Dotazníkový průzkum stavu školských budov

Celkem bylo získáno 1 263 odpovědí z 5 777 možných. Odpovědi slouží jako reprezentativní statistický vzorek pro popis typické školy pro následné další použití při řešení problematiky vnitřního prostředí ve školách.

Úvod

V rámci zkoumání problematiky vnitřního prostředí ve školách byl pro zjištění stávajícího stavu školských budov vytvořen anonymní internetový dotazník adresovaný ředitelům škol. Pro dotazníkový průzkum byly využity některé poznatky z literární rešerše [19], vč. podkladů s obdobnou problematikou [1], [4], [5], [7], [8], [10], [11], [13], [15]. Do průzkumu byly zařazeny všechny základní a střední školy (podle registru MŠMT [16]) vč. gymnázií, obchodních akademií, uměleckých škol a odborných učilišť. Dotazníkový průzkum byl adresován na 5 777 školských subjektů. Mateřské školy byly z průzkumu vyjmuty, nicméně řada základních škol zajišťuje i jejich provoz. V tab. 1 je uvedena celková statistika školských zařízení v roce 2013/2014.

Celkem bylo obdrženo 1 263 odpovědí, což činí 21,7 % z celkového počtu dotázaných subjektů. Největší zájem o dotazník byl zaznamenán ve Středočeském, Moravskoslezském a Jihomoravském kraji, kde počet odpovědí převyšuje 10% hranici. Nejnižší zájem o anketu z hlediska počtu odpovědí byl v Karlovarském kraji (obr. 1). Pokud se počet odpovědí vztáhne na počet obyvatel daného kraje, pak nejnižší zájem o anketu byl v Praze, nejvyšší pak v kraji Vysočina.

Podle očekávání byla nadpoloviční většina odpovědí obdržena ze základních škol (obr. 2). Čtvrtinu škol tvoří střední školy vč. obchodních akademií a střední odborná učiliště. U některých škol zajišťují střední školy také provoz obchodních akademií a gymnázií. Obdobně tomu je u ZŠ, kdy některé školy provozují i určitý typ středního vzdělávání. Specifickým typem škol jsou základní umělecké školy, které mají poněkud odlišný režim výuky. Jejich podíl (18 škol) z celkového počtu škol je však zanedbatelný.

Obr. 1 Počet odpovědí podle příslušnosti ke krajům ČR z celkového počtu odpovědí

Obr. 2 Složení respondentů podle typu školy z celkového počtu odpovědí (ZŠ – základní škola, GYM – gymnázium, SŠ – střední škola, OA – obchodní akademie, VOŠ – vyšší odborná škola, SOU – střední odborné učiliště, Spec. – speciální škola)

Výsledky dotazníku

Dotazník se skládal z 18 otázek (viz pole) a odpovědi byly pro rychlý výběr předdefinovány. Otázky byly zaměřeny na umístění, stáří a technický stav školní budovy se zaměřením na větrání a provoz školy. Jelikož byl dotazník určen pro respondenty, u kterých se nepředpokládala detailní znalost problematiky kvality vnitřního prostředí, byly otázky a možné odpovědi s tímto vědomím formulovány. Každý respondent měl na závěr možnost doplnit své odpovědi komentářem.

Stáří škol

Na obr. 3a je znázorněno procentuální zastoupení škol z hlediska stáří budovy, na obr. 3b je pak statistika vztažena na počet žáků navštěvujících danou školu. Více než polovina školských budov, o kterých byly získány informace (z 21,7 % odpovědí), byla postavena před rokem 1945 (54 %) a navštěvuje je rovněž téměř polovina žáků (48 %). Za pozornost stojí budovy postavené před rokem 1900, jejichž počet není zanedbatelný (22 %). Tyto školy navštěvuje téměř 16 % žáků. Přibližně čtvrtinu škol (28 %) tvoří relativně moderní budovy s datem vzniku po roce 1970, které navštěvuje téměř třetina žáků (30 %). Z hlediska ochrany budovy je 167 budov památkově chráněných, což odpovídá přibližně 13 % z celkového počtu obdržených odpovědí.

