ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov

Transkript

1 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov 125TVNP Teorie vnitřního prostředí budov prof. Ing. Karel Kabele, CSc. Ing. Pavla Dvořáková, Ph.D. Ing. Hana Kabrhelová, Ph.D. Ing. Zuzana Veverková, Ph.D. Praha 2014 Evropský sociální fond Praha a EU: Investujeme do vaší budoucnosti Předmluva Současné evropské stavitelství prochází zásadními změnami způsobenými zvýšeným tlakem na snižování spotřeby energie v budovách. Moderní přístupy, metody a technologie jsou schopny ušetřit energii, ale mají také vliv na další funkce budovy, mimo jiné na kvalitu vnitřního prostředí. V nových nebo modernizovaných stávajících budovách se tak setkáváme stále častěji s problémy s tepelnou pohodu, kvalitou vzduchu i dalších složek vnitřního prostředí. Vnitřní prostředí se tak stává významným činitelem ovlivňujícím kvalitu staveb s dopadem na pohodu prostředí, produktivitu práce a zdraví uživatelů Tento studijní materiál je určen posluchačům Stavební fakulty ČVUT v Praze jako studijní pomůcka a podklad k přednáškám studijního předmětu Teorie vnitřního prostředí, vyučovaném v magisterském studiu studijního programu Budovy a prostředí. Pořadí a rozsah přednášek v daném školním roce nemusí odpovídat tomuto materiálu. Předmět je zaměřen na seznámení s základy teorie vnitřního prostředí pro stavební inženýry v oblasti tepelného komfortu, kvality vnitřního vzduchu, akustického, světelného a psychického mikroklimatu a působení elektrostatických, elektromagnetických polí a ionizačního záření. Poděkování patří ing. Danielu Adamovskému, Ph.D. za poskytnutí podkladů k části měření a podpoře vzniku tohoto materiálu projektem CZ.2.17/3.1.00/36040 Inovace studijního programu Budovy a prostředí v rámci Operačního programu Praha Adaptabilita v roce TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

2 VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ BUDOV 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnitřní prostředí budov Ve vnitřním prostředí trávíme až 90% svého života ( SZÚ 2012) 5% 4% 7% 16% Ulice s dopravou Venku mimo ulice Obytný prostor Vnitřní ostatní Dopr.prostředky 68% Zdroj: Braniš, M., Kolomazníková, J. (2010) Year-long continuous personal exposure to PM2.5 recorded by a fast responding portable nephelometer. Atmospheric Environment 44(24): TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

3 Vnitřní prostředí budov Vnitřní prostředí je životní prostředí v interiéru budov. Je to obecně fyzická realita, obklopující živý organismus, se kterou je ve vzájemné interakci a která spoluvytváří neustále jeho fyzický stav. Lze jej obecně považovat za soustavu tří jevů, kterými jsou : Zdroj agencií Pole přenosu Exponovaný subjekt Agencie : homogenní složka fyzické reality, která vytváří toky a působí na exponovaný subjekt Exponovaný subjekt : člověk, zvíře, rostlina,stroj nebo jiná entita reagující na prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Agencie Pole přenosu Kontaktní orgán exp. subjektu toxické látky vzduch dýchací ústrojí, pokožka aerosoly vzduch dýchací ústrojí, pokožka mikroby vzduch dýchací ústrojí, trávicí ústrojí, pokožka odéry vzduch dýchací ústrojí vodní páry vzduch sliznice dýchacího ústrojí, pokožka teplo vzduch, kontaktní tělesa dýchací ústrojí, pokožka světlo prostor zrakové ústrojí akustické vlnění vzduch sluchové ústrojí ionizující záření prostor vnitřní orgány bez zpětné vazby ionty v ovzduší vzduch dýchací ústrojí statická elektřina prostor pokožka ostatní elektromagnetická vnitřní orgány bez zpětné prostor vlnění vazby 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

4 Vnitřní prostředí budov Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Akustika Světelná Elektro -statická, -iontová, - magnetická, ionizující a radiační pole Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura ) Elmg pole Psychika Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budovy Akustika Vzduch Osvětlení Zdroj : Jokl TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Faktory vytvářející výsledný stav prostředí Fyzikální faktory prostředí Teplota Vlhkost Rychlost proudění vzduchu Kvalita vzduchu Osvětlení Hluk Záření Prostor Faktory organismu Věk Pohlaví Rytmicita - dýchání, srdeční tep, tělesná teplota, menstruační cyklus Psychické faktory - stav mysli, introvert/extrovert Biologické pochody - trávení, spánek, práce, odpočinek, sex 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

5 Vnímání prostředí Stres - vyvolává odezvu organismu - strain 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnímání prostředí Reakce lidského organismu na prostředí: snaha o eliminaci nepříznivého účinku s cílem dosažení komfortu (pohody) Vědomá např. vzít si svetr, zavřít okno, spustit rolety Podvědomá např. pocení, třes, akomodace oka Krátkodobé x dlouhodobé působení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

6 Vnímání vnitřního prostředí Adaptace Jsou definovány tři formy adaptace (Folk 1974, 1981, Goldsmith 1974, Prosser 1958, Clark and Edholm 1985, Jokl 1981): 1. Adaptace změnou chování; 2. Aklimace; 3. Aklimatizace. Adaptace na vnitřní prostředí Změna chování Oblečení, aktivita Aklimace Přivyknutí si podmínkám, krátkodobý stav Aklimatizace Dlouhodobé přivyknutí, genetika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnitřní prostředí budov Prostředí má vliv na Zdraví Produktivitu práce Pohodu prostředí J. Adam Huggins for The New York Times Vnitřní prostředí budov = Interní mikroklima = Indoor environment 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

7 Negativní důsledky vnitřního prostředí na zdraví Přímé stížnosti na komfort (smysly) - pachy, hluk, teplo, chlad, průvan,... Systémové účinky - únava, špatná koncentrace, deprese Podráždění, alergické a hyper-reaktivní účinky - podráždění sliznic kůže a dýchacích cest, astma, vyrážky na kůži, spálení sluncem, ztráta sluchu, poškození očí,... Infekční nemoci - Legionnaires'disease Toxické chronické účinky, které se pomalu zvyšují nebo se objeví (rakovina) Bluyssen TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnitřní prostředí a zdraví Syndrom nemocných budov (Sick Building Syndrome SBS) soubor příznaků a potíží uživatelů spojených s pobytem v budově bez jasné příčiny Příznaky Stížnosti na nepohodu, podráždění očí, nosu, bolesti hlavy, únava, poruchy soustředění; Příčina není známa; Většina problémů odezní po opuštění budovy. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

8 Vnitřní prostředí a zdraví Syndrom nemocí z budov (Building Related Illness BRI) Diagnostikovatelná nemoc spojená s pobytem v budově s jasnou příčinou např. výskyt plísní, koncentrace plynů atd Příznaky Uživatelé si stěžují na nachlazení, strnutí šíje, horečky, křeče Jsou známy příčiny např. průvan, špatné pracovní místo Náprava většinou trvá delší dobu a problémy nepřestávají po opuštění budovy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnitřní prostředí a zdraví Jaké z následujících zdravotních problémů jste měl/a v posledních 6 měsících? nejčastějších 10 zdravotních problémů obyvatel ČR (údaj v procentech) nespavost bolesti páteře bolesti kloubů chřipka Příznaky SBS a BRI jsou totožné s nejčastějšími zdravotními problémy! Je to náhoda? bolesti v krku kašel celková únava 32 nachlazení 38 rýma 40 bolesti hlavy TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

9 Vnitřní prostředí a produktivita práce Větrání a nemocenská Větrání a pracovní výkon Vnímaná kvalita vnitřního ovzduší a plnění úkolů Teplota a výkon práce Rehva GB 6 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnitřní prostředí a produktivita práce Větrání a nemocenská Drinka (1996), nemocnost v domě s peč. službou Brundage (1988), nemocnost v kasárnách Model koncentrace částic Brundage(1988),nemoc. v kasárnách, data1983 Milton (2000),nemocnost v kancelářích Intenzita větrání Rehva GB 6 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

10 Relativní výkon Vnitřní prostředí a produktivita práce Teplota a pracovní výkon Teplota, C Rehva GB 6 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Pohoda prostředí - komfort Stav mysli, který vyjadřuje uspokojení s prostředím ( Fanger ASHRAE) Souhrn podmínek, za nichž si subjekt neuvědomuje stav prostředí (Saini 1971) Pohoda je neexistence zbytečné tísně při dané činnosti (Brundrett 1974) Takový stav prostředí, při kterém se lidé v uvažovaném prostoru subjektivně cítí co nejlépe a jsou tedy též schopni maximálního pracovního výkonu ať již fyzického či duševního, nebo co nejúčinnějšího odpočinku.. (Jokl 1986) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

11 Maslow pyramida potřeb Potřeba seberealizace Potřeba uznání, úcty Potřeba lásky, přijetí, spolupatřičnosti Potřeba bezpečí a jistoty Základní fyziologické potřeby Přispěvatelé Wikipedie, Maslowova pyramida [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2014, Datum poslední revize , 08:34 UTC, < Základní fyziologické potřeby Dýchání Regulace tělesné teploty Tělesná integrita Voda Spánek Přijímaní potravy Vylučování a vyměšování Fyzická aktivita Rozmnožování 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol INTERAKCE VE VNITŘNÍM PROSTŘEDÍ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

12 Fasáda Konstrukce a materiál Obálka budovy Tepelná izolace - limit? Pokročilé materiály Vakuové izolace PCM materiály Aktivní fasády Dvojité fasády Chytré stínění Integrované PV,PT systémy zdroj: autor Zdroj:autor Snížení potřeby tepla a chladu zdroj: autor zdroj: 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Obálka budovy Okna Zasklení Tepelné mosty Aktivní zasklení electrochromatická? zdroj: autor Minimalizace tepelné ztráty a zátěže Zajištění denního osvětlení zdroj: autor 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

13 Budova a vnitřní prostředí Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Lokalita, poloha, okolí Elektro, MaR Budova Zdravote chnika Osvětlen í Větrání Psychické Elmg pole Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budovy Vnitřní vzduch Světelné Akustické 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vytápění budov Vytápění Obnovitelné zdroje Akumulace tepla Účinné zdroje Účinná distribuce tepla (čerpadla) Emise tepla Měření a regulace zdroj: autor zdroj: autor Účinné zdroje a regulace výkonu Obnovitelné zdroje zdroj: autor 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

14 Budova a vnitřní prostředí Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Lokalita, poloha, okolí Elektro, MaR Budova Osvětlen í Větrání Psychické Elmg pole Vnitřní prostředí budovy Vnitřní vzduch Světelné Zdravote chnika Akustické 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Chlazení Snižování tepelné zátěže Účinné zdroje chladu Akumulace chladu Účinná distribuce chladu Vysokoteplotní chlazení Regulace a strategie (noční větrání) zdroj: autor Pasivní systémy Účinné zdroje a regulace výkonu Obnovitelné zdroje chladu zdroj: autor 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

15 Budova a vnitřní prostředí Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Lokalita, poloha, okolí Elektro, MaR Budova Osvětlen í Větrání Psychické Elmg pole Vnitřní prostředí budovy Vnitřní vzduch Světelné Zdravote chnika Akustické 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Větrání Optimalizace množství větracího vzduchu CO 2, VOC, IAQ senzory Nízkotlaké distribuční sítě Přirozené větrání Strategie regulace zdroj: zdroj: autor Přirozené systémy větrání Řízené nucené větrání zdroj: autor 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol zdroj: autor 33 15

16 Příklad: důsledek energeticky vědomého chování uživatele Zdroj : Kabele TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Budova a vnitřní prostředí Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Lokalita, poloha, okolí Elektro, MaR Budova Zdravote chnika Osvětlen í Větrání Psychické Elmg pole Vnitřní prostředí budovy Akustické Vnitřní vzduch Světelné 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

17 Osvětlení Denní a smíšené osvětlení Světlovody Účinné zdroje - LED? Regulace zdroj: autor Denní osvětlení Umělé - nové zdroje zdroj: autor zdroj: autor 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Budova a vnitřní prostředí Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Lokalita, poloha, okolí Budova Větrání Psychické Vnitřní prostředí budovy Vnitřní vzduch Elektro, MaR Osvětlen í Elmg pole Světelné Zdravote chnika Akustické 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

18 Cold water (w/o DHW) l/pers/hr Zdravotechnika vodovod, teplá voda Spotřeba teplé vody!! Účinná příprava TV Teplota Distribuční síť Cirkulace Ovládání Legionella!!!! Teplota vody - hygiena Lidský faktor Hot water demand litres/shower zdroj: autor zdroj: Cold water use in residential building Monday Tuesda y Wednes day Thursda y Friday 2.00 Saturda y Sunday TVNP (c) prof. K. Kabele a kol hod zdroj: autor 38 Budova a vnitřní prostředí Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Lokalita, poloha, okolí Elektro, MaR Budova Osvětlen í Větrání Psychické Elmg pole Vnitřní prostředí budovy Vnitřní vzduch Světelné Zdravote chnika Akustické 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Zdroj : Kabele, Dvořáková

19 Budova a vnitřní prostředí Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Lokalita, poloha, okolí Elektro, MaR Budova Osvětlen í Větrání Psychické Elmg pole Vnitřní prostředí budovy Vnitřní vzduch Světelné Zdravote chnika Akustické 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Lokalit a, poloha, okolí Konstr ukce, materi ál Elektro, MaR Budova a vnitřní prostředí Vytápě ní Budo va Zdravo technik a Chlaze ní, vlhčení Osvětl ení Větrání Psychické Elmg pole Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budovy Vnitřní vzduch Světelné Akustické Zdroj : Kabele, Dvořáková TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

20 TEPELNĚ-VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnitřní prostředí budov Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Akustika Světelná Elektro -statická, -iontová, - magnetická, ionizující a radiační pole Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura ) Zdroj : Jokl TVNP Elmg pole Psychika (c) prof. K. Kabele a kol Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budovy Akustika Vzduch Osvětlení 44 20

21 Tepelně-vlhkostní mikroklima Stížnosti na: Vysoké teploty Nízké teploty Proměnné teploty Průvan Sálání Teplá nebo chladná podlaha Příklady zdravotních rizik: Bolesti hlavy Nachlazení Únava Závratě Problémy s motorikou (nízké teploty) Rehva GB TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Tepelně-vlhkostní mikroklima Narušení tepelně vlhkostního mikroklimatu ohrožuje HOMOIOTERMII člověka základní podmínka existence lidského organismu Homoiotermie = teplokrevnost = schopnost člověka zajišťovat teplotní homeostázu, tj. udržovat svou tělesnou teplotu na konstantní úrovni - KONTROLOU VÝDEJE A ZTRÁTY TEPLA kontrola tělesné teploty - především řízením METABOLISMU (např. zrychlení metabolismu, jakmile se okolní teplota začne snižovat) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

22 Tepelně-vlhkostní mikroklima stav vnitřního prostředí z pohledu TEPELNÝCH A VLHKOSTNÍCH TOKŮ mezi lidským tělem a jeho okolím T a T p 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Tepelná pohoda, tepelný komfort stav mysli, který vyjadřuje uspokojení s prostředím (Fanger 1970) zahrnuje souhrn podmínek, za nichž si subjekt neuvědomuje stav prostředí (Saini 1971) se vyznačuje neexistencí zbytečné tísně při dané činnosti (Brundrett 1974) znamená, že je dosaženo takových tepelných poměrů, kdy člověku není ani chladno, ani příliš teplo - člověk se cítí příjemně (Cihelka) takový stav prostředí, při kterém se lidé v uvažovaném prostoru subjektivně cítí co nejlépe a jsou tedy též schopni maximálního pracovního výkonu ať již fyzického či duševního, nebo co nejúčinnějšího odpočinku.. (Jokl 1986) je stav mysli vyjadřující uspokojení s tepelným prostředím. (ČSN EN ISO )...je stav mysli, jenž vyjadřuje spokojenost s teplotním klimatem a který vychází ze subjektivního hodnocení (ASHRAE Standard 55) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

23 ZJEDNODUŠENÝ MODEL TEPELNÉ POHODY 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Rovnice tepelné bilance člověka Metabolické teplo M Mechanická práce W Sdílení tepla mezi tělem a prostředím Q Dýchání Proudění Sálání Vedení Vypařování Q W Rovnice tepelné bilance M-W = Q komfort M-W > Q horko M-W < Q zima 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

24 Tělesná teplota x Teplota prostředí Tělesná teplota je dána výsledkem mezi příjmem, produkcí a výdejem tepla Řízení teploty vědomá činnost Teplota jádra pocení třes M Q TERMOREGULACE Chemická metabolické teplo Fyzikální tok tepla z organismu do okolí Mechanická behaviorální vědomá činnost 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Termoregulační mechanismy Teplé prostředí / produkce metabolického tepla: 1. Vazodilatace odvod tepla z těla pokožkou ( prokrvení) 2. Aktivování potních žláz chlazení odpařováním (krátkodobě 4l/h; ~ 1l/h=2,4MJ tepla; Auliciems,1997) 3. Hypertermie přehřívání organismu (slabost, bolest hlavy, ztráta chuti, nevolnost, zrychlený dech, duševní nepokoj Studené prostředí : 1. Vazokonstrikce snížení tepelných ztrát těla ( teploty pokožky) 2. Termogeneze svalové napětí třes (až 10x tepelné produkce 3. Hypotermie podchlazení těla ( vnitř.teploty pod 35 C; srdeční frekvence, selhání krevního oběhu) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

25 Dynamická termoregulace Diagram automatické teplotní regulace člověka a jeho regulace chováním (Hensen 1991) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Adaptace Jsou definovány tři kategorie adaptace (Folk 1974, 1981, Goldsmith 1974, Prosser 1958, Clark and Edholm 1985, Jokl 1981, De Dear 1997): 1. Změnou chování 2. Fyziologická 3. Psychologická Fyziologická a. Adaptace změnou (aklimace, aklimatizace) chování Přivyknutí si podmínkám, Oblečení, aktivita, pozice, krátkodobý stav + Úprava vnitř. Prostředí, Dlouhodobé přivyknutí, Kultura-pauzy genetika Adaptace Psychologická na vnitřní vjemy, pocity, očekávání.. prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

26 Tělesná teplota X Pocity 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ČLOVĚK osobní faktory Metabolické teplo M Tepelný odpor oděvu I clo Faktory tepelné pohody PROSTŘEDÍ Teplota vzduchu T a Relativní vlhkost RH Rychlost vzduchu v a Teplota okolních ploch T r 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

27 ČLOVĚK osobní faktory Metabolické teplo M Tepelný odpor oděvu I clo Faktory tepelné pohody PROSTŘEDÍ Teplota vzduchu T a Relativní vlhkost RH Rychlost vzduchu v a Teplota okolních ploch T r 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Metabolické teplo BAZÁLNÍ metabolismus SVALOVÝ metabolismus 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

28 Metabolické teplo 1. BAZÁLNÍ METABOLISMUS - basal metabolic rate BMR [W/m 2 ] - míra metabolické energie v organismu v klidovém, bdělém a termoneutrálním stavu a na lačno. Závisí na pohlaví, věku a velikosti těla. Vzorec pro odhad BMR - Harris-Benedict r.1919 BMR muž = 66,5 + (13,7 x M) + (5,0 x H) (6,8 x A) BMR žena = 655,1 + (9,6 x M) + (1,85 x H) (4,7 x A) r.1984 BMR muž = 88,3+ (13,4 x M) + (4,8 x H) (5,7 x A) - ~ 1 % BMR žena = 447,6 + (9,2 x M) + (3,1 x H) (4,3 x A) - ~ 20% BMR bazální metabolismus [kcal/den!!] M hmotnost [kg] H výška [cm] A věk 125TVNP [roky] (c) prof. K. Kabele a kol Bazální metabolismus x věk, pohlaví W/m Věk Zdroj: Jokl 2002 MUŽI ŽENY 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

29 Metabolické teplo 2. SVALOVÝ METABOLISMUS energie, vznikající při fyzické činnosti Jednotka 1 MET (Metabolic Equivalent of Task) je definovaná jako produkce energie v klidu sedící osobou, která spotřebuje 3,5 ml kyslíku na 1 kilogram tělesné hmotnosti za 1 minutu 1 MET = 58 W/m 2 0 až 16,9 MET 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Metabolické teplo McIntyre TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

