Dopad vytápění budov na kvalitu ovzduší

Vzduch, který se ve velkoměstech dostává ven z kancelářských budov, může do okolí uvolňovat spoustu znečištění. Jak moc, to popsali vědci z americké Purdue University.

Emise těkavých organických látek z budov

Kancelářské budovy chrlí do okolí takzvané těkavé organické sloučeniny neboli VOC. Jsou známé tím, že mohou poškozovat lidské zdraví nebo ozonovou vrstvu. Tím, že unikají z domů, pravděpodobně přispívají k významnému zatížení městské atmosféry těmito chemikáliemi. Vědci v tomto výzkumu provedli přímá měření toho, jak vypadá výměna znečišťujících látek mezi budovou a jejím okolím; využili na to nejcitlivější dostupné měřicí přístroje. A zjistili, že budovy uvolňují do okolí více znečištění, než se dostává dovnitř.

Vliv výměny vzduchu mezi vnitřním a venkovním ovzduším na znečištění ovzduší ve městech je podle autorů pořád dost nepochopenou záležitostí, zejména u moderních budov, které jsou vybavené chytrými ventilačními systémy. Řada studií prokázala, že doprava, průmyslové a přírodní emise mají silný dopad na znečištění městského ovzduší. Ale vliv interakce látek znečišťujících městské ovzduší s budovami se často přehlížel.

Moderní větrání - složitý a vysoce účinný systém

Moderní veřejné a komerční budovy jsou obvykle vybaveny systémy vytápění, větrání a klimatizace, označují se zkratkou HVAC. Ty zajišťují lepší kvalitu vzduchu uvnitř budov a současně to, aby lidem uvnitř nebylo ani horko, ani zima. Vzduch se při tomto čištění a zahřívání nebo ochlazování prohání opakovaně celou stavbou, což může měnit jeho složení tím, že se stýká s nejrůznějšími částmi budov.

„Aby byly splněny požadavky na větrání budov a tepelnou pohodu, dochází k aktivní výměně značného množství vzduchu mezi budovou a okolní městskou atmosférou. Tato dynamická výměna vzduchu může mít významné důsledky pro kvalitu ovzduší ve městech v důsledku přenosu a přeměny znečišťujících látek jak mezi vnitřními a venkovními prostory, tak mezi venkovními prostory, zejména v hustě osídlených městech,“ vysvětlují autoři studie. Jejich výzkum zjistil, že koncentrace těkavých organických látek v interiérech jsou 2- až 15krát vyšší než venku a že na jednotku plochy jsou emise těkavých organických látek z budov srovnatelné s emisemi z dopravy nebo průmyslu.

Čtěte také: Liberecký kraj a kvalita ovzduší

Kanceláře jsou významným zdrojem emisí látek, které se jmenují reaktivní monoterpeny a siloxany, do venkovního prostředí. Siloxany se používají v deodorantech, parfémech, pleťových vodách a výrobcích pro péči o vlasy, monoterpeny se zase využívají jako aroma v nejrůznějších spotřebních produktech. „Chování vzduchu a znečištění v budově se dynamicky měnilo v závislosti na obsazenosti a podmínkách větrání budovy,“ uvedli vědci. „Naše výsledky ukazují, že budovy mohou přímo ovlivňovat kvalitu ovzduší ve městech díky značné výměně vzduchu mezi venkovním a vnitřním prostředím.“

Pokud jde o to, co lze udělat pro zmírnění emisí VOC z budov, navrhují vědci, že je třeba se více zaměřit na odstraňování těchto látek v systémech, které používají k filtraci uhlíkové filtry.

Znečištění ovzduší v Evropě a vliv vytápění

Městům nejvíce škodí vytápění domů a silniční doprava. Velký problém ale představují řidiči, kteří ze svých aut odstraňují filtry prachových částic. Škodí zejména ve městech, která se také potýkají se znečištěním z domácích kotlů.

Evropa už svůj přístup k dieselům přehodnotila. Kvůli Dieselgate bylo vypuštěno tolik přebytečných emisí škodlivých oxidů dusíku, že by to vydalo na dvě stovky uhelných elektráren. Právě od letošního září musí všechna nově vyrobená auta projít testováním v reálných podmínkách jízdy. Běžně se tento systém označuje zkratkou RDE (z anglického Real Driving Emissions) a testování se provádí na skutečných silnicích při náhodném zrychlování a zpomalování. Vedle toho byly zavedeny také vylepšené laboratorní testy zvané WLTP (Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test).