a)

b)
Obr. 3 Stáří škol vztaženo k a) počtu škol, b) počtu žáků z obdržených odpovědí

Umístění škol

Obr. 4 Umístění škol z hlediska okolí z celkového počtu odpovědí

Lze předpokládat, že kvalita ovzduší v učebnách škol bude souviset i s umístěním školní budovy – školy v blízkosti rušných komunikací nebo zdrojů znečištění budou mít s přirozeným větráním okny nepochybně problémy v důsledku snahy učitelů minimalizovat dopad okolních vlivů (hluk, prašnost, zápach). Z celkového počtu obdržených odpovědí průzkumu vyplývá, že tuto skupinu tvoří čtvrtina škol (26 %). Téměř třetina škol (31 %) leží ve venkovské oblasti; 26 % škol je umístěno v bytové nebo sídlištní zástavbě; 12 % v historické zástavbě městských center; 3 % respondentů uvedlo umístění v klidné oblasti.

Počet žáků

Obr. 5 Počet žáků navštěvujících jednu školu z celkového počtu odpovědí

Na obr. 5 je uvedeno procentuální zastoupení počtu žáků navštěvujících jednu školu. Údaje se týkají celkem 397 984 žáků. Nejméně žáků navštěvujících jednu školu dle dotazníku byl 14 (venkovská základní škola) a nejvíce 1 887 (v sídlištní zástavbě většího města). Průměrně navštěvuje jednu školu 316 žáků. V dotazníku jsou zastoupeny jak malé venkovské školy, tak i velké městské školy. Zhruba pětina škol je malotřídních, kdy počet žáků nepřevyšuje 100, další pětinu tvoří školy, které navštěvuje více než 500 žáků.

Budova školy a její provedení

Další otázky směřovaly na charakteristiku budovy a provedení se zaměřením na zateplení budovy, základní stavební materiál, zdroj tepla, provedení oken apod.

Z odpovědí vyplývá, že 54 % škol účastnících se dotazníku prošlo rekonstrukcí v podobě zateplení a výměny oken; 16 % prošlo kompletní rekonstrukcí vč. výměny zdroje tepla. Jako základní stavební materiál dominuje cihla (56 %). 63 % škol disponuje šikmou střechou a 30 % střechou rovnou. Z hlediska počtu pater jsou nejčastěji zastoupeny školy 2–3patrové, kterých je 69 %. Významný je podíl jednopatrových škol (18 %), naopak počet škol s více než 3 patry je pouze 13 %.

a)

b)

Obr. 6 a) Základní stavební materiál, b) Počet pater (vztaženo k celkovému počtu obdržených odpovědí)

Problematika zateplování budov a výměny oken je značně podpořena zvyšujícím se standardem z hlediska energetické náročnosti budov, který je podpořen možností čerpání investičních nákladů z dotačních programů [18]. Dle statistiky Státního fondu životního prostředí bylo ke dni 31. 7. 2014 aktivních 129 žádostí v programu Zelená úsporám, které se týkaly zateplení školských a předškolních zařízení. Zřizovatelé škol mohli žádat o dotace také v programu Operačního fondu životního prostředí pod „P03 – Úsporná energetická opatření“. Ke dni 9. 7. 2014 obsahoval list přes 5 000 žádostí, ze kterých se přibližně 3 400 žádostí (tj. 68 %) týkalo zateplení nebo výměny oken školských zařízení včetně realizace energetických opatření. Bohužel detailní statistiku SFŽP respektive MŽP neposkytuje. Nicméně tyto údaje znamenají, že přibližně každá třetí školská budova v ČR již požádala (a má schválenou žádost) nebo již realizovala energetická opatření vedoucí k utěsnění obálky budovy a snížení celkové energetické náročnosti budovy. Je nutné podotknout, že se jedná o údaje z veřejně dostupných statistik OPŽP / MŽP porovnaných se statistikou ČSÚ [3]. Z prezentovaného dotazníkového průzkumu vyplynulo, že k zateplení budovy a výměně oken došlo u 70 % respondentů.

