Ing. David Eyer Zdravé bydlení: o principech stavební biologie Studijní text pro předmět Ekologie Doktorské studium Fakulta architektury ČVUT v Praze Praha, 2013 1
Abstract Building biology is a study of the holistic interrelationships between humans and their living environment. Its basic goal is to support whole range of human needs. Current promoted goals as saving energy, building passive and law energy houses are important but secondary. Nature is the guide that gives us vitality and enables us to live in harmony. Úvod Stavební biologie je nauka o celostních vztazích mezi člověkem a jeho obytným prostředím. Jejím hlavním cílem je podpora celého spektra lidských potřeb. Současné upřednostňované cíle (úspory energií, respektive motivace k nízkoenergetickému či pasivnímu standardu domů), jsou bezpochyby důležité a potřebné, ale stavební biologie je vnímá až jako sekundární. Příroda a vztahy uvnitř ní jsou základní inspirací a zároveň i průvodcem, který nám dává vitalitu a umožňuje nám život v harmonii. Stavební biologie Stavební biologie je interdisciplinární nauka, vztahující se k architektuře, urbanismu, ekologii, konstrukcím, stavební fyzice a k dalším oborovým pohledům na problematiku bydlení. Při hodnocení kvality vnitřního prostředí vychází z různých druhů měření - např. radioaktivity, elektrických a magnetických polí, prachu, zastoupení chemikálií ve vzduchu a materiálech aj. Existuje několik typů norem jako je ČSN, DIN, doporučení WHO, podle kterých se můžeme při výstavbě řídit. Stavební biologie vytvořila svoje vlastní doporučení (normy) pro místa dlouhodobého pobytu. Údaje v této normě jsou nastaveny tak, aby vytvořily přirozené prostředí, kde mohou probíhat přirozené regenerační procesy. Prof. Dr. Anton Schneider Ph.D. je zakladatelem Institutu stavební biologie a ekologie v Neubeuernu, který vznikl v roce 1976. V této době vytvořil tzv. 25 principů stavební biologie, které jsou s malými změnami platné dodnes: 1. stavební pozemek bez umělých a přírodních anomálií 2. umístění obytných domů mimo zdroje emisí a hluku 3. přirozený, decentralizovaný způsob výstavby v sídlech obklopených zelení 4. výstavba domů a osídlení respektující individuální přístup, spojení s přírodou, vycházející vstříc člověku a potřebám rodiny 5. výstavba domů nezpůsobující negativní sociální následky 6. použití přírodních a neimitovaných stavebních materiálů 7. přirozená regulace vlhkosti vzduchu v místnosti (pomocí materiálů vyrovnávajících vlhkost) 8. omezená a rychle se snižující vlhkost v novostavbách 9. vyvážený poměr mezi tepelnou izolací a akumulací 2
10. optimální teplota vzduchu a povrchu stěn v místnosti 11. dobrá kvalita vzduchu díky jeho přirozené výměně 12. sálavé teplo pro vytápění 13. denní světlo, umělé osvětlení a barvy odpovídající přírodním podmínkám 14. zachování přirozených radiačních polí 15. omezení umělých elektromagnetických polí 16. použití stavebních materiálů s nízkou radioaktivitou 17. ochrana proti hluku a vibracím s ohledem na potřeby člověka 18. neutrální nebo příjemná vůně bez vylučování jedovatých látek 19. maximální omezení plísní, bakterií, prachu a alergenů 20. vysoká kvalita pitné vody 21. výstavba domů nezpůsobující zhoršování životního prostředí 22. minimalizace spotřeby energie při maximálním využití obnovitelných zdrojů 23. výběr stavebních materiálů přednostně z místních zdrojů, nepodporování těžby