Změna vnitřního klimatu

Obrázek: V Centru pro vnitřní prostředí a energii Dánské technické univerzity (DTU) se velmi dbá na přesnost. Pravidelně se proto provádí rekalibrace přístrojů. Na snímku je anemometr určený k měření pomalého proudění vzduchu ve speciálně konstruovaném aerodynamickém tunelu.

V kontrolní místnosti je slyšet, jak někdo dýchá uvnitř testovací komory. Doktorand, který daný experiment provádí, zmáčkne tlačítko a dýchání začne být namáhavější. Ačkoli nejsme v žádné vězeňské mučírně nějaké banánové republiky, ale na útulném pracovišti Mezinárodního centra pro vnitřní prostředí a energii při Dánské technické univerzitě, působí to přece jen trochu děsivě. Je zřejmé, že bychom neměli ani změnu vnitřního klimatu brát na lehkou váhu.

Když se podívám okénkem dovnitř, uvědomím si, že uvnitř komory není člověk, ale jen velká loutka - neboli "termální figurína", jak ji nazývají odborníci na vnitřní prostředí. Jak vysvětluje profesor Bjarne W. Olesen, ředitel Centra, měřit průtokovou rychlost vzduchu v bezprostřední blízkosti lidského těla je důležité pro optimalizování jemné rovnováhy mezi větráním a průvanem. Větrání je pro příjemné vnitřní prostředí zásadní, ale personál kanceláře se mu často brání kvůli průvanu a raději neotevře okno. Dvěma klíčovými faktory pro dosažení správných podmínek jsou teplota a proudění vzduchu. Termální figurína musí dýchat, protože i to, jak rychle člověk dýchá, může ovlivnit vnitřní prostředí.

Za posledních 40 let se Centrum stalo ve svém oboru špičkovým pracovištěm a účast na jeho interdisciplinárním výzkumu láká vědecké pracovníky z celého světa. Přicházejí sem odborníci z Berkeley a Harvard Public School of Health v USA, z Waseda University v Japonsku, německého Fraunhofer Institut für Bauphysik a Tsinghua University v Číně.

Všechno započal legendární profesor Fanger, který proslavil svou průkopnickou prací od 60. let minulého století až do svého úmrtí v roce 2006 po celém světě jak sebe samotného, tak i centrum, které založil. Fanger byl schopen spojit do jediného systému komplexní interakci mnoha různých parametrů podílejících se na tepelném komfortu a měřit je: tepelné podmínky, proudění vzduchu, stupeň fyzické aktivity, oděv atd. Tento systém výzkumní pracovníci v oboru používají dodnes. Fangerovi následovníci, Bjarne W. Olesen se svým týmem, jejichž pracoviště se nachází v jedné z neokázalých tříposchoďových budov příjemného kampusu DTU v Lyngby severně od Kodaně, nám umožňují lépe porozumět vlivu faktorů vnitřního prostředí na lidské pohodlí, zdraví a produktivitu. Důležitou oblastí výzkumu jsou terénní a laboratorní studie těchto faktorů v soukromých domácnostech a kancelářských budovách, ve školách i v dalších institucích.

Centrum je ale schopno provádět i specializovanější studie. V jedné z testovacích komor je 24 sedadel z letadla. Během experimentů dostávají zkušební pasažéři autentické palubní jídlo poskytované SAS, mohou shlédnout film a číst si, nebo si zdřímnout. Během 11 hodin dlouhého "letu" se tedy chovají jako skuteční pasažéři. Pokusný "let" sice nemá žádnou cílovou destinaci, ale je velmi užitečný v tom, že umožňuje výrobcům letadel studovat různé možnosti kabinového prostředí.