30 Metabolické teplo Je přímo úměrné POVRCHU LIDSKÉHO TĚLA BSA = ( H 0,725 W 0,425 ) 0, Povrch lidského těla stanovil Du-Bois BSA (Body Surface Area) - povrch lidského těla 1,3-2,2 m 2 W hmotnost v kg H výška v cm Např: sezení - 58 W/m 2 x 1,9 m 2 = 110 W chůze W/m 2 x 1,9 m 2 = 266 W 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Citelné X vázané teplo ENTALPIE VLHKÉHO VZDUCHU (kj/kg) h = h a + x h w Entalpie suchého vzduchu = CITELNÉ TEPLO h a = c pa. t Entalpie vodní páry = VÁZANÉ TEPLO h w = c pw. t + h we Radiace Konvekce Dýchání Difuze pokožkou Pocení x = měrná vlhkost (kg/kg) t = teplota vzduchu = teplota vodní páry ( o C) c pa = měrné teplo suchého vzduhu (kj/kg. o C, kws/kg.k) =1.006 (kj/kg o C) c pw = měrné teplo vodní páry =1.84 (kj/kg. o C) h we = skupenské teplo vypařování vody při 0 o C = 2,502 (kj/kg) Dýchání 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

31 AKtivita - Metabolické teplo [W] Citelné x vázané teplo Tabulka platí pro muže. Produkce citelného tepla žen ~ 85% 1. Technický průvodce - Větrání a klimatizace, Prof. Ing. Jaroslav Chyský CSc., Prof. Ing. Karel Hemzal CSc. a kolektiv, Praha 1993 VÁZANÉ TEPLO ~ výdej páry x 0,67 24 C 26 C 28 C 35% 41 W 46% 53 W 57% 65 W 47% 66 W 56% 78 W 65% 90 W 52% 78 W 60% 90 W 68% 102 W 2. ČSN Výpočet tepelné zátěže klimatizovaných prostorů; 52% 66% 83 W 151 W 60% 71% 96 W 164 W 68% 77% 109 W 177 W 125TVNP příloha 1 (c) prof. K. Kabele a kol % 168 W 70% 183 W 76% W Citelné x vázané teplo Sdílení tepla při různém oblečení a aktivitě Vázené - Vodní pára Citelné - Radiace Citelné - Konvekce Tepelný odpor oděvu [Clo] Kabele TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

32 Citelné x vázané teplo 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ČLOVĚK osobní faktory Metabolické teplo M Tepelný odpor oděvu I clo Faktory tepelné pohody PROSTŘEDÍ Teplota vzduchu T a Relativní vlhkost RH Rychlost vzduchu v a Teplota okolních ploch T r 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

33 Tepelný odpor oděvu I cl = tepelný odpor oděvu, sčítají se vrstvy ( jako izolace budovy) Jednotka 1 clo (muž v obleku Gagge) 1 clo = m 2.K.W (c) prof. K. Kabele a kol Osobní faktory - normové hodnoty Činnost Energetické výdeje W/m 2 met Klidné ležení 46 0,8 Sezení uvolněné 58 1,0 Práce v sedě (úřady, byty, školy, laboratoře) 70 1,2 Stání, střední práce (prodavač, práce v domácnosti, práce na strojích) 93 1,6 I cl Denní běžné oblečení 0,3 Kalhotky, tričko, lehké ponožky, sandály 0,45 Kalhotky, spodnička, punčochy, lehké šaty s rukávy, sandály 0,5 Spodky, košile s krátkými rukávy, lehké kalhoty, lehké ponožky, boty 0,6 Spodky, košile, lehčí kalhoty, ponožky, boty 0,7 Spodní prádlo, košile, kalhoty, ponožky, boty (kalhotky, spodnička, punčochy, šaty, boty) ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

34 Faktory tepelné pohody ČLOVĚK osobní faktory Metabolické teplo Tepelný odpor oděvu Faktory PROSTŘEDÍ Teplota vzduchu Relativní vlhkost Rychlost vzduchu Střední radiační teplota DOPLŇUJÍCÍ FAKTORY Věk a pohlaví Tělesná postava a podkožní tuk Adaptace Cirkadiánní rytmus 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ČLOVĚK osobní faktory Metabolické teplo M Tepelný odpor oděvu I clo Faktory tepelné pohody PROSTŘEDÍ Teplota vzduchu T a Relativní vlhkost RH Rychlost vzduchu v a Teplota okolních ploch T r 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

35 Faktory prostředí TEPLOTA VZDUCHU Stavová proměnná popisující kinetickou energii částic systému. Thermodynamická /Kelvin/ Celsius t [ C] Fahrenheit [ F] T [K] t= T-273,15 1 F=5/9 C ( F-32).5/9 = C Teplota vzduchu se uvažuje bez vlivu sálání, měří se teploměrem, stínění v případě sálavých zdrojů tepla. tbn:and9gcrbcrsrzoz0f Vz8uYnhwp_pulVjlA25b1wi 0vIBcYDHa7XEnIw2tQ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Faktory prostředí VLHKOST VZDUCHU Měrná vlhkost W a = Mv Wa je měrná vlhkost; Mv hmotnost vodní páry; Ma [g/g] Ma hmotnost suchého vzduchu v daném vzorku vlhkého vzduchu. Relativní vlhkost RH = 100 p a p as [%] p a parciální tlak vodních par; p as parciální tlak nasycených vodních par při stejné teplotě a stejném celkovém tlaku. Rosný bod Teplota vzduchu, při níž by parciální tlak vodních par obsažených ve vzduchu byl roven parciálnímu tlaku nasycených vodních par Psychrometr Teplota suchého teploměru Teplota mokrého teploměru Teplota SUCHÉHO teploměru Vzduch Ventilátor Teplota MOKRÉHO teploměru Mokrá punčoška 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

36 TEPLOTA Relativní vlhkost % Faktory prostředí Teplota suchého teploměru Teplota mokrého teploměru Rosný bod Entalpie Měrná vlhkost g/kg 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Faktory prostředí NÍZKÁ RELATIVNÍ VLHKOST VZDUCHU způsobuje pocity sucha vysychání sliznic nosu a očí (min. 30%, kritická hodnota 15%) VYSOKÁ RELATIVNÍ VLHKOST VZDUCHU je nepříjemně pociťována jako dusno, je-li současně spojena s vysokou teplotou vzduchu Může způsobit: - výskyt kondenzace na stavebních konstrukcích - výskyt plísní a roztočů 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

37 Faktory prostředí RELATIVNÍ VLHKOST VZDUCHU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ZDROJE VODNÍ PÁRY Obsah vodních par v interiéru je dán stavem vodních par v exteriéru a zdroji v interiéru, dané aktivitami člověka. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

38 Faktory prostředí PROUDĚNÍ VZDUCHU Většinou se jedná o turbulentní proudění s malou rychlostí; obtížně měřitelné. - všesměrové sondy x trojrozměrné, dlouhodobější měření - Rychlost proudění - Směr proudění - Kolísání rychlosti Rychlosti proudění vzduchu a vnímání člověkem: 0 m/s nepříjemné, zatuchlý vzduch 0,1-0,3 m/s vnímáme většinou pozitivně v závislosti na teplotě a oděvu 0,3 m/s a výše podle teploty 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Faktory prostředí SÁLÁNÍ TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

39 Faktory prostředí SÁLÁNÍ Střední radiační teplota (Mean Radiant Temperature MRT) (též účinná teplota okolních ploch, střední teplota sálání ) je teplota všech okolních ploch, při které by bylo celkové množství tepla sdílené sáláním mezi povrchem těla a okolními plochami stejné jako ve skutečnosti t r = T 1 A 1 + T 2 A T N A N / ( A 1 + A A N ) t r 1 n r1.t... rn.t 273 kde t r střední radiační teplota [ C] T i teplota okolního povrchu i, i=1,2,...,n [K] A i plocha povrchu i, i=1,2,...,n [m 2 ] úhlový faktor mezi osobou a plochou i, i=1,2,...n φ ri 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol HODNOCENÍ TEPELNÉHO KOMFORTU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

40 Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu OPERATIVNÍ TEPLOTA PMV PPD EFEKTIVNÍ TEPLOTA Kombinovaná kritéria - posuzují tepelně-vlhkostní mikroklima podle několika fyzikálních veličin najednou 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol kde Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu OPERATIVNÍ TEPLOTA t o (Operative Temperature) Je to jednotná teplota černého uzavřeného prostoru, ve kterém by lidské tělo sdílelo konvekcí i radiací stejné množství tepla jako ve skutečném nehomogenním prostředí. Operativní teplota je váženým průměrem teploty vzduchu a střední radiační teploty podle odpovídajících součinitelů přestupů tepla prouděním a sáláním. Vypočtená hodnota o t o = operativní teplota t a = teplota okolního vzduchu t r = střední radiační teplota (mean radiant temperature) h c = součinitel přestupu tepla prouděním (W/m 2 K) h r = součinitel přestupu tepla sáláním (W/m 2 K) t hct a h c hr t h 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol r r 40

41 Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu VÝSLEDNÁ TEPLOTA t g (Resultant Temperature) (globe teplota, teplota kulového teploměru) měří se kulovým teploměrem; zahrnuje vliv teploty a rychlosti proudění vzduchu a zdroje sálavého tepla. Naměřená hodnota kulovým teploměrem Pro malé rychlosti proudění vzduchu (do 0,2 m/s) a malé rozdíly t a a t r (do 4 C) platí to t g Jokl TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu STEREOTEPLOTA (Stereo temperature) Měří se směrovým kulovým teploměrem, zahrnuje vliv rychlosti proudění vzduchu a nerovnoměrnost zdroje sálavého tepla. Naměřená hodnota Jokl, Jirák 2005 Prof. Ing. Miloslav V. Jokl, DrSc TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

42 Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu Teplota vzduchu Střední radiační teplota Vlhkost Operativní teplota EFEKTIVNÍ TEPLOTA (Effective Temperature) Teplota interiéru s relativní vlhkostí 50 %, jenž vyvolá stejné tepelné ztráty z pokožky člověka jako skutečné prostředí. (Gagge 1971) Podmínkou je však stejná rychlost proudění vzduchu. t ef kde t o wi m LR( pa 0,5 pws t )) t ef ( ef Efektivní teplota Vypočtená hodnota t o = operativní teplota w = vlhkost pokožky (běžně 0,06 1 při pocení) i m = součinitel propustnosti vlhkosti (oblečení a kůže bez oblečení) LR = Lewisův poměr (běžně 16,5 C/kPa)-poměr mezi předáváním tepla prouděním a odpařováním v závislosti na tlaku vzduchu p ws(tef) = tlak nasycené vodní páry při t ef 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu PMV (Predicted Mean Vote; předpokládaná průměrná volba) PMV je ukazatel, který předpovídá střední tepelný pocit na základě odevzdaných hlasů velké skupiny osob, které hodnotí svůj pocit pomocí sedmibodové stupnice tepelných pocitů založené na tepelné rovnováze lidského těla VSTUPNÍ PARAMETRY Relativní vlhkost vzduchu Teplota vzduchu Metabolické teplo PMV PPD Rychlost proudění vzduchu Tepelný odpor oděvu Střední radiační teplota 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

43 Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu Index PMV (Predicted Mean Vote; předpokládaná průměrná volba, Fanger, 1970) je definován jako funkce rozdílu tepelného toku produkovaného organismem a aktuálního toku tepla, které tělu odnímá okolí při daných parametrech prostředí. PMV je ukazatel, který předpovídá střední tepelný pocit na základě odevzdaných hlasů velké skupiny osob, které hodnotí svůj pocit pomocí sedmibodové stupnice tepelných pocitů založené na tepelné rovnováze lidského těla. +3 Horko +2 Teplo +1 Mírné teplo ± 0 Neutrální 1 Mírné chladno 2 Chladno 3 Zima 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu Index PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied, předpokládané procento nespokojených) je ukazatel stanovující kvantitativní předpověď procenta osob nespokojených s tepelným prostředím, které pociťují jako příliš chladné nebo příliš teplé. Za nespokojené s tepelným prostředím považovány ty osoby, které budou volit na sedmibodové stupnici horko, teplo, chladno nebo zima. +3 Horko +2 Teplo +1 Mírné teplo ± 0 Neutrální 1 Mírné chladno 2 Chladno 3 Zima 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

44 Výpočet PMV a PPD dle ČSN EN ISO ,036 M 5 PMV (0,303 e 0,028) M W 58,15 1,7 10 M 5867 pa 0,0014 M 34 t ,96 10 f cl tcl 273 tr 273 fclhc tcl t a 3 M W 3, ,99 M W pa 0, ( PMV PMV ) PPD e a PMV předpověď středního tepelného pocitu PPD předpokládané procento nespokojených M metabolické teplo W/m 2 W užitečný mechanický výkon W/m 2 (u většiny prací se rovná nule) fcl poměr povrchu oblečeného člověka k povrchu nahého člověka t cl teplota povrchu oděvu C t a teplota vzduchu C t r střední radiační teplota C pa hc parciální tlak vodní páry Pa součinitel přestupu tepla konvekcí W/m 2 K 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kritéria hodnocení tepelné pohody; tepelně-vlhkostního mikroklimatu PMV (Predicted Mean Vote) předpokládaná průměrná volba = průměrný tepelný pocit člověka PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) - předpokládané procento nespokojených 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

45 ČSN EN ISO 7730 ERGONOMIE TEPELNÉHO PROSTŘEDÍ - ANALYTICKÉ STANOVENÍ A INTERPRETACE TEPELNÉHO KOMFORTU POMOCÍ VÝPOČTU UKAZATELŮ PMV A PPD A KRITÉRIA MÍSTNÍHO TEPELNÉHO KOMFORTU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ČSN EN ISO parametry slouží především pro návrh systému vytápění, chlazení, větrání a dimenzování staveb Základní parametry vnitřního prostředí uvedeny v Příloze A ČSN EN Tepelná kvalita prostoru může být zvolena ze 3 kategorií podle ukazatelů PPD nebo PMV Kategorie vnitřního tepelného prostředí Tepelná pohoda - ČSN EN ISO 7730 Předpokládané procento nespokojených PPD Celkový tepelný stav těla Předpokládané průměrné hodnocení PMV A 6% 0,2 < PMV < + 0,2 B 10% 0,5 < PMV < + 0,5 C 15% 0,7 < PMV < + 0,7 PMV predicted mean vote, PPD predicted percentage of dissatisfied 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

46 Tepelná pohoda - ČSN EN ISO 7730 Optimální výsledná teplota - ČSN EN ISO 7730 Kategorie vnitřního prostředí A (PPD<6%) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Tepelná pohoda - ČSN EN ISO 7730 Kritéria navrhování různých druhů prostor Předpoklad: oděv 0,5 clo v létě a 1,0 clo v zimě 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

47 Tepelná pohoda - ČSN EN ISO 7730 Rychlost proudění vzduchu ovlivňuje přestup tepla prouděním (osoba prostředí) celkový tepelný komfort = PMV, PPD i místní tepelný diskomfort (průvan) Zvýšená rychlost vyrovnání tepelného vjemu v důsledku zvýšené teploty (otevření oken, použití ventilátorů) Letní oblečení 0,5 clo Sedavá činnost 1,2 met V < 0,82 m/s t < 3 C 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol MÍSTNÍ TEPELNÝ DISKOMFORT = nežádoucí ochlazování či oteplování jednotlivých částí těla Průvan Asymetrie radiační teploty Vertikální rozdíl teplot mezi hlavou a kotníky Teplota podlahy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

48 Místní tepelný diskomfort Průvan - přirozené proudění vzduchu - poblíž oken a ventilátorů - klimatizace Maximálně přípustná střední rychlost proudění vzduchu jako funkce místní teploty vzduchu t a a intenzity turbulence T u ČSN EN ISO 7730 Kategorie A : DR = 10% DR stupeň obtěžování průvanem 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Místní tepelný diskomfort Vertikální rozdíl teplot mezi hlavou a kotníky Teplota podlahy ČSN EN ISO 7730 ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

49 Místní tepelný diskomfort Asymetrie radiační teploty STUDENÉ povrchy : PROSKLENÉ PLOCHY OBVODOVÉ ZDI (nedostatečně izolované) STROPNÍ / PODLAHOVÉ CHLAZENÍ TEPLÉ povrchy : OSLUNĚNÉ PROSKLENÉ PLOCHY STROPNÍ / PODLAHOVÉ VYTÁPĚNÍ ZDROJ SÁLAVÉHO TEPLA energeticky-usporny-bydleni-stavba3.jpg 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Místní tepelný diskomfort Teplý strop Chladná stěna Chladný strop Teplá stěna Asymetrie radiační teploty ČSN EN ISO 7730 ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

50 ČSN EN VSTUPNÍ PARAMETRY VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ PRO NÁVRH A POSOUZENÍ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOV S OHLEDEM NA KVALITU VNITŘNÍHO VZDUCHU, TEPLOTNÍHO PROSTŘEDÍ, OSVĚTLENÍ A AKUSTIKY. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Tepelné prostředí ČSN EN ISO určuje, jak stanovit a definovat hlavní parametry = tepelné prostředí, kvalita vnitřního vzduchu, vlhkost, osvětlení, hluk pro dlouhodobé hodnocení vnitřního prostředí pro výpočet energetické náročnosti budovy KATEGORIE I II III IV POPIS Vysoká úroveň očekávání; prostory s velmi citlivými osobami s křehkým zdravím, se zvláštními požadavky (nemocní, velmi malé děti, starší osoby, postižení ) Běžná úroveň očekávání - pro nové budovy a rekonstrukce Přijatelné, střední úroveň očekávání - pro stávající budovy Hodnoty mimo kritéria pro výše uvedené kategorie přípustné pouze pro omezenou část roku ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

51 Výsledná vnitřní teplota ČSN EN příloha A Druh budovy, prostoru Oblečení, zima (clo) Činnost (met) Kancelář 1,0 1,2 Velkoprostorová kancelář Kavárna, restaurace 1,0 1,2 1,0 1,2 Obchodní dům 1,0 1,6 Bydlení 1,0 1,2 Kategorie vnitřního Výsledná teplota, tepelného prostředí zima C A 21,0 až 23,0 B 20,0 až 24,0 C 19,0 až 25,0 A 21,0 až 23,0 B 20,0 až 24,0 C 19,0 až 25,0 A 21,0 až 23,0 B 20,0 až 24,0 C 19,0 až 25,0 A 17,5 až 20,5 B 16,0 až 22,0 C 15,0 až 23,0 A 21,0 až 23,0 B 20,0 až 24,0 C 19,0 až 25,0 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Doporučená kritéria tepelného prostředí Kritéria pro návrh strojně vytápěných a chlazených budov Kategorie vnitřního tepelného prostředí Předpokládané procento nespokojených PPD Celkový tepelný stav těla Předpokládané průměrné hodnocení PMV I 6% 0,2 < PMV < + 0,2 II 10% 0,5 < PMV < + 0,5 III 15% 0,7 < PMV < + 0,7 IV >15% 0,7 < PMV PMV < - 0,7 vyplývá z ČSN EN 7730 (Je třeba zohlednit i místní tepelný diskomfort) ČSN EN ISO Druh budovy Kategorie Operativní teplota ( C) Minimum pro vytápění ~ 1 clo Maximum pro chlazení ~ 0,5 clo Obytné budovy: obytné místnosti (ložnice, pracovny, kuchyně atd.) Sedící ~ 1,2met I 21 25,5 odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s Katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT II III TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

52 Doporučená kritéria tepelného prostředí Kritéria pro dimenzování VLHČENÍ a ODVLHČOVÁNÍ Vychází z požadavků pro : tepelný komfort kvalitu vnitřního vzduchu fyzikální požadavky na stavbu ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí NOVÉ budovy STÁVAJÍCÍ budovy Zdroj: ČSN EN Návrhová kritéria používaná pro energetické výpočty 2. Celoroční počítačová simulace vnitřního prostředí a spotřeby energie 3. Dlouhodobého měření vybraných parametrů vnitřního prostředí 4. Subjektivní dotazování uživatelů 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

53 Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí 1. Návrhová kritéria používaná pro energetické výpočty Kritéria vnitřního prostředí Kategorie budovy Návrhová kritéria Teplotní podmínky v ZIMĚ II C Teplotní podmínky v LÉTĚ III C ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí 2. Celoroční počítačová simulace vnitřního prostředí a spotřeby energie Kvalita vnitřního prostředí v % času ve čtyřech kategoriích % Tepelné prostředí IV III II I ČSN EN ISO Příklad klasifikace tepelného prostředí - rozdělení do kategorií = průměr teplot vážený přes podlahovou plochu pro 95% prostoru budovy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