Zdroj tepla

Obr. 7 Zdroje tepla ve školách účastnících se dotazníku

Převážná většina škol (71 %) účastnících se dotazníku disponuje vlastním lokálním zdrojem tepla, nejčastěji pak plynovým kotlem (58 %). Zhruba třetina škol (29 %) je napojena přes výměníkovou stanici na distribuční síť CZT a dalších 6 % využívají kotel na tuhá paliva nebo elektrokotel (každý po 3 %). Zbývajících 6 % uvedlo jako zdroj tepla ostatní, kam patří lokální zdroje tepla jako akumulační kamna, kotle na biomasu, LTO, apod. nebo kombinace výše uvedených možností.

Provedení oken

Statistika provedení oken je uvedena na obr. 8a. Převážná většina dotázaných školských budov je vybavena novými okny (72 %). Nejrozšířenějším typem oken jsou podle očekávání okna plastová, která uvedli respondenti v 63 % případů. V některých školách jsou použity repliky původních oken ze dřeva. Hliníková okna nejsou příliš rozšířená, což lze zdůvodnit jejich vysokou pořizovací hodnotou. Ve 23 % případů je ve školách použit starší typ oken tj. buď původní, nebo repasovaná okna (dřevěná / špaletová / zdvojená).

Obdobně byl zaměřen dotaz na provedení oken z hlediska otevírání okenních křídel (obr. 8b). Zde měli respondenti možnost zaškrtnout více možností, nicméně pro vyhodnocení byla vybrána odpověď, která nejlépe charakterizuje provedení oken. Více než polovina oken ve školách (51 %) má možnost plného otevření; 36 % oken má možnost vyklopení spodních i horních křídel; v 8 % případů je možné vyklopení spodního křídla; 3 % škol je vybaveno okny, která mají možnost otevření pouze do polohy tzv. „mikroventilace“. Přibližně čtvrtina dotázaných (27 %) odpověděla, že jejich okna jsou vybavena rovněž mikroventilací.

a)

b)

Obr. 8 Statistika provedení oken (vztaženo k celkovému počtu obdržených odpovědí)

Větrání učeben

Další dotaz směřoval na charakteristiku větrání v zimním období v době výuky (obr. 9a). Podle očekávání převažuje přirozený způsob větrání. Ve většině učeben (70 %) je větrání v podobě otevírání oken zajišťováno vyučujícím podle jeho uvážení; 13 % respondentů odpovědělo, že okna jsou převážně zavřená z důvodu úspory energie na vytápění; 8 % dotázaných využívá pro větrání tzv. „mikroventilaci“; 6 % dotázaných odpovědělo, že křídla oken jsou převážně vyklopená. Nucené větrání učeben představuje v celkovém počtu zcela zanedbatelnou položku.

Zde se lze pouze domnívat, jaká může být kvalita ovzduší v učebnách, pokud o větrání během výuky rozhoduje převážně lidský faktor. Otázkou je, zda učitel sám rozpozná potřebu větrat, často si totiž na nevyhovující prostředí v učebně zvykne, navíc jeho organismus je často odolnější. Tato úvaha vede k otázce instalace čidel CO₂ jako ukazatele kvality vnitřního prostředí, což by mohlo učitele na aktuální stav prostředí upozornit. Nutno zdůraznit, že instalace čidel CO₂ není všeho spasitelná, nicméně za současného stavu představuje výrazný pokrok v řešení dané problematiky.

Obdobně byl zaměřen dotaz na větrání o přestávkách (obr. 9b). Většina dotázaných (40 %) odpověděla, že okna jsou zavřená z bezpečnostních důvodů; cca 22 % subjektů provozuje vyklopené křídla oken; pouze v 13 % případů jsou dveře i okna otevřená a 14 % škol provozuje okna s „mikroventilací“.

a)

b)

Obr. 9 Provoz větrání v učebnách škol a) v době výuky, b) o přestávkách z celkového počtu obdržených odpovědí

Činnost a pohyb žáků po budově o přestávkách

Obr. 10 Činnost a pohyb žáků po budově o přestávkách (vztaženo k celkovému počtu obdržených odpovědí)

U otázky týkající se činnosti žáků o přestávkách (obr. 10), uvedla nadpoloviční většina respondentů, že žáci mají dovolený volný pohyb po budově (51 %); ve 13 % případů se žáci procházejí po chodbách; stejný počet, tedy 13 % setrvává během přestávek ve třídách; v 7 % případů mají žáci možnost procházet se po školním dvoře; 6 % uvedlo, že žáci opouští učebny.