Lepší testování by mohlo vyřešit jeden z problémů, které Vojtíšek považuje ve spojitosti s automobilovými emisemi za nejvážnější - tedy technologickou nekázeň některých výrobců. Automobily, které limity pro oxidy dusíku obcházejí, totiž dokážou na ujetý kilometr vypustit více emisí než mnohé nové autobusy hromadné dopravy.

Čtěte také: Elektromotory a znečištění: Překvapivé výsledky

Látky znečišťující ovzduší

Látek, které negativně ovlivňují kvalitu ovzduší a škodí lidskému zdraví, je celá řada. Mezi ty hlavní patří prachové částice (PM10 a PM2,5), benzo[a]pyren, těkavé organické látky a oxidy dusíku. Poslední dvě zmíněné skupiny přispívají k tvorbě přízemního ozonu, který zhoršuje dýchací problémy a škodí i zdraví zvířat a rostlin.

• PM10 a PM2,5: Zkratky, za kterými se skrývá polétavý prach (z anglického pojmu “particulate matter”). Ten ovlivňuje zdraví více lidí než kterákoli jiná škodlivina. Částice nesou své označení podle velikosti v mikrometrech (µm) a právě částice menší než 10 µm jsou pro naše zdraví nejškodlivější, protože se nezachytí např. v nose, usazují se na průduškách a mohou způsobovat zdravotní problémy, zejména nemoci dýchacích cest, srdce a cév.
• BaP: Benzo[a]pyren je prokázaný karcinogen, který se v ovzduší vyskytuje převážně navázaný na jiné částice a je vhodným ukazatelem znečištění ovzduší polyaromatickými uhlovodíky (PAH). Mezi jeho hlavní zdroje v ČR patří vytápění domácností.
• VOC: Těkavé organické látky (VOC) významně ovlivňují stav a kvalitu ovzduší. Spolu s oxidy dusíku se těkavé organické látky mimo jiné podílejí na tvorbě přízemního ozonu. Nejčastěji jsou obsaženy v ředidlech, čistidlech a rozpouštědlech, používají se například při výrobě laků a barev.
• NOx: Pojem oxidy dusíku (NOx) označuje oxid dusnatý (NO) a oxid dusičitý (NO2). Oxid dusičitý je agresivní prudce jedovatý plyn, jehož vysoká koncentrace může způsobovat vážné záněty dýchacích cest a souvisí s výskytem bronchitidy a astmatu u dětí.
• O3: Přízemní ozon je jednou z hlavních příčin letního smogu. Vzniká fotochemickou reakcí slunečního svitu a nečistot (např. oxidů dusíku) z automobilů nebo průmyslu. Proto je znečištění ozonem nejčastější během slunečných dní.

Největší nebezpečí znečišťujících látek z automobilů

“Za nejvíce rizikové považuji velmi jemné částice. Ty, které jsou tak malé, že jsou okem neviditelné. Částice o průměru jednotek až desítek nanometrů, produkované spalovacími motory, ale například i otěrem brzd, se s vysokou účinností usazují v plicích, odkud mohou pronikat do krevního oběhu, případně též mohou pronikat podél čichového nervu do mozku. Na tyto částice jsou často navázány polotěkavé organické látky, z nichž například některé polyaromatické uhlovodíky jsou vysoce karcinogenní. Tyto částice produkují nejen naftové, ale i benzínové, a v menší míře i plynové motory. V druhé řadě jsou to oxid dusnatý a zejména oxid dusičitý (dohromady označované jako NOx, tj. oxidy dusíku). Jednotlivé látky v atmosféře spolu reagují a utvářejí další sloučeniny. Například 3-nitro-benzantron je jedna z nejvíce mutagenních látek, kterou lidstvo zná.”

Nadlimitní emise

Například v roce 2013 se do ovzduší kvůli nedodržování evropských limitů vypustilo nadbytečných 816 milionů kilogramů NOx, vypočítává studie mezinárodního týmu vědců. Tolik emisí oxidů dusíku ročně vypustí dvě stovky uhelných elektráren velikosti českých Chvaletic, Mělníka nebo Tušimic.