V kontrolovaném prostředí další testovací komory, která má kopírovat obývací pokoj ve standardním domě v Dánsku, je několik dřevěných desek připojeno k obrovskému potrubnímu systému Centra pomocí zelených a červených hadiček. Tyto desky představují "okna" testovací verze obývacího pokoje, protože pracovat s proměnlivou teplotou skutečných skleněných oken by bylo příliš komplikované. Procházíme zkušebními provozy a míjíme několik hliníkových těles velikosti dítěte, na kterých jsou připevněny elektrické dráty. Svými tvary na první pohled připomínají studenty, kteří odečítají výsledky z měřicích zařízení a zapisují si poznámky. Bjarne W. Olesen zpozoruje můj údiv a usměje se: "Několik členů našeho umělého testovacího týmu," vysvětluje. "Zahříváme je na 37°C a používáme je v některých experimentech jako záskok za skutečné lidi."

PROBLÉM VLHKOSTI A MÝTUS SUCHÉHO VZDUCHU

Stojím v důkladně izolovaném a pečlivě kontrolovaném ocelovém kontejneru, ve kterém lze dosáhnout ideálních - i opravdu nepříjemných - podmínek vnitřního prostředí, a ptám se profesora Olesena, jaké jsou hlavní problémy spojené s vnitřním prostředím. Jako většina lidí se domnívám, že velký problém musí představovat suchý vzduch. S překvapením ale zjišťuji, že to je pouze mýtus.

"Právě naopak. Tohle je ale běžný omyl. Ve skutečnosti je vzduch ve většině domácností příliš vlhký. V běžné domácnosti se čtyřmi lidmi, dvěma dospělými a dvěma dětmi, se každý den do vzduchu dostává přibližně 10 - 12 litrů vody. To představuje celý kbelík vody, kterou je potřeba denně vyvětrat. To je jeden z důvodů, proč je větrání pro vnitřní prostředí tak důležité. Dá se dokonce říct, že je to vůbec nejdůležitější opatření, kterým můžete zlepšit kvalitu vnitřního prostředí."

Ale k čemu jsou pak všechny ty zelené pokojové květiny, které dáváme do kanceláří? snažím se. "No, asi dobře vypadají," odpoví Bjarne W. Olesen s úsměvem. Totéž platí pro zvlhčovač, který moje matka, když jsem byl dítě, vždycky doma věšela na radiátory ve snaze bojovat proti "suchému vzduchu". Do popelnice s nimi! V domácnostech a ve školách existují ve skutečnosti velké problémy s vlhkostí a nedostatečné větrání představuje závažné riziko pro zdraví. Pokud člověk žije v příliš vlhkém prostředí, může u něj dojít ke vzniku astmatu nebo onemocnění dýchacích cest.

Vzhledem k tomu, že větrání je zřejmě zásadně důležité pro příjemné a zdravé vnitřní prostředí, nabízí se otázka, zda lze formulovat jasnou vědeckou definici rozdílu mezi větráním a průvanem. To ale pravděpodobně není možné. Tento obor je tvrdou vědou jen do určité míry a mnoho klíčových faktorů závisí na takzvaných tělesných vjemech - na tom, jak každý z nás vnímá tepelné rozdíly, proudění vzduchu, pachy a tak dále.

"Hodně to souvisí s psychologií a konečným měřítkem veškerého výzkumu vnitřního prostředí je fyzická a duševní pohoda lidí," připouští Bjarne W. Olesen. "Proto investujeme tolik zdrojů do lidí, kteří nám pomáhají se zkoumáním podmínek." Trvat na tom, co ukazuje teploměr, je k ničemu, pokud se člověk necítí pohodlně. I v případě, že se řídíme normami, se mohou názory lidí na to, jaká teplota je příjemná lišit v rozmezí 5 - 6 stupňů. Proto je pro vědecké pracovníky při analýze specifického pracovního prostředí nezbytné ve velké míře spoléhat na dotazníky.

Obr. 2

V této oblasti centrum v uplynulých letech provádělo intenzivní výzkum. Oproti minulosti, kdy mnoho lidí namáhavě pracovalo v dolech nebo docích, dnes většina z nás pracuje v kancelářském prostředí. Proto se jádro výzkumu v rámci Centra přestalo zabývat riziky různých pracovních podmínek a zaměřuje se na problematiku úrovně komfortu v kancelářích, nebo dokonce na vliv vnitřního prostředí na produktivitu.

