Kvalita vnitřního prostředí v našich předpisech - mikroklima

Úvod

Požadavky na kvalitu vnitřního prostředí vycházejí z našich platných předpisů:

zákon č. 50/1976 Sb. - stavební zákon v platném znění zákon č. 20/1966 Sb. o zdraví lidu ve znění zákona č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví zákon č. 65/1965 Sb. - zákoník práce ve znění zákona č. 155/2000 Sb.

Přestože existuje jediný pojem "vnitřní prostředí budov", záleží vždy na činnosti, kterou člověk v budovách vykonává. Na jednotlivé typy činnosti, příp. podle nich stanovené typy vnitřních prostor, jsou potom zaměřeny konkrétní požadavky na mikroklimatické parametry vnitřního prostředí budov, uvedené v prováděcích předpisech k uvedeným zákonům. Jsou to:

• prováděcí předpis k zákoníku práce - nařízení vlády č. 178/2001 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci před některými riziky plynoucími z pracovních podmínek a požadavky na pracovní prostředí a pracoviště, a jeho novelizace - nařízení vlády č. 523/2002 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 178/2001 Sb.
• prováděcí předpisy k zákonu č. 258/2000 Sb.:
  - vyhláška č. 137/2004 Sb. o hygienických požadavcích na stravovací služby a o zásadách osobní a provozní hygieny při činnostech epidemiologicky závažných
  - vyhláška č. 135/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na koupaliště, sauny a hygienické limity písku v pískovištích venkovních hracích ploch
  - vyhláška č. 108/2001 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na prostory a provoz škol, předškolních zařízení a některých školských zařízení (v současné době je připravena novelizace)
• vyhláška č. 6/2003 Sb., kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb.

Závazné požadavky pro další typy prostředí, především pro byty a bytové domy, ale třeba i čisté prostory zdravotnických pracovišť, našimi předpisy stanoveny nejsou. V těchto případech se opíráme pouze o doporučení existujících našich ČSN, příp. nejbližších zahraničních norem a doporučení, většinou VDI.

Tepelná zátěž organismu, tepelná pohoda

Při dodržení v uvedených předpisech požadovaných mikroklimatických parametrů by měl být optimalizován tepelný stav prostředí, resp. jeho působení na člověka. Je známo, že tepelná pohoda člověka má daleko větší vliv na jeho subjektivní pocit celkové pohody, míru odpočinku i skutečnou produktivitu práce, než nežádoucí emise či obtěžující hluk. Existují zahraniční studie, které dokazují, že např. při lehké práci dochází ke stoprocentnímu výkonu člověka při teplotě 22 °C, při teplotě 27 °C klesá schopnost podávat plný výkon o 25 %, při 30 °C se dosahuje pouze 50 % z optima.

Ale ani krátkodobý pobyt v prostředí, kde se teploty vzduchu doporučovaným hodnotám pouze blíží, nepociťuje zdravý jedinec většinou jako pocit nepohody. Rozdíly mezi produkovaným teplem a teplem odnímaným okolím tělu vyrovnávají termoregulační mechanismy. Termoregulační procesy souvisí s věkem, celkovým zdravotním stavem jedince, stavem výživy, pohybovým režimem a jsou přímo ovlivněny tepelně vlhkostním stavem prostředí.

Tepelná zátěž organismu je tedy dána tepelně vlhkostními podmínkami prostředí, spolu s činností a oblečením člověka. Celkové působení nadměrného tepla vede k rozšíření cév v kůži, ke zvýšení průtoku krve kůží a k vytváření potu. Odpařováním potu se organismus ochlazuje. Zde se však musí hlídat jak množství vody z organismu ztracené potem a dýcháním, tak míra ochlazování organismu.

