Základní požadavky na systémy HVAC pro zdravou kvalitu vnitřního vzduchu
V průměru strávíme přibližně 90 % života v interiéru a každý den vdechneme přibližně 12 000 litrů vzduchu. Předpokládáme, že vzduch v budovách je "čistý" a nepoškozuje naše zdraví. Proto je překvapující, jak málo uživatelé a provozovatelé ve skutečnosti vědí o kvalitě vnitřního vzduchu ve svých prostorách. Zásadní veličiny, jako je vlhkost vzduchu, obsah CO2 nebo koncentrace těkavých organických látek, se téměř nikdy neměří a ještě méně často se zobrazují.
Společnost Belimo vedla rozhovory s poradenskými inženýry a odborníky v oblasti větrání po celém světě, aby zjistila priority při snaze o vytvoření zdravého vnitřního ovzduší v budově. Z tohoto procesu vyplynulo sedm základních faktorů pro zajištění zdravého vnitřního ovzduší v nebytových budovách.
- Nepřetržité a spolehlivé měření, zobrazování a monitorování
- Přesné množství vzduchu do zóny a řízené odstraňování kontaminovaného vzduchu
- Dobře navržené ředění vzduchu a vzor proudění vzduchu
- Aktivní přetlakování obálky a prostorů
- Správná úprava teploty a vlhkosti
- Účinná filtrace
- Správné množství venkovního vzduchu
1. Nepřetržité a spolehlivé měření, zobrazování a monitorování kvality vnitřního ovzduší
V ideálním případě se pro sledování kvality vzduchu pomocí čidel měří vlhkost vzduchu, obsah CO2 nebo koncentrace těkavých organických látek. Je to proto, že lze kontrolovat pouze měřené veličiny. Z dnešního pohledu by měření i zobrazení těchto hodnot mělo představovat minimální standard pro měření kvality vzduchu v interiéru.
Vlhkost vzduchu
Je důležité, aby se relativní vlhkost vzduchu v interiéru udržovala v rozmezí 40-60 %. V příliš suchém vzduchu se kapénky od mluvící nebo kýchající infikované osoby snadno odpaří a obsažený virus se v podobě lehkého aerosolu šíří místností dál. Při vyšší vlhkosti vzduchu se kapičky neodpařují tak rychle a dopadají na zem v kratší vzdálenosti. Kromě toho jsou mnohé bakterie a viry v suchém vzduchu podstatně nakažlivější, protože vysychání sliznic způsobené příliš suchým vzduchem oslabuje imunitní systém.
CO2
Koncentrace CO2 vyšší než 1000 ppm (parts per million) snižuje schopnost koncentrace mozku; od 2000 ppm a více může vést k únavě nebo dokonce k bolestem hlavy. Hladina CO2 ve vzduchu v interiéru je vynikajícím indikátorem potenciální biologické kontaminace, příkladem jsou viry COVID-19. Pokud je hodnota CO2 vysoká v důsledku zvýšené obsazenosti a omezené výměny vzduchu, může vzniknout vysoké potenciální riziko z infekčních aerosolů.
VOC
Těkavé organické látky (VOC) jsou organické sloučeniny, které pocházejí z mnoha různých zdrojů, včetně parfémů, barev, tiskáren, koberců a stavebních materiálů. I nízké koncentrace těkavých organických látek mohou dráždit oči, nos nebo hrdlo a indikují nedostatečný přísun čerstvého vzduchu.
Je nezbytné měřit tyto veličiny pomocí vhodných čidel, aby bylo možné zavést vhodná opatření, například větrání, čištění nebo zvlhčování vzduchu.
2. Přesné množství vzduchu do zóny a řízený odvod kontaminovaného vzduchu
Centrální větrací jednotky obvykle přivádějí vzduch do několika zón v budově. Je důležité, aby každá místnost dostávala přesné množství čerstvého vzduchu, které potřebuje. Pokud se počet osob v místnosti zvýší, např. ve větší zasedací místnosti, lze očekávat, že se odpovídajícím způsobem zvýší i přívod vzduchu. Stejně tak je třeba z místnosti odvádět znečištěný vzduch. Aby to bylo zajištěno, musí být zóny a místnosti přiváděny individuálně pomocí variabilního objemu vzduchu (VAV). Pokud například senzor v místnosti zjistí nadměrně vysoký obsah CO2, otevřou se jednotky VAV a místnost se zaplaví dalším čerstvým vzduchem.