"Tuto oblast jsme v posledních letech intenzivně zkoumali," říká Bjarne W. Olesen. "A veškerý výzkum vede k jedinému stále stejnému závěru - že by bylo nešťastné, kdybychom vnitřní prostředí ignorovali. Pokud se člověk necítí pohodlně, protože je mu příliš teplo nebo protože dýchá vzduch znečištěný v důsledku nedostatečného větrání či kontaminace filtrů ventilačního systému, může pro něj být obtížnější se soustředit a někdo může dokonce pociťovat bolest hlavy nebo alergické příznaky. Tím nutně klesá produktivita práce."

Obr. 3

Obrázek 2: Na rozdíl od běžných obytných budov musí být kvalita vzduchu v testovacích laboratořích DTU kontrolována pomocí velkého množství speciálního vybavení. Jedině tak lze například omezit objem CO₂ ve vzduchu na podíl menší než jedno procento.

Obrázek 3: Výzkumní pracovníci DTU používají k provádění pokusů týkajících se proudění vzduchu v interiéru "termální figuríny", které dokáží dýchat nebo dokonce kašlat.

ENERGETICKÁ EFEKTIVITA VERSUS VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ:
NOVÝ KONFLIKT NA OBZORU?

Pokud je ale pro komfort a pohodu zaměstnanců, a tím i pro produktivitu jejich práce, důležitá kvalita vzduchu, může nastat konflikt mezi stále častějším voláním po energeticky efektivnějších budovách a nutností větrání. Dokonalejší pláště budov a vysoce izolující okna přispívají k větší energetické efektivitě budov, zvyšují ale také potřebu adekvátního větrání, aby se tak nahradil vzduch, který se do starších budov dostává škvírami a malými otvory. Nezlepšíme-li větrání, může snaha o zmírnění klimatických změn pomocí úspor energie vést ke zhoršení vnitřního prostředí. Když Bjarne W. Olesen oslovil Connie Hedegaardovou, prezidentku kodaňské klimatické konference konané v roce 2009, tehdejší dánskou ministryni pro klima a energetiku a nynější komisařku EU, s návrhem sekce o problematice vnitřního klimatu, byl odmítnut. I přesto je stále optimistou.

"Hodně prostoru se věnuje problematice vnějšího klimatu a energie. A za takové situace je náš obor trochu přehlížen. Snažíme se ale poukázat na to, že energetické úspory nemají smysl, pokud v jejich důsledku dojde k ohrožení vnitřního prostředí. Vzhledem k tomu, že mzdové náklady jsou přibližně stokrát vyšší než náklady na spotřebu energie v budovách, mimořádné výdaje vynaložené na zlepšení ventilace budou malé v porovnání se zvýšením produktivity o možných 10 - 15 procent, jakého docílíme zvýšením výkonu zaměstnanců a snížením počtu ztracených pracovních dnů. Neznamená to, že bychom neměli usilovat o větší energetickou úspornost budov, ale je také důležité provést takovýto jednoduchý propočet."

Pokud platí, že klima uvnitř kancelářských budov je opomíjeno, ještě horší situace panuje ve školách. Terénní experimenty na dánských základních školách v poslední době ukázaly, že objem přiváděného čerstvého vzduchu je v mnoha případech daleko nižší než doporučené množství. Tak jako špatná kvalita vnitřního prostředí v kancelářských budovách může snížit produktivitu dospělých, dá se právem předpokládat, že špatné klima může negativně ovlivňovat i práci školních dětí. Kvalita vzduchu se hodnotí na základě měření koncentrace CO₂. V mnoha zemích, které zavedly normy pro kvalitu vzduchu například ve školách, nesmí koncentrace CO₂ překročit 1000 ppm (miliontin). Uvedený terénní výzkum realizovaný Mezinárodním centrem pro vnitřní prostředí a energii zjistil koncentrace CO₂ přesahující 4000 ppm.