Subjektivní hodnocení kvality vnitřního ovzduší

Obr. 11 Subjektivní hodnocení kvality ovzduší ve školách (vztaženo k celkovému počtu obdržených odpovědí)

Na závěr dotazníku měli respondenti za úkol subjektivně zhodnotit kvalitu ovzduší v učebnách jejich školy. Pro tento účel sloužila stupnice 1–5, kdy 1 znamená velmi dobrá a 5 nedostatečná kvalita ovzduší. 51 % respondentů uvedla stupeň 2; 28 % stupeň 3 a pouhé 1 % uvedla stupeň 5, tedy nedostatečná. Nutno připomenout, že dotazník byl adresován ředitelům škol.

Převážná většina respondentů uvedla víceméně spokojenost s kvalitou vnitřního ovzduší v učebnách. Z provedených měření [2], [6], [9] a prací dalších autorů [12], [14] vyplývá, že kvalita vnitřního ovzduší v učebnách je často nedostatečná a to nejen v našich podmínkách. Pokud porovnáme subjektivní hodnocení s předchozími odpověďmi (provedení a otevírání oken), lze se domnívat, že respondenti nejsou plně seznámeni s uvedenou problematikou a nemají prostředky jak kvalitu ovzduší posoudit. Odpovědi totiž vykazují jistou mírou alibismu. Dalším problémem může být určitá obava ředitelů škol z možných důsledků odpovědi pro jejich školu, přitom dotazník byl zcela anonymní.

Různé

Na závěr dotazníku měli respondenti možnost doplnit své odpovědi komentářem. Tuto možnost využilo pouze 115 dotázaných, tj. 9,1 %. Zde se objevuje informace o zcela odlišném režimu výuky u základních uměleckých škol, nicméně počet těchto škol v dotazníku byl zanedbatelný. Většina komentářů se vztahuje k problematice zateplení budovy a výměně oken. Je zřejmé, že ředitele škol zajímá pochopitelně snižování provozních nákladů, někteří dokonce větrání označují za „luxus“. Řada komentářů popisuje problémy s vysokými teplotami vzduchu ve třídách v letních měsících po zateplení a výměně oken. Pouze několik dotázaných vnímá problematiku větrání a kvality vnitřního ovzduší (14 % ze 115 komentářů) a potvrzuje tak dříve v článku uvedený komentář v části subjektivního hodnocení. Narážejí ovšem na problém s přísným hodnocením úspor v případě čerpání dotací a nezájmem ze strany zřizovatelů. Často je kritizována politika dotačních programů, která se vztahuje pouze na zateplení a výměnu oken, dále problémy s kvalitou venkovního ovzduší (lokální zdroje škodlivin, smogová situace), kdy je přirozené větrání prakticky znemožněno.

Vyhodnocení dotazníku

Typická škola

Obr. 12 Typická škola

Typická škola (daná výsledky dotazníku dle četnosti vztažených na celkový počet obdržených odpovědí) prošla rekonstrukcí v podobě zateplení a výměny oken z důvodu energetických úspor. Je vybavena těsnými okny a větrání je řešeno jako přirozené otevíratelnými okny s ručním ovládáním na základě úsudku vyučujícího. Okna jsou zavřená z důvodu energetických úspor, nebo bezpečnosti žáků o přestávkách (žáci nejsou pod dozorem). Dá se předpokládat, že ve většině budov dochází k problémům s kvalitou vnitřního ovzduší. U některých škol (26 % odpovědí) nastávají komplikace s ohledem na její umístění v blízkosti rušné komunikace (hluk) nebo zdroje znečištění (lokální topeniště, průmyslové zóny apod.).

Většina škol má relativně nízký počet pater, použitým materiálem obvodové stěny je cihla, střecha je většinou šikmá, což může hrát svou roli při případné montáži jednotky pro nucené větrání, jejich umístění a vedení potrubních tras.

