu nesmí překročit hodnotu 1500 ppm.
Nařízení č. 10/2016 Sb. hl. m. Prahy (Pražské stavební předpisy) v platném znění uvádí, že pobytové místnosti, vyjma místností ve stavbách pro rodinnou rekreaci a ubytovacích jednotek, musí být větrány tak, aby byla dodržena hodnota maximální přípustné koncentrace oxidu uhličitého 1500 ppm při pobytu osob. V příloze Pražské stavební předpisy uvádějí požadavek dávky venkovního vzduchu na osobu při trvalém větrání 15 m3/h.
| Koncentrace [ppm] | Účinky |
|---|---|
| cca 350 | úroveň venkovního prostředí |
| do 1000 | doporučená úroveň CO2 ve vnitřních prostorách |
| 1200–1500 | doporučená maximální úroveň CO2 ve vnitřních prostorách |
| 1000–2000 | nastávají příznaky únavy a snižování koncentrace |
| 2000–5000 | nastávají možné bolesti hlavy |
| 5000 | maximální bezpečná koncentrace bez zdravotních rizik |
| > 5000 | nevolnost a zvýšený tep |
| > 15000 | dýchací potíže |
| > 40000 | možná ztráta vědomí |
| kategorie | CO2 [ppm] |
|---|---|
| I | 350 |
| II | 500 |
| III | 800 |
| IV | > 800 |
Pozn.:
| |
(Zdroj tabulek 1 a 2: Mathauserová Z., Hygienické požadavky na vnitřní prostředí staveb; TZB-info, 25. 2. 2013)
Vlastní měření koncentrace CO2
Měření proběhlo v zimních měsících, což je pro hodnocení výsledků rozhodující. Právě v zimě je při přirozeném větrání obtížné nastavit ideální režim. Přirozeným větrání otevřenou ventilačkou se dosáhne přísunu čerstvého vzduchu, ale za cenu velice chladných teplot v interiéru. Při opravdu silných mrazech je pro mě z důvodu chladu ventilačka zcela vyloučena. V úvahu připadá pouze mikroventilace. Ovšem i při ní proudí mrazivý vzduch a klesá do dolní poloviny místnosti. Pocítí to zejména osoba ležící blíže k oknu. Stav lze při ventilačce a mikroventilaci do určité míry eliminovat otevřením hlavice na otopném tělese na vysokou hodnotu a přicházející mrazivý vzduch v podstatě „průtokově“ ohřívat, ovšem s vědomím extrémních úniků tepla. A jak je to tedy při těchto režimech s koncentrací CO2?
Noc z 8. 2. na 9. 2.
Režim: mikroventilace, otevřené interiérové dveře
Ve večerních hodinách 8. února byl přístroj instalován do ložnice. První měřené kolísající hodnoty viditelné i na začátku grafu nejsou relevantní, protože se přístroj v té chvíli kalibruje.
První noc byl zvolen režim mikroventilace a otevřených interiérových dveří všech obytných místností v bytě. Celý týden, kdy jsme měřili, bylo bezvětří. Asi ve 22:00 hodin jsme intenzivně vyvětrali. Hodnoty koncentrace CO2 klesly až na 781 ppm. Potom při zvoleném režimu hodnoty koncentrace plynule stoupaly. V 1:49 překročily hodnotu 1000 ppm, pak dále stoupaly a postupně se držely na hodnotách 1030 až 1060 po zbytek noci.
Graf 01
Nad 1100 ppm vystoupala koncentrace paradoxně ráno po tom, co se vstává, ale nevětrá, mikroventilace se zavírá. Přes den koncentrace postupně klesla až k hodnotám mezi 950 až 990 ppm. Zvýšila se před devatenáctou hodinou při návratu domů na hodnoty až téměř 1500 ppm.
Noc z 9. 2. na 10. 2.
Režim: mikroventilace, zavřené interiérové dveře
V 19:00 jsme intenzivně vyvětrali. Po vyvětrání klesla koncentrace na 533 ppm, pak plynule rostla až na hodnotu 1228. Ve 23:46 jsme ložnici opět vyvětrali. Po vyvětrání koncentrace klesla až na 520 ppm, v nevětrané ložnici pak plynule stoupala až na hodnotu 1595 před sedmou ráno, pak při vstávání mírně klesla, protože se otevírají dveře v pokojích.
Graf 02
Přes den byla v bytě jedna osoba, koncentrace se držela až nad 1500 ppm. Kolem půl osmé večer, kdy byli doma dva lidé a nevětralo se, plynule stoupala až přes hodnoty 2300 ppm pozdě večer.
Noc z 10. 2. na 11. 2.
Režim: ventilačka, otevřené interiérové dveře.
Ve večerních hodinách bez větrání se hodnoty koncentrace držely kolem 2000 ppm. Od přibližně půl dvanácté, kdy jsme šli spát, do čtvrt na jednu, než jsme otevřeli ventilačku, vystoupala koncentrace na vůbec nejvyšší hodnotu za celé měření: 2327 ppm, což byl důsledek pobytu jedné osoby přes den a dvou osob v podvečerních a večerních hodinách v bytě zcela bez větrání. Asi ve čtvrt na jednu jsme otevřeli ventilačku. Od té chvíle koncentrace plynule klesala od hodnot 2300 ppm na 1000 v 1:48, od cca 4 ráno do 7 ráno se držela na hodnotách přes 700 ppm.
Graf 03
Noc z 11. 2. na 12. 2.