3. Dobře navržené ředění vzduchu a vzor proudění vzduchu
Důležitým faktorem je způsob, jakým vzduch přiváděný do místnosti touto místností proudí a poté z ní opět vychází. V ideálním případě proudí čerstvý vzduch neředěný zdola nahoru kolem osoby a poté je z místnosti přímo odváděn. Je třeba zajistit, aby vnitřní vzduch několikrát "nevířil" po místnosti nebo se nezadržoval v určitých zónách místnosti. Moderní simulace proudění vzduchu umožňují podrobně studovat typické vzorce proudění v místnosti. Správný návrh, umístění a orientace vývodů vzduchu může pomoci zabránit závažným chybám v oblasti zdravého vzduchu.
4. Aktivní přetlakování obvodového pláště a prostorů
Hygienu vzduchu v místnosti negativně ovlivňují nežádoucí proudy vzduchu, které do zóny pronikají zvenčí (např. z rušné silnice) nebo z jiných místností (např. z kavárny). K tomu obvykle dochází, pokud nejsou poměry tlaku vzduchu správně vyvážené. Zejména v souvislosti s šířením aerosolů COVID-19 v budovách se hodně diskutuje o "křížové kontaminaci" mezi různými místnostmi. Použití regulátorů VAV v přiváděném a odváděném vzduchu v místnostech a použití snímačů a regulátorů rozdílu tlaků mezi zónami může takovému nežádoucímu proudění vzduchu zabránit.
5. Správná úprava teploty a vlhkosti
V centrálním větracím systému může být přiváděný vzduch poměrně přesně upraven na požadovanou teplotu ve vzduchotechnické jednotce pomocí topných nebo chladicích spirál. Vysoce kvalitní regulační prvky na výměnících, jako je například ventil Belimo Energy Valve™, zajišťují, že se tak děje nejen s vysokou přesností, ale také energeticky úsporně.
Kromě teploty je pro zdravý vzduch v interiéru rozhodující také vlhkost. Pokud aerosoly nebo viry přítomné v místnosti narazí na vysušené sliznice, riziko infekce se výrazně zvyšuje. Bylo také prokázáno, že viry na suchých površích přežívají déle než ve vlhčích podmínkách. Správné zvlhčování vzduchu v místnosti (40-60 % relativní vlhkosti) je proto zásadním faktorem pro bezpečné ovzduší v místnosti.
6. Účinná filtrace
Aby se zabránilo pronikání znečišťujících látek do vnitřních prostor prostřednictvím přívodních vzduchovodů, musí být ve vzduchotechnické jednotce zabudovány filtry. V systémech, kde se část odváděného vzduchu přimíchává zpět do přiváděného vzduchu, musí být použity vhodné filtry, aby se zabránilo kontaminaci infekčními mikroby (například filtr HEPA H13 podle normy EN1822:2009). K zajištění účinného monitorování těchto filtrů lze použít snímače tlaku a dynamické měření průtoku vzduchu. Zvyšuje-li se znečištění filtru, zvyšuje se i tlaková ztráta na filtru. Současným měřením objemového průtoku filtrem lze poměrně přesně určit, zda a kdy je třeba filtr vyměnit.
7. Správné množství venkovního vzduchu
Velká část menších a středně velkých nebytových budov dnes nemá automatizovaný mechanický přívod čerstvého vzduchu. Často se předpokládá, že uživatelé čas od času vyvětrají otevřením okna. Pokud k tomu nedojde, může se koncentrace infekčních aerosolů výrazně zvýšit. Větrací systém s centrální klimatizací proto patří k minimálnímu standardnímu vybavení při plánování nové budovy nebo rekonstrukci. Mnoho zemí vydalo doporučené nebo závazné normy pro mechanické větrání komerčních budov a požaduje minimální rychlost výměny vzduchu v závislosti na typu budovy a počtu osob (např. požadavky na větrání podle ASHRAE 62.1).