Využití výsledků – modelový příklad učebny

I přes fakt, že žáci mají ve většině škol dovolený volný pohyb po budovách nebo se procházejí po chodbách, nastává velmi často problém s nedostatečnou kvalitou vnitřního ovzduší ve třídách [2]. Organizační opatření ve formě nuceného odchodu žáků ze třídy a její intenzivní provětrání otevřenými okny v této době by mohlo být jedním z možných řešení. Na druhou stranu takové řešení může být problematické z hlediska potřeby energie na ohřev větracího vzduchu a možné snížení teploty vnitřního vzduchu v učebně. Z tohoto pohledu je výhodnější využít nuceného větrání se ZZT nebo kombinace obou principů – hybridní větrání. Jak je patrno z dotazníku, takové řešení naráží často na problémy finančního charakteru v podobě nedostatku investičních prostředků.

Obr. 13 Model třídy (25 žáků – 1. stupeň, 1 učitel, produkce CO₂ – děti = 9 dm³/h.os, učitel = 19 dm³/h.os, objem místnosti 204 m³, kromě přestávky od 9:40 do 9:55 všechny 10minutové)

Modelový příklad učebny, kdy žáci opouští učebnu o přestávkách se znázorněním průběhu koncentrace CO₂ je uveden na obr. 13. Jedná se o kmenovou učebnu na 1. stupni základní školy, kde tráví děti celý výukový den (dopoledne). Učebna je v době výuky větrána intenzitou 0,5 h⁻¹, o přestávkách (bez přítomnosti žáků) dochází k intenzivnímu provětrání učebny variantně intenzitou 1–5 h⁻¹. Intenzivní větrání v době výuky může v chladných měsících v blízkosti oken způsobovat vznik průvanu, a proto nebylo uvažováno. Z grafu je patrný výrazný pokles koncentrace CO₂ o přestávkách. Je vidět, že při podmínkách 5násobné intenzity větrání o přestávkách a 0,5 v době vyučování je možné zajistit stav ve třídě, kdy na konci následující hodiny nepřesáhne koncentrace CO₂ limit 1 500 ppm. Bohužel z praktických zkušeností je známo, že intenzita větrání 0,5 h⁻¹ v době výuky je při současném technickém stavu učeben velmi těžko dosažitelná [2]. Intenzita větrání během výuky je minimální (I → 0 h⁻¹), což nepřímo potvrdil i prezentovaný dotazníkový průzkum.

Je pravdou, že uvedený případ je poněkud zidealizovaný, nicméně lze s jeho použitím analyzovat různé případy. Oxid uhličitý CO₂ není jedinou znečišťující látkou ve vnitřním prostředí škol, nicméně slouží jako dobrý ukazatel kvality vnitřního ovzduší při větrání (neznečištěným) venkovním vzduchem. Např. v učebnách středních škol, které navštěvují téměř dospělé osoby, bude situace poněkud jiná díky vyšší produkci CO₂, odlišnému provozu střední školy apod.

Závěr

Prezentovaný dotazníkový průzkum poskytl základní informace o stavu základních a středních škol v ČR zejména s ohledem na užívání učeben z pohledu kvality vnitřního ovzduší. Je nutné podotknout, že veškeré informace uvedené v tomto článku vycházejí z počtu obdržených odpovědí – tj. 1 263 (21,7 % z celkového počtu škol).

Jednou z možností jak zlepšit současný neutěšený stav v učebnách škol je zavedení jistých organizační opatření. Ve většině případů mají žáci povolen o přestávkách volný pohyb po budově (chodbách), čehož by se dalo využít pro intenzivní provětrání učeben bez přítomnosti žáků. Další možností je instalace čidel CO₂ do učeben tak, aby vyučující rozpoznal špatnou kvalitu vzduchu během výuky a případně zasáhl. U škol umístěných v blízkosti zdroje znečištění je prakticky jedinou možností nucené větrání s příslušným stupněm filtrace (podle ČSN EN 13 779).

V případě, že hlavním zájmem při rekonstrukci budovy je snižování spotřeby energie, pak řešením je jistě nucené větrání se zpětným získáváním tepla, nebo kombinace přirozeného a nuceného větrání. Hlavní překážkou je získávání finančních prostředků pro podobnou investici. Na druhou stranu je potřeba velmi pečlivě zvolit a navrhnout vzduchotechnické zařízení, zejména s ohledem na přísné hlukové limity v učebnách [2].