Pocit tepelného diskomfortu není způsoben pouze zvýšenou teplotou prostředí, ale spolupůsobí i další mikroklimatické faktory - rychlost proudění vzduchu a vlhkost vzduchu.
Je-li rychlost proudění vzduchu nízká, způsobuje pocit "stojícího vzduchu" a ochlazovací účinek proudícího vzduchu (adiabatickým odpařováním potu z pokožky) je velmi nízký. Důsledkem je rychlý nárůst únavy, nesoustředěnosti, chybovosti ...
Při vyšší rychlosti proudění vzduchu nastává pocit obtěžujícího faktoru - je "průvan" (citliví jedinci reagují nespokojeně již při rychlostech proudění od 0,22 m.s^-1). Rychle proudící vzduch má značný ochlazovací účinek, vedoucí pak až prochladnutí celého organismu nebo jen jeho "ofukované" části.

Na vlhkosti vzduchu, resp. množství vodních par obsažených ve vzduchu, závisí schopnost ochlazování organismu odpařováním potu. Při vysokých vlhkostech, kdy vzduch není schopen již další vlhkost pohlcovat, může dojít k přehřátí organismu.

Základním mechanismem ke snížení tepelné zátěže prostoru je odvod nadměrného tepla větráním. V uvedených předpisech najdeme i požadavky na způsob větrání, požadované dávky nebo intenzitu výměny vzduchu zajišťující únosné mikroklimatické podmínky.

Požadavky na mikroklimatické parametry

Nejpodrobněji jsou zpracovány pro pracovní prostředí. V nařízení vlády č. 523/2002 Sb. jsou stanoveny podle činnosti, vyjádřené "třídou práce", tj. energetickým výdejem pracovníka a v závislosti na jeho oblečení. Pro stanovení energetického výdeje je v předpise uveden příkladový seznam činností.

Třída práce	Energetický výdej (W.m-2)	Operativní teplota to (°C)			Rychlost proudění (m.s-1)
		to min	to opt.	to max.
I	≤ 80	20	22 ± 2	28	0,1 - 0,2
II a	81 - 105	18	20 ± 2	27	0,1 - 0,2
II b	106 - 130	14	16 ± 2	26	0,2 -0,3
III a	131 - 160	10	12 ± 2	26	0,2 -0,3
III b	161 - 200	10	12 ± 2	26	0,2 -0,3

Tab. 1: Celoročně a celosměnově přípustné mikroklimatické podmínky pro jednovrstvý až třívrstvý oděv,
tj. tepelný odpor oděvu R = 0,5 až 1 clo a relativní vlhkost vzduchu 30-70 % - podle NV č. 523/2002 Sb.

Trochu složitější je hodnotící teplotní kritérium. Je to "operativní teplota". Není to změřená, ale vypočítaná hodnota, která je výsledkem působení všech tepelných složek prostředí i vlivu rychlosti proudění vzduchu. K jejímu stanovení potřebujeme znát výslednou teplotu kulového teploměru, teplotu a rychlost proudění vzduchu - tedy ty veličiny, se kterými jsme pracovali dosud ¹⁾. Způsob výpočtu je v předpise uveden.

¹⁾ Ve Věstníku Ministerstva zdravotnictví ČR, Částka 11/2004 je uvedeno Metodické opatření č. 12 "Měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb", kde jsou definovány všechny mikroklimatické veličiny, uvedeny postupy pro měření, výpočet i hodnocení.

Toto jsou tedy základní údaje, které potřebuje pro stanovení a hodnocení mikroklimatických parametrů v pracovním prostředí znát jak projektant, tak pracovník orgánu ochrany veřejného zdraví. Pokud jsou v pracovním prostředí vlivem technologie tyto únosné hodnoty překračovány, hodnotí se dlouhodobě a krátkodobě únosné doby práce za uvedených teplot. Tepelná zátěž pracovníka se omezuje režimovými opatřeními, tj. střídáním cyklů práce a přestávek, dodržováním pitného režimu, osobní ochranou apod.

