Měření kvality ovzduší v budovách

30. října 2012

Partneři sekce:

Člověk je i přes svůj kvalitní imunitní systém křehký tvor a snadno podléhá řadě vnějších vlivů. Příkladem může být kvalita ovzduší v průmyslových i obytných budovách, která má vliv nejen na lidské zdraví a pracovní výkony, ale také na pocit pohodlí a vnímání životního komfortu.

Kvalita ovzduší je široký pojem a zahrnuje vzájemný vztah mnoha různých veličin a ukazatelů – od teploty přes vlhkost a prašnost až po přítomnost bakterií a životu nebezpečných plynů. Důležité jsou nejen konkrétní naměřené hodnoty, ale také souvislost s konkrétním časovým okamžikem a místem.

Měření kvality ovzduší v budovách zahrnuje řadu oblastí a není zcela triviální záležitostí. Při využití vhodných měřicích přístrojů a dodržení adekvátních postupů lze kvalitu ovzduší měřit jednoduše a efektivně. Příkladem takových univerzálních i úzce specializovaných přístrojů jsou ruční měřiče Fluke.

Kvalita ovzduší souvisí s řadou norem a zákonných předpisů. V České republice jsou uplatňovány například hygienické směrnice č. 46/1978 Sb., o hygienických požadavcích na pracovní prostředí, a č. 64/1984 Sb., o hygienických zásadách pro práce s chemickými karcinogeny. Známá je také norma ČSN 12 7040, o vzduchotechnických zařízeních a odsávání škodlivin od strojů a technických zařízení. Jednotlivé předpisy mimo jiné určují mezní hodnoty pro konkrétní časové období, důležité je ale také zohlednění kumulativních hodnot skrze různá prostředí, ve kterých se konkrétní člověk vyskytuje.

Všudypřítomné částice
Příkladem důležitého vlivu na kvalitu ovzduší je prašnost – částice obsažené ve vzduchu. Prachové částice mají mnoho různých forem a zdrojů – od přirozených (pylů rostlin, srsti zvířat a vzdušných bakterií) až po uměle vytvořené (například skleněná vlákna, azbest a částice generované drcením a spalováním jako součásti výrobního procesu). Nosem a horními cestami dýchacími projde přibližně polovina částic větších než 0,02 mm a do dolních cest dýchacích se dostane pouze minimum částic větších než 0,005 mm. Zbývá však mnoho nebezpečných částic, které se dostanou ještě dále do plic – například částice azbestu jsou menší než 0,003 mm.

Všeobecně vžitá představa říká, že kvalita ovzduší je horší ve vnějším prostředí, například na rušné ulici. Ne vždy jde ale o pravdivé tvrzení, běžné jsou situace, kdy ovzduší vnitřního prostředí budovy je ve srovnání s ovzduším okolního prostředí znečištěno několikanásobně více. Příčiny tohoto jevu nejčastěji souvisejí s nedokonalou či vůbec žádnou údržbou systémů vytápění, vzduchotechniky a klimatizace (tedy systémů HVAC – Heating, Ventilation and Air Conditioning). Svůj podíl viny na špatné kvalitě ovzduší v budovách má také zanedbávání opakovaných měření, která by mohla odhalit změnu vnitřních i vnějších podmínek. V případě možného výskytu jedovatých či výbušných látek musejí být pravidelná měření a dlouhodobá sledování naprostou samozřejmostí. Totéž platí i pro takzvaná čistá prostředí, kde kvalita ovzduší přímo ovlivňuje výrobní proces.

Doporučený scénář měření
První aktivitou vztaženou k měření kvality ovzduší v budovách je ověření, zda vůbec existuje nějaký problém. Iniciace měření obvykle probíhá na základě stížnosti osob pohybujících se v dané budově. Velmi důležité je uvědomit si, že každý člověk má jiný práh vnímání jakékoli nepříjemnosti. Fakt, že si na kvalitu ovzduší stěžuje jednotlivec či menšina, nemusí vůbec nic vypovídat o reálném stavu kvality ovzduší. Jinými slovy, i zdánlivě nepravděpodobné indicie (Já ten čpavek opravdu cítím!) by neměly být podceněny.