Silniční doprava je v současné době největším zdrojem emisí oxidů dusíku v EU jako celku i ve většině unijních zemí. Její nebezpečí spočívá v tom, že doprava zvyšuje koncentrace NOx v zalidněných oblastech, a má tak přímý negativní vliv na velké množství lidí.

Právě v českých největších městech - Praze a Brně - dochází pravidelně k překročení ročního limitu pro koncentraci oxidu dusičitého na celkem čtyřech dopravně zatížených místech. “Na dálnici projede větší množství aut, ale zpravidla se pohybují plynule a v otevřeném terénu. Koncentrace znečišťujících látek tedy nejsou tak vysoké, jako když projíždí velké množství aut v ʻkaňonuʻ zástavby. To jsou právě místa, kde se limit překračuje: Praha-Legerova, Brno-Úvoz, Brno-Svatoplukova a tak dále."

Čtěte také: Zlepšení ovzduší Dolní Domaslavice

Vliv lokálního vytápění

Vůbec největším zdrojem polétavého prachu je ovšem lokální vytápění budov. Například v Česku stálo v roce 2016 podle Eurostatu za téměř 78 % emisí prachových částic menších než 2,5 mikrometru (PM2,5) a 70 % částic menších než 10 mikrometrů (PM10).

Pokud jde o polétavý prach pocházející z dopravy, největšími “škodiči” jsou řidiči, kteří ze svých dieselových aut záměrně odstraňují filtry pevných částic, které nebezpečný prach zachytávají. Jezdit bez filtru je nelegální, ale na českých silnicích se takto podle odhadů Ústředního automotoklubu prohání asi milion aut.

Kromě řešení těchto akutních problémů pomůže lepšímu ovzduší ve městech rozvoj hromadné dopravy a moderních alternativních pohonů. Města by také měla usnadňovat pohyb chodcům a cyklistům. České obce navíc mohou už od roku 2011 na svém území vyhlašovat nízkoemisní zóny (NEZ), do kterých by mohla vjíždět pouze auta splňující stanovené emisní parametry.

Energetická náročnost budov a volba zdroje tepla

Při pohledu na současný trend za posledních 10 let u výstavby bytové sféry je zřejmá snaha o minimalizaci provozních nákladů budov. Základní ukazatel „kvality budovy“ byl vyhláškou č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budovy nastaven do tzv. průkazu energetické náročnosti budovy (PENB). Z pohledu investora (uživatele budovy) PENB ukazuje přehled energetických potřeb pro zajištění typického užívání budovy, pro které je budova určena.

Úkolem projektanta je tak nalézt řešení, které bude pro investora akceptovatelné jak po technické, tak i po ekonomické stránce. Základní vstupní informací pro výběr vhodného zdroje tepla, typu otopné plochy nebo regulace je pro projektanta energetická bilance posuzované budovy. Hlavní parametry tvoří potřeba tepla na vytápění a přípravu teplé vody. Zdroje tepla na plynná nebo kapalná paliva mají hlavní výhody v bezobslužném provozu, širokém pásmu modulace tepelného výkonu a malé náročnosti na zastavěný prostor.

Výhodou je sice možnost využití široké škály tuhých paliv, ale i zde je důležitá otázka dostupnosti daného typu paliva a nutnost jeho skladování. Hlavní nevýhodou je pak potřeba obsluhy (alespoň občasné) a z hlediska provozu otopné soustavy pak obtížně řešitelná regulace tepelného výkonu zdroje.

V ČR existuje cca 600 000 malých stacionárních zdrojů na tuhá paliva. Jejich majitelé se jen velmi obtížně smiřují s dopady požadavků zákona č. 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší, resp. normy ČSN EN 303-5 (tzn. požadavků na emisní třídy těchto kotlů a jejich plnění). Majitel staršího typu kotle na tuhá paliva sice provede stavební úpravy na svém domě a může se tak z pohledu průměrného součinitele prostupu tepla dostat do kategorie např. nízkoenergetické budovy, ale stále velmi často opomíjí dopad takového opatření na provoz stávajícího zdroje tepla.