Stejné požadavky na mikroklimatické parametry jako v tab. 1 jsou uvedeny i ve vyhlášce pro stravování č. 137/2004 Sb. Jsou uvedeny jako "Mikroklimatické podmínky pracovišť" - tedy pro pracovníky kuchyní a obsluhu. Nejsou stanoveny podmínky pro prostory pro konzumaci z pohledu konzumenta.

Ve školské vyhlášce č. 108/2001 Sb. jsou podrobně popsány požadavky pro jednotlivé školské prostory.

Zařízení	Výsledná teplota vzduchu (°C)
Učebny	min. 20 - max. 26 (teplota podlahy min. 19)
Tělocvičny	min. 16
Šatny	min. 18
Umývárny	min. 20
Sprchy	min. 20
Záchody	min. 16/18*
* u předškolních zařízení

Tab. 2: Požadované teploty v zařízení pro výchovu a vzdělávání
podle vyhlášky č. 108/2001 Sb., při relativní vlhkosti vzduchu 40-60 %

Problémem je, že požadavky na uvedené celoroční hodnoty pro vlhkost i teploty, uvedené formou "musí být", nelze vždy při přirozeném větrání školských budov dodržet (v otopném období bude relativní vlhkost zaručeně pod požadovanými 40 %, stejným problémem je dodržet v létě 26 °C). Znamená to tedy klimatizaci - plně klimatizované budovy škol by určitě zaručily tepelně vlhkostní pohodu žákům i pedagogům, ale v současné době je to zatím ne zcela realizovatelný požadavek a určitě se nabízí i otázka, zda klimatizace ve školách je v našich klimatických podmínkách nutná. V připravené novelizaci vyhlášky jsou požadavky formulovány již trochu jinak.
Hodnotícím teplotním kritériem je zde výsledná teplota kulového teploměru.

Požadavky na mikroklimatické podmínky v prostorách s bazény jsou uvedeny v tab. 3.

Faktor prostředí	Hala bazénu	Přilehlé prostory pro uživatele (šatny, WC, sprchy, chodby atd.)
Teplota	o 1 - 3 °C vyšší než teplota vody v bazénu	sprchy 24 - 27 °C šatny a místnosti pro pobyt osob 20 - 22 °C
Relativní vlhkost vzduchu	max. 65 %	sprchy max. 85 % ostatní prostory max. 50 % (kromě parní komory)

Tab. 3: Mikroklimatické podmínky - bazény podle vyhlášky č. 135/2004 Sb.

Protože chyběly požadavky na mikroklima pro řadu pobytových místností definovaných ve vyhlášce č. 137/1998 Sb. (stavební vyhláška) a v § 13 zákona č. 258/2000 Sb. (zde s výjimkou bytů a bytových domů), pokusila se toto napravit vyhláška č. 6/2003 Sb.

Typ pobytové místnosti	Výsledná teplota tg (°C) období roku
	teplé	chladné
Ubytovací zařízení	24,0 ± 2,0	22,0 ± 2,0
Zasedací místnost staveb pro shromažďování většího počtu osob	24,5 ± 1,5	22,0 ± 2,0
Haly kulturních a sportovních zařízení	24,5 ± 1,5	22,0 ± 2,0
Učebny v zařízeních pro výchovu a vzdělávání	24,5 ± 1,5	22,0 ± 2,0
Ústavy sociální péče	24,0 ± 2,0	22,0 ± 2,0
Zdravotnická zařízení	24,0 ± 2,0	22,0 ± 2,0
Výstaviště	24,5 ± 2,5	22,0 ± 3,0
Stavby pro obchod	23,0 ± 2,0	19,0 ± 3,0

Tab. 4: Požadavky na výslednou teplotu pobytových místností podle vyhlášky č. 6/2003 Sb.
při relativní vlhkosti vzduchu 30-65 % a rychlosti proudění vzduchu 0,13-0,25 m.s^-1

Není-li řešený prostor uveden v tabulce, má se vycházet z požadavku typu prostoru s obdobným charakterem činnosti.