Měření kvality ovzduší v budově je nejčastěji založené na zjištění počtu částic konkrétních velikostí a lze jej rozdělit do několika samostatných kroků. Nejprve by měl být v dané lokalitě proveden průzkum vedoucí ke zjištění subjektivních ukazatelů – například jak moc vážné jsou zjištěné alergické reakce a za jakých okolností se objevily poprvé. Počáteční průzkum by měl odpovědět i na otázky vývoje události v čase a místě – zjištěný směr šíření je velmi důležitým ukazatelem pro správné určení příčiny a předpovědi dalšího vývoje.

Ve druhém kroku musí proběhnout zhodnocení historie budovy a zjištění odpovědí na otázky, kdy a pomocí jakých technologií byla budova postavena, zda proběhla rekonstrukce, zda došlo k nějakému významnému poškození a zda v případě problémů byly odstraněny jak příčiny, tak i následky (například při čištění ventilačního potrubí je potřeba provést i vyčištění prostorů, do kterých je vedeno, apod.). Mezi další zjišťované okolnosti patří vliv nejbližšího okolí, uplatňované postupy údržby i aktuální stav zařízení HVAC.

Třetí krok je zaměřen na fyzickou kontrolu budovy a ověření, zda existují nějaká na první pohled viditelná poškození či negativní vlivy. Může jít například o odhalení plísní na zdech, unikající páry z nově položených koberců či čerstvých nátěrů. Vzhledem k tomu, že v rámci tohoto kroku je nutné zohledňovat i okolnosti související s kvalitou ovzduší pouze nepřímo, jsou kladeny vysoké nároky na dosavadní zkušenosti techniků.

K měření pomocí přístrojů dochází až ve čtvrtém kroku. Měření by mělo být provedeno jak cíleně v návaznosti na zjištěné skutečnosti z předchozích kroků, tak i obecně v návaznosti na další látky a nepříznivé vlivy. Ideální je měření na různých místech včetně měření vně budovy, obvykle měření začíná na místě hlášeného incidentu a postupuje skrze jednotlivé zóny systémů HVAC směrem ven z budovy.

Komplexní vyhodnocení
Vyhodnocení jednotlivých kroků nemůže probíhat izolovaně a vždy představuje analytickou práci kombinující konkrétní výsledky s ohledem na aktuální situaci v budově a okolí. Jde tedy vlastně o řešení detektivky, které může usnadnit použití kvalitního měřicího přístroje.

Příkladem přístroje umožňujícího měření kvality ovzduší je měřič částic Fluke 985 doplněný například přístrojem na měření teploty, vlhkosti, rychlosti prodění vzduchu, CO i CO₂ (Fluke 975).

Moderní měřicí přístroje umožňují přehlednou práci s aktuálními i historickými daty, kombinují různé pohledy v jednom zobrazení, podporují zvukový i vizuální alarm s uživatelsky definovanými mezními hodnotami a nabízejí různé režimy práce čítačů. Výhodou je podpora měření v malém množství vzduchu s následnou interpolací na požadovaný objem a podpora odhalování náhodných výsledků, respektive chybných měření. Samozřejmostí by měla být podpora kalibrace včetně nastavení podle konkrétních aplikovaných norem. Další zpracování měření kvality ovzduší v budově usnadňuje podpora komunikace měřicího přístroje s počítačem pomocí USB či ethernetového rozhraní. Výsledky tak lze zpracovat na PC a pracovat s nimi jednoduše a dlouhodobě.

Konkrétní příklad certifikace a monitoringu
Čisté prostory, které vyžadují certifikovanou kvalitu prostředí podle ISO, jsou vynikající příležitostí pro využití měřičů počtu částic. Certifikace pro čisté prostory se obvykle provádí ihned po její výstavbě. Pro příklad jsme vybrali Fluke 985 pro měření a hodnocení čistých prostorů podle třídy 5 (ISO 14644). Pro získání klasifikace třídy 5 nesmí počet částic překročit limity ve všech kategoriích podle velikosti. Počty a velikosti částic jsou uvedeny v tab. 1.

Příklad testu se bude týkat koncentrace 0,3 μm částic v místnosti na 1 m³. Vzorky o objemu 2 litrů jsou odebírány z šesti různých lokalit v průběhu šesti různých časových úseků uvnitř měřeného prostoru s výsledky uvedenými v tab. 2.