Studie: Koncentrace CO₂ v českých školách dramaticky převyšuje normu

11. 2. 2015 / Bohumil Kartous

Jste autorem studie o hladině kysličníku uhličitého (CO₂) ve veřejných prostorech, konkrétně ve školách. Na co jste ve své studii přišel?

Studie se věnovala výhradně školám, nikoliv veřejným budovám. Byl zjištěn tristní stav, a sice že většina škol při svém provozu nesplňuje požadavky na maximální koncentraci oxidu uhličitého ve vzduchu. V exteriéru je běžná koncentrace do 400 ppm (milióntin objemu), v interiéru byl předpis maximálně 1000 ppm, což je také hranice respektovaná ve většině zemí a vychází z práce Maxe Josepha von Pettenkoferera. U nás došlo k výraznému snížení požadavku na 1500 ppm, avšak ani tento požadavek není ve většině škol splněn. Pokud někde náhodou byl požadavek splněn, tak se jednalo většinou o první vyučovací hodinu, kdy byla třída přes noc vyvětrána. Ještě pro úplnost doplňuji, že koncentrace 1000 ppm představuje přivést 25 m³ čerstvého vzduchu na osobu, koncentrace 1500 pp pak cca 18 m³.

Na kolika školách jste prováděl měření? Jak jste vybíral vzorek škol? Proč se ptám, jde skutečně o reprezentativní vzorek, vezmeme-li v úvahu to, v jakých budovách české školy sídlí? Je k dispozici nějaká dokumentace, ze které lze takový reprezentativní vzorek sestavit?

Měření probíhalo na 17 školách, v každé škole ve 4 učebnách po dobu minimálně jedné vyučovací hodiny. Školy byly vybírány zcela nahodile, a to ze dvou důvodů. Prvním je, že neexistuje statistika či jakékoliv roztřídění školních budov podle toho, jaký má jejich stavební systém vliv na výměnu vzduchu. Druhým důvodem pak bylo to, že měření probíhalo víceméně téměř pirátsky, neboť na začátku měření bylo naší snahou oslovit školský úřad a požádat jej o součinnost. Výsledkem byl oběžník všem ředitelům základních škol v Českých Budějovicích, kde nařídili ředitelům zakázat nám vstup do škol. Z tohoto důvodu je studie anonymní – slíbili jsme ředitelům, kteří nás do škol pustili, že neuveřejníme žádné indicie, které by vedly k identifikaci školy. Nicméně nahodilost způsobila, že měření bylo prováděno téměř ve všech typech škol, co se týká období výstavby, zateplení, druhu oken a jejich výměny. Měření probíhala na větší územní ploše, nejedná se o studii lokalizovanou na jeden kraj.

Podle vašeho zjištění je tedy v českých školách zvýšená hladina CO₂. Jaké to může mít důsledky ve vztahu ke zdraví, psychice a tedy i ve vztahu ke vzdělávání?

Koncentrace oxidu uhličitého je relativně málo prozkoumaný jev. Obecné zdravotnické informace mluví o tom, že zvýšená koncentrace snižuje soustředěnost, zvyšuje únavu, snižuje schopnost vnímat nové informace. Za zdravotně bezpečnou hranici se považuje limit 5000 ppm, tato hranice již může způsobovat poruchy dýchání. Přitom při našich měřeních tato hranice byla překročena, viz graf měřených hodnot v průběhu jedné vyučovací hodiny. Oxid uhličitý přitom působí zároveň jako indikativní plyn intenzity větrání. Bohužel zatím neexistují dostatečně rozsáhlé studie, které by prokazovaly vliv větrání na náchylnost k nemocem. Dle prováděných měření se ukazuje, že dostatečné větrání ve třídě snižuje i nemocnost dětí. To je logické, neboť větráním dochází i k odstraňování mikroorganizmů z ovzduší a tím se snižuje riziko kapénkové nákazy.

Graf. Na svislé ose je koncentrace v ppm, na vodorovné čas v průběhu vyučovací hodiny.

Hladina CO₂ překračuje podle vaší studie povolené limity, a to dokonce i ty historické. Jak je to vlastně s hladinou CO₂ v budovách, podíváme-li se do historie? Stoupá? A čím to?

Na zvyšování koncentrace CO₂ v budovách má vliv změna užívání budov a dále nerespektování základních požadavků, které dříve byly respektovány. V dřívějších dobách bylo obvyklé, že se v místnostech topilo kamny na tuhá paliva. Tím byl odtahován z místností vzduch a netěsnostmi přiváděn čerstvý. Tento komínový efekt působil i tehdy, kdy se netopilo, avšak komín se nikdy neutěsňoval. Dnešní technickou mluvou bychom toto označili za omezeně řízené podtlakové větrání. Tento způsob vytápění byl i ve školách. Druhým důvodem je to, že se staví jinak, než dříve. Existovaly právní předpisy týkající se větrání, např. škol se týkal tento zákon: Nařízení ministerstva kultu a vyučování z 12. III. 1888 číslo 40 zemského zákoníku českého. § 10: Kromě provětrávání, které se má po vyučování prováděti otevřením oken a dveří musí být pečováno o stálou změnu vzduchu. V zimě musí být přístroji přiváděn čerstvý, oteplený vzduch… Přístroje týkající se provětrávání musí být do plánů úplně vkresleny a z nich patrny býti. V praxi se to dělo např. tak, že v každé místnosti ústil sopouch vyvedený nad střechu a směrem do místnosti měl rozměr 60 x 60 cm a byl opatřen uzavíratelnými žaluziemi. Dalším možným řešením byly otvory na chodbu nade dveřmi a chodba byla dále větrána. V současné době (od roku 1949) se toto ve školách nestaví, v existujících školách pak dochází v rámci modernizace k zaslepování těchto otvorů. Zákony o větrání se však v 19. století netýkaly pouze škol, ale i jiných prostor. Zákon z 27. III. 1887 o tom, jak se mají stavěti nová divadla… : § 32: O ventilaci hlediště budiž postaráno… 30 m³ vzduchu na osobu za hodinu. Toto množství vzduchu představuje koncentraci CO₂ ve vzduchu silně pod 1000 ppm.

