Vliv znečištění prostředí na lidské zdraví

Vzhledem k době, kterou člověk stráví v interiérech budov, má vnitřní prostředí v budovách významný vliv na lidské zdraví. S kvalitou prostředí v budovách je spojován výskyt alergií a jiných obtíží dýchacích cest. Je známo, že pokud se v budovách nevyskytuje vlhkost a je dostatečně větráno, tzn. je zajištěn přívod dostatečného množství čerstvého vzduchu, je riziko vzniku problémů spojených s kvalitou prostředí nízké.

Složky vnitřního prostředí

Vnitřní prostředí v budovách vytváří mnoho složek. Mezi zásadní patří tepelně vlhkostní, odérová, aerosolová, mikrobiální a akustická složka. Z hlediska dopadu na lidské zdraví se zdá, že nejdůležitějším faktorem je kvalita vzduchu. Obsah odérových látek, aerosolu určuje kvalitu vzduchu. Obsahuje jednak subjektivní hodnocení (pachy), jednak objektivní hodnocení z hygienického hlediska (obsah škodlivých plynů, které nemusí být lidským čichem detekovány). Ve většině případů je kvalita vzduchu ve venkovním prostředí lepší než v uzavřených prostorech budov.

Mezi látky toxické je dnes řazen i tabákový kouř. Člověk sám produkuje teplo, vodní páru i další látky, zejména CO2, odérové látky a pevný aerosol následkem neustálého obnovování pokožky. Škodlivinou v bytech je však nejenom vydechovaný vzduch, ale také formaldehyd z nábytku, radon a radioaktivita ze zdiva a vlhkost v koupelně či jinde při sušení prádla.

Jako měřítko kvality vzduchu se nejčastěji používá koncentrace CO2, v obytném prostředí, kde vlivem lidské činnosti (vaření, koupání) vzniká vlhkost, je výstižnějším parametrem relativní vlhkost vzduchu.

Plísně a vlhkost

Interiéry respektive části interiérů, které jsou špatně větrané, jsou častěji příčinou kontaminace prostředí plísněmi. Plísně rostou v místech s vyšší vlhkostí (kolem 70 %), samozřejmě přednostně na vlhkém podkladu. Pak jim většinou nevadí ani suchý vzduch. Velmi častým místem nálezu plísní jsou obložené zdi, stropy opatřené podhledy, pod tapetami a přilepenými koberci. Obsah vodní páry v interiéru je určován jednak stavem vodních par v exteriéru, jednak jejich zdroje uvnitř budovy.

Čtěte také: CO2 a CZT

Plísně představují poměrně značné riziko vzhledem k tomu, že nejčastěji se vyskytující plísně také nejvíce alergizují. Kromě alergií mohou plísně vyvolávat nepříjemné pocity jako je dráždění dýchacích cest, obtíže podobné syndromu nemoci z budov, ale také těžká onemocnění dýchacích cest (nespecifické zápaly plic) nebo se mohou podílet na vzniku některých nádorových onemocněních.

Tepelně-vlhkostní podmínky

Kromě kvality vzduchu jsou z hlediska působení na člověka nejvýznamnější tepelně-vlhkostní podmínky prostředí. Zdrojem tepla nebo chladu pro interiér budovy jsou zejména venkovní klimatické podmínky, které se přenáší dovnitř obvodovým pláštěm budovy. Snaha o minimalizaci spotřeby energie na vytápění vede nutně ke stavbě budov s velmi kvalitním obvodovým pláštěm z hlediska tepelné izolace i těsnosti. Utěsněním vnitřního prostoru však přestává být funkčním přirozené větrání.

Člověk na základě svých biologických pochodů neustále produkuje teplo, které odevzdává do svého okolí. Stav, kdy prostředí odebírá tělu tolik tepla, kolik právě produkuje, označujeme jako tepelná rovnováha. Teplo, které člověk vydává do okolí, závisí na teplotním spádu, tj. na rozdílu teplot mezi povrchem těla a teplotou okolí. Teplo vzniká v tělesném jádru, zejména v játrech. Toto teplo se rozvádí po celém těle z velké části prouděním krve (podobně jako topná voda od kotle rozvádí teplo potrubím do celé budovy).