54 Příklad posouzení parametrů vnitřního prostředí Footprint -pracovní doba 7-17h. Footprint pro vnitřní teplotu během celého období roku. Zdroj: ČSN EN TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí 3. Dlouhodobého měření vybraných parametrů vnitřního prostředí Parametry vnitřního prostředí - teplota v místnosti, průtok větracího vzduchu a/nebo koncentrace CO 2 se měří v průběhu celého roku nebo během reprezentativního období - Analyzováno a prezentováno stejně jako v případě počítačové simulace ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

55 Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí 4. Subjektivní dotazování uživatelů ČSN EN ISO ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ADAPTIVNÍ MODEL tepelné pohody Celoroční pobyt v klimatizovaných budovách teplotně ustálené (většinou chladnější) prostředí kritičtí ke změnám Pobyt v přirozeně větraných budovách (BEZ klimatizace) výskyt většího rozsahu teplot vnitřního vzduchu (denní/sezónní kolísání teploty venkovního vzduchu) vědomé/nevědomé jednání lidí k zajištění tepelného komfortu větší tolerance lidí ke změnám teplot Zkušenosti, dostupnost regulace, očekávání uživatelů Docílení tepelné pohody dle norem a předpisů potřeba chlazení a nuceného větrání zvýšení nákladů na provoz budovy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

56 Adaptivní model ČSN EN ISO 7730 Ergonomie tepelného prostředí - tepelné podmínky mohou být určeny pro vyšší hodnoty PMV (tepelné podmínky prostoru upravovány především otevíráním a zavíráním oken) ČSN EN Vstupní parametry vnitřního prostředí Budovy bez strojního chlazení administrativní, budovy k obývání (s činností převážně v sedě) a k bydlení + snadný přístup k ovládání oken + nízkoenergetické metody osobního řízení stavu vnitřního prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Adaptivní model ČSN EN Přípustné vnitřní teploty pro návrh budov bez strojního chlazení Θ 0 operativní teplota C Θ m klouzavá střední teplota venkovního vzduchu C 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

57 Požadavky na kvalitu vnitřního prostředí - Zákony a vyhlášky Platné právně závazné předpisy stanovující limity pro jednotlivé faktory vnitřního prostředí pro jednotlivé typy prostředí Typ prostředí Předpis Požadavky pro : PRACOVNÍ teploty, relativní vlhkost, Nařízení vlády č.361/2007 Sb., proudění vzduchu, chemické látky, ve znění nařízení vlády č.93/2012 Sb. prašnost, osvětlení, větrání ŠKOLSKÉ teploty, relativní vlhkost, Vyhláška č. 410/2005 Sb., proudění vzduchu, osvětlení, ve znění vyhl.č.343/2009 Sb. větrání teploty, relativní vlhkost, proudění vzduchu, chemické látky, POBYTOVÉ Vyhláška č.6/2003 Sb. prašnost, výskyt mikroorganismů a roztočů BAZÉNY, SAUNY STRAVOVACÍ VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ STAVEB Vyhláška č.283/2011 Sb. Vyhláška č. 137/2004 Sb., ve znění vyhl.č.602/2006 Sb. Vyhláška č.20/2012 Sb. teploty, relativní vlhkost, proudění vzduchu, osvětlení, větrání, mikrobiální kontaminace vody žádné limity neexistují větrání, koncentrace CO2 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Nařízení vlády Č. 361/2007 Sb. KTERÝM SE STANOVÍ PODMÍNKY OCHRANY ZDRAVÍ PŘI PRÁCI se změnami: 68/2010 Sb., 93/2012 Sb., 9/2013 Sb TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

58 HODNOCENÍ VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci se změnami:68/2010 Sb., 93/2012 Sb. ČSN EN ISO 7730 Ergonomie tepelného prostředí - Analytické stanovení a interpretace tepelného komfortu pomocí výpočtu ukazatelů PMV a PPD a kritéria místního tepelného komfortu. (Vydáno ) ČSN EN Vstupní parametry vnitřního prostředí pro návrh a posouzení energetické náročnosti budov s ohledem na kvalitu vnitřního vzduchu, teplotního prostředí, osvětlení a akustiky. (Vydáno , anglický jazyk) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol NV č.361/2007 Sb se změnami: 68/2010 Sb., 93/2012 Sb. a) rizikové faktory pracovních podmínek, jejich členění, metody a způsob jejich zjišťování, hygienické limity, b) způsob hodnocení rizikových faktorů z hlediska ochrany zdraví zaměstnance (dále jen "hodnocení zdravotního rizika"), c) minimální rozsah opatření k ochraně zdraví zaměstnance, d) podmínky poskytování osobních ochranných pracovních prostředků a jejich údržby při práci s olovem, chemickými látkami nebo směsmi, které se vstřebávají kůží nebo sliznicemi, a chemickými látkami, směsmi nebo prachem, které mají dráždivý účinek na kůži, karcinogeny, mutageny a látkami toxickými pro reprodukci, s azbestem, biologickými činiteli a v zátěži chladem nebo teplem, e) bližší podmínky poskytování ochranných nápojů, 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

59 NV č.361/2007 Sb se změnami: 68/2010 Sb., 93/2012 Sb. f) bližší hygienické požadavky na pracoviště a pracovní prostředí, g) bližší požadavky na způsob organizace práce a pracovních postupů při zátěži teplem nebo chladem, při práci s chemickými látkami, směsmi, prachem, olovem, azbestem, biologickými činiteli a při fyzické zátěži, h) bližší požadavky na práci se zobrazovacími jednotkami, i) některá opatření pro případ zdolávání mimořádné události, při které dochází ke zvýšení expozice na úroveň, která může vést kbezprostřednímu ohrožení zdraví nebo života (dále jen "nadměrná expozice") zaměstnance exponovaného chemické látce, směsi nebo prachu, j) rozsah informací k ochraně zdraví při práci s olovem, při nadměrné expozici chemickým karcinogenům, mutagenům nebo látkám toxickým pro reprodukci, s biologickými činiteli a při fyzické zátěži, k) minimální požadavky na obsah školení zaměstnance při práci, která je nebo může být zdrojem expozice azbestu nebo prachu z materiálu obsahujícího azbest. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Příklad posouzení parametrů vnitřního prostředí Zdroj: ČSN EN TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

60 PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ Celoročně přípustné teploty na pracovišti dle NV 93/2012 Sb., v závislosti na náročnosti vykonávané činnosti, tj. na energetickém výdeji zaměstnanců pospaném třídou práce Ing.Z.Mathauserová, SZÚ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ Ing.Z.Mathauserová, SZÚ Přípustné hodnoty nastavení mikroklimatických podmínek pro klimatizované pracoviště třídy I a IIa dle NV 93/2012 Sb. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

61 Jokl, Jirák 2005 PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ MÍSTNÍ TEPELNÝ DISKOMFORT I a IIa t g na úrovni t g hlava - t g kotník - [ C] hlavy [ C] Kategorie A, B Kategorie C Obsahuje 19 i místní tepelný 0,0 diskomfort! 0,5 20 0,0 1,0 -stereoteplotu 21 Tg na úrovni hlava 0,0 a kotníky 1,5 22 0,5 2,0 23 1,5 3,0 24 2,5 3,5 25 3,5 4,5 26 4,5 5,5 27 5,5 6,5 NV 93/2012 Přípustné horizontální rozdíly mezi t st a t g na úrovni hlavy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vyhláška Č. 410/2005 Sb., KTEROU SE STANOVÍ O HYGIENICKÝCH POŽADAVCÍCH NA PROSTORY A PROVOZ ZAŘÍZENÍ A PROVOZOVEN PRO VÝCHOVU A VZDĚLÁVÁNÍ DĚTÍ A MLADISTVÝCH VE ZNĚNÍ: 343/2009 Sb. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

62 ŠKOLSKÁ ZAŘÍZENÍ Ing.Z.Mathauserová, SZÚ Celoročně přípustné parametry mikroklimatických podmínek dle vyhláška č.343/2009 Sb. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vyhláška Č. 6/2003 Sb., HYGIENICKÉ LIMITY CHEMICKÝCH, FYZIKÁLNÍCH A BIOLOGICKÝCH UKAZATELŮ PRO VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ POBYTOVÝCH MÍSTNOSTÍ NĚKTERÝCH STAVEB 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

63 POBYTOVÉ PROSTORY Při rychlosti proudění vzduchu: 0,16 až 0,25 m/s - teplé období roku 0,13-0,20 m/s chladné období roku Při relativní vlhkosti : Nejvýše 65% - teplé období roku Nejméně 30% - chladné období roku Ing.Z.Mathauserová, SZÚ Celoročně přípustné teploty v pobytových prostorách dle vyhlášky č.6/2003 Sb. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnitřní prostředí ovlivňuje zdraví, produktivitu a pohodu uživatelů spotřebu energie (teplota, větrání, osvětlení..) (spolu s návrhem budovy a jejím provozováním) Náklady na vyhovující vnitřní prostředí X náklady na energie Dobrá kvalita vnitřního prostředí celkově může zlepšit pracovní a studijní výkon a snížit absenci 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

64 KVALITA VZDUCHU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ) ODÉRY TOXICKÉ PLYNY Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Akustika Světelná Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura ) Elmg pole Psychika Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budov Akustika AEROSOLY MIKROBI IONIZAČNÍ ZÁŘENÍ Vzduch Osvětlení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

65 KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ) IAQ = ukazatel druhů a množství znečišťujících látek v ovzduší, které by mohly způsobit diskomfort nebo riziko nepříznivých účinků na zdraví lidí nebo zvířat, nebo poškození vegetace. (ISIAQ) Přijatelná IAQ = ovzduší, v němž nejsou žádné škodlivé koncentrace znečišťujících látek určené odbornými autoritami, a se kterým 80% nebo více exponovaných uživatelů nevyjadřuje nespokojenost (ASHRAE) Rehva GB14 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního vzduchu WC: Plísně, houby, viry, čisticí prostředky Ložnice: Prach, bakterie, viry, roztoči, zvířata -Vnitřní Podkroví: Prach, azbest, formaldehyd Obývací pokoj: CO, kouř z cigaret, VOCs (koberce, nábytek, lepidla, nátěry), domácí zvířata -Vnější zahrada: Pyl, prach, hnojiva, pesticidy Kuchyně: CO2, CO, čisticí prostředky, formaldehyd, kouř Garáž: CO, nátěry, rozpouštědla, plísně a houby, výfukové plyny, hnojiva, pesticidy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

66 Posuzování kvality vnitřního vzduchu Měření měření koncentrace znečišťujících složek (částice, chemické sloučeniny, plísně, bakterie, ) Výpočet vypočtené hodnoty veličin, které posoudí rozptyl/šíření škodlivin procesem větrání (lokální stáří vzduchu, intenzita větrání) Subjektivní hodnocení Rehva GB14 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ODÉROVÉ MIKROKLIMA ODÉROVÉ MIKROKLIMA Odérové mikroklima je složka prostředí, tvořená odéry v ovzduší, které působí na člověka a spoluvytvářejí tak jeho celkový stav. Odérové látky (odéry) jsou plynné složky v ovzduší vnímané jako pachy (jednak nepříjemné zápachy, jednak příjemné vůně). Jsou to anorganické nebo organické látky, většinou produkované člověkem samotným nebo jeho činností, popř. uvolňované ze stavebních konstrukcí a zařizovacích předmětů. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

67 Z VENKU ZEVNITŘ ODÉRY PŘÍJEMNÉ VZDUCH V INTERIÉRU NEPŘÍJEMNÉ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol SCHÉMA ČICHOVÉHO ÚSTROJÍ ČLOVĚKA: ČICHOVÁ KOULE ČICHOVÁ KOST ČICHOVÉ NERVY ČICHOVÁ DRÁHA KOST NOSNÍ ČICHOVÁ SLIZNICE 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

68 ČICHOVÁ KOULE KOST ČICHOVÝ ČICHOVÉ BUŇKY EPITHEL Zdroj:Buck a Axel TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ČICH Příjem potravy - výběr pokrmů, ovlivňuje chuť a první fázi trávení, podmíněné reflexní vyměšování trávicích šťáv Bezpečnost jedince- obranné reakce organismu na dráždění a škodlivé látky v prostředí. Emoce, vzpomínky Výběr partnera Poruchy čichu - anosmie, hyposmie, hyperosmie Dočasná Trvalá 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

69 Nespokojení,% FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VNÍMANOU KVALITU VZDUCHU Čichový smysl Optimální čich je do let, pak se pozvolna zhoršuje, ženy mají lepší čich než muži, nekuřáci než kuřáci Vlhkost a teplota Suchý a chladný vzduch je vnímán jako čerstvý a příjemný. Doba expozice: Odérová adpatace: Značná - na přírodní odéry Střední - na tabákový kouř Žádná - na stavební materiály Rehva GB14 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VNÍMANOU KVALITU VZDUCHU VLHKKOST A TEPLOTA Procento nespokojených s kvalitou vnitřního vzduchu v závislosti na teplotě a relativní vlhkosti Relativní vlhkost, % 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

70 ODÉROVÉ MIKROKLIMA Nepříjemné odéry přímo neohrožují zdraví, ale ztrátu soustředění, chuti a výkonnosti, při dlouhodobém působení se mohou dostavit stavy úzkosti, deprese a únavy Příjemné odéry mohou uklidňovat (vůně jasmínu, šeříku) podporovat výkon (vůně růže, macešky, pomeranče, citronu) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnímaná kvalita vzduchu Klasifikace prostor podle požadavků na kvalitu vnitřního vzduchu dle platné legislativy EN CR 1752:1998 A, B, C, D EN 15251: 2007 I, II, III, IV Kateg. Kateg. Popis I A Vysoká úroveň očekávání, pro prostory obsazené citlivými osobami II B Běžná úroveň očekávání III C Přijatelná, střední úroveň očekávání IV D Hodnoty mimo kritéria pro výše uvedené kategorie 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Rehva GB

71 Vnímaná kvalita vzduchu (percieved IAQ) Velké individuální rozdíly Procento nespokojených Rehva GB14 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnímaná kvalita vzduchu Subjektivní hodnocení skupina porotců Individuální posouzení Ihned po expozici 15 s, neadaptovaný Kontinuální stupnice přijatelnosti (Continuous acceptability scale Fanger: Indoor air quality handbook Rehva GB14 ČSN EN TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

72 Vnímaná kvalita vzduchu,% nespokojených (PD) Vnímaná kvalita vzduchu Kvalita vzduch tak, jak je vnímána člověkem závisí na: násobnosti výměny vzduchu resp. intenzitě větrání kvalitě venkovního vzduchu přiváděného do budovy účinnosti větrání síle zdrojů znečištění 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnímaná kvalita vzduchu Intenzita větrání Množství čerstvého vzduchu, m 3 /os.h 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

73 Vnímaná kvalita vzduchu, % nespokojených (PD) Vnímaná kvalita vzduchu a koncentrace CO 2 Koncentrace CO 2 nad venkovní, ppm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Rehva GB Vnímaná kvalita vzduchu Síla zdrojů znečištění: jednotka Olf 1 olf = znečištění vzduchu standardní osobou - průměrný dospělý jedinec při kancelářské práci v tepelné pohodě s hygienickým standardem 0,7 koupelí/den 3 standardní osoby (olf) 4 ekvivalentní standardní osoby (olf) 7 ekvivalentních standardních osob (olf) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Rehva GB

74 Vnímaná kvalita vzduchu, % nespokojených (PD) VNÍMANÁ KVALITA VZDUCHU Jednotka pol, decipol 1 pol = vnímaná kvalita vzduchu v místnosti se zatížením 1 standardní osobou, větrané 1 L/s Fanger: Indoor air quality handbook Vnímaná kvalita vzduchu, decipol 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol TOXICKÉ MIKROKLIMA Toky plynných toxických látek v ovzduší, kterým je člověk vystaven. I odérové látky mohou být ve vyšších koncentracích toxické a některé toxické látky mohou být zcela bez zápachu v jakékoliv koncentraci. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

75 TOXICKÉ MIKROKLIMA Oxid uhelnatý CO Zdroje: benzínové motory, kamna/kotle při nedokonalém spalování, kouření cigaret, lokální topidla Účinky: vazba na hemoglobin hypoxie (organismus se dusí) v buňkách blokuje dýchací fragmenty Projevy: bolesti hlavy, ztráta koordinace, neschopnost soustředění, apatie, bolesti celého těla křeče, ztráta vědomí, smrt 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol TOXICKÉ MIKROKLIMA Oxidy síry SOx (SO 2, SO 3 ) Zdroje: spalování fosilních paliv obsahujících síru, cigaretový kouř Účinky: dráždivé účinky, váže se na pevný aerosol (popílek, saze, prach)+ mlha horší účinek na dýchací cesty ntral-america/costa-rica/arenalvolcano Projevy: Poleptání dýchacích cest, poškození vegetace i anorganických materiálů 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

76 TOXICKÉ MIKROKLIMA Oxidy dusíku NOx (NO, NO2) Zdroje: dieslové motory, kotelny tepláren, elektráren a továren, při hoření plynu, tabákový kouř Účinky: Dráždí sliznice očí, nosu, krku a dýchacích cest Projevy: snižují imunitu, toxické pro dýchací ústrojí, podporují vznik rakoviny 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol TOXICKÉ MIKROKLIMA Ozon O 3 Zdroje: kopírky, laserové tiskárny, elektrostatické čističky vzduchu, výfukové plyny + UV záření při vyšších koncentracích baktericidní a deodorativní účinky Účinky: dráždí oči a jemné plicní membrány záněty, bolest na prsou, kašel dráždění v krku Projevy:snižuje obranyschopnost, astmatické záchvaty, poruchy funkce plic, negativně působí na rostliny 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

77 TOXICKÉ MIKROKLIMA Těkavé organické látky VOC Uhlovodíky: toluen, benzen, formaldehyd, ve vyšších koncentracích jedovaté Zdroje: nátěry, rozpouštědla, koberce, lepidla, motorová vozidla, cigaretový kouř, kosmetika, čisticí prostředky Účinky: dráždění očí, nosu, krku Dlouhodobá expozice: poruchy jater, ledvin a nervové soustavy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Formaldehyd Toxické mikroklima Zdroje: nedokonalé spalování, cigaretový kouř, kosmetika, zdravotnictví (desinfekční a antimykotický prostředek), izolační pěny, stavební dílce (dřevotřískové, dřevovláknité desky), nábytek, koberce, plastické hmoty, laky, barvy Účinky: vysušuje pokožku, snižuje imunitu, karcinogen Projevy: bolesti hlavy, bolesti v krku a únava, nevolnost, závratě a podráždění očí a dýchací soustavy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

78 PŘÍPUSTNÉ LIMITY TOXICKÝCH PLYNŮ Vyhláška č. 6/2003 kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci PEL přípustný expoziční limit =je celosměnový časově vážený průměr koncentrací plynů, par nebo aerosolů v pracovním ovzduší, jimž může být podle současného stavu znalostí vystaven zaměstnanec v osmihodinové nebo kratší směně týdenní pracovní doby, aniž by u něho došlo i při celoživotní pracovní expozici k poškození zdraví, k ohrožení jeho pracovní schopnosti a výkonnosti. NPK-P nejvyšší přípustná koncentrace chemických látek v pracovním ovzduší - je taková koncentrace chemické látky, které nesmí být zaměstnanec v žádném úseku směny vystaven 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vyhl. 6/ TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

79 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Podle Vyhl. 361/2007 (178/2001) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Podle Vyhl. 361/2007 (178/2001) 79

80 KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ) Elmg pole Psychika Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budov Vzduch Osvětlení ODÉRY TOXICKÉ PLYNY AEROSOLY MIKROBI IONIZAČNÍ ZÁŘENÍ Akustika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Pevné nebo kapalné částice rozptýlené v ovzduší TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