Posledním bodem, který vyplývá z dotazníku, je potřeba osvěty. Řada ředitelů škol si problémy s vnitřním prostředím učeben vůbec nepřipouští a je zcela na okraji jejich zájmu. Z tohoto důvodu je potřeba, aby byly kompetentní osoby informovány o možných rizicích spojených s nedostatečným větráním učeben, vč. možných řešení (samostatnou a velmi závažnou kapitolou je možný výskyt radonu, stejně tak použití asbestových materiálu ve starších typech škol).

Použité zdroje

• [1] BAKÓ-BIRÓ, Zs, et al. Ventilation rates in schools and pupils’ performance. Building and Environment, 2012, 48: 215–223.
• [2] BEGENI, M., ZMRHAL, V., Větrání učebny základní školy. Vytápění, větrání, instalace. 2014, roč. 23, č. 4, s. 180–183. ISSN 1210-1389
• [3] CLEMENTS-CROOME, D. J., et al. Ventilation rates in schools. Building and Environment, 2008, 43.3: 362–367.
• [4] DAISEY, Joan M.; ANGELL, William J.; APTE, Michael G. Indoor air quality, ventilation and health symptoms in schools: an analysis of existing information. Indoor air, 2003, 13.1: 53–64
• [5] DE GIULI, Valeria; DA POS, Osvaldo; DE CARLI, Michele. Indoor environmental quality and pupil perception in Italian primary schools. Building and Environment, 2012, 56: 335–345.
• [6] JINDRÁK, M. Větrání ve školách – požadavky a realita. Tepelná ochrana budov. 2013.
• [7] KAZMAROVÁ, H., et al. Kvalita ovzduší ve školách: Projekt Sinphonie, www.szu.cz, 2011
• [8] MENDELL, Mark J., et al. Association of classroom ventilation with reduced illness absence: a prospective study in California elementary schools. Indoor air, 2013, 23.6: 515-528.Buildings. Indoor air, 1999, 9.4: 226–252.
• [9] MIKEŠOVÁ, M., KOTLÍK, B., KAZMAROVÁ, H., Měření kvality vnitřního prostředí: Závěrečná zpráva z měření kvality vnitřního prostředí a mikroklimatických parametrů ve školách. Státní zdravotní ústav. 2008. Dostupné z: http://www.szu.cz/uploads/documents/chzp/ovzdusi/Vnitrni_ovzdusi/zaverecna_zprava_indoor_2008.pdf
• [10] MYHRVOLD, A. N.; OLSEN, E.; LAURIDSEN, O. Indoor environment in schools
• pupils health and performance in regard to CO₂ concentrations. Indoor Air, 1996, 96.4: 369–371.
• [11] SANTAMOURIS, M., et al. Experimental investigation of the air flow and indoor carbon dioxide concentration in classrooms with intermittent natural ventilation.Energy and Buildings, 2008, 40.10: 1833–1843.
• [12] YOU, Yan, et al. Ventilation conditions and the related symptoms in selected indoor environments in a university
• [13] WARGOCKI, Pawel, et al. The effects of electrostatic particle filtration and supply-air filter condition in classrooms on the performance of schoolwork by children (RP 1257). HVAC&R Research, 2008, 14.3: 327–344.
• [14] WARGOCKI, Pl; WYON, David P. Providing better thermal and air quality conditions in school classrooms would be cost-effective. Building and Environment, 2013, 59: 581–589.
• [15] WYON, David P. The effects of indoor air quality (IAQ) on performance, behaviour and productivity. Pollution atmosphérique, 2005, 2005: 35–41
• [16] Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy [online]. Dostupné z: www.msmt.cz
• [17] Státní fond životního prostředí ČR – oddělení tištěných a elektronických médií
• [18] Český statistický úřad [online]. Dostupné z: www.czso.cz
• [19] BEGENI, M., ZMRHAL, V., Kritická literární rešerše k disertační práci Větrání škol, ČVUT v Praze, Ústav techniky prostředí, 2014