Pokud začneme přemýšlet o využití obnovitelných zdrojů energie (OZE) ať již jako hlavního zdroje tepla nebo k podpoře jiného typu zdroje tepla je optimální, když si sestavíme základní energetickou bilanci získané energie z OZE vůči požadavkům na potřebu energie v objektu. Jako příklad je uveden rodinný dům, který byl postaven v roce 1995. Jeho tepelná ztráta byla 8,5 kW, pro potřebu teplé vody je uvažováno se 4 osobami a poměrnou ztrátou rozvodů teplé vody cca 20 %. V souladu s výpočtem dle ČSN EN ISO 13 790 je potřeba tepla na vytápění cca 18 900 kWh/a pro stav z roku 1995.

Jak je vidět z tabulky 1, pokud snižujeme energetickou náročnost budovy ve vztahu na potřebu tepla na vytápění (zateplení obálky budovy, využití zpětného získávání tepla, atd.), roste význam ostatních energií potřebných pro provoz domu. Jak nám ukázal jednoduchý příklad, v případě potřeby tepla pro přípravu teplé vody se podíl na celkovém dodaném teple u budov s nízkou potřebou energie může pohybovat v rozmezí od 50 do 70 %. To samozřejmě při návrhu systému vytápění klade rozdílné nároky jak na provoz zdroje tepla tak i otopnou soustavu. Není výjimkou, že v případě budov s nízkou potřebou energie je rozhodující nejen energetický požadavek na zajištění teplé vody, ale zároveň i požadavek na výstupní teplotu teplé vody (55 °C).

Nové emisní povolenky a jejich dopad

Zavedení nových emisních povolenek by mohlo vést ke zdražování zateplených nemovitostí, naopak starší nezateplené byty či domy by mohly zlevňovat. Kvůli novým poplatkům pro domácnosti by se měl také zvýšit zájem o rekonstrukce. Stoupla by tak poptávka po stavebnících, kteří by pak kvůli vytíženosti mohli chtít za práci více peněz. Nový systém ETS 2 má obchodování s povolenkami rozšířit například na silniční dopravu nebo vytápění budov.

Takzvaný systém EU ETS je hlavní nástroj pro snižování emisí skleníkových plynů, se kterým přišla Evropská unie.

Podle odborníků se nový systém dotkne domácností prostřednictvím vyšších cen energií a pohonných hmot, ale zároveň bude mít dopad i na hodnotu bytů. "Zavedení systému ETS2 od roku 2027 výrazně změní trh s bytovými nemovitostmi a zvýrazní význam energetické efektivity. Starší nezateplené domy nebo byty vytápěné plynem či uhlím se tak stanou výrazně dražšími na provoz, zatímco moderní, energeticky efektivní nemovitosti s obnovitelnými zdroji budou mnohem atraktivnější.

Současné vytížení stavebníků potvrzuje například pololetní analýza společnosti CEEC Research. Podle analýzy realitní platformy Reas.cz se ve třetím čtvrtletí průměrná cena za byt zvedla o desetinu na 5,1 milionu korun.

Kvalita ovzduší v Jihomoravském kraji

V devadesátých letech 20. století se v České republice investovalo mnoho finančních prostředků do snížení emisí v průmyslu, čímž došlo k výraznému zlepšení kvality ovzduší. V současné době jsou největšími znečišťovateli ovzduší automobilová doprava a vytápění budov (lokální topeniště). K hlavním problémům kvality ovzduší na jižní Moravě patří znečištění prachovými částicemi, přízemním ozonem a polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAU) vyjádřenými jako benzo(a)pyren.

V Jihomoravském kraji dochází v posledních letech ke znatelnému zlepšování kvality ovzduší. V roce 2015 byl v celém kraji překročen imisní limit jediné měřené látky (denní koncentrace PM10), a to pouze na stanici imisního monitoringu Brno - Zvonařka. V současnosti je největším problémem znečištění ovzduší prachovými částicemi, které pocházejí zejména z vytápění a dopravy, přičemž vytápění domácností vyprodukuje cca dvojnásobek polétavého prachu než vlastní dopravní prostředky.