V případě, že prostředí je příliš chladné a odebírá tělu více tepla, než produkuje, nastává podchlazení. Organismus se tomu brání fyzikální termoregulací, tzn. omezí průtok krve do periferních částí těla (končetiny, nos, uši), které tak pomocí snížení své povrchové teploty sníží výdej tepla do okolí. Pokud to nestačí, může se aktivovat chemická termoregulace, tj. přímá výroba tepla. Takovým procesem je i svalový třes. Svalová práce má však malou účinnost, tzn. že svalový výkon se z velké části mění na teplo.

Povrchová teplota kůže je tak výsledkem neustálé interakce mezi člověkem a okolím, kterému se tak snaží přizpůsobit. Na levé straně je teplo člověkem produkované, na pravé straně teplo vydávané do prostředí. Pokud je rovnice splněna, je člověk ve stavu tepelné rovnováhy. M představuje energetický výdej, W vyjadřuje mechanickou práci. Jelikož má svalový výkon velmi malou účinnost, lze tuto složku zpravidla zanedbat. Energetický výdej se skládá z metabolického tepla, které vzniká při základních biologických pochodech a má pro dospělého člověka hodnotu 58 W/m2. Dospělý člověk má plochu přibližně 1,8 m2. Fyzická aktivita je provázena zvýšením energetického výdeje. Energetický výdej jedné osoby tak vypočítáme jako součin měrného energetického výdeje a tělesné plochy.

Čtěte také: Zasklení a sluneční záření: energetické hodnocení

Na pravé straně je tepelný výkon, který člověk předává do okolí. C představuje tepelný tok konvekcí, tedy prouděním. Výdej tepla prouděním roste s rychlostí proudícího vzduchu. Při vyšších teplotách vzduchu, kdy klesá teplotní spád mezi povrchem těla a okolím, člověka vítr příjemně ochladí, kdežto za bezvětří pociťuje horko.

R označuje výdej tepla sáláním (radiací). Všechny pevné povrchy, které mají teplotu vyšší než absolutní nula, vydávají teplo sáláním. Sálavý tok prochází vakuem i vzduchem beze změn. Na teplo se mění až při dopadu na pevný povrch. Tak člověka zahřívá sluneční záření, i když je okolní vzduch chladný. Naopak v zimě, kdy při nízké teplotě vnějšího vzduchu je vnitřní povrchová teplota prosklených ploch výrazně nižší než teplota vzduchu v místnosti, je tento jev negativně vnímán člověkem jako tzv."chladné sálání". Tepelná bilance mezi dvěma pevnými povrchy, které si předávají teplo sáláním, závisí tedy na rozdílu jejich povrchových teplot. Pro člověka to znamená rozdíl mezi teplotou kůže, resp. oděvu a teplotou okolních stěn. Vliv teploty vzduchu a okolních stěn se pro současné hodnocení výdeje tepla konvekcí a sáláním sdružuje do jedné veličiny zvané operativní teplota.

E značí výdej tepla difuzí vodní páry pokožkou a odpařováním potu. Člověk odevzdává do prostředí trvale určité množství vodní páry. Za optimálních podmínek vodní páru pohltí okolní vzduch a pokožka zůstává suchá. Tento jen nazýváme difuzí vodní páry pokožkou. Pokud je prostředí velmi teplé, teplotní spád mezi povrchem těla a okolím se zmenšuje, ochlazuje se člověk pocením. Členy Eres + Cres vyjadřují výdej tepla dýcháním, v tepelné bilanci tvoří malý podíl. Eres vyjadřuje výdej tepla odpařováním vody v plicích, Cres představuje teplo odevzdané ohříváním vdechovaného vzduchu. Výdej tepla roste s nízkou teplotou a vlhkostí vzduchu a také s celkovou produkcí tepla. Výroba energie probíhá za spotřeby kyslíku, který je získáván ze vzduchu dýcháním.

Tepelná pohoda

Tepelná pohoda označuje takový stav prostředí, ve kterém je splněna podmínka tepelné rovnováhy mezi organismem člověka a okolím a význam má i způsob a rovnoměrnost, s jakou člověk do okolí teplo vydává. V případě nedodržení optimálních podmínek je člověk před nadměrným teplem chráněn pocením, ale před nadměrným chladem chráněn není. Tepelná rovnováha však není jedinou podmínkou. Pro člověka je důležitá tzv. radiační pohoda, tj. aby teplo z okolí přijímal radiací (podobně jako od Slunce) a vyrobené teplo vydával konvekcí (prouděním), tj. ochlazováním okolním vzduchem, tomu odpovídá oblíbené posezení u krbu.

