Publikacje własne

Problemy Jakości Powietrza Wewnętrznego 2004
Eugeniusz Rylewski
  
Aspekty zdrowotne wentylacji.

    Wraz ze znaczącą proliferacją publikacji naukowych i technicznych na temat wentylacji coraz bardziej uderzające staje się, że prawie żadna z tych prac nie traktuje priorytetowo aspektów zdrowotnych tego procesu.
Obecnie, w dobie nasilającej się tendencji budowania budynków energooszczędnych i pasywnych, w trosce o oszczędność energii chciałoby się jeszcze bardziej ograniczyć dopływ świeżego powietrza do naszych mieszkań. Wymiana powietrza w tego rodzaju budynkach odpowiada właśnie za największe procentowo straty ciepła.
Tendencja ta niestety zaostrza jeszcze bardziej problem zdrowotny związany z wentylacją a kompromisu pomiędzy zdrowiem ludzkim i oszczędnościami energetycznymi być nie może. Zaakceptować społecznie możemy tylko oszczędności uzyskane w zdrowym systemie wentylacji i dlatego problemowi temu należy poświęcać dużo więcej uwagi niż obecnie.

Przykład wody pitnej (eau potable).

W wyśmienitej książce „Zwycięstwo nad wodą” Jean Pierre Goubert (1) opowiada historię trudności jakie napotkano w trakcie wdrażania systemu uzdatnionej wody pitnej. Mimo nieustannych chorób i wszechobecnego bólu, społeczeństwo a nawet lekarze byli przeciwko tej technologii. Wielkie epidemie XIX wieku a zwłaszcza brak odpowiednich procedur leczniczych przyspieszyło jednak w dużym stopniu rozwiązanie problemu wody. Można powiedzieć, że w większości krajów rozwiniętych obecnie można już pić wodę z kranu. Intensywny rozwój rolnictwa i hodowli zwiększył co prawda poziom nitratów w wodzie, ale to już zupełnie inne zagadnienie.

Kiedy powietrze wdychalne ( air respirable )

Dla kogoś, kto interesuje się problemem wentylacji od 25 lat i stale uczestniczy w konferencjach na ten temat oraz praktycznie stara się ten problem rozwiązać jest oczywiste, że ludzie cierpią z powodu tego czego nie widać gołym okiem – z powodu złej jakości powietrza. Postępy w technice wentylacji są wolniejsze niż miało to miejsce w przypadku technologii uzdatniania wody, gdyż w dzisiejszych czasach posiadamy całą gamę różnorakich medykamentów pomagających do pewnego stopnia zminimalizować skutki przebywania w niewłaściwej dla organizmu atmosferze. Nie mniej jednak należy pamiętać o tym, że wszystkie zanieczyszczenia powietrza przedostają się do organizmu droga powietrzną szybciej niż pokarmową. Dodatkowo swobodna, niekontrolowana dystrybucja powierza w atmosferze i w budynku nie umożliwia, tak jak ma to miejsce w przypadku wody, kontroli składu na poziomie stacji uzdatniania. Z tego powodu powietrze w naszych budynkach badane jest tylko okresowo na zawartość gazu ziemnego a na zawartość CO₂, CO czy NOx i innych szkodliwych czynników nigdy. W przypadku gdy stałe kontrole jakości powietrza nie są możliwe należy koniecznie przyjąć rozwiązania systemowe zapewniające minimum biologiczne dla każdego mieszkańca i zająć się przyczyną leżącą u podłoża problemów zdrowotnych związanych z „syndromem chorego budynku”, a nie ich leczeniem objawowym.

Wentylacja grawitacyjna.