Zpráva o životním prostředí za rok 2021

Kvalita ovzduší v České republice se pozvolna zlepšuje a u většiny látek se snižuje rozloha území, kde jsou překračovány jejich imisní limity. Stále ale přetrvává vysoké množství emisí do ovzduší z vytápění domácností. Na vině je především lokální vytápění tuhými palivy, které zajišťuje více než třetinu tepla pro domácnosti.

„Emise z vytápění domácností mají zásadní vliv na kvalitu ovzduší v sídlech. Ministerstvo životního prostředí proto podporuje výměnu zastaralých kotlů díky Nové zelené úsporám i oblíbeným kotlíkovým dotacím, které by měly kraje opět vypsat v příštím roce. Nově ale nejzranitelnější domácnosti s naším programem Nová zelená úsporám Light dosáhnou na investice do úspor energií, díky kterým mohou trvale snížit nejen své účty, ale i znečištění ovzduší,“ říká ministr životního prostředí Marian Jurečka (KDU-ČSL).

U suspendovaných částic velikostních frakcí PM10 a PM2,5 bylo v roce 2020 dominantním zdrojem opět vytápění domácností, které v případě PM2,5 představovalo 71,1 % celkových emisí, v případě PM10 pak 55,3 % celkových emisí.

MŽP vedle dotační podpory na výměnu kotlů 1. a 2. emisní třídy, nabízí také dotace na snížení spotřeby energií pro domácnosti z programu Nová zelená úsporám. Lidé tak mohou provést rychlé a jednoduché zateplení domů a dostanou dotaci až do výše 150 tisíc korun.

V červnu 2021 zasáhlo jižní Moravu nejsilnější tornádo v historii Česka, které způsobilo oběti na životech a miliardové škody na majetku. V roce 2021 i přes pokračující covidovou pandemii rostla ekonomika po jejím výrazném propadu v předchozím roce. Nárůst výroby, vyšší mobilita i větší spotřeba domácností zvýšily tlak na životní prostředí. Klesala materiálová i energetická náročnost ekonomiky. Podařilo se splnit cíl spotřeby primárních energetických zdrojů pro rok 2020 a nedošlo ani k překročení přísnějšího cíle stanoveného pro rok 2030.

Směrnice o energetické náročnosti budov (EPBD)

12. března proběhlo hlasování Evropského parlamentu o klíčové směrnici o energetické náročnosti budov (EPBD). Její finální schválení může vést k rozsáhlým renovacím nebytových budov, vč. škol a nemocnic, po celém Česku. Česko má totiž jeden z nejstarších stavebních fondů v Evropě. Studie Rand Corporation prokázala, že české děti přijdou ročně kvůli vystavení nadměrné vlhkosti a plísním v interiérech o přibližně 13 000 školních dnů.

MUDr. Jan David, Ph.D., pediatr a odborný asistent 3. „Vnitřní prostředí hraje pro zdraví dětí významnou roli, zejména když v daných prostorech tráví hodně času. Děti jsou na vnější vlivy ze své podstaty mnohem citlivější. Při pravidelném pobytu v budovách s nedostatečnou izolací nebo možností větrání, např. ve vybraných školách, pozorujeme u dětí vyšší výskyt respiračních obtíží a rozšíření alergických onemocnění.

V případě, že bude směrnice schválena, bude stanoven akční plán renovací, pro Česko to může znamenat, že bude muset do roku 2030 zrenovovat 16 % nebytových budov s těmi nejhoršími parametry. Technologie pasivního domu je stavební řešení, které klade důraz na kvalitu vnitřního prostředí, energetickou účinnost a upřednostňuje vysokou úroveň izolace, vzduchotěsnosti a řízeného větrání.

Česká vláda nedávno novelizovala vyhlášku, která zavádí povinné měření kvality vzduchu ve třídách. Přestože mají kvalita vzduchu a větrání zásadní význam, jsou vyhovující pouze u zrekonstruovaných budov, které umožňují účinné větrání, a tím zabraňují rozvoji mikroorganismů, jako jsou např. plísně.

„Správně provedená renovace školních budov zahrnuje také instalaci řízeného větrání s rekuperací tepla, které ve třídách zajistí stálý přívod čerstvého vzduchu předehřátého na příjemnou teplotu. V kvalitně izolovaných a správně větraných budovách je proto zdravé a příjemné vnitřní prostředí, což má pozitivní vliv na zdraví dýchacích cest dětí i na celkovou pohodu ve škole.