81 AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Zdroje částic Přirozené výbuchy sopek, lesní požáry a prach unášený větrem kapičky mořské vody bioaerosol (viry, bakterie, houby a případně jejich části a živočišné a rostlinné produkty (spóry a pyl)). Antropogenní vysokoteplotní procesy - především spalovací; cementárny, vápenky, lomy a těžba; odnos částic větrem ze stavebních ploch a z ploch zbavených vegetace TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Aerosolové mikroklima Pevný aerosol - Prach Organický Živočišného původu (prach z rohoviny, perleti, žíní, peří, chlupů) Rostlinného původu (ze dřeva, bavlny, konopí, lnu, tabáku, mouky, cukru, rostlinný pyl) Anorganický Nekovový (křemičitany, SiO 2, ) Kovový (měď, nikl, olovo) Smíšený v různých průmyslových provozech, v dolech, při zpracování lnu, bavlny a různých plodin 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

82 Kapalné aerosoly Aerosolové mikroklima Mlha - kondenzace vodní páry při poklesu teploty vzduchu pod rosný bod Aerosoly v průmyslových provozech vznik při nanášení laků, při mokrém broušení a leštění, postřik zemědělských kultur a stromů - Monodisperzní částice mají velikost téměř stejnou - Polydisperzní - částice s různou velikostí - Páry velikost částic < 10-4 μm - Spreje velikost částic > 10 μm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Velikost částic Inhalovatelné částice Horní cesty dýchací a nosní dutiny < 10 μm (PM 10 ) Jemné částice Dolní cesty dýchací a plicní sklípky < 2,5 μm (PM 2,5 ) Ultrajemné částice Plicní sklípky, přestup do krve < 1 μm (PM 1 ) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

83 Velikost částic LIDSKÝ VLAS µm SPALOVACÍ PROCESY, ORGANICKÉ SLOUČENINY, KOVY 2,5 µm PRACH, PYL, PLÍSNĚ, 10 µm ZRNKO PÍSKU 90 µm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Sedimentace částic usazování částic prachu v ovzduší působením zemské přitažlivosti 100 μm sekundy 10 μm minut 1 μm hodin 0,1 μm dnů Průběh koncentrace prachu v závislosti na výšce fasády budov 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

84 Aerosolové mikroklima Mapa koncentrace prachu ČR, Praha z/portal/dt?p ortal_lang=c s&menu=js PTabContain er/p1_0_ho me 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Počet částic dodávaných do ovzduší při různé činnosti člověka Druh činnosti Počet částic za minutu Klid Lehké pohyby rukou ve stoje nebo v sedě Pohyby rukou, hlavou, tělem ve stoje nebo v sedě Usednutí na židli nebo podobná činnost Pomalá chůze (asi 3,5 km/h) Rychlá chůze (asi 6 km/h) Chůze po schodech Cvičení nebo hry Koncentrace prachových částic v 1 m 3 ovzduší v interiéru budov Školy, školky 10 mg/m 3 Obchody 8 mg/m 3 Kanceláře, čekárny 5 mg/m 3 Kuchyně při přípravě jídel 5 mg/m 3 Města 1 až 3 mg/m 3 Hory, venkov 0,02 až 0,5 mg/m 3 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

85 Aerosolové mikroklima Působení aerosolů na lidský organizmus Fyzikální mechanické: pokožka, spojivkový vak, sliznice, blokování lymfatických cest v plicích Chemické toxické: např. intoxikace olovem po inhalaci olověného prachu Fyzikálně chemické - fibrogenní : vede k novotvoření vaziva charakteristické pro vláknitý prach (azbest, křemičitany) Biologické karcinogenní: vyvolávají zhoubné bujení na kůži nebo v dýchacích cestách - alergizující: vznik přecitlivělosti kůže, spojivek, dýchacích cest ( kopřivka, senná rýma, průduškové astma) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Alergeny Převážně prach organického původu zvířecí srst, roztoči, švábi, pyly Případně prach kovový V jižnějších krajích i USA je nejnebezpečnějším zdrojem alergenů šváb (trus, mrtvolky) alergický pro téměř 40% dětí U nás roztoči + pyly 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

86 Aerosolové mikroklima Roztoči Řád pavoukovci, neviditelní pouhým okem Alergie_na_roztoce.html Zdroj alergie: výměšky částečně natrávené enzymy a fekálie, které vylučují mrtví jedinci Preferují teplé a vlhké prostředí: C a 75% vlhkost Oblíbená místa: přikrývky, matrace, ložní prádlo, koberce, záclony Živí se šupinkami lidské kůže, chlupy, vlasy 1 gram prachu z matrace obsahuje až 1500 roztočů Hranice, kdy může propuknout alergie je 100 roztočů na 1 gram Člověk ztratí denně přibližně 1,5 g kůže /cca 0,3 0,45 kg ročně/, což je dostatečné množství pro zhruba milion roztočů za 125TVNP ideálních podmínek. (c) prof. K. Kabele a kol Roztoči Aerosolové mikroklima Jak zamezit množení roztočů? Větrání, v místnosti max. 20 C, 50%. Přímé slunce; sluneční paprsky je spolehlivě zničí, stejně jako mráz Vysávání - je účinné pouze tehdy, máme-li kvalitní vysavač s neméně kvalitním filtrem, aby se zvířený prach nedostával zpět do vzduchu Zařízení bytu žaluzie spíš než záclony Ne koberce! Nepouštět domácí zvířata domů. ce.html V místnosti, kde se spí, by neměly být žádné rostliny. Dovolená Lidem alergickým na roztoče se doporučuje pobyt na horách ve výšce 1500 m n.m. a více se roztoči už nevyskytují TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

87 Aerosolové mikroklima Pyl ycle.blogspot.cz/2 012/05/biking-intime-ofpollen.html 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PŘÍPUSTNÉ LIMITY AEROSOLŮ Vyhl. 6/ TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vyhl. 6/

88 KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ) Elmg pole Psychika Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budov Vzduch Osvětlení ODÉRY TOXICKÉ PLYNY AEROSOLY MIKROBI IONIZAČNÍ ZÁŘENÍ Akustika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Mikrobiální mikroklima Mikroorganizmy bioaerosoly: Bakterie, viry plísně a jejich spóry, endotoxiny, mykotoxiny Zdroje: lidé Vstup do interiéru: z venkovního ovzduší ze VZT produkované přímo člověkem ze stavebních konstrukcí et.nz/life/he alth/drfrancespitsilis--- sickbuildingsyndrome 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

89 MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Z venkovního ovzduší přímo na aerosolu Kapalný aerosol z chladicích věží legionella Pevný aerosol suchý ptačí trus roztoči (holubi, hrdličky), spóry hub - 5% evropských ptáků Místo Počet mikrobů v 1 m 3 ovzduší Volná krajina Vesnice 250 Malé město 400 Velkoměsto Interiér budovy TVNP (c) prof. K. Kabele a kol MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Ze VZT Ventilační, klimatizační, teplovzdušné systémy Filtry Zvlhčovače např. sprchovací komory (vhodnější jsou parní) Odvlhčovače - ochlazením vzduchu pod rosný bod Vzduchovody prach nebo kondenzace Produkované člověkem Přímo respirabilní viry S aerosolovými částicemi na kůži, oděvu Hovor, kašel, kýchání, pohyb vzdálenost do 2-3 m kritická Větší koncentrace mikrobů u podlahy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

90 MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Ze stavebních konstrukcí Plísně trámy, dřevo, zdivo, spodní strana podlahových krytin, vnitřní omítka, tapety, laminátové rohože v koupelnách, plastové rámy oken, Spóry se uvolňují do ovzduší organizmus člověka Typická koncentrace plísňových spór na m 3 V místnostech, kde se objevily plísně na m 3 Až 75 různých druhů plísní 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Optimální požadavky na mikrobiální mikroklima Nesmí docházet ke kondenzaci vodní páry na povrchu stavebních konstrukcí Únosná koncentrace mikrobů Bakterie max. 500 na m 3 Spóry plísní max. 500 na m 3 (pro operační sály na m 3 ) Je úplné odstranění mikrobů z interiéru žádoucí? 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

91 IONIZAČNÍ MIKROKLIMA Radon, radioaktivní materiály, rentgenové záření Záření alfa, beta, gama, neutronové záření = ionizující záření Zdroje : Venkovní prostředí: stopová množství uranu v zemské kůře, spalování uhlí v elektrárnách, čerpání spodní vody Vnitřní prostředí: cigaretový kouř, RTG přístroje, radioaktivní látky v laboratořích, kce- hlavně silikátové - beton 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol IONIZAČNÍ MIKROKLIMA Roční ekvivalentní dávky obyvatelstva [msv] umělé Zdroje radiace přírodní Jaderné elektrárny 0,00001 vzduch 0,05 Barevná televize 0,01 půda 0,11 Radioaktivní spad z jaderných pokusů Přelet dopravním letadlem přes kontinent Lékařské vyšetření rentgenem 0,02 potraviny 0,25 0,04 budovy 0,34 0,035 Kosmické paprsky 0,38 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

92 IONIZAČNÍ MIKROKLIMA Působení na lidský organizmus Není vnímáno člověkem Dýchací cesty, trávicí ústrojí, kůže, sliznice rakovina plic - Trvalé účinky - somatické (projeví se přímo na exponovaném subjektu) - genetické (postihují potomky) Přípustné hodnoty Ekvivalentní objemová aktivita radonu (EEC) Stávající byty 200 Bq/m3 Nová výstavba 100 Bq/m3 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol OPTIMALIZACE KVALITY VNITŘNÍHO VZDUCHU Zásahem Do zdroje škodlivin Do pole přenosu (do ovzduší) Na člověku, uživateli daného prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

93 OPTIMALIZACE KVALITY VNITŘNÍHO VZDUCHU Zásah do zdroje škodlivin Přírodní materiály, rychleschnoucí barvy, údržba vytápěcích zařízení (CO), používaní čistších paliv, produkce energie nespalovacími technologiemi Změna technologie, mísení sypkého materiálu s přídavnými látkami (např. voda), uzavření zdroje pevným krytem nebo kapalinovou clonou, odstranění zdroje alergenů (zvířata, roztoči, švábi) Péče o čistotu pokožky, oděvu, obuvi, izolace nemocných, odstranění kondenzace vody na stěnách, úprava VZT (parní zvlhčovače, suché odvlhčovače, suché filtry r.h. do 70%) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol OPTIMALIZACE KVALITY VNITŘNÍHO VZDUCHU Zásah do pole přenosu omezení popř. zabránění šíření škodlivin v budově Vysoké budovy dělení vertikálních šachet (schodišť) X působení tepel. vztlaku; umístění zdrojů (kuchyní, laboratoří) do nejvyšších podlaží, příp. hermetické uzavření těchto provozů dostatečná výměna vzduchu v interiéru větrání filtrace vzduchu běžné vzduchotechnické filtry, aktivní uhlík, dřevěné uhlí, promývání vodou, vodními roztoky Rostliny 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

94 OPTIMALIZACE KVALITY VNITŘNÍHO VZDUCHU Zásah do pole přenosu Rostlinami Pokojové rostliny čistí vzduch od CO2, CO, acetonu, benzenu, etanolu, formaldehydu, metanolu, SO2, toluenu, VOC, Kaštan (jírovec maďal) vzrostlý strom dokáže očistit od výfukových zplodin automobilů vzduch o objemu m3 Deodorizace Maskování odérů silnější ale příjemně vonící látkou (deodorantem) Deodoranty = chemické páry: formaldehyd, acetyladehyd, ozon,.. (dříve např. kadidlo) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol OPTIMALIZACE KVALITY VNITŘNÍHO VZDUCHU Zásah do pole přenosu Desinfekce Triethylenglykol Fytoncidy (borovice, jalovec, cibule, česnek) Intenzivní ionizace vzduchu Tvorba negativních aeroiontů o vysoké koncentraci Vhodné pro optimalizaci odérového, toxického i aerosolového mikroklimatu Čističky vzduchu 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

95 OPTIMALIZACE KVALITY VNITŘNÍHO VZDUCHU Zásah do pole přenosu Čističky vzduchu S vodním filtrem: Výhody: nízká cena, zvlhčuje vzduch v místnosti, nulové provozní náklady, lze použít k aromaterapii Nevýhody: nízká účinnost (50%), množení mikroorganizmů S elektrostatickým filtrem zachycuje pevné i kapalné aerosoly, tabákový kouř, kuchyňské pachy, elektrody s usazeným aerosolem se dají vyjmout a umýt, účinnost 60 80% S výměnným filtrem: filtrační vložky s aktivním uhlím, více filtrů Vysoká účinnost, ionizace vzduchu, schopnost zachytit většinu alergenů 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol OPTIMALIZACE KVALITY VNITŘNÍHO VZDUCHU Zásahem na člověku, uživateli daného prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

96 SVĚTELNÉ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol SVĚTELNÉ MIKROKLIMA Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Světelná Akustika Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura ) Elmg pole Psychika Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budov Vzduch Osvětlení Akustika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

97 Světlo Elektromagnetické záření, které je viditelné zhodnoceno zrakovým orgánem nm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Soubor orgánů ZRAKOVÝ SYSTÉM příjem, přenos, zpracování informace v komplex nervových podráždění = ZRAKOVÝ VJEM Oči, zrakové nervy, mozek(podkorové a korové části) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

98 Lidské oko 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Lidské oko Funkcí oka je převést světlo do vzorců nervových impulsů, které jsou přenášeny do mozku. Dva systémy: OPTICKÝ (rohovka, přední komora, duhovka, zornička, čočka, sklivec) převrácený obraz NERVOVÝ (nervové zásobení +sítnice) první zpracování a třídění informace Konečný proces vidění probíhá v mozku. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

99 Lidské oko - sítnice Fotoreceptorické buňky Tyčinky černobílé mlhavé vidění při nízkém osvětlení Čípky barevné vidění hodně světla Cirkadiánní čidla Skotopické Fotopické Vidění Skotopické = noční vidění (tyčinky) nejvyšší citlivost oka 507 nm Fotopické = denní vidění (čípky) nejvyšší citlivost oka 555 nm čípek tyčinky 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vidění barev - čípky 3 typy čípků s různou spektrální citlivostí: přibližně odpovídají modré, zelené a červené S M L 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

100 ADAPTACE Schopnost přizpůsobit se různým osvětlenostem 0, lx Při rychlých změnách světelných podmínek dočasně nevidíme nebo vidíme špatně Adaptace: na světlo několik sekund až minuta na tmu několik minut až hodina AKOMODACE je proces, při němž se mění optická mohutnost oka, a tak se oko zaostřuje na různě vzdálené předměty. Zdravé lidské oko : změna mohutnosti o dioptrií Akomodace od nekonečna až na vzdálenost 7 cm. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Akomodace v závislosti na věku Rozsah akomodace v dioptriích Minimální vzdálenost pro ostré vidění v cm. Poruchy vidění Krátkozrakost (myopie) Dalekozrakost (hypermetropie) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

101 Poruchy vidění Normální pohled Šedý zákal Makulární degenerace 125TVNP Diabetická Retinopatie Zelený zákal Zdroj: National Eye Institute, USA (c) prof. K. Kabele a kol Poruchy vidění Barvoslepost (daltonismus) = porucha barevného vidění. Barvoslepost má několik typů podle toho, jakou barvu člověk nevnímá. Zřídka se vyskytuje barvoslepost na všechny barvy (černobílé vidění). Normální barevné vidění ISHIHARŮV TEST Chybí červené čípky Chybí zelené čípky Chybí modré čípky 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

102 Co vlastně vidíme? výsledný obraz = obraz na sítnici + úprava obrazu mozkem na základě předchozích zkušeností Vidíme to, co chceme vidět. OPTICK É ILUZE A KLAMY 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kvantitativní charakteristiky osvětlení Světelný tok Symbol: F, Ø jednotka: lm SOX 70 W 6000 lm Nízkotlaká sodíková výbojka 100 W žárovka 1400 lm Udává kolik světla vyzáří zdroj do všech směrů. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

103 Kvantitativní charakteristiky osvětlení Svítivost Symbol: I Jednotka: cd Udává kolik světelného toku vyzáří zdroj nebo svítidlo do prostorového úhlu v určitém směru. svíčka - 1 cd 100 W žárovka 110 cd Slunce 3 x cd Svítidlo a jeho příslušná křivka svítivosti 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kvantitativní charakteristiky osvětlení Osvětlenost Symbol: E Jednotka: lx Kancelář 500lx Chodba 100lx Sluneční světlo lx Soumrak 50lx Udává, jak velký světelný tok dopadá na osvětlovanou plochu 125TVNP Měsíc 0.5lx (c) prof. K. Kabele a kol

104 Kvantitativní charakteristiky osvětlení monitor Jas Symbol: L Unit: cd/m 2 Je měřítkem pro vjem světlosti svítícího nebo osvětlovaného tělesa, jak je vnímá lidské oko. svíčka zářivka Sun 1,6 x TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vnímaná světlost Fyzikální veličina, která popisuje světlost předmětu je jas. Ale neexistuje lineární vztah mezi jasem a vnímanou světlostí Vnímání světlosti závisí na jasu a stavu adaptace očí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

105 Kvalita osvětlení Prostředí modelování, teplota chromatičnosti, směrovost Komfort podání barev, kontrast Výkon oslnění, uniformita adaptováno podle: 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTŘEDÍ - Modelovací schopnost Směr + rovnoměrnost = Schopnost rozeznat 3D objekty Pozadí s podobným jasem rozeznatelnost pouze díky světlým a tmavým místům, které světlo vytváří na jeho povrchu Příliš difúzní světlo žádné stíny objekt rozmazaný Příliš přímé světlo extrémní kontrasty nepříjemné pro oko(mohou nastat optické iluze) Sportovní areály (míčové hry), Veřejné prostory rozlišení tváří 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

106 PROSTŘEDÍ - Směr osvětlení 125TVNP Difúzně a přímo osvětlená stěna (c) prof. K. Kabele a kol PROSTŘEDÍ - Směr osvětlení 125TVNP Přímé, nepřímé a smíšené svítidlo (c) prof. K. Kabele a kol

107 PROSTŘEDÍ - Teplota chromatičnosti vyjádření spektrálního složení světla, charakterizuje barvu světla, ekvivalentní teplota černého zářiče, při které je spektrální složení záření těchto dvou zdrojů blízké Žárovka 2800K - teplota odpovídá teplotě vlákna, zářivka náhradní teplota chromatičnosti 1200 K: svíčka 2800 K: žárovka, slunce při východu a západu 3000 K: studiové osvětlení 5000 K: obvyklé denní světlo, zářivky 6000 K: jasné polední světlo 7000 K: lehce zamračená obloha 8000 K: oblačno, mlhavo (mraky zabarvují světlo do modra) K: silně zamračená obloha nebo jen modré nebe bez slunce 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Osvětlenost [lx] PROSTŘEDÍ - Teplota chromatičnosti Barva světelného zdroje teplá neutrální studená Pocitová reakce Pod 500 příjemné neutrální studené stimulující příjemné neutrální Adaptováno podle: Způsob, jak se cítíme v prostředí s dominantní třídou náhradní teploty chromatičnosti závisí na osvětlenosti v místnosti. Čím vyšší osvětlenost tím příjemnější jsou studené barvy světla. Nad 3000 nepřirozené stimulující příjemné Kruithofův diagram Adaptováno podle: org/wiki/kruithof_c urve Náhradní teplota chromatičnosti pod 3300 K Třída Teplý K Střední (neutrální) nad 5300 K studený 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

108 KOMFORT - Index podání barev /mulcom/ Index podání barev Ra (CRI)= 100 všechny barvy jsou podány věrně Porovnání barev osvětlených různými zdroji světla Efekt úrovně podání barev žárovka zářivka níztkotl. sodíková výbojka Světelné zdroje používané v kancelářích: Žárovka Ra 100, Halogenová žárovka Ra 100, Zářivky Ra 70 90, Kompaktní zářivka..ra TVNP (c) prof. K. Kabele a kol KOMFORT - Index podání barev Skupina Index podání barev Barevné podání Typická aplikace 1A Velmi dobré Galerie, lékařská vyšetření, míchání barev 1B Velmi dobré Byty, hotely, kanceláře, školy Dobré Průmysl, kanceláře, školy Vyhovující Průmysl, sportovní haly Nevyhovující Dopravní osvětlení 125TVNP Světelný zdroj Halogenová žárovka Zářivka (denní) Skupina podání barev Zářivka, směsová výbojka 2 1A 1B Hg- výbojka 3 (c) prof. K. Kabele a kol Na - výbojka 4 108

