Mikrobiální mikroklima budov (I)

Abstrakt

Série článků se zaměřuje na problematiku čistoty z hlediska mikrobiální úrovně vnitřního prostředí, a to vzduchotechnických a topných systémů bytových domů. Problematika je vzhledem ke svému rozsahu rozdělena na několik navazujících částí:

• Mikrobiální mikroklima budov a jeho limity
• Sběr a kultivace vzorků z rodinných domů
• Hodnocení rodinných domů
• Mikrobiální mikroklima ve vzdělávacích zařízeních
• Otopné plochy a mikrobiální prostředí

Cílem tohoto souboru článků je seznámit čtenáře a technické specialisty s metodami a následnými výsledky zmapování mikrobiálního znečištění vnitřních prostorů staveb. Provedená šetření umožní posouzení vlivu systémů TZB na kvalitu vnitřního prostředí, zejména na jeho mikrobiální složku. Uvedené články budou prezentovat práci a výsledky zpracované v rámci specifického výzkumu na VUT v Brně, Fakultě stavební, Ústavu technických zařízení budov, pod číslem projektu FAST-S-15-2620.

1 Úvod

Obr. 1. Příklad pracovního prostředí a vznik plísní v koutech místnosti

V současné době je kladen velký důraz na snižování energetické náročnosti budov. Běžným standardem se tak dnes stává osazení kvalitních těsných výplní otvorů (oken a dveří) a zateplení fasád objektu. Snižování tepelných ztrát a tím potřeby tepla na vytápění tedy vyžaduje nejen zvyšování tepelného odporu obálky budovy, ale také její co nejdokonalejší utěsnění. Takto provedená obálka budovy ovšem vede k výraznému snížení přirozeného větrání vnitřních prostor objektu a současně tak k navýšení relativní vlhkosti vzduchu, koncentrace škodlivin jako je CO₂ a jiné a případně k zvýšení vlhkosti samotných konstrukcí.

Obr. 1. je typickou ukázkou závislosti vnitřního (v tomto případě pracovního) prostředí a systémů TZB. Otopné těleso v pracovním prostoru, systém místního nárazového podtlakového větrání pracovního zákrytu a absence trvalého funkčního větrání, ať už přirozeným nebo nuceným způsobem, má za následek tvorbu plísní v chladnějších koutech stěn a rozvoj mikroorganismů všeobecně.

Lidé v dnešní době tráví většinu svého času ve vnitřních prostorách budov, buďto v práci nebo doma. Neuvědomují si však, že právě tam se mohou vystavovat škodlivým mikroorganismům a tím riziku nemocí. Nejčastěji vyskytujícími se mikroorganismy ve vnitřních prostorách staveb jsou bakterie Obr. 2. a plísně Obr. 3. Některé bakterie jsou užitečné (mléčné výrobky, ocet, atd.) a některé mají nepříznivý vliv na zdraví člověka a jsou původci nemocí.

Obr. 2. Ukázka kultivovaných bakterií

Obr. 3. Ukázka kultivovaných plísní

Mikroorganismy jako jsou bakterie nebo plísně nesou svůj název od skutečnosti, že mají mikroskopické rozměry a jsou tudíž běžným okem neviditelné. Pouze v případě intenzivního růstu, kdy vytváří mnohačetné kolonie, je můžeme spatřit. V určitém množství se však vyskytují všude, i když je nepozorujeme. Pro svůj život potřebují jen kyslík, vodu a živiny, které jsou schopné získávat z velkého množství podkladů. Zásadní podmínkou jejich rozvoje je tedy přítomnost vody. Množství vody ve stavebních konstrukcích i jiných materiálech v místnostech je v rovnováze se vzdušnou vlhkostí. Není-li k dispozici zdroj vlhkosti např. ve formě vzlínání vlhkosti zemní, odvíjí se vlhkost materiálů od vlhkosti vzduchu. Udržování vhodné relativní vlhkosti vzduchu je tedy základním opatřením proti jejich růstu, a naopak přítomnost většího množství vodní páry ve vzduchu je významným rizikovým faktorem.

Udržování vlhkosti vzduchu je možné zejména větráním. Nabízí se nám tedy dvě možnosti. Buď časté větrání okny, což má za následek především v zimním období nárůst nákladů na vytápění a snížení tepelného komfortu, nebo ekologicky i ekonomicky vhodnější nucené větrání pomocí vzduchotechnických systémů se zpětným získáváním tepla.

Podmínka pro správnou funkci vzduchotechnického systému je kvalitní projekt, samotná realizace a v neposlední řadě i pravidelná údržba systému, která je mnohdy opomíjena. Jedná se o výměny filtrů ve vzduchotechnických jednotkách a čistotu jak samotné jednotky, tak i například koncových elementů. Při zanedbání vlastního provozu a nedostatečné údržbě zařízení následně dochází ke snižování účinnosti filtrace vzduchu, k zanášení rozvodů vzduchu a posléze se celý systém stává živnou půdou pro růst mikroorganismů, které se větracím potrubím rozvádí do budovy. Je tedy zřejmé, že neudržovaný systém vzduchotechnický je spíše zdrojem škodlivin, než zařízením pro řízené větrání a ředění koncentrací jednotlivých škodlivin.

2 Právně závazné požadavky a hodnocení

V současné době povolený limit koncentrace mikroorganismů a plísní udává [1], a to pouze pro pobytové místnosti veřejných staveb. Tím se rozumí dle [1] stavby pro výchovu a vzdělávání, vysoké školy, školy v přírodě, stavby pro zotavovací akce, stavby zdravotnických zařízení léčebně preventivní péče, ústavy sociální péče, ubytovací zařízení, stavby pro obchod a pro shromažďování většího počtu osob. Dle [2] je pobytová místnost definována v paragrafu 3 odstavci j) následovně „pobytovou místností se rozumí místnost nebo prostor, které svou polohou, velikostí a stavebním uspořádáním splňují požadavky k tomu, aby se v nich zdržovaly osoby“.