Je vidět, že je zde zmíněna jen malá část zbývajících prostor a uvedené prostory jsou natolik "rámcové", že je nelze vždy použít. Např. haly sportovních zařízení - určitě se bude lišit hala s ledovou plochou a tenisovými kurty.
Tady už je to otázka zkušenosti projektanta i pracovníka ochrany veřejného zdraví, aby vycházeli z požadavků na obdobné prostory a z obecných zvyklostí tak, aby zajistili tepelnou pohodu osob a provozní náklady byly únosné. Určitě není cílem, aby vzduchotechnické zařízení bylo v provozu v době kolaudace a bylo tím dokladováno splnění požadavků podle platných předpisů a při vlastním provozu bylo odstaveno pro neúměrné provozní náklady.

K těm nejkontroverznějším prostředím "pobytových prostor" patří takové, kde jedno místo je zároveň pro někoho pracovištěm a pro jiného pobytovým prostorem - třeba super a hypermarkety, kde přistupují další problémy s dostatečným větráním, osvětlením.

Vyloženě sporným prostředím jsou kanceláře administrativních budov. Podle definice ve vyhlášce č. 137/1998 Sb. jsou to pobytové prostory, jinak je to pracoviště s platnými požadavky podle nařízení vlády č. 178/2001 Sb.
Jak je tedy hodnotit? Dohodou mezi pracovníky orgánů ochrany zdraví jednotlivých odborností (tzv. "prácařů a komunálníků") bylo stanoveno, že požadavky na mikroklimatické parametry pracovišť v administrativních budovách se stanoví podle "prácařského" předpisu, tj. podle nařízení vlády č. 178/2001 Sb. ve znění nařízení vlády č. 523/2002 Sb.:

optimální hodnoty operativní teploty, resp. výsledné teploty kulového teploměru 22 ± 2 °C rozmezí únosných hodnot operativní teploty, resp. výsledných teplot kulového teploměru 20 až 28 °C rychlost proudění vzduchu 0,1 až 0,2 m.s-1 relativní vlhkost 30 až 70 %

V současných administrativních budovách jsou pracoviště koncipována jako velkoplošné kanceláře. Podmínkou zajištění vhodných mikroklimatických parametrů po celé ploše kanceláří je dostatečně dimenzovaná vzduchotechnika, většinou pak klimatizace.

Často jsme žádáni o měření mikroklimatických parametrů na administrativních pracovištích a důvodem jsou opakované stížnosti zaměstnanců na tepelný diskomfort. Svoji roli tu hraje velký počet pracovníků na jednom místě a jejich individuální vnímání teplot a proudění vzduchu. U klimatizovaných budov jsou to i další pocity a nespecifické potíže označované jako SBS syndrom (Syndrom nemocných budov). Většinou je ale na vině nedostatečné větrání, které není chybou projektu, ale provozováním budovy nebo změnou využití prostor. Potom se při letním měření setkáváme i s následujícími údaji:

Příklady z měření výsledných teplot při venkovních teplotách 28 až 30 °C:

Pracoviště s přirozeným větráním - teploty až 40 °C Nuceně větraná pracoviště - teploty kolem 30 °C Klimatizovaná pracoviště - teploty kolem 28 °C a velká zátěž termoregulačního mechanismu organismu při přechodech vnitřní/vnější prostředí.

I když měření prokáže splnění požadavků podle našich předpisů, stížnosti někdy trvají. Nespokojenost s mikroklimatickými parametry, způsobem větrání apod. se u velkoprostorových pracovišť stává občas zástupným faktorem jiných problémů, především ztráty soukromí na pracovišti, nespokojenosti s prací, nevyřešených sociálních problémů apod.

Závěr

Je třeba zajistit optimální stav, kdy jsou ve vnitřním prostředí budov dodrženy základní hygienické požadavky na mikroklimatické parametry požadované našimi předpisy při minimalizaci energií potřebných k jejich zajištění. Omezení možných zdravotních rizik a ochrana zdraví všech osob pracujících nebo pobývajících v budovách musí být vždy na prvním místě.