109 KOMFORT - Kontrast Pro jasné vidění je nutné, aby byl dostatečný kontrast na sítnici (v oblasti žluté skvrny) Kontrast jasu k L obj L L back back Text s nízkou úrovní kontrastu není snazší přečíst zvýšením 125TVNP intenzity osvětlení zdroj: Lechner (2001) Heating, Cooling, Lighting, fig. 12.8d, p. 341] (c) prof. K. Kabele a kol PROSTŘEDÍ -Modelování, směrovost, kontrast Úzké úhly osvětlení vytváří vysoké kontrasty ve vizuálním prostředí. Pokud strop a stěny nejsou vůbec osvětleny, může vzniknout efekt jeskyně, který vytvoří nepříjemný pocit. Širší distribuce vytvoří vizuálně zajímavý vzor na stěnách se současnou tvorbou stínů a dobrým výsledným kontrastem Převážně difúzní světlo vytváří jednotně osvětlené povrchy. Protože nevznikají stíny, může být těžké rozeznat objekty TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

110 Příliš velké rozdíly v kontrastu Psychologické (discomfort glare): pozorovatelné, rušivé zdroj vyššího jasu v pohledovém poli vzbuzuje nepříznivý pocit, odpoutává pozornost od pozorovaného předmětu zraková nepohoda únava Fyziologické (disability glare): omezující, oslepující VÝKON - Oslnění Zdroj světla je blízko, nadměrný jas svítidel nebo části osvětlovaného prostoru, častým zdrojem jsou okna Odraz svítících ploch na lesklých površích prostoru zhoršuje činnost zraku, snižuje se zraková ostrost a kontrastní citlivost 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol VÝKON - Oslnění Přímé oslnění Oslnění ze svítícího předmětu, který se nachází ve stejném nebo blízkém směru jako předmět, na který se díváme. Odražené/nep římé oslnění Oslnění ze svítícího předmětu, který se nenachází ve směru jako sledovaný předmět. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol [Zdroj: Steven Holl, převzato z 226 materiálu projektu IDES-EDU 110

111 VÝKON - Oslnění Hodnocení oslnění UGR (unified glare rating) index oslnění Lz - jas oslňujícího světelného zdroje Ώ prostorový úhel, pod nímž je zdroj vidět Lp průměrný jas pozadí (adaptační jas) n - počet oslňujících zdrojů P součinitel charakterizující vliv polohy oslňujícího zdroje Stupeň oslnění je tím vyšší, čím je vyšší jas oslňujícího světelného zdroje L z a čím větší je prostorový úhel, pod nímž je zdroj vidět; a naopak stupeň oslnění klesá s rostoucím průměrným jasem pozadí L p (adaptačním jasem). 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Opatření ke snížení rizika psychologického oslnění Vnitřní povrchy se světlými barvami EN (2002): odrazy: strop 0,6-0,9 stěny 0,3-0,8 pracovní rovina 0,2-0,6 podlaha 0,1-0,5 Tmavé plochy a těžký nábytek snižují využití denního světla, a to zejména v zadní části místnosti. V hlubokém pokoji je lepší volit světlé barvy a lehčí vybavení. Zdroj: M.Jokl: Zdravé obytné a pracovní prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

112 Požadavky na osvětlení ČSN EN 15251, ČSN EN Stanovují požadavky na osvětlenost, oslnění a podání barev. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Osvětlení a zdraví Dobré světlo zlepšuje zrakový výkon a ovlivňuje vizuální dojem a atmosféru pracovního místa. Špatné světlo zhoršuje zrakový výkon a může způsobit namáhání očí, nadměrnou únavu, bolesti hlavy, nevolnost, rozmazané vidění apod. Kritéria dobrého osvětlení Adekvátní úroveň osvětlení v místnosti a na pracovní ploše Rozložení jasu v zorném poli (e.g. kontrast, poměr osvětlenosti horizontálních a vertikálních povrchů) Předcházet oslnění Rozložení a směrovost světla v místnosti a na pracovní ploše (e.g. přímé/difúzní, denní/umělé osvětlení) Barevné vlastnosti světla (barevný tón světla a podání barev) o o Zdravé a komfortní osvětlení závisí na: zrakovém úkolu, denním čase, počasí, individuálních potřebách Vliv osvětlení na výkon a pohodu závisí na: osvětlenosti, době osvětlení, načasování, spektrálním složení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Health/about.asp

113 Non-vizuální vnímání světla Neobrazové vnímání světla Cirkadiánní receptory iprgcs (intrinsically photosensitive Retinal Ganglion Cells), rozptýleny po celé ploše oční sítnice, hlubší vrstvy, menší množství, citlivé na kratší vlnové délky = modré světlo ( nm) Pro aktivaci nutná dostatečná světelná intenzita Den: 1000 lx Noc lx Melatonin spánkový hormon (epifýza) den/noc; léto/zima (Ve dne hladina v těle nízká/před spaním výrazné zvýšeni) Kortizol hormon aktivity, stresu, pohybu doplňuje glukózu v krvi (zejm. do mozku a ledvin) udržuje organismus bdělý a akceschopný 125TVNP DENNÍ SVĚTLO Příklady spektrálního složení Vyznačena maximální citlivosti iprgcs firemní podklady OSRAM (2x24hod) typického denního rytmu tělesné teploty, melatoninu a kortizolu v lidském těle při přirozeném 24 hodinovém cyklu střídání dne a noci van Bommel et al, 2004 (c) prof. K. Kabele a kol ŽÁROVKA Non-vizuální vnímání světla Circadiánský rytmus Vnitřní hodiny člověka přibližně 24 hodinový cyklus (spánek, bdění, rozdíly tělesné teploty, tlaku, srdeční frekvence, aktivity trávení, vylučování, změny hormonálních hladin) Různé chronotypy (ranní ptáčata slavíci X sovy) Synchronizace Jet-leg ; práce na noční směny 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

114 Non-vizuální vnímání světla: Vitamín D SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ aktivuje biochemické reakce v buňkách Povzbuzuje metabolismus Posiluje imunitu VITAMÍN D Zlepšuje kvalitu kostí Zlepšuje duševní zdraví (SAD, PMS, deprese, nálada) Zabraňuje vzniku někt. druhů rakovin Zlepšuje fce srdce a snižuje krevní tlak Může hrát roli v prevenci vzniku některých autoimunitních onemocnění jako je roztroušená skleróza a diabetes 1. typu.. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Zdroj: Dr. Michael Holick, IDES-EDU projekt233 Non-vizuální vnímání světla: SAD LED Non-vizualni vnimani světla: SAD SAD = Seasonal affective disorder = SEZONNI DEPRESE smutek, podrážděnost, nervozita změna chuti k jídlu, změny váhy snížená aktivita nespavost Zimní SAD více jak 5% obyv. severských zemí (ženy:muži - 4:1) Lehčí formy - až 15% osob - sniženi zajmu o praci Terapie světlem: 2h/2.500 lx 30min/ lx. Použiti LED (470 nm) je efektivni i po kratši dobu expozice. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

115 AKUSTICKÉ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol AKUSTICKÉ MIKROKLIMA Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Světelná Akustika Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura ) Elmg pole Psychika Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budov Akustika Vzduch Osvětlení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

116 Vnitřní prostředí budov je životní prostředí v interiéru budov. Je to obecně fyzická realita, obklopující živý organismus, se kterou je ve vzájemné interakci a která spoluvytváří neustále jeho stav. Lze jej obecně považovat za soustavu tří jevů, kterými jsou : Zdroj agencií Pole přenosu Exponovaný subjekt Exponovaný subjekt : ČLOVĚK, zvíře, rostlina,stroj nebo jiná entita reagující na prostředí Agencie : homogenní složka fyzické reality, která vytváří toky a působí na exponovaný subjekt (světlo, teplo, vodní páry, odéry, mikroby, toxické látky, elektromagnetické pole.akustické TOKY) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol je složka prostředí tvořená AKUSTICKÝMI TOKY v ovzduší, které působí na subjekt a spoluvytvářejí tak jeho celkový stav. (prof. M.Jokl) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

117 AKUSTICKÝ TOK = rozkmitáním molekul prostředí zdrojem zvuku akustické vlny různých délek (kmitočtů) 125TVNP c f m λ- vlnová délka [m] c rychlost šíření zvuku [m/s] ve vzduchu 15 C = 340 m/s ve vodě 25 C = 1500 m/s v mořské vodě 13 C = 1500m/s v ledu -4 C = 3250 m/s v oceli při 20 C = 5000 m/s f frekvence (kmitočet) vlnění [s -1 ] [Hz] (c) prof. K. Kabele a kol ZVUK = každý akustický tok TÓNY = hudební zvuky pravidelné (periodické) kmitání HLUKY = nehudební zvuky - nepravidelné (neperiodické) kmitání 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

118 ZVUK = = mechanické vlnění (kmitání) pružného prostředí (vzduch, kapaliny, pevné látky - VAKUUM), které je schopno vyvolat sluchový vjem JAK? 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PŮSOBENÍ ZVUKU NA ČLOVĚKA Zvuk je přijímán UCHEM 1. ZEVNÍ UCHO (boltec, zvukovod, ušní bubínek) 2. STŘEDNÍ UCHO (vibrace bubínku, kladívko, kovadlinka, třmínek, oválné okénko) 3. VNITŘNÍ UCHO (cochlea, bazilární membrána, tisíce vlasových buněk, nervové impulsy do mozku = interpretace zvuků) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Zdroj : 118

119 ZVUK základní vlastnosti fyzikální veličina HLADINA INTENZITY ZVUKU [db] fyzikální veličina FREKVENCE [s -1,Hz] fyzikální veličina PRŮBĚH KMITÁNÍ fyziologická veličina HLASITOST fyziologická veličina VÝŠKA TÓNU fyziologická veličina BARVA ZVUKU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PŮSOBENÍ ZVUKU NA ČLOVĚKA INTENZITA ZVUKOVÝCH VLN vnímá intenzitu zvukových vln (AKUSTICKÝ TLAK) AKUSTICKÝ TLAK 20 µpa µpa logaritmus = HLADINA AKUSTICKÉHO TLAKU [db] p 0 = 20 µpa PRÁH SLYŠENÍ Lp = 20 log p p 0 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

120 PŮSOBENÍ ZVUKU NA ČLOVĚKA INTENZITA ZVUKOVÝCH VLN Hladina akustického tlaku o 20 db akustický tlak DESETINÁSOBNĚ Práh slyšení 0 db 10 db 20 db 40 db 130 db 20 µpa 100 µpa 200 µpa 2000 µpa µpa Práh bolesti 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ojekt/vavcjamu/page58/pag 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol e69/page69.html 120

121 PŮSOBENÍ ZVUKU NA ČLOVĚKA FREKVENCE ZVUKOVÝCH VLN??? 5 Hz 12 Hz v tomto rozmezí je lidské ucho nejcitlivější 100 khz 175 khz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ? ZVUK HLUK = = NEŽÁDOUCÍ ZVUK HLASITOST nepříznivě ovlivňující POHODU ČLOVĚKA RUŠÍ, OBTĚŽUJE, OHROŽUJE ZDRAVÍ 125TVNP obecně HLUK je každý zvuk /zvuky, které škodí lidskému (c) prof. K. Kabele organismu. a kol

122 ZVUK HLUK na základě účinků na člověka! ZVUK + ČLOVĚK + SITUACE PŘÍJEMNÉ AKUSTICKÉ MIKROKLIMA NEPŘÍJEMNÉ AKUSTICKÉ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PŮSOBENÍ HLUKU NA ČLOVĚKA Poplašný signál 2/vuvuzela-ownership-row srdeční rytmus Sluch = Varovný systém zrychlený dech krevní tlak STRESOVÁ REAKCE organismu HROZBA hladina stresových hormonů aktivita mozku 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

123 NEPŘÍZNIVÉ ZDRAVOTNÍ ÚČINKY HLUKU STRESOVÁ REAKCE organismu DE N + NOC EEG = probuzení poruchy spánku Fyziologické : Fyzikální : Poškození sluchu Vysoký krevní tlak Poškození srdce, infarkt Snížená imunita srozumitelnost řeči Cholesterol, cukr, inzulin Nespavost (léky) Obezita Psychologické : Deprese Neurózy Výkonnost Agresivita Sociální kontakty 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol > 120 db může trvale poškodit buňky a tkáně > 85 db nebezpečí pro sluchové ústrojí > 65 db vegetativní nervový systém > 30 db může negativně působit na psychiku 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

124 NEPŘÍZNIVÉ ÚČINKY HLUKU ZHORŠENÍ KOMUNIKACE ŘEČÍ Vysoká hlučnost pozadí Zvyšování hlasitosti řeči mluvčího HLASOVÁ ÚNAVA MLUVČÍHO ZTRÁTA SROZUMITELNOSTI PRO POSLUCHAČE 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol NEPŘÍZNIVÉ ÚČINKY HLUKU ZHORŠENÍ KOMUNIKACE ŘEČÍ Podrážděnost Nejistota Pokles výkonnosti Pocity nespokojenosti Snížená pozornost U dětí ztěžuje proces osvojení řeči a výuku čtení a cizích jazyků POZADÍ x ŘEČ min 15 db 125TVNP!!!! (c) prof. K. Kabele a kol

125 dopravní prostředky ZDROJE HLUKU V BUDOVĚ meteorologické jevy průmysl zemědělství vzduchotechnika a chlazení na střechách a fasádách zábavní průmysl Z exteriéru : Zdroj: 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ZDROJE HLUKU V BUDOVĚ technická zařízení budov Z interiéru : hluk od sousedů běžná činnost osob v bytě 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol OHLEDUPLNOST 257!!! 125

126 NEJVĚTŠÍM ZDROJEM HLUKU v České republice je SILNIČNÍ DOPRAVA (více jak 95 % ) Hlukové mapování prokázalo obtěžování hlukem téměř obyvatel České republiky. (nebyla mapována celá republika!) V Praze - 36 škol a 14 zdravotnických zařízení - hladina hluku překračuje mezní hodnoty pro celodenní obtěžování (70 db). 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Hluková mapa Praha Barrandov DEN NOC hlukovemapy.mzcr.cz/ r ,44 % (11654) obyvatel ul. K Barrandovu) je TRVALE (ve dne i v noci) zasaženo NEBEZPEČNOU HLADINOU HLUKU z dopravy V ohrožené zóně jsou i ZŠ a MŠ - Hygienický limit = 45 db ZŠ Slivenec - ve DNE 78,5 db a v NOCI 74 db MŠ Kurandova na sídlišti Barrandov - ve DNE 74,1dB 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

127 Hluková mapa - letiště Praha Letiště Praha obtěžuje hlukem ( Ld =60 db a Ln = 50 db) 1600 obyvatel celodenně 1900 obyvatel v noci Provozem na letišti jsou nejvíce obtěžováni občané Horoměřic (1452 obyvatel) Jenče (325 obyvatel) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kněževsi (66 obyvatel) r ODSTRAŇOVÁNÍ HLUKU V INTERIÉRU ZÁSAH DO ZDROJE HLUKU ZÁSAH DO POLE PŘENOSU od zdroje k subjektu ZÁSAH NA SUBJEKTU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

128 Zásah do ZDROJE hluku - TZB ODSTRANIT nebo NAHRADIT TIŠŠÍM Materiál potrubí Výtokové armatury (sklon výtokové části ) klimatizace velkoplošné sálavé chlazení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Zásah do ZDROJE hluku - TZB IZOLACE od okolních konstrukcí Vana Závěsné ZP Izolace vodovodního potrubí Kotvení potrubí Strojní zařízení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

129 Zásah do ZDROJE hluku - TZB ZVUKOVÁ IZOLACE (protihlukové kryty; tlumiče hluku; tlumiče ventilů) hlikove-filtry/tlumi.html ORGANIZAČNÍ OPATŘENÍ - změna dispozice, provozní doba 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Zásah do POLE PŘENOSU POKLES HLADIN HLUKU v uzavřeném prostoru pokles hladin zvuku je závislý na odrazivosti stěn a tím na době dozvuku 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

130 db Zásah do POLE PŘENOSU A = α 1 x S 1 + α 2 x S 2 + α 3 x S 3 + PROSTOR tvar, velikost (objem místnosti V [m 3 ]) POVRCHY činitel zvuk.pohltivosti α [-] (plocha S [m 2 ]) DOBA DOZVUKU = čas [s], za který poklesne amplituda doznívajícího zvuku o 60 db T= 1/6 x (V/A) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Zásah do POLE PŘENOSU ZVUKOTĚSNÁ OKNA AKUSTICK É OBKLADY 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

131 gif Zásah do POLE PŘENOSU ZVÝŠENÍ POHLTIVOSTI a SNÍŽENÍ ODRAZIVOSTI stěn, stropů, podlah (objemová hmotnost, pórovitost) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol z_sound-transmission.png Zásah do POLE PŘENOSU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

132 Zásah do POLE PŘENOSU IZOLOVANÉ KABINY (hlučné provozy) sklad/halova-kancelaria--kabina-pre-majstra--velin/ Obytný prostor Obytný prostor Obytný prostor Obytný prostor Obytný prostor Obytný prostor Obytný prostor DISPOZICE 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Zásah do POLE PŘENOSU INTERFERENCE ANTIHLUK = destruktivní interference (zrcadlový obraz zvukové vlny otočený o180 ) MASKOVÁNÍ = překrývání 1 zvuku vjemem jiného 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

133 Zásah do POLE PŘENOSU POKLES HLADIN HLUKU ve volném prostoru hladina zvuku klesá s dvojnásobkem vzdálenosti o 6 db 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol http// Zásah do POLE PŘENOSU Fasáda Tvar a umístění objektu 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

134 Zásah na SUBJEKTU POUŽITÍ OSOBNÍCH OCHRANNÝCH POMŮCEK (vložky do uší, sluchátka na principu antizvuku) Nejméně vhodné! - obtěžující 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol HODNOCENÍ HLUKU Při stejné hodnotě akustického tlaku je subjektivně vnímaná hlasitost zvuku o různých frekvencích rozdílná. HUDBA ŘEČ Oblast slyšitelných frekvencí zvuku 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

135 HODNOCENÍ HLUKU - frekvenci 1 khz odpovídá korekce 0 db - frekvenci 250 Hz korekce -10 db 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Nařízení vlády č. 272/2011 Sb. O OCHRANĚ ZDRAVÍ PŘED NEPŘÍZNIVÝMI ÚČINKY HLUKU A VIBRACÍ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

136 NAŘÍZENÍ VLÁDY Č. 272/2011 Sb.!!! Nevztahuje se na :!!! 1. Sousedský hluk 2. Nácvik hasebních, záchranných, likvidačních prací a bezpečnostních a vojenských akcí 3. Akustické výstražné signály 4. Hluk působený povrchovou vodou 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol NAŘÍZENÍ VLÁDY Č. 272/2011 Sb. Hygienické limity hluku a vibrací pro denní a noční dobu 1. na PRACOVIŠTÍCH 2. pro CHRÁNĚNÝ VENKOVNÍ PROSTOR 3. pro CHRÁNĚNÝ VENKOVNÍ PROSTOR STAVEB 4. Pro CHRÁNĚNÉ VNITŘNÍ PROSTORY STAVEB 1. Hluk na PRACOVIŠTI EKVIVALENTNÍ HLADINA AKUSTICKÉHO TLAKU LAeq,8h = 85 db práce náročná na pozornost a soustředění a pro tvůrčí práci LAeq,8h = 50 db. apod. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

137 2. Hluk v chráněných VNITŘNÍCH prostorech EKVIVALENTNÍ HLADINA AKUSTICKÉHO TLAKU = = základní hladina akustického tlaku LAeq,T = 40 db + korekce (příloha č.2) MAXIMÁLNÍ HLADINA AKUSTICKÉHO TLAKU = = základní maximální hladina akustického tlaku LAeq,T = 40 db + korekce (příloha č.2) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Hluk v chráněných VNITŘNÍCH prostorech 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

138 2. Hluk v chráněných VNITŘNÍCH prostorech EKVIVALENTNÍ HLADINA AKUSTICKÉHO TLAKU pro zvuk elektronicky zesilované hudby se v prostoru pro posluchače stanoví pro dobu T = 4 hodiny LAeq,T = 100 db Zvuk 85 db může poškodit buňky ve vnitřním uchu TINNITUS = šelest v uších (~10dB nad prahem ind.sluchu) psychicky náročné (deprese, nespavost) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Hluk v chráněných VENKOVNÍCH prostorech EKVIVALENTNÍ HLADINA AKUSTICKÉHO TLAKU = = základní hladina akustického tlaku LAeq,T = 50 db + korekce (příloha č.3) EKVIVALENTNÍ HLADINA AKUSTICKÉHO TLAKU z leteckého provozu (charakteristický letový den) pro celou DENNÍ DOBU - LAeq,16h = 60 db pro celou NOČNÍ DOBU - LAeq,8h = 50 db. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

139 3. Hluk v chráněných VENKOVNÍCH prostorech 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PSYCHICKÉ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

140 PSYCHICKÉ MIKROKLIMA Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Světelná Akustika Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura ) Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole Elmg pole Psychika Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budov Akustika Vzduch Osvětlení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol je pojem pro psychické účinky některých agens (složek mikroklimatu) a dalších složek životního prostředí společně působících na člověka, jež se výrazně podílejí na účincích mikroklimatu. (prof.m.jokl) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

141 PSYCHICKÉ MIKROKLIMA V přeneseném slova smyslu Označuje to, na co je PŮSOBENO! = psychika NIKOLI to, co PŮSOBÍ = tepelně-vlhkostní, akustické, světelné apod. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PSYCHICKÉ MIKROKLIMA spoluvytváří pocit pohody člověka tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcq0dnkoj1bb6t8qltihz8b- 125TVNP _KR6OZD_niAw8n7BlxLXP4_dX71m (c) prof. K. Kabele a kol Při současném působení různých složek na subjekt překrývá většinou PSYCHICKÉ MIKROKLIMA ostatní!