Režim: ventilačka, zavřené interiérové dveře.
Průběh koncentrace CO2 je v podstatě identický jako předchozí noc, při spánku se od cca 4 do 7 hodin ráno hodnota ustálila na hodnotách přes 700 ppm.
Graf 04
Noc z 12. 2. na 13. 2.
Režim: ventilačka, zavřené interiérové dveře.
Mezi 19. a 20. hodinou, kdy se nevětralo, hodnoty vystoupaly na více než 900 ppm, kolem 21. hodiny i na 1200 ppm. Po otevření ventilačky a ulehnutí hodnoty koncentrace klesaly. Až do vstávání se držely kolem hodnoty 700 ppm.
Graf 05
Noc z 14. 2. na 15. 2.
Režim: zavřené okno, zavřené interiérové dveře.
Ve večerních hodinách se hodnota koncentrace držela na 1300 ppm. Ve 23:15 jsme intenzivně vyvětrali, hodnoty klesly až na 550 ppm. Potom jsme na sebe v rámci touze po poznání nasadili ten nejtvrdší režim a nechali jsme okno i dveře zavřené. Hodnoty koncentrace začaly ihned stoupat a s kolísáním se dostaly až k hodnotě 1850 ppm ve 3:49, kdy jsme krátce vyvětrali a pak nechali otevřenou ventilačku. Od té chvíle hodnoty koncentrace klesaly k již známým 700 ppm.
Graf 06
Noc z 15. 2. na 16. 2.
Režim: ventilačka, otevřené interiérové dveře, před spaním nevyvětráno.
Průběh koncentrace CO2 se při zvoleném režimu a znalosti koncentrací z předchozích grafů dá již očekávat. Hodnoty koncentrace během noci klesaly od 2000 před půlnocí, kdy se šlo spát, až na obvyklých 700 v druhé polovině noci.
Graf 07
Měření jsme ukončili 16. 2. v 7:56 hodin.
Shrnutí
Intenzivní větrání v ložnici zajistilo koncentraci CO2 na hodnotě cca 550 ppm. Při otevřené ventilačce se koncentrace udržela na hodnotě 700 až 750 ppm, a to bez závislosti na otevřených nebo zavřených interiérových dveřích. Při mikroventilaci a otevřených interiérových dveřích hodnoty koncentrace dosáhly až 1060 ppm. Při mikroventilaci a zavřených interiérových dveřích byly hodnoty koncentrace až 1595 ppm. Při zavřeném okně i interiérových dveřích hodnoty vystoupaly až na 1850 ppm, přičemž by pravděpodobně stále stoupaly, kdybych se nerozhodl vyvětrat. Maximální změřená hodnota koncentrace CO2 byla 2327 ppm v pozdních večerních hodinách při celodenním pobytu v bytě bez větrání.
| Režim přirozeného větrání | Interiérové dveře | Maximální hodnota koncentrace CO2 [ppm] |
|---|---|---|
| Otevřené okno | Otevřené i zavřené | 550 |
| Vyklopené okno (ventilačka) | Otevřené i zavřené | 700 až 750 |
| Mikroventilace | Otevřené | 1060 |
| Mikroventilace | Zavřené | 1595 |
| Zavřené okno | Zavřené | 1850 |
| Zavřené okno při celodenním pobytu bez větrání (vůbec nejvyšší změřená hodnota) | Otevřené i zavřené | 2327 |
Vyhodnocení a závěr
Režimy přirozeného větrání, které jediné zajistí přijatelnou koncentraci CO2 v ložnici, jsou otevřené okno a vyklopené okno (ventilačka). Režim mikroventilace při zavřených interiérových dveřích dostatečnou výměnu vzduchu charakterizovanou požadavkem maximální koncentrace CO2 v českých předpisech v mé ložnici nezajistil. Subjektivně je však přísun čerstvého vzduchu mikroventilací nedostatečný i při otevřených dveřích. Dlouhodobé vlastní zkušenosti ukazují, že pouhá mikroventilace způsobuje nekvalitní spánek a ranní únavu. Při zavřeném okně a interiérových dveřích byla koncentrace CO2 již nepřijatelná, a to i z hlediska subjektivního. Zavřené okno v podstatě neumožňuje dlouhodobý klidný spánek. I v testu jsme to vydrželi jen část noci (graf 06). Jak příznivý je trvalý přísun čerstvého vzduchu na kvalitu spánku ukazují nynější letní měsíce roku 2018, kdy píšu tento článek a kdy spíme s oknem otevřeným dokořán. Kvalita spánku v porovnání se zimními měsíci vůbec nesnese srovnání, přičemž jde samozřejmě o subjektivní hodnocení. Stejnou zkušenost mám i z předchozího bydliště v panelovém domě s vyměněnými okny.
Současná masová developerská výstavba bez nuceného větrání a „revitalizované“ panelové domy s vyměněnými okny nemohou zajistit dostatečnou výměnu vzduchu v interiéru po celé roční období. Jde o handicap, jehož odstranění je úkolem stavařů do budoucna. V případě realizace vlastního individuálního bydlení si dům bez nuceného větrání, které zajistí dostatečný přísun čerstvého vzduchu trvale každý den roku, nedovedu představit.
The measurement of carbon dioxide concentration was made in my bedroom in February 2018 within one week. CO2 concentration during the night is evaluated under different ventilation modes. The results show a significant effect of ventilation on air quality. They prove that only natural ventilation through tight windows in current developmental residential buildings is inadequate.