Pro tepelnou pohodu místnosti to znamená, že množství tepla, které člověk vydá do okolí konvekcí, má být minimálně stejné, pokud možno větší, než teplo předané do okolí sáláním. Z této podmínky plyne maximální přípustný rozdíl mezi teplotou vzduchu a stěn (o kolik mohou být obvodové stěny a otvorové výplně chladnější než vzduch v místnosti). Kromě tepelné rovnováhy a splnění radiační pohody je lidský organismus ještě citlivý na rovnoměrný odvod tepla do okolí a to jednak v prostoru, jednak v čase. V prostoru to znamená, že ochlazování nohou se nemá příliš lišit od ochlazování hlavy a proudění vzduchu by mělo být rovnoměrné, jinak vzniká průvan.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Optimální teplota vnitřního vzduchu je pro oblečeného člověka 21,5 ± 2 °C v zimním období. Teplota okolních ploch, tedy stěn, stropu, oken apod. nemá být nižší než o 2 °C. V letním období se tato hodnota pohybuje 26 ± 2 °C, je závislá zejména na teplotě ve venkovním prostředí, neboť člověk vnímá teplotu relativně. Pokud je v budově o 4-6 °C chladněji než ve venkovním prostředí, je to optimální z hlediska pocitu příjemného prostředí a zároveň tento rozdíl není rizikový z hlediska nemoci z nachlazení, která je příznačná pro "překlimatizované" budovy.

Základní způsoby větrání budov

Podle toho, zda hnací silou pro pohyb vzduchu pro větrání jsou síly přírodní (vztlakové), popsané fyzikálním zákonem, nebo ventilátor, který je poháněn motorem, rozdělujeme větrání na přirozené a nucené. Základním výkonovým parametrem vzduchotechnického zařízení je vzduchový výkon (též objemové množství nebo objemový průtok vzduchu) v jednotkách m3/h, nebo m3/s. Nejčastějším parametrem větrání místnosti je výměna vzduchu, která určuje, kolikrát za hodinu se vzduch v místnosti nahradí (vymění) čerstvým vzduchem. Minimální hodnota (je vyžadována hygienickými předpisy a platí i pro bytové jednotky) je 0,5 (tj. Přirozené větrání funguje na základě stejných fyzikálních zákonů, které způsobují pohyb vzduchu v atmosféře - vítr. Jejich znalost umožňovala zejména našim předkům navrhovat složité větrací soustavy, které byly využívány dokonce jako teplovzdušné vytápění. Různé průduchy a větrací šachty takového systému můžeme dodnes vidět na některých našich hradech.

Přirozený pohyb vzduchu vzniká v důsledku působení gravitačních (vztlakových sil), vyvozených rozdílem hustot vzduchu venkovního a vnitřního a tlakovými rozdíly, vznikajícími při obtékání budovy větrem. Působením vztlakových sil vzniká v horní části budovy přetlak, v dolní podtlak (vůči atmosférickému tlaku). Vzhledem k tomu, že hustota vzduchu závisí na jeho teplotě, a ta se ve venkovním prostředí během roku významně mění, mění se i průtok větracího vzduchu. Nejúčinnější je takový systém v zimě, kdy je velký rozdíl teplot mezi vnějším a vnitřním prostředím. Typickým prvkem přirozeného větrání v obytných budovách jsou větrací šachty a světlíky. Nejběžnější využití přirozeného větrání je infiltrace okenními spárami.

Na návětrné straně, kde vzniká přetlak, má aerodynamický součinitel větru průměrnou hodnotu 0,8, na závětrné straně, kde vzniká podtlak, má průměrnou hodnotu -0,3. Vliv rozdílu teplot a větru se může sčítat, nebo také působit protichůdně. Tlaková diference mezi vnějším a vnitřním prostředím při venkovní teplotě -10 °C a vnitřní teplotě 20 °C a výšce okna 2 m činí cca 3 Pa. Ukazatelem prostupu vzduchu a dveří je součinitel spárové průvzdušnosti, který vyjadřuje objemový tok vzduchu v m3 za 1 sekundu, proudící 1 m délky otevíravých spár oken a dveří, při tlakovém rozdílu mezi oběma stranami konstrukce 1 Pa. Má rozměr [m3/sPa0,67]. Součinitel spárové průvzdušnosti dnes vyráběných oken má hodnotu od 0,02 do 0,8 m3/sPa0,67. Okno 2x2 m se dvěma otvíravými křídly má délku spár 10 m. Při venkovní teplotě -10 °C a vnitřní teplotě 20 °C proudí za bezvětří infiltrací 6 m3/h.