142 Tepelněvlhkostní m. Kvalita vzduchu Proudění vzduchu Toxické, odérové m. Světelné m. El.st, el. iontové, el. Magnetické m. PSYCHICKÉ mikroklima Akustické m. PROSTOR ČLOVĚK 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROUDĚNÍ VZDUCHU V EXTERIÉRU Proudící VZDUCH v interiéru Umístění budovy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

143 Proudící VZDUCH v interiéru 1. PROUDĚNÍ VZDUCHU V EXTERIÉRU Průměrná rychlost vzduchu - 0-1,5m/s komfort Tvar budovy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Proudící VZDUCH v interiéru 2. VNITŘNÍ ZDROJE POHYBU VZDUCHU Obrazy proudění VZT systémy Otopná tělesa Doporučená rychlost = 0,1-0,3 m/s (zimní období max. 0,15 m/s, letní období 0,25 m/s) TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

144 PROSTOR PSYCHOLOGIE ARCHITEKTURY?? prostředí psychiatrických zařízení může pomoci v procesu uzdravování 295 PSYCHOLOGIE ARCHITEKTURY s působí 2 stejně dovy rozlehlé anelový dům X tedrála budí často nost - pocit ti CMV_9Goc9MInkApjSxzH3fGFEZskl 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol (c) prof. K. Kabele a kol TVNP

145 Architektonické prostředí : ROZHODOVÁNÍ CHOVÁNÍ JEDNÁNÍ PROSTŘEDÍ LIDÉ PROSTOR působí na PSYCHIKU + řada faktorů Philip Zimbardo r Stanfordský vězeňský experiment CHOVÁNÍ - ROLE 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTOR PSYCHOLOGICKO-SOCILOGICKÉ ASPEKTY ARCHITEKTURY 1. PSYCHIKA - pocity, vjemy, prožitky, interpretace prostoru - - jistý typ chování a jednání 2. MODIFIKACE CHOVÁNÍ člověka půdorys, barvy, tvary, bezbariérovost, čistota 3. NORMATIVNÍ charakter CHOVÁNÍ pravidla chování a způsoby jednání (knihovna) 4. FYZIOLOGICKÉ POCHODY v organismu-psychické a somatické problémy (teplota, hluk, záření...) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

146 PROSTOR Být na Zemi znamená pobývat. Martin Heidegger DŮM prostředník uvolnění, odpočinek dítě bezpečí, ochrana Symbol ZEMĚ Symbol 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol NEBES Archetypální prvky - znaky civilizace ČLOVĚKprostředník 299 PROSTOR FENG SHUI Staří Číňané - poloha domu, kanceláře, umístění předmětů, prostor ovlivňuje naše postoje i naši duši chování a pohled na vše PROSTŘEDÍ ovlivňuje kvalitu života člověka jeho charakter jeho zdraví Neexistuje NEUTRÁLNÍ PROSTOR sděluje význam ovlivňuje člověka - percepční a psychologická úroveň 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

147 FENG SHUI TVARY lidského obydlí Pravidelné tvary PROSTOR We give shape to our buildings, and they, in turn, shape us. Winston Churchill zdraví a celkový stav Nepravidelné tvary 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol naše i! -delfíni m odmala ná je hezká návidím nebo otožním LBERT okamžik působí na (barva, chuť..) i tivní odraz ožňuje Vnímání prostoru : (osobní) Zrakové Hmatové Sluchové VJEMY Čichové POCITY Psychologické PROSTOR = 3.kůže zitivně něbo negat. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol /architektura.aspx?c=a080114_153014_dum_stavime_web lení, teplota, barvy, 147

148 PROSTOR VELIKOST HUSTOTA UMÍSTĚNÍ KVALITA PROVEDENÍ DISPOZICE (orientace v prostoru) BAREVNOST 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTOR - VELIKOST Prostorové nároky dle ČINNOSTI - půdorys + výška Optimální p. ÚTULNOST (??), BEZPEČÍ každého je nost!někdo má uklizeno, ý se tí sterilní ava cokoli lat Malé p. Velké p. Modifikace pocitů vyvolaných jiným mikroklimatem STÍSNĚNOST NEJISTOTA, ZTRACENOST (fobie) OSOBNÍ prostor (0.45 m, 1.2 a 3.65m) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

149 st těla a jeho bere švec blek sledky sezení u PC, zápěstí, prsty sti (brnění, mrtvění) šlach, pouzder, úponů teře, omezené dýchání vnitřních orgánů, bolesti ení vazů) y zácpa vání varlat (auto) manipulační prostor pedipulační prostor zorné pole PROSTOR - VELIKOST 4dil.html Vnímání velikosti : PRUHY BARVA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTOR - HUSTOTA Soukromí Izolace Pracovní prostor otevřený uzavřený polouzavřený 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

150 Výškové budovy PROSTOR - UMÍSTĚNÍ velký počet bytů velká koncentrace obyvatel nejvíce trpí děti Satelity 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTOR - UMÍSTĚNÍ V italském Miláně je ve výstavbě výšková budov Bosco Verticle o 27 patrech, jejíž fasáda je pokrytá desítkami strom a jiných rostlin. Flóra budovy roste na visutých balkonech a tvoří tak unikátní vertikální les. A9_M%C4%9Bsto_nM_form_air_3.jpg 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

151 PROSTOR KVALITA PROVEDENÍ M.Jokl, Zdravé obytné a pracovní prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTOR - DISPOZICE ORIENTACE V PROSTORU Přehlednost Bloudění BEZNADĚJ TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

152 PROSTOR - BAREVNOST zlých duchů, déšť, ání s bohy, racení neštěstí, užky) -colors-of-holi-2012/100259/ Od starověku barvící a barevné substance s magickou funkcí BARVA - SYMBOL + RITUÁLNÍ předmět TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTOR - BAREVNOST 2 Významy barvy : Symbolický (žlutá-slunce, život, bohové/modrá-voda/ zelená-život, příroda/ černá-tma, smutek, zánik, zlo/ bílá- čistota, truchlení/ rudá-krev, oheň, válka ) Energetický světelná energie (mysl, nálada) energetická vibrace (nevědomí ) - prof. Nils FINSEN r Informace (prostor, předmět, člověk) pocity 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

153 od l PROSTOR - BAREVNOST Působení barev historický vývoj adaptace (vnímání tvarů a barev) asociační vazby emocionálně významné situace + určité barevné kombinace (+ světlo, materiály, tvary, pohlaví, věk, kultura, roční období, orientace místnosti ) Psychika BARVA Chování Fyziologické pochody (např.chlad Hypothalamus, hypofýza, št.žláza) J.W.GOETHE Nauka o barvách r myšlenky o psychologickém, fyziologickém a estetickém působení barev 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Goethe + Schiller 1799 PROSTOR - BAREVNOST Barvy POCIT (radost, smutek, vzrušení = nálada) FYZIOLOGICKÉ PŮSOBENÍ vegetativní nervový systém - mozek (hypofýza) TEPLÉ (AKTIVNÍ) Podněcují k činnosti, tlak, puls, tělesné napětí, chuť k jídlu, čas se zdá rychlejší, činnost vegetativního nervstva STUDENÉ (PASIVNÍ) Opačný účinek uklidňují, útlum vegetativních funkcí Barvy Barevný tón Barevná světlost (jas) Sytost barvy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

154 PROSTOR - BAREVNOST s.com/2 Fenomén nevědomé asociace 3 PRIMÁRNÍCH BAREV: ČERVENÁ (krev) stimulace vitálních a fyzických funkcí ŽLUTÁ (Slunce) mozkové funkce MODRÁ (nebesa) uklidňující funkce (koncentrace) PREFERENCE BAREV - OSOBNOST Hippokrates 4 temperamentové barvy (melancholik, cholerik, sangvinik, flegmatik - BÍLÁ ) C.G.Jung extrovert x introvert 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTOR - BAREVNOST ČERVENÁ pozornost, životní síla, zdatnost, instinkt, vášeň, vzrušení, aktivita, adrenalin, výkonnost, odvaha; zlepšuje krevní oběh, chudokrevnost, nevhodná pro srdeční problémy a vysoký tlak TVNP (c) prof. K. Kabele a kol interiér může působit negativně (agresivně) zdroj fyzického vyčerpání a únavy (dynamická) pouze lokálně (přitahuje pozornost)

155 PROSTOR - BAREVNOST MODRÁ velmi uklidňující (opak červené) mír, klid, bezpečí, útlum, probuzení intuice, nedůvěra krevní tlak, horečka interiér ložnice, koupelna, dětský pokoj 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PROSTOR - BAREVNOST ŽLUTÁ symbol dlouhověkosti, stability pocity radosti, posiluje naději, optimismus, nadšení, otevřenost, sebevědomí; krevní tlak, tep, dech, léčba depresí interiér centrální místnosti, kuchyň, obývák 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

156 ZELENÁ PROSTOR - BAREVNOST stabilita, harmonie, vyrovnanost, regenerace, obnova, plodnost uzdravení, tlumí úzkost; vhodná na záněty, srdeční problémy, klaustrofobii, bolest hlavy ne na zhoubná onemocnění (růst) interiér ložnice, dětský pokoj, ambulance, ordinace TVNP (c) prof. K. Kabele a kol asb-portal.cz 319 FIALOVÁ spirituální a charizmatická očistná tvořivá, inspirativní PROSTOR - BAREVNOST interiér dětský pokoj, koupelna, zóny relaxace, meditace, místnosti pro studium a četbu TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

157 PROSTOR - BAREVNOST mujdum.cz ORANŽOVÁ z veselosti žluté a síly červené vitální, energetizující, napomáhá trávení, povzbuzující účinky, sebeúcta, sebekontrola, ovládání emocí (mniši) proti depresím, pesimismu, nechutenství a nespokojenosti interiér obývací pokoj, jídelna 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol HNĚĎÁ PROSTOR - BAREVNOST stabilita, jistota, bezpečí, fyzické pohodlí, teplo, zakotvení, zodpovědnost pocity zádumčivosti, stesku, uzdravování citů, mysli; přemíra materiální chtivost a nenasytnost interiér centrální místnosti (jasné, pastelové tóny) zena.centrum.cz utulnydum.cz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

158 BÍLÁ PROSTOR - BAREVNOST symbol čistoty, míru, obnovení, nevinnosti, vznešenosti pocity smutku, osamění, melancholie; sklon k perfekcionismu interiér tóny slonovinové a krémové; zesiluje účinky barev TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ČERNÁ PROSTOR - BAREVNOST symbol ekonomické prosperity, peněz pocity smutku, tma, samota, přísnost, důstojnost, respekt, depresivnost, vyhaslost - ochrana, tajemno interiér ztráta světla; bankovnictví, ekonomická a obchodní centra; polarita s bílou stylainterier.cz 125TVNP ps-kuchyne.cz (c) prof. K. Kabele a kol hn.ihned.cz

159 ČLOVĚK Nespecifické působení složek strain = prostředí na člověka namáhání obohacují se vjemy složek prostředí složité a silně SUBJEKTIVNĚ podmíněné procesy (HAWTHORNŮV EFEKT) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ČLOVĚK PSYCHICKÝ STRAIN CHOVÁNÍ PSYCHIKA (stres bojová pohotovost ) FYZIOLOGICKÝ STAV (změna chemické rovnováhy organismu) PSYCHICKÝ STRES PSYCHICKÁ ÚNAVA DEPRESE PSYCHOSOMATIKA PSYCHICKÁ STABILITA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

160 HODNOCENÍ PSYCHICKÉHO MIKROKLIMATU Kritéria: 1. POHYB VZDUCHU nejvýše přípustná průměrná rychlost Obytné místnosti 0,15m/s / 0,25m/s většina pracovišť 0,1-0,3m/s Exteriér budov 1,5m/s (-3,3m/s mírný diskomfort) Nutno vždy přihlédnout k povaze činnosti člověka 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol HODNOCENÍ PSYCHICKÉHO MIKROKLIMATU 2. PROSTOR prostorové požadavky pro PRACOVNÍ a OBYTNÉ a) prostředí Pracovní prostředí nařízení vlády č.441/2004 Sb. a č.523/2002 Sb. - min. šíře volné podlahové plochy 1m - min. světlá výška v závislosti na m 2 plochy - min. 12 m 3 vzdušného prostoru/osobu práce vsedě - min. 15 m 3 vzdušného prostoru/osobu práce vstoje - min. 18 m 3 vzdušného prostoru/osobu těžká práce - nastavitelná výška sedáku a opěrky - rozměry pohybového prostoru pro dolní končetiny.. + psychická zátěž (tempo, monotonie, tlak, soc.interakce, směny ) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

161 HODNOCENÍ PSYCHICKÉHO MIKROKLIMATU 2.PROSTOR b) Obytné prostředí z hlediska typu stavby (ČSN ) - pozemek RD - optimální velikost bytu - výška stropu - optimální obytná plocha m 2 /1osobu - minimální rozměry místností - optimální velikost zahrady 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol HODNOCENÍ PSYCHICKÉHO MIKROKLIMATU 3. BAREVNOST vytvoření psychické pohody 4. ČLOVĚK snižovat svoji dispozici ke stresu zvyšovat psychickou odolnost (Školní, pracovní, domácí prostředí..) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

162 JACGUELINE C. VISCHER Model komfortu kvalitního pracovního prostředí PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ Spokojenost uživatele KOMFORT/POHODA Výkonnost Kvalita PSYCHOLOGICKÝ komfort FUNKČNÍ komfort FYZICKÝ komfort Práh obyvatelnosti DISKOMFORT 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ Uzavřené prostory stísňující pocit/absence možnosti přirozeného větrání/průvan/teplota/akustika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

163 ELEKTRO MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol ELEKTRO MIKROKLIMA Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Světelná Akustika Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura ) Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole Elmg pole Psychika Tepelněvlhkostní Vnitřní prostředí budov Akustika Vzduch Osvětlení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

164 ELEKTROSTATICKÉ MIKROKLIMA Elektrostatické mikroklima je složka prostředí vytvářená elektrostatickými náboji na materiálech a elektrostatickými poli v uvažovaném prostoru a ovlivňující celkový stav člověka. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Faktory elektrostatického stresu, tvorba statické elektrické energie Elektrický náboj se vytváří při dynamickém styku a oddělování částic s různou i stejnou polaritou a to ztrátou elektronů z jedné částice ve prospěch druhé částice. [22] Náboje se v čase vybíjejí v závislosti na elektrickém odporu materiálu Plasty (vysoký odpor) => dlouho Kovy (nízký odpor) => krátce 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

165 Faktory elektrostatického stresu, tvorba statické elektrické energie Jedná se zejména o vzájemný pohyb: pevných látek tekutin (kapalin, par, plynů) kapalin a pevných látek Další možné případy vzniku statické elektrické energie: Indukce Pomalá chůze v obuvi z pryže či s pryžovou podešví po asfaltu, lineleu, plastu Pohyb člověka ve vlněném, hedvábném či syntetickém oděvu 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vzájemný pohyb pevných látek Elektrostatický potenciál osob ve VOLTECH [1] Podlaha Rh Podešev Oblek Pomalá chůze Povstání z kovové stoličky Linoleum % Gumová Vlna, bavlna Linoleum % Kožená Vlna, bavlna Guma % Gumová Bavlna Guma % Kožená Um.hedvábí Kamenná % Gumová Bavlna Kamenná % Kožená Bavlna Dlaždice % Gumová Vlna, bavlna Dlaždice % Kožená Vlna, bavlna 0 0 Terraco 45 % Gumová Vlna, bavlna Terraco 45 % Kožená Vlna, bavlna TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

166 Elektrostatický potenciál osob ve VOLTECH [2] ČINNOST El.stat. Potenciál [V] Stažení vlněného ubrusu ze stolu Povstání z lakované dřevěné židle Česání vlasů Intenzity elektrostatického pole ve stavebních materiálech [2] Materiál Intenzita el.stat. pole [V/m] Dub 0 Dubové parkety surové, voskované včelím voskem -200 Dubové parkety tvrzené PU voskem Dubové parkety tvrzené PU voskem po 6 letech PVC PVC s antistatickou úpravou PE průsvitný Kobercové potahy z plastů TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vzájemný pohyb tekutin Expanze stačených či zkapalnělých plynů z tlakových nádob (např. prudký únik O 2 úzkým kanálem redukčního ventilu) Rozprašování tekutiny Lenardův efekt spojeno s tvorbou aeroiontů [18] Vzájemný pohyb pevných látek a tekutin Průtok nebo pohyb dielektrických látek v potrubí z dielektrických materiálů (pryž, plasty, laminát), nabíjí se potrubí i tekutina. Je příčinou většiny havárií tenkerových lodí [18] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

167 Působení statické elektrické energie na člověka (biologický účinek poststrain) na neživé subjekty Vliv statické elektrické energie na člověka Přímý (obtěžuje, může vyvolat alergickou reakci) Nepřímý (vzniká v důsledku působení na neživé subjekty) Vliv statické elektrické energie na neživé subjekty: Nebezpečí zapálení výbušné směsi (O 2 ), v průmyslu, nemocnicích Usazování prachu (na plochách s opačnou polaritou tapety) Počítače (tranzistory - polovodiče) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Posuzování úrovně statické elektřiny Kritériem je potenciál elektrostatického náboje nebo intenzita elektrostatického pole Q = C.V Q elektrostatický náboj [C] C elektrické kapacita materiálu [F] V napětí [V] Plasty mají nízkou elektrickou kapacitu, kovy vysokou Intenzita v občanských budovách do 160 V/cm, dlouhodobě do 10 V/cm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

168 Optimalizace elektrostatického mikroklimatu optimální elektrostatické mikroklima je s minimem statické elektrické energie úplná likvidace statické elektrické energie není nemožná pokud vznikne statická elektrická energie je vhodné ji odstranit uzemněním nebo úpravou pole přenosu efektivní likvidace statické elektrické energie je pokud možno co nejrychlejší (aby nedocházelo ke kumulaci vysokých potenciálů) optimalizace elektrostatického mikroklimatu: úpravou zdroje úpravou pole přenosu 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Úprava zdroje statické elektřiny [18] antistatickými látkami a uzemněním, nanáší se vodivé filmy použitím vhodného oděvu a obuvi Úprava pole přenosu statické elektřiny úpravou ovzduší reverzní ionizací vzduchu zvýšením relativní vlhkosti vzduchu [18] [19] úpravou podlahy a stěn antistatickými nátěry a dokonalým zemněním (dostatečná vodivost) Epoxidová stěrka s antistatickou úpravou (firmy PETR'S Olomouc) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

169 ELEKTROIONTOVÉ MIKROKLIMA Elektroiontové mikroklima je složka prostředí vytvářená pozitivními a negativními ionty v ovzduší, které působí na člověka a utváří jeho celkový stav. ovzduší elektricky neutrální se v přírodě nevyskytuje vnější i vnitřní ovzduší je neustále ionizováno meteosenzitívní lidé (cca 30%, citliví na změny počasí ) vnímají množství vzdušných iontů - mohou reagovat např. bolestmi hlavy, kloubů, jizev, změnami nálady a poruchami spánku 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol za normálního stavu jsou molekuly plynů elektricky neutrální vlivem působení ionizační energie dochází k neelastickým srážkám neutrálních molekul => odtrhávají se elektrony z orbitální sféry atomů => vzniká tak dvojice elektricky nabitých částic vzniklé částice nejsou stabilní, spojují se s neutrálními atomy, či molekulami do shluků (až 30 molekul) a tak vznikají stabilnější = lehké ionty ionizace "trvá" 10-6 s probíhá neustále [22] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