"Z průzkumu, který jsme provedli," říká Bjarne W. Olesen, "vyplývá, že v případě poskytnutí lepší ventilace by se výkon zvýšil stejnou měrou jako v kancelářích, tedy o 10 - 15 procent. Za období sedmi let to představuje celý jeden rok. To znamená, že škola by místo sedmi let trvala jen šest let," směje se.

Bjarne W. Olesen je skálopevně přesvědčen, že lepší vnitřní prostředí v kancelářích i ve školách a v soukromých domácnostech je třeba zajistit pomocí předpisů. Proto věnuje hodně času účasti v diskuzi EU o revizi energetického certifikátu, který stanovuje různé požadavky související s energetickou úsporností budov.

"Rádi bychom do toho textu přidali několik řádků o vnitřním prostředí. Některé země - například Portugalsko - už do formulace svého certifikátu vnitřní prostředí zahrnuly. Znamená to hodně práce a dosažení úspěchu bude chvíli trvat, ale věřím, že je to perspektivní cesta. Ani pokroku v oblasti energetické úspornosti a udržitelnosti bychom v minulosti nedosáhli bez politických prostředků a bez zavedení předpisů. Pro nás je to dobrý způsob, jak náš výzkum zužitkovat."

Je opravdu zvláštní, že tak životně důležitá látka jako vzduch, který dýcháme, je kontrolována méně než mnoho dalších stránek našeho každodenního života. Jak říká Bjarne W. Olesen: "Můžeme to srovnat s tím, jakým způsobem přistupujeme k jídlu. Každá drobná položka v chladicím boxu v supermarketu musí být označena informací o daném výrobku. Ale 15 kilo vzduchu denně "jíme", aniž víme, co obsahuje."

DĚTI A VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ

V průzkumu, který v současné době provádí Mezinárodní centrum pro vnitřní prostředí a energii společně s Univerzitní nemocnicí v Odense, výzkumní pracovníci sledují domácnosti a předškolní zařízení s 500 malými dětmi ve městě Odense na jihu Dánska.

Výzkum ukázal, že riziko vzniku astmatu a alergie se zvyšuje, pokud jsou děti vystaveny plastifikátorům. Bylo zjištěno, že alergická onemocnění se častěji vyskytují u dětí žijících v domácnostech s vysokou koncentrací plastifikátorů v domácím prachu.

Obr. 4

"Už jsme realizovali několik studií ve Švédsku a Bulharsku, teď se chceme více zaměřit na předškolní zařízení v Dánsku," říká docent Geo Clausen, který projekt vede. "Tento projekt je součástí obecného zájmu o problematiku dětí s astmatem, alergiemi a onemocněními souvisejícími s prostředím budov, jejichž počet v poslední době prudce stoupá. Náš zájem se soustředí na problematiku kvality vzduchu, protože existují vědecké důkazy svědčící o spojitosti mezi těkavými organickými látkami a zdravím."

Tento interdisciplinární výzkumný projekt je realizován díky finančnímu daru ve výši 7 milionů DKK (€ 940.000), který poskytla nadace Villum Kann Rasmussen Foundation. Tuto neziskovou organizaci založil v roce 1971 stavitel a vynálezce Villum Kann Rasmussen, který mimo jiné vyvinul moderní střešní okno, jež se otevřelo novému světu architektonických možností. Na základě svého vynálezu založil společnost VELUX. Do názvu VE = ventilace LUX = jednotka světla vtělil, co vnímal za důležité - zdravé vnitřní prostředí představované čerstvým vzduchem a dostatkem přirozeného denního světla.

Obrázek 4: Člověk tráví v průměru více než polovinu času, po který je doma, v posteli. S pomocí termálních figurín lze zkoumat parametry tepelného komfortu i pro takové prostředí.

Christian Bundegaard je nezávislý autor pocházející z Kodaně. V minulosti byl vedoucím komunikace v 3XN Architects, pomocným editorem v Danmarks Radio (Danish Broadcasting Corporation) a literárním ředitelem Gyldendal Publishing. Je také autorem několika knih, článků a rozhlasových materiálů na různá témata včetně architektury, designu a urbanismu.