Ten rodzaj wentylacji wywoływany tzw. wyporem termicznym jest w dużym stopniu zależny od różnicy temperatur pomiędzy wnętrzem budynku a środowiskiem zewnętrznym oraz od kierunku i prędkości wiatru. Jako przykład małej skuteczności tego sposobu wentylowania pomieszczeń można tutaj przywołać średnią wartość wymiany powietrza w starych budynkach we Francji. Wielkość tą zbadano praktycznie w trakcie ogólnonarodowego programu badawczego kilku organizacji na rzecz oszczędności energii i użytkowania budynków. Średnia dla pomieszczeń mieszkalnych 0,07 wymian powietrza na godzinę zaszokowała środowisko ekspertów (2). To stanowczo za mało dla dobrego zdrowia i samopoczucia mieszkańców. Dla przykładowego pomieszczenia o powierzchni 60 m2 i wysokości 2,8 m taka krotność wymiany oznacza dostarczanie 11,8 m3/h powietrza. Dla trzech mieszkańców oznacza to wymianę na osobę poniżej 4 m3/h. Najsurowsza norma wentylacyjna dla schronów atomowych w czasie klęski środowiskowej to 6 m3/h !
Temperatura zewnętrzna powodując ograniczanie lub rezygnację z wentylacji przez mieszkańców w najzimniejszych okresach ma decydujący wpływ na ilość zachorowań na schorzenia układu oddechowego. Grafika nr 1 z (3) przedstawia zależność pomiędzy ilością zachorowań (linia przerywana) i temperaturą zewnętrzną (linia ciągła) w północnej części Stanów Zjednoczonych. Zależność ta pokazuje jednoznacznie, że największa ilość tych zachorowań występuje w zimie gdy brak aeracji mieszkań jest największy.

Problem nie do rozwiązania – kuchenki gazowe.

Gaz do spalania w mieszkaniach nie powinien nigdy tam się znaleźć, nie tylko dlatego, że stwarza zagrożenie wybuchem ale przede wszystkim gdyż powoduje konieczność dostarczania kolosalnych ilości powietrza wentylacyjnego dla usuwania produktów spalania gazu i zapewnienia ochrony zdrowia mieszkańców.
Wystarczy przytoczyć tutaj badania wpływu otwartego spalania gazu w mieszkaniach na skład powietrza wewnętrznego opisane w (4) i (5)
Aby obniżyć poziom stężenia CO₂ w powietrzu, w którym odbywa się otwarte spalanie gazu trzeba wymieniać w pomieszczeniu więcej niż 200 m³ powietrza na godzinę, a do skutecznego wyeliminowania tlenku węgla potrzeba jeszcze więcej bo aż 400 m³/h.
Powstające także w trakcie spalania tlenki azotu NOx są prawie nieusuwalne z pomieszczenia przy pomocy tradycyjnej wentylacji. Biorąc pod uwagę fakt, iż obecnie nowoczesne kuchenki elektryczne są energetycznie bardziej efektywne niż gazowe ( porównanie przeprowadzone przez związek konsumentów francuskich ) i podgrzewają potrawy z tą samą szybkością co gazowe, wydaje się naganne doprowadzanie gazu do naszych mieszkań.

Wentylacja mechaniczna scentralizowana.

Jest oczywiste, że najprostszym systemem wentylacji kilku lub kilkunastu pomieszczeń jest wentylacja scentralizowana, w której bardzo łatwo jest przewidzieć centralny wymiennik ciepła, filtrację, nawilżanie itp. Pozostaje tylko doprowadzenie tak przygotowanego powietrza przez przewody na wzór dystrybucji wody do odbiorców.
Na nieszczęście powietrze to nie woda –
· filtry powszechnie stosowane w tego typu instalacjach nie zatrzymują wszystkich zanieczyszczeń stałych. Około 10 % najdrobniejszych cząstek przechodzi przez nie a same filtry po pewnym czasie ulegają zabrudzeniu i zakażają powietrze.
· różne wymienniki ciepła, nawilżacze itp. mają małe kanały niedostępne do mycia lub dokładnego czyszczenia.
· same przewody po pewnym czasie użytkowania stają się wspaniałym środowiskiem do rozwoju mikroorganizmów ponieważ większość z nich jest niedostępna do czyszczenia.

Na szczęście po latach eksploatacji takich systemów powstaje stopniowo świadomość, że wszystkie systemy wentylacyjne muszą być łatwo dostępne do okresowego dokładnego czyszczenia. Aktualnie obowiązujące w Polsce prawo budowlane przewiduje już konieczność wyposażania przewodów wentylacyjnych w budynkach w otwory rewizyjne umożliwiające oczyszczenie wnętrza tych przewodów. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (Dz. U. z dnia 15 czerwca 2002 r. Nr 75, poz. 690)
W niektórych istniejących instalacjach jest to niestety niemożliwe a w większości wykonywanie takiej operacji jest drogie i znacznie podnosi koszty obsługi systemu. Problemy sanitarne związane z systemami wentylacji centralnej opisane zostały szczegółowo w (6) i (7).
We Francji zaalarmowane środowisko ekspertów doprowadziło do powołania już dwóch organizacji zajmujących się problemem higienicznym wentylacji:
GHR – Ugrupowanie higieny systemów powietrznych oraz ASPEC – Stowarzyszenie Prewencji i Badań Kontaminacji. Obserwuje się również powstawanie specjalistycznych firm zajmujących się usługowym czyszczeniem instalacji wentylacyjnych.