Budovy, s největší spotřebou energií, dostanou přednost, aby se obyvatelé vyhnuli vysokým účtům za energii a energetické chudobě. V Evropském parlamentu byla v březnu 2023 směrnice EPBD schválena drtivou většinou hlasů.

Mezi vlhkostí a plísněmi ve vnitřním prostředí a respiračními příznaky a astmatem existuje jednoznačný vztah. Vlhkost prostředí úzce souvisí s dětskými nemocemi. Výzkum odhalil, že nadměrné teploty ve třídách představují zdravotní a bezpečnostní riziko. Nadměrné teplo může zhoršit stávající zdravotní potíže. Bylo také prokázáno, že nadměrné teplo ve třídách má vliv na učení žáků, kdy zvýšení teploty o 1 °C vede ke zhoršení učení o 2 %.

Znečištění ovzduší a jeho dopad

Vedle mnoha negativních důsledků pro lidské zdraví má znečištění také výrazný ekonomický dopad: poškozováním zdraví lidí nejen zatěžuje národní rozpočty náklady na zdravotní péči, ale také degraduje ekosystémy a kvalitu jimi poskytovaných služeb a v neposlední řadě snižuje výnosy např.

Téměř všichni obyvatelé evropských měst jsou denně vystaveni znečištění ovzduší, které překračuje úrovně stanovené v pokynech Světové zdravotnické organizace. Společné pro látky znečišťující ovzduší je to, že jsou produktem systémů výroby a spotřeby, které jsou v naší společnosti pevně zakořeněné. Dosažení nulového znečištění ovzduší by po celém světě zvýšilo produktivitu a snížilo náklady na zdravotní péči.

Nové české přípravky zlepší půdní vlastnosti a zdraví pěstovaných rostlin

Cílem těchto přípravků je významně snížit výskyt chorob a škůdců na rostlinách či v půdě. Namísto rizikových pesticidů do půdy dodají potřebné živiny a neohrozí ostatní necílové organismy. Pro zajištění zdravé půdy, a tím pádem také čistější vody a ovzduší, zůstává z dlouhodobého hlediska nejúčinnějším a nejlevnějším způsobem prevence.

Znečištění moří

Všechna moře v Evropě v současnosti čelí rozsáhlému problému se znečištěním, které se pohybuje od 75 % do 96 %. Znečištění způsobuje rybolov, lodní doprava, cestovní ruch nebo těžba ropy a zemního plynu. Vznikají tak vysoce koncentrované škodlivé chemické látky, které se dál pohybují v mořském ekosystému.

IT systém pro předpověď znečištění

V reakci na tuto problematiku vyvinuli výzkumníci inteligentní IT systém, který umožní včasnou předpověď úrovně znečištění a jeho změn v městských stokových sítích.

Hlukové znečištění

Podle Světové zdravotnické organizace má dlouhodobá expozice hluku, a to i na úrovních, na které jsme zvyklí v městských oblastech, výrazně negativní dopady na lidské zdraví - může způsobit srdeční nemoci nebo chronické narušení spánku. Pro snížení hluku z dopravní cesty se v současné době využívají materiály umožňující pohlcování akustické energie. Jedním z takových materiálů je drcená guma vyrobená z vyřazených automobilových pneumatik.

Syntetické chemické látky

Syntetické chemické látky jsou všude okolo nás. Těm zdraví škodlivým lze podle některých odhadů připsat přibližně 6 % celosvětové zátěže způsobených nemocí včetně chronických a nádorových onemocnění nebo neurologických a vývojových poruch. Příkladem jsou perfluorované a polyfluorované alkylové látky (PFAS), které mohou být v pitné vodě, potravinách, obalech, prachu, kosmetice nebo textiliích. Některé chemické látky zase narušují fungování hormonálního systému těla.

Tabulka 1: Vliv snižování energetické náročnosti budovy na využití solárních kolektorů

tags: #ovzduší #vytápění #budov #dopad

Oblíbené příspěvky:

• Dvojité zapojení spotřebičů
• Oslava šedesátin spolumoderátora
• Moderní technologie v silničním stavitelství
• Správná likvidace použitého oleje
• Kde se vyskytuje kyslík?