Co s tím? Kdo by se měl zasadit o nápravu? Asi rodiče dětí, které musejí v nevyhovujících podmínkách trávit několik hodin denně?

Technicky je řešení jednoduché. Je nutné zavést nucené větrání. To se netýká pouze škol, ale pobytových místností obecně. Zjistilo se například, že obvyklá koncentrace CO₂ v ložnicích je ráno kolem 3000 ppm, což vysvětluje časté ranní bolesti hlavy obvyklé v ČR. Vzhledem k tomu, že jde o velká množství vzduchu, který je nutné v místnosti ohřát, je z energetického a i ekonomického hlediska vhodné kombinovat nucené větrání s rekuperací tepla. A vzhledem k počtu alergiků v ČR je vhodné do větrání osadit i filtry mechanických nečistot (nikoliv dezinfekci, která může způsobovat oslabení imunity). Horší je vymahatelnost práva v ČR. Na dodržování hygienických podmínek by měla dbát hygiena. Ta se k tomu ale staví velmi laxně. Problematický je i tlak ze strany rodičů, protože ten může vést k „pomstě“ školy na žákovi. Pokud problém nebude medializován stejně jako např. problém s azbestem v nedávné době, tak se náprava velmi těžko realizuje.

Budu-li rodič, který se dozví o vaší studii a pojmu podezření, že moje dítě tráví spoustu času ve špatně větraných prostorech, jakou mám možnost to ověřit? Mohu požádat změření stavu školu? Je schopna to jednoduše provést?

Měření provést je velmi jednoduchá záležitost. Stačí mít měřící přístroj. Jeho cena se pohybuje dle vybavení a typu okolo 5 000 Kč. Je také velmi jednoduchá jej prověřit, protože vzduch v exteriéru má koncentraci CO₂ do 400 ppm, v místě s hustou dopravou či jiným zdrojem znečištění může mít i lehce více. Nicméně tolerance 50 ppm je pro konstatování stavu dostatečná. Otázkou je, zda škola bude mít zájem kohokoliv dovnitř vpustit a nechat jej změřit koncentraci oxidu uhličitého, popřípadě zda nebude sabotovat měření např. tím, že otevře v měřené třídě okna a prohlásí tento stav za obvyklý. Měření však mohou provést i sami žáci, postačí, když si do školy přinesou dataloger a nechají jej položený kdekoliv v místnosti, ať již na stole, v lavici, na židli. Po příchodu domů se mohou data z datalogeru odečíst a zjistit průběh koncentrace CO₂. Pokud by mělo jít o nezpochybnitelné měření, měl by je provádět soudní znalec, pověřená laboratoř či hygiena.

Jaká jsou vlastně řešení nevyhovujícího stavu?

Větrat. Obvyklý způsob větrání však naráží na mnoho problémů. Otevřené okno způsobuje nerovnoměrné ochlazování místnosti, tedy riziko nachladnutí lidí pohybujících se u otevřeného okna, dále dojde ke zvýšení hluku v místnosti o hluk z exteriéru. V neposlední řadě jde i o rizikové jednání, neboť často hrozí vypadnutí dětí či vyhazování předmětů z oken na okolo jdoucí lidi. Proto v současné době a na současné technické a ekonomické úrovni je nejvhodnější instalovat nucené větrání s rekuperací.

Co to je? A je to skutečně lepší řešení než pravidelné větrání prostor, které je mnohem levnější?

Rekuperační jednotka je obvykle vlastně labyrint kanálků, kterými jedním směrem proudí vzduch z místnosti ven, druhým pak dovnitř. Přes stěny kanálku si předávají teplo. Výhodou nuceného větrání s rekuperací je to, že jde o řízené větrání. Zpravidla je v místnosti čidlo, které sleduje znečištění vzduchu a podle potřeby zapíná ventilátor. Pravidelné větrání okny by sice bylo jedním z možných řešení, problémem je ovšem to, že jde často o nedostatečné větrání. Při měření jsme např. v jedné třídě měřili při otevřeném oknu. Koncentrace CO₂ neustále stoupala. V polovině vyučovací hodiny se otevřelo další okno, a koncentrace CO₂ stoupala stále stejně. Větrání totiž působí na základě rozdílu tlaků. Pokud ten není, otevřená okna téměř nevětrají. Je otázkou, zda větrání okny je levnější. Při něm dochází k velkému úniku tepla z budovy, což se může jevit jako poměrně drahé. Je zde samozřejmě ještě otázka investice, tedy nákladů na pořízení. Naštěstí koncem tohoto roku by měla být možnost na řízené větrání s rekuperací získat dotaci.

Studie ke staženíZDE

Roman Šubrt je absolventem Stavební fakulty ČVUT v oboru Pozemní stavby se zaměřením na Teorii konstrukcí pozemních staveb – komplexní technicko-fyzikální analýzu. Profesně se věnuje zpracovávání průkazů energetické náročnosti, energetickým auditům, odborným posudkům a tepelně technickým výpočtům. Je soudním znalcem v oborech Stavebnictví a Energetika. Na daná témata publikuje, je členem řady expertních komisí.

Vytisknout