nedostatkových nebo rizikových surovin 24. využití znalostí z oblasti fyziologie a ergonomie při vytváření interiéru a jeho zařízení 25. zohlednění harmonických rozměrů, proporcí a forem Postupovat podle všech výše uvedených bodů může být obtížné. Cesta začíná uvědomováním si vlastních potřeb ve vztahu ke druhému člověku a k přírodě. Postupně by uvědomění mělo vést k poznání, že jsme součástí širšího celku, jehož zákonitosti a principy není možné přehlížet. Mezní a doporučené hodnoty Uvedené doporučené hodnoty jsou stanoveny s použitím principu předběžné opatrnosti a týkají se především míst dlouhodobého pobytu (např. ložnice). Jsou stanoveny na základě letitých zkušeností a mnoha provedených měření. Všechny hodnoty jsou v běžném prostředí dosažitelné[2]. V zásadě platí - je nutné usilovat o každé proveditelné snížení rizika - měřítkem je příroda. Anomálie: žádná - odpovídá přirozenému prostředí nebo také často minimální dosažitelné míře v civilizovaném prostředí mírná - ve smyslu předběžné opatrnosti a s ohledem na obzvlášť citlivé jedince je nutné z dlouhodobého hlediska provést opatření (pokud jsou proveditelná) vysoká - hodnoty z baubiologického hlediska již neakceptovatelné. Sanace by měla být provedena. velmi vysoká - vyžadují bezodkladnou sanaci. Některé hodnoty dosahují nebo překračují doporučení nebo limity mezinárodních norem pro pracovní místa a obyvatelstvo. 3
4
5
Principy stavební biologie ve vztahu k NED a PD Většina principů ve stavební biologii je jednoduše dosažitelná i v běžné produkci nízkoenergetických a pasivních domů. V následujících kapitolách se věnuji dvěma principům, které si zasluhují speciální pozornost. Dobrá kvalita vzduchu díky jeho přirozené výměně (11. princip) Abychom dosáhli nízkoenergetického nebo pasivního standardu, musíme používat řízené větrání. Podle průzkumů (Lajčíková, Jokl) je známo, že řízené větrání v pracovním prostředí výrazně ovlivňuje vnitřní klima. Absolvoval jsem s přispěním MUDr. Lajčíkové několik předběžných testů měření lehkých záporných iontů ve dvou nízkoenergetických domech s rekuperací tepla. Dům v blízkosti Prahy venku: ~350 lehkých záporných iontů/cm 3 uvnitř: ~320 lehkých záporných iontů/cm 3 10 min. po zpuštění rekuperace: 200-400 lehkých záporných iontů/cm 3 vyústka: ~70 lehkých záporných iontů/cm 3 (teplý vzduch 25 C) Dům v blízkosti Plzně venku: ~400 lehkých záporných iontů/cm 3 uvnitř: 30-50 lehkých záporných iontů/cm 3 10 min. po zpuštění rekuperace: 30-50 lehkých záporných iontů/cm 3 vyústka: ~200 lehkých záporných iontů/cm 3 (chladný vzduch) Vliv na úroveň záporných iontů (Maes, Lajčíková): Nízká úroveň lehkých záporných iontů je ovlivněna: vnitřním/vnějším znečištěním vzduchu, elektrostatickými poli, prachem, kouřem, vzduchotechnikou. Vysoká úroveň lehkých záporných iontů je ovlivněna: čistotou vnitřního a vnějšího vzduchu, radonem/zářením gama, otevřeným ohněm, velkými fontánami, sluncem, UV zářením. Poznámky: Důležitou roli mají použité materiály v interiéru, zejména jejich schopnost se elektrostaticky nabíjet. V prvním domě olejovaná dřevěná podlaha, hliněné omítky a další přírodní materiály. V druhém domě laminátová podlaha, kovové schodiště v obývacím pokoji, plechová střecha. Obvyklá úroveň lehkých záporných iontů v klimatizovaných kancelářích je kolem 60-100 /cm 3 (Lajčíková). Ve městech je obvykle 300-500 lehkých záporných iontů/cm 3, v čisté přírodě ~900 lehkých záporných iontů/cm 3 v závislosti na znečištění ovzduší a ročním cyklu (vyšší hodnoty v létě). Doporučení stavební biologie pro vnitřní prostředí je: optimální > 500 lehkých záporných iontů/cm 3, minimální 200-500 lehkých záporných iontů/cm 3. 6