Wentylacja lokalna i indywidualna – jedno z rozwiązań przyszłości ?

Do wszystkich wyżej wymienionych problemów zdrowotnych związanych z wentylacją możemy dodać także trudności związane z dystrybucją odpowiednich ilości powietrza do poszczególnych pomieszczeń zarówno w systemie naturalnym jak i mechanicznym scentralizowanym.
W wentylacji grawitacyjnej z uwagi na stale zmieniającą się różnicę temperatur i prędkości wiatru ilość dostarczanego powietrza waha się znacząco, ale prawie nigdy nie odpowiada realnym potrzebom.
W wentylacji mechanicznej scentralizowanej na skutek trudności sterowania ilością centralnie dystrybuowanego powietrza na poziomie indywidualnego pomieszczenia osiągane są często bardzo rozbieżne ilości dostarczanego powietrza.
Wobec tych problemów niektóre państwa europejskie jak np. Szwajcaria już obecnie subsydiują badania i rozwój systemów wentylacyjnych indywidualnych.

Korzyści z wentylacji indywidualnej są liczne:
· przewody ścienne są krótkie i łatwo dostępne do inspekcji i czyszczenia
· każdy użytkownik ma możliwość regulacji parametrów wentylacji zgodnie z własnymi potrzebami
· indywidualny wymiennik ciepła umożliwia równomierny rozkład oszczędności pomiędzy lokalami w jednym budynku
· duża elastyczność instalacji i rozbudowy systemu. Pojedyncze przypadki niechęci lokatorów do rozwiązania nie obalą całego pomysłu. Rozbudowy można rozłożyć w czasie i uruchamiać każdy aparat oddzielnie
· niższe nakłady inwestycyjne – brak konieczności budowy sieci kanałów
· wysoki komfort w okresie letnim

Asymilacja akustyczna wentylacji lokalnej w budynkach mieszkalnych wydaje się bardzo łatwa. Nasze wieloletnie doświadczenia pokazują, że przyzwyczajenie do dobrej jakości powietrza następuje łatwo i często mieszkańcy zapewniają, że inaczej od tej pory już by żyć nie mogli.

Zakończenie.

Obserwowane coraz częściej we Francji zniechęcenie ludności do pracy w wieżowcach, pracujących tam tylko dlatego, że nie mają innego wyjścia, potwierdza dobitnie fakt istnienia problemu higienicznego wentylacji. Ponieważ obecnie notuje się postępujący nacisk na wdrażanie „sustainable and green buildings” ( zrównoważone budownictwo ekologiczne ), w którym oszczędność energii a więc dobra wentylacja jest priorytetem, byłoby nieszczęściem wprowadzenie do naszych mieszkań tych samych problemów, które obecnie obserwujemy w budynkach biurowych. Wydaje się jednak, że istnieje realna, uzasadniona ekonomicznie możliwość techniczna do stworzenia przyjaznej dla ludzi atmosfery w biurach jak i budynkach mieszkalnych.

Literatura

(1) J.P. Gouberet, La conquete de l'eau Robert Laffont,1986
(2) M. Cohas– Ventilation et qualite de l’air dans l’habitat. – Editions Parisiens 1996
(3) E. Rylewski – Personal Energy, Tinta, Warszawa 2003
(4) S. Gumuła, K. Prync – Skotniczny, Z. Skotniczny - Wpływ eksploatacji kuchenek gazowych na zagrożenie składu powietrza w budownictwie mieszkaniowym. II Ogólnopolska Konferencja Naukowo Techniczna Zakopane Kościelisko 2001.
(5) F.G. Tagu – Zade O stanie sanitarno higienicznym mieszkań z odkrytym spalaniem gazu ? Naukowy Badawczy Instytut Techniki Sanitarnej, Zeszyt 17, Strojizdat 1966
(6) P. Isoard, C. Molina - Problemy epidemiologiczne klimatyzacji i dystrybucji powietrza – Mikrobiologiczne Centrum Naukowe Armii Francuskiej – Kongres Chorób Urządzeń Klimatyzacyjnych i Nawilżaczy – INSERM Paris 1986
(7) R. Liguganana - Microbiological monitoring of ventilation systems – Sima Italy –
T. Jędrzejewska Ścibak, J. Sowa, Indoor Air Quality - problem from science to practice, Politechnika Warszawska Warszawa 1993