Požadavky na nízkou energetickou náročnost budov v sobě zahrnují i požadavek na vzduchotěsnost budovy. Dnešní požadované parametry těsnosti domu představují výměnu vzduchu n = 0,6 - 0,9 (1/h) při Δp = 50 Pa. Zjišťují se tzv. Nucené větrání využívá k dopravě vzduchu ventilátor. Stěžejní výhodou těchto systémů je právě nezávislost na klimatických podmínkách, přesné nastavení průtoku vzduchu a také možnost vzduch filtrovat, ohřívat nebo chladit a dopravovat na libovolné místo. Vzduch se dopravuje potrubím a do prostoru přivádí přes koncové elementy, které mohou být různé konstrukce a mohou v místnosti navozovat různé obrazy proudění vzduchu. Odvod vzduchu je řešen obdobně, vzduch se v místnosti sbírá pomocí koncových elementů pro odvod vzduchu, které jsou potrubím spojeny s ventilátorem, který odpadní vzduch odvádí mimo budovu.

Zjednodušená varianta tohoto systému je podtlakové nucené větrání. Základním prvkem je ventilátor, který zajišťuje odvod vzduchu. V prostoru vzniká podtlak, množství vzduchu odebrané z místnosti tímto ventilátorem musí být nahrazeno vzduchem z okolních prostorů, který se přisaje netěsnostmi, příp. Podle toho, zda vzduchotechnické zařízení obsluhuje více místností (např. Základní funkcí teplovzdušného vytápění je vytápění prostoru teplým vzduchem. Do místnosti se přivádí vzduch ohřátý na vyšší teplotu než je vzduch v místnosti, který ve vytápěném prostoru předá toto teplo prouděním. Tento vzduch může v budově pouze cirkulovat, takový systém pak neslouží pro větrání. Součástí systému teplovzdušného vytápění může být i systém větrání, kdy se do oběhového (cirkulačního) vzduchu přidává podíl čerstvého vzduchu.

Hybridní větrání představuje systém, ve kterém je kombinován účinek přirozených (vztlakových) sil se silou mechanickou (nucené větrání). Cílem této koncepce je systém, který poskytuje komfortní vnitřní prostředí s minimální spotřebou elektrické energie. Základní filozofií hybridního větrání je udržet uspokojivé vnitřní prostředí střídáním a kombinací obou režimů (přirozeného a nuceného) tak, aby to nebylo na úkor spotřeby energie. To znamená použít přesně definované množství vzduchu v letním a zimním období, použití elektrické energie pouze pokud je to nezbytné a elektrickou energii dodávat pokud možno z obnovitelných zdrojů. Nezbytnou součástí je tedy řídicí systém, který na základě aktuálních hodnot směrodatných veličin nastavuje provozní režim systému. Z hlediska kvality obytného prostředí je podstatnou veličinou koncentrace CO2.

V celé historii středoevropských obytných staveb bylo zajištěno jejich vytápění a větrání výhradně lokálními zdroji (pece, krby, kamna) umístěnými v jednotlivých místnostech. Tyto topné zdroje spolu s netěsnými okny vytvářely po dlouhá staletí v budovách plně funkční systém vytápění a větrání, kdy intenzita výměny vzduchu byla závislá na provozu topného zdroje. I v době odstávky pak zajišťoval trvalý aerační odtah v teplých vnitřních komínech dostatečnou intenzitu podtlakového větrání. Místnosti sociálních zařízení se větraly okny do fasády, nebo do velkorozměrných vnitřních světlíků činžovních domů. Tyto systémy, provozované nárazově, fungovaly bezpečně.

tags: #soucinitel #znečištění #prostředí #definice

Oblíbené příspěvky:

• KDU-ČSL a její kořeny
• Povinnost odběru tříděného odpadu
• Omezovač otáček
• Stanoviště lukostřelby: Skautský manuál
• Zdravější domácnost