Hodnocení mikrobiální kvality vzduchu podle počtu kolonií v objemové jednotce vzduchu bylo zavedeno již v 19. století. V současné době máme podle [1] nastaveny požadavky, kdy limit je splněn, nepřekročí-li koncentrace mikroorganismů a plísní 500 kolonií tvořících jednotek na 1 m³ vzduchu aktivním nasáváním vzduchu za pomoci aeroskopu (KTJ/m³).

Obr. 4. Vzorek kultivovaných plísní odebraných aeroskopem

Každá životaschopná bakterie nebo spora, která se ocitne na vhodném povrchu, se začne množit, až vytvoří po několika desítkách hodin celou kolonii. Na Obr. 4. je ukázka vzorku plísní, která byla odebrána ze vzduchu aeroskopem. Jedná se o vzorek se živnou půdou, kde se po čase kultivace vytvořily kolonie směsné populace plísní.

Pro zatřídění znečištění ovzduší jsou k dispozici hodnoty podle EUR 14988, které jsou stanoveny Evropskou unií na základě průměrných naměřených hodnot v ovzduší vnitřního prostředí (viz Tab. 1. a Tab. 2.). Maximální limit koncentrace mikroorganismů a plísní ve vnitřním prostředí domácností žádné závazné předpisy neuvádí a hodnoty dle EUR 14988 jsou hodnotami pouze doporučenými. Jejich účelem není určovat bezpečnou mez nebo hygienické riziko, pouze vytváří stupnici z hodnot změřených v různých prostorách, typech budov, ročním období i různými přístroji.

Tab. 1. Kritérium koncentrace směsné populace bakterií a směsné populace plísní v ovzduší pobytových místností dle EUR 14988

Tab. 2. Kritérium koncentrace směsné populace bakterií a směsné populace plísní v ovzduší domácnosti dle EUR 14988

Pokud mezi sebou porovnáme předpisy [1] (Vyhláška č. 6/2003 Sb. kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb) a EUR 14988 zjistíme tak, že požadavek dle [1] spadá podle EUR 14988 do kategorie nízkého až středního znečištění. V další práci se budeme věnovat také zjišťování, jsou-li domácnosti z mikrobiálního hlediska významně horší než pobytové místnosti veřejných budov, jak napovídá evropská tabulka.

Vzhledem k nárůstu alergiků v populaci a zejména osob s dýchacími potížemi, je vhodné snažit se dosáhnout co nejvyšší kvality vzduchu, tedy dle EUR 14988 kategorie znečištění na hodnotu „nízké“. Nejde ovšem jen o koncentraci, ale také o druhové zastoupení. Důvodem je, že různé druhy plísní mají na člověka různé alergizující účinky a dokonce některé druhy plísní alergizující účinky na člověka nemají.

Plísně se samozřejmě vyskytují i ve vnějším ovzduší, kde jsou vázány především na půdu. Jejich koncentrace během roku výrazně kolísá, přičemž v zimě jejich koncentrace bývá v desítkách a v létě v tisících KTJ/m³ vzduchu. I tato skutečnost ovlivňuje koncentraci plísní v interiéru, což je možné výrazně redukovat filtrací vzduchu při řízeném větrání.

3 Závěr

Úvodní článek představuje obecnou problematiku vnitřního prostředí s ohledem na jeho mikrobiální znečištění. Seznamuje čtenáře s aktuálně platnou legislativou a prezentuje problémy související s kontaminací vnitřních prostorů mikroorganismy.

I když je mikrobiální mikroklima jednou ze zásadních položek utvářející vnitřní prostředí staveb, je v současné době při návrhu stavby velmi podceňovaným parametrem. Zejména projektanti navrhující zařízení pro tvorbu vnitřního prostředí staveb (specialisté pro vzduchotechniku a vytápění) by měli při svých návrzích dbát na tuto složku, která je pro zdraví důležitá. Série článků si klade za cíl seznámit tyto specialisty s touto netechnickou problematikou, upozornit na faktory, které mikrobiální mikroklima utváří a v neposlední řadě zmapovat situaci v různých typech budov v České republice. V další části tak budou zveřejněny metody, výsledky z měření koncentrace bakterií a plísní v domech různého stáří a vybavení a jejich porovnání s doporučenými hodnotami.

Literatura

• [1] Vyhláška č. 6 ze dne 16. prosince 2002, kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb. In: Sbírka zákonů č. 6/2003, částka 4. Dostupné z: http://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/
• [2] Vyhláška č. 268 ze dne 12. srpna 2009, o technických požadavcích na stavby. In: Sbírka zákonů č. 268/2009, částka 81. Dostupné z: http://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/
• [3] BERNARD, J.; FRIČ, L.; RUBINOVÁ, O.; POČINKOVÁ, M.; RUBINA, A.; JELÍNEK, O. Microbiological Aspects of Energy-Efficient HVAC (Ventilation) Systems Houses, In: Advanced Materials Research, roč. 2014, č. 1041, s. 358–361. ISSN: 1662- 8985
• [4] WANNER H. a kol.; EUR 14988 - Enviromnment Institut: Indoor air quality & int impact on man, No. 12 Biological Particles in Indoor Environments; Commission of the european communites; 1993 Luxembourg

Příspěvěk vznikl za podpory specifického výzkumu VUT FAST-S-15-2620 a vědeckého centra Admas.