170 Prostor Koncentrace záporných iontů vzduch v městském bytě Iontů/cm 3 vzduch na ulici ve městě Iontů/cm 3 vzduch v lese nebo u moře Iontů/cm 3 vzduch u vodopádů Iontů/cm 3 vzduch po bouřce Iontů/cm 3 [2] Zdroje ionizační energie působení elektrického pole působení ionizujícího a UV záření Lenardův efekt (c) prof. K. Kabele a kol Působení elektrického pole Např. umělá ionizace vzduchu Působení ionizujícího a UV záření Přírodní zdroje 95 % Elektromagnetické záření (směrem k povrchu zemskému z kosmu) kosmické záření krátkovlnná složka slunečního záření (ultrafialové záření) Radioaktivní záření (z nitra Země) záření přirozených radionuklidů, obsažených v zemské kůře V interiéru budov: radioaktivní plyny Ra 222 a Ra 220 (ze stavebních kcí - žuly a betonu), které difundují do místnosti důležitost větrání!! 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

171 Lenardův efekt při rozprašování vody do vzduchu dochází k tvorbě pozitivních a negativních iontů oddělováním malých částic z povrchu vody, tak vznikají malé záporné částečky a větší kladné kapky [18] [18] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Fyzikální prosec vzniku vzdušných iontů může být při určité intenzitě elektrického pole provázen chemickými změnami vznikem O 3 a NO X O + N 2 N 2 O O 2 O + O 2 O 3 N + O NO N 2 N Vazebná energie molekul kyslíku O 2 je nižší než vazebné energie molekul dusíku N 2 [2] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

172 Dělení iontů [4] Podle polarity: kladné záporné Podle hmotnosti: AEROIONTY Lehké ionty, shluky molekul neustále vznikají z hlediska biologického působení jsou nejdůležitější PSEUDOIONTY Střední ionty Těžké ionty obsahují zpravidla "kondenzační jádro", t.j. částici prachu, kouře či dýmu čím hmotnější kondenzační jádro, tím rychlejší sedimentace (a zánik) těžkého iontu Negativní se snáze dostanou do plic (člověk je kladně nabit) => neměl by se ionizovat znečištěný vzduch 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Počet lehkých iontů je ukazatelem čistoty vzduchu Čím více je ovzduší znečištěno => více lehkých iontů se mění na střední a těžké ionty Při umělé ionizaci vzduchu dochází k tomu, že více iontů "obalí" více nečistot => těžké ionty - těžší => rychleji sedimentují a vzduch se tak čistí Subjektivní vnímání vzduchu chudý na ionty - těžký převaha pozitivních iontů - dusno převaha negativních iontů - řídký a chladný optimální poměr pozitivních a negativních iontů - lehký a čerstvý Účinky iontů v ovzduší a v lidském organismu Aeroionty především slouží pro urychlení biochemických reakcí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

173 Negativní ionty (anionty) v organismu způsobují vzrůst ph krve pokles krevního tlaku pokles spotřeby kyslíku zvyšují metabolismus ve vodě rozpustných vitamínů vzrůst sekreční aktivity sliznic zvýšení odolnosti vůči virovým onemocněním Pozitivní ionty (kationty) Způsobují pokles ph krve vzrůst krevního tlaku pokles hladiny cholesterolu vysoušení sliznic Vliv ionizace vzduchu na člověka Přímé působení vzdušných iontů na člověka se nejvíce projevuje v plicích 90 %, dále pak na kůži 10 % [10] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vertikální rozvrstvení iontů nad zemským povrchem Nad zemským povrchem nejsou kladné a záporné ionty v rovnováze (ikdyž vždy vzniká dvojice) Proč? [18] Země záporně nabitá ionosféra kladně nabitá (dobře vodivá, nabitá vrstva vzduchu ve výši asi 50 km nad zemským povrchem) Mezi těmito póly je elektrické pole kladné ionty přitahovány k Zemi záporné ionty přitahovány k ionosféře nad zemským povrchem je stálá mírná převaha kladných iontů 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

174 Pohyblivost iontů rychlost závisí na jejich hmotnosti a kvalitě prostředí menší ionty jsou rychlejší (=> proto je u nich větší riziko zániku) záporné ionty menší než kladné ionty (=> záporné ionty snáze zanikají) Zánik iontů děje se v ovzduší, na pevných površích, v interiéru i exteriéru 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vliv meteorologických faktorů na koncentraci iontů v ovzduší atmosférický tlak množství srážek teplota, vlhkost a proudění vzduchu vyšší vlhkost vzduchu = nižší ionizace vyšší teplota = více atmosférických iontů Kolísání koncentrací iontů v ovzduší denní max.kolem 6 h, min h měsíční max. v období úplňku roční max. v období místního léta čím čistší ovzduší, tím výraznější rozdíly mezi maximální a minimální koncentrací iontů ve znečištěném ovzduší nejsou téměř žádné rozdíly 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

175 Vliv stavebních konstrukcí na koncentrace iontů v interiéru přírodní materiály dřevo (hladké), cihelné zdivo železobetonové zdivo zejména v objektech bez přirozeného větrání, s klimatizací! = > je nutná umělá ionizace ocel - vytváří Faradayovu klec dceřiné produkty radonu produkují aeroionty vlhká omítka Faradayova klec [6] [18] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vliv lidských činností na ionizaci vzduchu kouření - v dýmu je zejména dehet - má mimořádnou schopnost vázat na sebe lehké záporné ionty a ve velkých množstvích způsobuje jejich zánik! dlouhodobý pobyt více lidí v nevětrané místnosti - pocit "vydýchaného vzduchu" a "nedostatku kyslíku - ale jedná se o nedostatek lehkých záporných iontů! klimatizace - vzduch se filtruje, vlhčí a dopravuje 2m potrubí, průměr 10cm, v= 1,5m/s => zánik iontů až o 20 % provoz televizní a počítačové obrazovky - rychlejší zánik lehkých iontů zdroj obrázků [18, 21] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

176 Umělá ionizace vzduchu Nejčastěji ionizátory s koronovým výbojem [7] emitor: kovová jehla umístěná tak, aby se vytvořené lehké záporné ionty snadno šířily do vzduchu vyžaduje občasnou údržbu (ostření), neboť se na jeho hrotu natavují nečistoty z ovzduší, hrot se tupí, produkce iontů klesá používat lépe menší napětí <= O 3, NO x Ionizátory s uhlíkovým vláknem - nejnovější způsob produkce lehkých záporných iontů emitor: vlákna čistého uhlíku při stálém výkonu neprodukuje škodliviny a nevyžaduje údržbu Ionizátory se stropní elektrodou strop kladná elektroda, podlaha záporná elektroda obdoba Země - Ionosféra trvalé elektrostatické pole zachytávání prachu na kladné elektrodě Vestavné ionizátory (v čističkách vzduchu) Vytváří ionty a mají i protiprašný účinek = > lepší čištění vzduchu (urychlují sedimentaci prachu na površích) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kam lze umělou ionizaci vzduchu doporučit prakticky do každého interiéru nehodí se do místností nadměrně znečištěných zbytečný tam, kde se kouří Jak ionizátor správně používat ideální nepřerušovaný provoz ovzduší nelze vyčistit nebo ionizovat do zásoby směrovat na člověka Doporučené hodnoty [4] v ČR neexistuje požadavek na množství iontů při dlouhodobé nebo trvalé expozici cca 1000 / cm 3 a neměla by dlouhodobě překročit 5000 / cm 3 poměr kladných a záporných iontů by měl být 5/4 mělo by se zabránit tvorbě těžkých a středně těžkých iontů 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

177 ELEKTROMAGNETICKÉ MIKROKLIMA Elektromagnetické mikroklima je složka prostředí vytvářená elektromagnetickým střídavým polem elektromagnetických vln o vlnové délce větší než 1mm (300 GHz) v uvažovaném prostoru a ovlivňující celkový stav člověka. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kolem vodiče, kterým prochází elektrický proud, se vždy vytváří magnetické pole. Jestliže se mění magnetické pole, pak se ve vodiči vždy indukuje elektrický proud. ZMĚNA V ELEKTRICKÉM POLI INDUKUJE ZMĚNU V POLI MAGNETICKÉM A NAOPAK elektromagnetická vlna je charakterizována velikostí a směrem svých složek elektromagnetická vlna je definována frekvencí (vlnovou délkou) =v.f -1 [m] v = m/s [8] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

178 mobilní tel. MWO wifi do 1, Hz neionizující ionizující elektromagnetické mikroklima [5] Nízkofrekvenční do 60 khz Vysokofrekvenční 60 khz -300 MHz dlouhé až střední rozhlasové vlny 60 khz 3 MHz střední až krátké r.v. 3 MHz 30 MHz krátké až velmi krátké r.v. 30 MHz 300 MHz S velmi vysokou frekvencí nad 300 MHz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Zdroje elektromagnetického (el.mag.) záření může vstupovat do interiéru buď z exteriéru nebo může být produkováno vnitřními zdroji Přirozené zdroje v exteriéru: záření atmosferické výboje sluneční činnost Umělé zdroje v exteriéru: různé vysílače vedení vysokého napětí Zdroje v interiéru: mikrovlnný ohřev monitory, TV mobilní telefony, wifi, dálková ovládání, EZS v průmyslu jsou to pak indukční pece a svářecí automaty [9 ] Elektrosmog 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

179 Elektrosmog Elektrosmog = postupné enormní zatěžování člověka zdroji záření, na které nebyl po staletí zvyklý V poslední době dochází k neobvyklému nárůstu umělých zdrojů elektromagnetického záření, zejména v souvislosti s výrazným rozvojem bezdrátových IT V některých bytech dnes naměříme intenzitu elektrického pole 1-3 V/m. V 60. letech minulého století to bývalo 1-10mV/m (úroveň elektromagnetického pole vzrostla milionkrát!!!) Na jedné straně tento vývoj společnosti vyhovuje (rychlá komunikace, bezpečnost), na druhé straně je veřejnost často znepokojena z trvalé expozice elektromagnetickém záření 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Účinky elektromagnetických polí na člověka el.mag. záření působí nejen na lidský organismus, ale i na neživé objekty U člověka jsou nejcitlivější: oči kůže pohlavní orgány nervový systém Hypersenzitivní jedinci reagují: bolestmi hlavy, depresemi, žaludečními a kožními problémy Souvislost mezi nízkofrekvenčním magnetickým polem a nádorovým onemocněním Leukémie dětí při intenzitě magnetického pole nad 0,2 mt Působení mobilních telefonů na kardiostimulátor Působení mobilních telefonů na CNS 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

180 Účinky elektromagnetických polí na neživý subjekt Neživé objekty mohou být ohroženy pokud nejsou dostatečně stíněny Vědní obor o ochraně uživatelů elektronických přístrojů před důsledky působení elektromagnetického záření se nazývá elektromagnetická kompaktibilita (EMC = electromagnetic compactibility) Uplatnění: na specializovaných pracovištích (operační sály), kde chrání drahá elektronická zařízení tam, kde je třeba chránit zdraví lidí, kteří se zdroji elektromagnetického záření přicházejí do styku v běžném životě kde slouží např. pro ochranu dat v počítačích mobilní telefony mohou narušit elektronické systémy letadel 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kritéria elektromagnetického mikroklimatu Základním kritériem je ozáření, jež závisí na: intenzitě pole době expozice Intenzita pole závisí na: vzdálenosti od zdroje velikosti Přípustné hodnoty ozáření elektromagnetickým zářením [10] vf vvf velikost frekvence 30 khz 30 MHz MHz 300 MHz 300 GHz pracoviště (8 hod) 400 Vm Vm Vm -1 bytová zástavba 72 Vm Vm Vm -1 (c) prof. K. Kabele a kol

181 Optimalizace elektromagnetického mikroklimatu Elektromagnetické mikroklima lze upravit zásahem: - do zdroje - odstranění zdroje elektromagnetického záření, pokud je to možné, což je nejúčinnější způsob - stínění Al, Cu plech min. tl. 0,5 mm stínění musí být uzemněno, jinak může situaci i zhoršit - nestavět domy pod vedením VN - do pole přenosu spočívá v místním ochranném stínění - na subjektu spočívá v použití osobních ochranných pomůcek, - omezení pobytu v elektromagnetickém poli 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Ochranná pásma vedení vysokých napětí [11] Napětí Ochranné pásmo 1kV 35 kv 7 m 35 kv 100 kv 12 m 110 kv 220 kv 15 m 220 kv 400 kv 20 m 400 kv a více 30 m 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

182 Hygienické hodnocení elektromagnetických polí NV č. 1/2008, novela NV č. 106/2010 o ochraně zdraví před neionizujícím zářením [3] nejvyšší přípustné hodnoty pro expozici elektrickým a magnetickým polím a elektromagnetickému záření v rozsahu frekvencí od nuly (statická elektrická a magnetická pole) do frekvence 1, Hz (krátkovlnný kraj UV záření) Účinek indukovaných elektrických proudů na tkáň těla (jde především o působení na nervovou soustavu) je okamžitý (nezáleží na době expozice) Hodnocení tepelného působení polí: teplota exponované tkáně roste pomalu a při hodnocení expozice se působení pole sleduje za dobu 6 min., po které teplota tkáně při neměnící se expozici již nestoupá Přípustnost expozice člověka nízkofrekvenčním elektrickým a magnetickým polím: do 100 khz se posuzuje podle hustoty elektrických proudů, které tato pole v těle člověka vyvolají 100 khz až 10 MHz se posuzuje přímý vliv indukovaných elektrických proudů v tkáni těla slábne a začíná se uplatňovat ohřev tkáně => je nutné posuzovat oba vlivy současně nad 10 MHz se posuzuje jen ohřev tkáně 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Základnové stanice mobilních operátorů - BTS Ochrana před neionozujícím zářením a povolení stanice se řídí těmito předpisy: Stavební zákon (Zákon č. 183/2006 Sb.,o územním plánování a stavebním řádu) specifikuje, které stavby vyžadují jaké povolení. Stavba každé základnové stanice spadá vždy pod režim tohoto zákona. Zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů ve svém paragrafu 35 říká, že nesmějí být překročeny nejvyšší přípustné hodnoty a ukládá provozovatelům zdrojů neionizujícího záření předkládat dokumentaci hygienickým stanicím. Nařízení vlády č. 1/2008 Sb. o ochraně zdraví před neionizujícím zářením definuje nejvyšší přípustné hodnoty, které nesmějí překročeny. Nařízení vlády také definuje referenční hodnoty v jiných veličinách. Dodržením referenčních hodnot je zajištěni nepřekročení nejvyšších přípustných hodnot. Limity uvedené v tomto nařízení jsou shodné s limity ICNIRP. Metodický návod hlavního hygienika ČR Čj /2009 ze dne vydaný Ministerstvem zdravotnictví definuje jeden z možných způsobů výpočtu elektromagnetického pole a také zdůrazňuje, že volba doložení splnění limitů výpočtem nebo měření je na provozovateli zdroje záření. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

183 Příklad intenzity elektrického pole základnové stanice o výkonu 40W podle vzdálenosti a porovnání: se současnou normou pro frekvence 900 MHZ se současnou normou pro frekvence 1800 MHZ se normou platnou do roku 2000 (přísnější) [14] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Pro ochranu obyvatel před expozicí elektromagnetického pole se vědci nemohou dohodnout na bezpečných limitech. Jedni prosazují za základ stupně bezpečnosti tepelné účinky elektromagnetického pole s vyšší výkonovou hustotou, zatímco druzí, kteří mají zkušenosti jak ze zdravotnictví, tak z VF elektrotechniky, vycházejí z možných rizik i netepelných účinků, nebo-li z dlouhodobého působení elektromagnetického pole slabší intenzity na lidský organismus. do roku 2000 platila v ČR vyhláška MZ ČR č. 408/1990 Sb. o ochraně zdraví před nepříznivými účinky elektromagnetického záření, která brala v úvahu netepelné účinky; od roku 2000 platilo NV č. 480/2000 Sb.o ochraně zdraví před neionizujícím zářením, resp. NV č. 1/2008 Sb., které připouští tepelné účinky, vychází z doporučení Rady Evropy (existují státy, které toto doporučení neakceptovaly např. Itálie, Švýcarsko a Polsko). 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

184 Zdravotní limity jsou v současné době nastaveny podle potřeb mobilní komunikace Zdravotní limit pro osoby je kmitočtově závislý Zaměstnanci podle platného NV č. 1/2008 Sb.musí maximálně vydržet 60 V/m (frekvence 400 MHz) 134 V/m (frekvence 2000 MHz) Ostatní osoby obyvatelstvo podle platného NV č. 1/2008 Sb.musí maximálně vydržet 27,5 V/m (frekvence 400 MHz) 61,5 V/m (frekvence 2000 MHz) Pro frekvence používané mobilními operátory je odolnost obyvatelstva pro 900 MHz 41 V/m a pro frekvenci 1800 MHz je 58 V/m Pro srovnání: 10 V/m je odolnost elektronických přístrojů, která nesmí být překročena v průmyslových podnicích, aby nedošlo k rušení, poruchám nebo k haváriím 3 V/m je odolnost elektronických přístrojů, která nesmí být překročena pro domácnosti Odolnost osob podle hygienických předpisů na účinky elektromagnetického pole je oproti elektronickým zařízením až desetinásobná. Paradoxně nás před účinky elektormagnetického pole chrání technické normy, nikoliv zdravotní limity!!! 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol V České republice je platné NV č. 1/2008 Sb. (dříve 480/2000 Sb.), které se odvolává na doporučení Mezinárodní komise pro ochranu před neionizujícím zářením (ICNIRP) Souhrn doporučených limitů ICNIRP (Hodnoty uvedené v tabulce jsou expozice celého těla. Podmínky měření jsou uvedeny v doporučení.) Již před přijetím NV č. 480/2000 bylo MZČR některými odborníky upozorňováno na to, že přijetím tohoto nařízení se mohou v budoucnu objevit u části populace vážné zdravotní problémy, a to z těchto důvodů: limity pro obyvatelstvo jsou nastaveny velmi vysoko a to na hodnotu V/m, což je přepočet výkonové hustoty 4,5-9 W/m2 žádná odborná skupina, která se podílela na přípravě doporučení, se nezabývala ochranou proti dlouhodobému působení EMP z hlediska jeho zdravotních důsledků, např. leukemie u dětí nebere se ohled na senzitivní jedince, kteří činí asi 3 % populace, dále děti, staré a nemocné lidi 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol [12] 184

185 Porovnání intenzit elektrického pole u nás a v zahraničních předpisech [13] porovnání hygienických limitů pro obyvatelstvo ČR s limity ve státech, které nepřistoupily na doporučení Rady Evropy (RE). Legenda k tabulce: 1) pro dobu expozice větší než 0,1 h (není-li uvedeno jinak) 2) doporučení Rady Evropy č. 1999/519/EC (viz OJ L 199, 30. červenec 1999) 3) nařízení vlády č. 480/2000 Sb. - platnost od 1. ledna ) vyhláška MZ ČR č. 408/1990 Sb. - pro dobu expozice 24 h (platnost do 31. prosince 2000) 5) Ordinance No , pro oblasti s dlouhodobou expozicí (domy, hřiště) 6) Decreto n. 381, 10 settembre pro expozici v budovách, v nichž lidé žijí nebo pracují déle než 4 h denně 7) platnost od roku 2003; informace převzata z COST 281 Newsletter, November 2003, kapitola Short notes from COST 281 member countries Rusko a Čína mají limit 6 V/m Pozn: Státy, které neakceptovaly doporučení RE, nemají problémy s tím, že by zdravotní limit 4-6 V/m brzdil rozvoj IT, a přitom ochrání občany před zbytečně vysokou expozicí elektromagnetického pole. [13] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Umístění stanic BTS mapa pro celou ČR dostupná z gsmweb.cz př. okolí Fsv ČVUT v Praze 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