Alternativy k standardní centrální rekuperační jednotce s vytápěním pro NED a PD: větrání s nuceným odvodem vzduchu / hybridní větrání (čerstvý vzduch prochází přes speciální průrazy ve stěně, objem vzduchu je kontrolován CO 2 sondou, např. Lunos, Aereco) rekuperace tepla do topné vody/tuv (čerstvý vzduch prochází přes speciální průrazy ve stěně, objem vzduchu je kontrolován CO 2 sondou, např. ventilační tepelná čerpadla NILAN) lokální rekuperace tepla (výhoda krátkých a lehce čistitelných kanálů, např. Inventer, Dimplex DL 50 WA apod.) Obr. 1 Inventer rozdělené větrání a vytápění domu s možností nízkých objemů vzduchu, minimalizace rozvodů Časté problémy standardní rekuperační jednotky: hluk velký pohyb vzduchu dlouhé přívody vzduchu nižší úroveň lehkých záporných iontů možnost vzniku znečištění v rozvodech po delší době použití příliš vysoké objemy vzduchu na min. provoz Denní světlo, umělé osvětlení a barvy odpovídající přírodním podmínkám (13. princip) Při volbě typu zasklení pro PD a NED se téměř výlučně zabýváme prostupem tepla (U) a solárními zisky (g). Abychom získali přirozené denní osvětlení, je důležité rozlišovat také mezi L T hodnotami (prostup světla). Při návštěvách PD a NED jsem se setkal i s takovými případy, kdy nebylo možné rozlišit, zda venku svítí slunce nebo zda je zataženo. 7
Pro člověka je důležité být vystaven přirozenému slunečnímu záření s jeho infračervenou a ultrafilovou složkou (např. syntéza vitamínu D). Sluneční záření je nenahraditelné, a tak se doporučuje, abychom minimálně jednu hodinu denně strávili venku. Pokud pobýváme v budovách, a to je průměrně více než 90% našeho času, tak je důležité kvalitní zasklení s maximálním prostupem a minimální barevnou změnou dopadajícího světla. Pomocí speciálních nízkoemisních skel můžeme dosáhnout těchto hodnot: dvojité zasklení L T > 80%, trojité zasklení L T > 73% např. SGG Climatop Lux, uniglas Vital až 79% s nezměněným prostupem tepla a solárními zisky. V budoucnosti, po vyřešení několika technických problémů, se rozšíří používání vakuových skel s nižším prostupem tepla a vyššími hodnotami prostupu světla. Další principy stavební biologie Existují také další principy stavební biologie, které je důležité aplikovat v NED a PD. Velký důraz je kladen na kvalitní architekturu a urbanismus, použití přírodních materiálů, difuzně otevřených konstrukcí, minimalizace elektromagnetických polí a znečištění, zohlednění harmonických rozměrů, proporcí a forem. Principy stavební biologie jsou aplikovány zčásti i některými českými architekty (např. Hozman, Brotánek, Polák). 8
Stavební biologie v praxi Waldorfská školka, ing. arch. Vít Polák 9
Rekonstrukce domu Maitrea, akad. arch. Oldřich Hozman 10
Literatura www.baubiologie.de www.baubiologie.de/downloads/english/richtwerte_2008_englisch.pdf www.baubiologie.cz/baubiologie.html CHRISTOPHER ALEXANDER, SARA ISHIKAWA, MURRAY SILVERSTEIN. A Pattern Language: Towns, Buildings, Construction. Oxford University Press 1977. CHRISTOPHER DAY. Duch a místo. ERA, 2004. LÉON KRIER. Architektura - volba nebo osud. Praha, Academia 2001. WOLFGANG MAES. Stress durch Strom und Str 11