186 Umístění BTS na střeše [15] Praha 6 - Hanspaulka Parkhotel Praha 7 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Umístění BTS na střeše, na fasádě Veletržní ulice, Praha 7 [15] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

187 Maskované umístění BTS [15] kostel sv. Matěje, Praha 6 falešná borovice, obec Malá Kyšice, Střední Čechy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Umístění BTS na stožáru [15] Příhradový stožár Komorní Hrádek, Střední Čechy Betonový stožár, Tuchlovice, Střední Čechy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

188 Další umístění [15] Indoor BTS, Praha, hl.n. Indoor BTS, Praha, hl.n. Stožár VVN u obce Žilina, Střední Čechy Indoor BTS Palladium Praha 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Prostorová charakteristika BTS [12,14] Blízký objekt může být chráněný před účinky EMP, neboť EMP tvoří deštník Pokud je BTS umístěna ve výšce okolních staveb, tak tento efekt zaniká [foto Kabrhelová] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

189 Elektromagnetické pole v okolí mobilních telefonů V České republice je průměrně 1,3 SIM karty na osobu [16] [foto Kabrhelová] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Kdo stanoví hygienické limity pro elektromagnetická pole WHO: výzkum působení elektromagnetických polí na člověka a systematicky sleduje vědecké publikace a výzkumné zprávy výsledky publikací hodnotí Mezinárodní komise pro ochranu před neionizujícím zářením (ICNIRP) Směrnice pro omezení expozice střídavým elektrickým, magnetickým a elektromagnetickým polím (1998) sleduje průběžně nové výsledky výzkumů a v případě, že by se objevily poznatky, které by vyžadovaly limity změnit, je připravena to neprodleně učinit 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

190 NV č. 1/2008 Sb., ve znění NV č. 106/2010 Sb. o ochraně zdraví před neionizujícím zářením, Příloha č. 1 Nejvyšší přípustné hodnoty [3] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol frekvence z pásma 900 MHz = 33 cm a z pásma 1800 MHz = 17 cm Hloubka pronikání elektromagnetických vln do těla = 1cm - klesá s rostoucí frekvencí - závisí na druhu tkáně - u kostí je větší než u svalové tkáně Měření u člověka nemožné => numerický výpočet na počítači nebo měření na modelech (fantomech) Hodnocenou dozimetrickou veličinou u frekvencí 10 MHz - 10 GHz je měrný výkon absorbovaný v tkáni těla [W/kg] - SAR (Specific Absorption Rate) ohřívání těla nebo jeho části může představovat zdravotní riziko NV: pro ostatní osoby (obyvatelstvo) = 2 W/kg pro zaměstnance = 10 W/kg U všech mobilních telefonů, které jsou v naší veřejné obchodní síti, je deklarovaná hodnota měrného lokálně absorbovaného výkonu nižší, než stanovená přípustná hodnota Otázka možného netepelného působení slabých vysokofrekvenčních polí se stále sleduje 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

191 Vysokofrekvenční výkon vysílače mobilního telefonu: hodnocení tepelného působení 900 MHz: výkon do 2 W při plném využití výkonu přístroje po dobu 1/8 času => 0,25 W absorbce méně než polovina - cca 0,1 W NV č. 480/2000 Sb. pro zaměstnance max. 10 W/kg pro každých 10 g tkáně (=0,01kg) (0,1W/0,01kg = 10 W/kg) ostatní osoby max. 2 W/kg pro každých 10 g tkáně tedy pětkrát méně (10g tkáně! Ale záření zasáhne značnou část povrchu hlavy) 1800 MHz: poloviční vyzařovaný výkon skutečná intenzita vyzařování mobilního telefonu je téměř vždy nižší než uvažovaná max. intenzita 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Vysokofrekvenční výkon vysílače mobilního telefonu: hodnocení intenzity elektrického pole Příklad intenzity elektrického pole mobilního telefonu o výkonu 1W podle vzdálenosti od hlavy a porovnání: se současnou normou pro frekvence 900 MHZ se současnou normou pro frekvence 1800 MHZ [11] [14] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

192 Impulsní modulace mobilní telefon vysílá krátké impulsy - kódovaný záznam hlasu impulsy délky 0,577ms a opakují se po 4,615ms, tedy s frekvencí 217 Hz Může absorpce přerušované el.mag. vlny na živý organismus působit ještě jinak než tepelně??? podle komise ICNIRP jiné než tepelné působení impulsně modulovaných radiofrekvenčních polí na biologické objekty se neprokázalo 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Mikrovlnné trouby Mikrovlny jsou vysokofrekvenční radiové vlny a jsou - stejně jako viditelné světlo - částí elektromagnetického spektra Podobně jako světlo se mikrovlny šíří prostorem odrážejí se od předmětů a pohlcují v materiálech Kovové materiály mikrovlny úplně odrážejí Sklo a některé plasty jsou pro mikrovlny většinou průhledné [18] Materiály obsahující vodu pohlcují mikrovlnnou energii => teplo potraviny kapaliny tkáně 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

193 Funkce mikrovlnné trouby frekvence 2450 MHz výkon W mikrovlny generuje elektronka zvaná magnetron po zapnutí jsou mikrovlny rozptylovány do všech směrů - kovové stěny odrážejí - potraviny absorbují energii - stejnoměrnost ohřívání je podporována otočným talířem molekuly vody se při absorbování mikrovlnné energie rozkmitají a působením tření se potravina ohřívá mikrovlny se absorbují jen v zahřívané potravině a nikoli v ostatním prostoru talíře a nádoby se neohřívají, plasty pouze pro mikrovlnné trouby [17] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol různý příjem tepla u některých potravin - s nepropustným povrchem, různě rychle se ohřívají - v důsledku teplotních rozdílů mohou vybouchnout [18] [18] rychlost mikrovlnného ohřevu závisí na: výkonu obsahu vody hustotě a množství ohřívaných potravin mikrovlnná energie neproniká do hloubky a větší kusy potravy se mohou ohřívat nerovnoměrně (! bakterie) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

194 Mezinárodní standardy pro mikrovlnné trouby platí limit 50 W/m 2 pro jakékoli místo vzdálené 5 cm od vnějšího povrchu výrobku - ve skutečnosti je emise MW trub podstatně nižší než tento mezinárodní limit - zařízení má jištění znemožňující expozici mikrovlnným zářením, když je trouba zapnutá a její dvířka zůstala otevřená - mikrovlnné trouby jsou bezpečné - mikrovlny uzavřeny uvnitř trouby - mikrovlny se však mohou dostat do okolí trouby: poškozená nebo silně znečištěná dvířka neodborné úpravy - expozice klesá se vzdáleností pronikání vln spáry u dvířek a sklem dvířek omezené kcí (úroveň vyzařování je bezpečně pod hodnotami doporučenými mezinárodními standardy) mikrovlnná energie se v těle člověka absorbuje a zahřívá exponovanou tkáň! Orgány se špatnou cirkulaci krve a méně účinnou teplotní regulací (oči, varlata) tepelné poškození může nastat jen při dlouhé expozici velmi vysokým výkonům, které velmi překračují úrovně, jaké se naměří vně mikrovlnných trub 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Elektromanetické pole bezdrátových Wi-Fi sítí Frekvence používané pro Wi-Fi sítě 2400 MHz, nověji i 5000 MHz Impulsy Elektromagnetické pole slabé, elektromagnetické záření je o výkonu cca 100 mw = 0,1 W [20] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

195 Elektromagnetické pole v okolí počítačových monitorů o záření vlastně nejde, jelikož nejkratší vlnové délka je rovna několika stům metrů u monitorů jde vždy o pole blízké zóny = > elektrická a magnetická pole spolu nejsou svázána vlastnostmi známými z šíření elektromagnetických vln 1998: WHO - případné zdravotní obtíže vyskytující se při práci s počítačovými monitory je nutné hledat jinde než v působení elektromagnetického pole, které v tomto případě představuje jen zlomek expozičních limitů uplatňovaných v národních i mezinárodních standardech [18] NV č. 1/2008 Sb., o ochraně zdraví před neionizujícím zářením, stanoví hygienické limity i pro nízkofrekvenční elektrická a magnetická pole a pro statické magnetické pole 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Expozice nízkofrekvenčním elektrickým a magnetickým polím: do 100 khz hustota elektrických proudů 100 khz až 10 MHz vliv indukovaných elektrických proudů a ohřev tkáně nad 10 MHz ohřev tkáně Min. frekvence khz Max. frekvence do 1 MHz => tepelný vliv elektromagnetického pole lze zanedbat oproti účinkům netepelným (účinkům elektrických proudů indukovaných v těle) Indukované proudy jsou způsobeny magnetickým polem. Nízkofrekvenční elektrická pole jsou v tomto případě slabá a mají vysokou impedanci, takže se při indukování elektrických proudů v těle uplatňují při hygienickém hodnocení nepatrně. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

196 Výsledky měření SZU nejvyšší hodnota magnetické indukce v horní části monitoru dále pak pod spodní okraj monitoru (nepřístupné) na zadní a bočních stěnách vždy méně než horní část před obrazovkou intenzita magnetického pole řádově nižší [21] ani v přímém dotyku s horní částí monitoru není překročena max. přípustná hodnota stanovená NV č. 1/2008 Sb. z hlediska neionizujícího el.mag. pole není tedy třeba pobyt u monitorů jakkoli sledovat či snad omezovat 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol MONITOROVÁNÍ A MĚŘENÍ PARAMETRŮ VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ BUDOV 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

197 Monitorovaní a měření parametrů vnitřního prostředí budov Snažíme se postihnout aktuální stav vnitřního prostředí. Vždy je klíčovým indikátorem člověk uživatel prostoru. Proč? Splnění požadavků projektu Nevyhovující stav Stížnosti uživatelů 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Monitorovaní a měření parametrů vnitřního prostředí budov Empirický přístup dotazníky Analytický přístup měření v klimatické komoře 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

198 Empirický přístup Ptáme se subjektů na jejich vnímání prostředí Subjektivní měřítko Comfort vote pocity člověka při vnímání tepelného prostředí Subjekt funguje jako identifikátor úrovně komfortu, nejen prostředí, ale i sociálních vlivů. Vhodné doplnit současným měřením veličin vnitřního prostředí. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Empirický přístup - problémy Statistické metody pro vyhodnocení výsledků průzkumu klíčové pro pochopení subjektivního hodnocení Comfort vote závislá proměnná Měřené veličiny vnitřního prostředí nezávislá proměnná Subjekty si volí oblečení, nastavení vnitřního prostředí, aktivitu v závislosti svých pocitech vnímání tepelného prostředí. Teorie musí být schopná vysvětlit výsledky empirického hodnocení, jinak podle ní nelze stanovit žádné standardy. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

199 Analytický přístup Obraz vztahu mezi člověkem a prostředím. Fanger (1970) Predicted mean vote PMV Tepelná bilance mezi teplem vyprodukovaným lidským tělem a tepelnou ztrátou. Komfortní stav této bilance platí pro úzký interval teploty kůže a intenzity pocení (data získána měřením v klimatické komoře na lidech, kteří své pocity vnímání hodnotili jako komfortní při různé aktivitě.) Optimální tepelný komfort vyjádřený v závislosti na metabolické produkci tepla, tepelného odporu oděvu, podmínkách prostředí. ČSN EN ISO TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Analytický přístup Fanger (1970): Předpokládaná průměrná volba vyjadřuje průměrný tepelný pocit člověka vyjadřuje střední volbu skupiny lidí (PMV - Predicted Mean Vote) vždy v hodnocené skupině budou někteří lidé hodnotit tepelné prostředí negativně předpokládané procento nespokojených - PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

200 Analytický přístup Gagge (1972) - Standard Effective Temperature: Rovněž používá teploty kůže jako limitní hodnotu, doplňuje ji vlhkostí kůže (proti Fangerově intenzitě pocení) Efektivní teplota je vztažená k subjektivní odezvě člověka Metoda vztahuje skutečné podmínky k efektivní teplotě při běžném oblečení a produkci metabolického tepla a relativní vlhkosti 50 %, které vyvodí stejnou fyziologickou odezvu. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Analytický přístup - problémy Veškerá data byla získána za rovnovážných podmínek prostředí při aklimatizaci člověka (3 h). Použití pro obecné účely (návrh vnitřního prostředí) Vyžaduje znát produkci metabolického tepla při předpokládané aktivitě lidí v prostoru a skladbu jejich oděvu (tepelný odpor). Problematické pokud je v prostoru více druhů aktivit Návrh vede k striktně kontrolovanému vnitřnímu prostředí podle uvažovaného oblečení a aktivity lidí Tyto přístupy jsou obtížné pro budovy s proměnným prostředím (pasivní systémy chlazení, apod) Neuvažují schopnost lidského těla adaptovat se na vzniklé podmínky. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

201 Zjištění komfortu prostředí Co vlastně chcete zjistit? Co měřit a jak dlouho? Nejjednodušší měření teploty v prostředí, bez zjišťování subjektivní odezvy, Složitější měření parametrů vnitřního prostředí vč. zjišťování subjektivní odezvy, Komplexní zjištění všech parametrů, které umožní stanovit tepelnou výměnu mezi subjektem a jeho okolím vč. zjišťování subjektivní odezvy. Návrh experimentu. Metoda pro stanovení závěrů. Pozor, nejsložitější a nejkomplexnější neznamená vždy nejlepší přístup, zejména, když nedokážeme vyhodnotit souvislosti projevující se ve vyhodnocovaném prostředí. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření parametrů vnitřního prostředí Měřicí vybavení: ČSN EN ISO Ergonomie tepelného prostředí - Přístroje pro měření fyzikálních veličin ČSN EN Větrání budov - Požadavky na přístroje pro měření rychlosti proudění vzduchu ve větraných prostorech 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

202 Měření parametrů tepelného prostředí Teplota vzduchu: Teploměr Galileo Bránění vlivu sdílení tepla sáláním Princip: Změna objemu tekutiny, nebo pevné látky Změna elektrického odporu polovodiče Změna tlaku Produkce elektrického náboje polovodiči (termočlánky) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření parametrů tepelného prostředí Výsledná teplota konvenčního a radiačního účinku sdílení tepla: Teplota kulového teploměru černá koule čidlo teploty podpora z tep.-izolač. materiálu tepelně izolační materiál elektrické připojení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

203 Měření parametrů tepelného prostředí Výsledná teplota konvenčního a radiačního účinku sdílení tepla: Teplota kulového teploměru - Stereoteploměr 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření parametrů tepelného prostředí Sálavý tepelný tok plochy: Strana A Strana B černě natřený prvek polyetylenový kryt termočlánky teplotní element Pt 100 zlatě natřený prvek 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

204 Měření parametrů tepelného prostředí Vlhkost vzduchu: Psychrometry, kapacitní vlhkostní čidla, čidla teploty rosného bodu Měření vlhkosti v plynech čidla teploty rosného bodu Psychrometrická čidla s kapacitními sensory (t, rh) RHXL3SD ruční Teploměr/vlhkoměr Data Logger nworldonline.co m 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření parametrů tepelného prostředí Rychlost vzduchu: Termoanemometry čidla měřící ochlazování termistoru, rychlá, přesná, vhodná pro nízké rychlosti (do 5 m/s) Vrtulkové měří otáčky vrtulky ochranný kryt čidlo teplotní kompenzace Sférické čidlo rychlosti vzduchu tepelně izolační materiál Elektrické připojení Termoanemometry pro měření rychlosti, teploty a případně vlhkosti vzduchu 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

205 Měření parametrů tepelného prostředí Povrchová teplota: Kontaktní čidla přímé sdílení tepla mezi povrchem a čidlem (není vhodné pro materiály s nízkou teplotní vodivostí) Infrasensory - bezkontaktní měření teploty, emisivita materiálu Prvek Pt 100 pro měření teploty spojený s membránou infračervený teploměr pružina membrána omsgadgets.com/ribbon -surfacethermomete r-probe Ribbon Surface Probe povrchová sonda 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Emise určitých látek může být zjišťována třemi způsoby: Zdroj identifikace zdroje a jeho složení, predikce emise látek do okolí Vzduch v blízkosti zdroje identifikace substance emitované v podmínkách zkušební komory a predikce koncentrace ve vzduchu výpočtem. Měření vzduchu v prostoru s více zdroji identifikace sloučenin a zjištění jejich zdroje. Dva kroky: Odběr vzorku vzduchu (sampling) Analýza vzorku 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

206 Metody analýzy škodlivin ve vzduchu v interiéru Chromatografie Spektrometrie a fotometrické metody Hmotnostní spektrometrie, ionizace plamenem Chemické sensory Sorbenty 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Chromatografie: Schéma plynového chromatografu metoda určená k dělení a stanovení plynů, kapalin i pevných látek s bodem varu do cca 400 C. Vzorek se vnese do komory, kde se odpaří a ve formě par je unášen nosným plynem do kolony. Nosný plyn unáší složky vzorku postupně k konci kolony a dělicí proces se neustále opakuje. Detektor indikuje okamžitou koncentraci separovaných látek v nosném plynu. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

207 Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Spektrometrie a fotometrické metody: Absorpční spektroskopie Emisní spektroskopie Laserová spektroskopie Fotoakustické spektrometrie Analýzy rentgenovým zářením Využívají diskrétních energetických úrovní molekul a emise, nebo absorpce radiace, která vyvolá změnu energetické úrovně. Založené na měření propustnosti, nebo pohltivosti sloučeniny, nebo produktu reakce testované látky. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Spektrometrie a fotometrické metody: Spektroskopie infračerveným zářením zdroj IR referenční komora komora se vzorkem IR detektor výstup vzorku vzduchu vstup vzorku vzduchu Schéma spektroskopického sensoru Rehva GB14 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

208 Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Spektrometrie a fotometrické metody: Fotoakustická spektrometrie zdroj IR mikrofon vstup vzorku vzduchu Fotoakustický monitor plynů Innova chopper optický filtr výstup vzorku vzduchu Rehva GB14 Rehva GB14 Foto: Pavla Dvořáková 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Hmotnostní spektrometrie: Schéma jednoduchého hmotnostního spektrometru se sektorovým analyzátorem pro měření oxidu uhličitého. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Biology_Equipm m 208

209 Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Chemické sensory: Pasivní odběr vzorků Foto: Pavla Dvořáková 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Photo: Pavla Dvořáková 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

210 Měření osvětlení Fotometry měření intenzity osvětlení, dopadajícího světelného toku Spektrální radiometry analýza spektrálního složení světla umělého zdroje Reflektometry měření odrazivostí světlo odrazivých ploch. Přístroje pro analýzu odlesků a oslnění komplexní, složité měření náročné na přesnost luxmetr nt.net/minoltals100. asp 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Měření osvětlení Laboratorní měření rozložení intenzity osvětlení goniofotometr měření prostorového rozložení světelného toku Goniofotometr SMS 10H Laboratorní měření dopadajícího světelného toku Integrovaná koule 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

211 Měření akustika Měření hladiny akustického tlaku Okamžitá Integrující v časové periodě Dlouhodobé mikrofon stupnice přepínání rozsahu nthatstuff.com/so undlevelmeters.ht ml ANALOGOVÉ DIGITÁLNÍ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Dotazníky Umožní nahlédnout jak je uživatel daného prostředí spokojený či nespokojený. Důležitý je základní počet (ideálně100 a více) Metoda dotazů! Lidé si spíše stěžují na to, co jim chybí a opomíjejí, s čím jsou spokojení. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

212 Postup analýzy IEQ Proč? Stížnosti uživatelů. Ujištěním jestli bylo dosaženo požadovaných limitů. Testování účinnosti stavby a jejího vybavení. Zjišťování vlivu IEQ na zdraví uživatelů. Hodnocení kvality IEQ, porovnání mezi místnostmi. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Postup analýzy IEQ Kde a kdy? Jedna místnost, nebo celá budova Správná volba reprezentativní místností, kde se bude monitorovaná aktivita projevovat. Správné umístění měřicího zařízení Doba měření 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol

213 Postup analýzy IEQ Co? Jaké parametry, jaké indicie Co měřit Co sledovat Rozdílné náklady se vztahují k: Počtu měřených veličin Kvalitě měřícího vybavení Počtu monitorovaných míst Délce měření 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol Postup analýzy IEQ Jak? Příprava měření Měření na místě Vyhodnocení a závěry Je nutné mít jasný plán od začátku do konce. Každá z těchto částí je velmi časově náročná (obvykle nejedete měřit do stejných podmínek). Paradoxně bývá nejkratší samotné měření. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol