125TVNP Kabele, Dvořáková, Kabrhelová, Veverková
Transkript
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 2014. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 2 1 VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ BUDOV 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 5 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): 2865-2872 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 6 2 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. 2014 Agencie Pole přenosu toxické látky aerosoly vzduch vzduch mikroby vzduch odéry vzduch vodní páry vzduch světlo akustické vlnění vzduch, kontaktní tělesa prostor vzduch ionizující záření prostor ionty v ovzduší statická elektřina ostatní elektromagnetická vlnění vzduch prostor teplo 125TVNP 7 Kontaktní orgán exp. subjektu dýchací ústrojí, pokožka dýchací ústrojí, pokožka dýchací ústrojí, trávicí ústrojí , pokožka dýchací ústrojí sliznice dýchacího ústrojí, pokožka prostor (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 dýchací ústrojí, pokožka zrakové ústrojí sluchové ústrojí vnitřní orgány bez zpětné vazby dýchací ústrojí pokožka vnitřní orgány bez zpětné vazby 8 3 Vnitřní prostředí budov Složky vnitřního prostředí – Tepelně-vlhkostní – Kvalita vzduchu Tepelněvlhkostní • plyny • aerosoly • mikroorganismy Elmg pole – Akustika – Světelná – Elektro -statická, -iontová, magnetická, ionizující a radiační pole – Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura…) Vzduch Vnitřní prostředí budovy Psychika Osvětlení Akustika Zdroj : Jokl 1986 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP 9 Faktory vytvářející výsledný stav prostředí Fyzikální faktory prostředí – – – – – – – – 125TVNP Faktory organismu Teplota Vlhkost Rychlost proudění vzduchu Kvalita vzduchu Osvětlení Hluk Záření Prostor – Věk – Pohlaví – Rytmicita - dýchání, srdeční tep, tělesná teplota, menstruační cyklus … – Psychické faktory - stav mysli, introvert/extrovert… – Biologické pochody trávení, spánek, práce, odpočinek, sex… (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 11 4 Vnímání prostředí • Stres - vyvolává odezvu organismu - strain 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 12 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. 2014 13 5 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. 2014 14 Vnitřní prostředí budov • Prostředí má vliv na – Zdraví – Produktivitu práce – Pohodu prostředí J. Adam Huggins for The New York Times 26.7.2007 125TVNP Vnitřní prostředí budov = Interní mikroklima = Indoor environment (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 15 6 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 2009 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 16 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. 2014 17 7 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. 2014 18 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 Příznaky SBS a BRI jsou totožné s nejčastějšími zdravotními problémy! Je to náhoda? 14 bolesti páteře 21 bolesti kloubů 26 chřipka 26 bolesti v krku 29 kašel 29 celková únava 32 nachlazení 38 rýma 40 bolesti hlavy 45 0 125TVNP 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 19 8 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. 2014 20 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 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Rehva GB 6 21 9 Vnitřní prostředí a produktivita práce Relativní výkon Teplota a pracovní výkon Teplota, °C 125TVNP Rehva GB 6 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 22 Pohoda prostředí - komfort „Stav mysli, který vyjadřuje uspokojení s prostředím“ ( Fanger 1970 - 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. 2014 23 10 Maslow– pyramida potřeb Základní fyziologické potřeby Potřeba seberealizace Potřeba uznání, úcty Dýchání Potřeba lásky, přijetí, spolupatřičnosti Regulace tělesné teploty Tělesná integrita Potřeba bezpečí a jistoty Voda Základní fyziologické potřeby Spánek Přijímaní potravy Vylučování a vyměšování Přispěvatelé Wikipedie, Maslowova pyramida [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2014, Datum poslední revize 9. 05. 2014, 08:34 UTC, <http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Maslowova_pyramida&oldid=11445246> 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Fyzická aktivita Rozmnožování 24 INTERAKCE VE VNITŘNÍM PROSTŘEDÍ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 25 11 Fasáda Konstrukce a materiál Obálka budovy – Tepelná izolace - limit? – Pokročilé materiály Zdroj:autor • Vakuové izolace • PCM materiály – Aktivní fasády zdroj: autor • Dvojité fasády • Chytré „stínění“ • Integrované PV ,PT systémy zdroj: autor Snížení potřeby tepla a chladu zdroj: http://stardust.jpl.nasa.gov/photo/aerogel.html 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 26 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. 2014 27 12 Budova a vnitřní prostředí… Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Lokalita, poloha, okolí Budova Větrání Psychické Elektro, MaR Vnitřní prostředí budovy Osvětlen í Zdravote chnika Elmg pole Vnitřní vzduch Světelné Akustické (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP 28 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. 2014 29 13 Budova a vnitřní prostředí… Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Psychické Lokalita, poloha, okolí Budova Elektro, MaR Vnitřní prostředí budovy Větrání Elmg pole Osvětlen í Zdravote chnika 125TVNP Vnitřní vzduch Světelné Akustické (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 30 Chlazení • • • • • • Snižování tepelné zátěže Účinné zdroje chladu Akumulace chladu Účinná distribuce chladu „Vysokoteplotní“ chlazení Regulace a strategie (noční větrání) Pasivní systémy Účinné zdroje a regulace výkonu Obnovitelné zdroje chladu 125TVNP zdroj: autor zdroj: autor (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 31 14 Budova a vnitřní prostředí… Vytápění Konstruk ce, materiál Lokalita, poloha, okolí Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Psychické Budova Elektro, MaR Vnitřní prostředí budovy Větrání Osvětlen í Elmg pole Zdravote chnika 125TVNP Vnitřní vzduch Světelné Akustické (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 32 Větrání • Optimalizace množství větracího vzduchu • CO2, VOC, IAQ senzory • Nízkotlaké distribuční sítě • Přirozené větrání • Strategie regulace Přirozené systémy větrání Řízené nucené větrání 125TVNP zdroj: http://passivesolar.weebly.com zdroj: autor zdroj: autor (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 zdroj: autor 33 15 Příklad: důsledek „energeticky vědomého“ chování uživatele Zdroj : Kabele 2006 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 34 Budova a vnitřní prostředí… Vytápění Konstruk ce, materiál Tepelněvlhkostní Chlazení, vlhčení Psychické Lokalita, poloha, okolí Budova Vnitřní prostředí budovy Větrání Elmg pole Elektro, MaR Světelné Osvětlen í Akustické Zdravote chnika 125TVNP Vnitřní vzduch (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 35 16 Osvětlení Denní a smíšené osvětlení Světlovody Účinné zdroje - LED? Regulace zdroj: autor zdroj: autor Denní osvětlení Umělé - nové zdroje zdroj: autor 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 36 Budova a vnitřní prostředí… Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Psychické Lokalita, poloha, okolí Budova Elektro, MaR Vnitřní prostředí budovy Větrání Osvětlen í Elmg pole Zdravote chnika 125TVNP Vnitřní vzduch Světelné Akustické (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 37 17 Zdravotechnika – vodovod, teplá voda • • • • Hot water demand litres/shower Spotřeba teplé vody !! Účinná příprava TV Teplota Distribuční síť 60 40 20 zdroj: autor 0 – Cirkulace – Ovládání zdroj: http://www.waterhygieneireland.ie • Legionella!!!! Teplota vody - hygiena Lidský faktor Cold water use in residential building Cold water (w/o DHW) l/pers/hr 7.00 6.00 Monday Tuesda y Wednes day Thursda y Friday 5.00 4.00 3.00 Saturda y Sunday 2.00 1.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 hod zdroj: autor (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP 38 Budova a vnitřní prostředí… Vytápění Konstruk ce, materiál Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Psychické Lokalita, poloha, okolí Budova Elektro, MaR Vnitřní prostředí budovy Větrání Osvětlen í Elmg pole Zdravote chnika Vnitřní vzduch Světelné Akustické Zdroj : Kabele, Dvořáková 2012 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 39 18 Budova a vnitřní prostředí… Vytápění Konstruk ce, materiál Lokalita, poloha, okolí Chlazení, vlhčení Tepelněvlhkostní Vnitřní vzduch Psychické Budova Větrání Elektro, MaR Osvětlen í Vnitřní prostředí budovy Elmg pole Zdravote chnika Světelné Akustické (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP 41 Budova a vnitřní prostředí… Konstr ukce, materi ál Lokalit a, poloha , okolí Vytápě ní Chlaze ní, vlhčení Budo va Tepelněvlhkostní Větrání Psychické Elektro , MaR Zdravo technik a Osvětl ení Elmg pole Vnitřní prostředí budovy Vnitřní vzduch Světelné Akustické Zdroj : Kabele, Dvořáková 2012 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 42 19 TEPELNĚ-VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 43 Vnitřní prostředí budov Složky vnitřního prostředí Tepelněvlhkostní – Tepelně-vlhkostní – Kvalita vzduchu Elmg pole • plyny • aerosoly • mikroorganismy – Akustika – Světelná – Elektro -statická, -iontová, magnetická, ionizující a radiační pole – Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura…) Vzduch Vnitřní prostředí budovy Psychika Osvětlení Akustika Zdroj : Jokl 1986 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 44 20 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) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Rehva GB 13 45 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. 2014 46 21 Tepelně-vlhkostní mikroklima …stav vnitřního prostředí z pohledu TEPELNÝCH A VLHKOSTNÍCH TOKŮ mezi lidským tělem a jeho okolím… 125TVNP Tp Ta (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 47 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 7730 2006) • „...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. 2014 48 22 ZJEDNODUŠENÝ MODEL TEPELNÉ POHODY 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 49 Rovnice tepelné bilance člověka Metabolické teplo M Mechanická práce W Sdílení tepla mezi tělem a prostředím Q – Dýchání – Proudění – Sálání – Vedení – Vypařování 125TVNP W Q https://www.scody.com.au/blog/category/research-and-development/ Rovnice tepelné bilance M-W = Q komfort M-W > Q horko M-W < Q zima (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 50 23 Tělesná teplota x Teplota prostředí Tělesná teplota je dána výsledkem mezi příjmem, produkcí a výdejem tepla Řízení teploty vědomá činnost Teplota jádra M ≠ Q …TERMOREGULACE • Chemická – metabolické teplo • Fyzikální – tok tepla z organismu do okolí • Mechanická – behaviorální 125TVNP pocení třes vědomá činnost (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 51 http://www.prpom.cz/prvni-pomoc-mytus-39/ 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. 2014 52 24 Dynamická termoregulace Diagram automatické teplotní regulace člověka a jeho regulace chováním (Hensen 1991) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 53 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 125TVNP 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 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 54 25 Tělesná teplota X Pocity http://www.svetkolemnas.info/novinky/zajimavosti/560-mapy-telesnych-pocitu-odhaluji-jak-emoce-ovlivnuji-nase-telo 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 55 Faktory tepelné pohody • ČLOVĚK – osobní faktory – Metabolické teplo M – Tepelný odpor oděvu Iclo • PROSTŘEDÍ – Teplota vzduchu Ta – Relativní vlhkost RH – Rychlost vzduchu va – Teplota okolních ploch Tr 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 56 26 Faktory tepelné pohody • ČLOVĚK – osobní faktory – Metabolické teplo M – Tepelný odpor oděvu Iclo • PROSTŘEDÍ – Teplota vzduchu Ta – Relativní vlhkost RH – Rychlost vzduchu va – Teplota okolních ploch Tr 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 57 Metabolické teplo BAZÁLNÍ SVALOVÝ metabolismus metabolismus http://www.posilnovanie.sk/viewtopic.php?f=1&t=9455 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 58 27 Metabolické teplo 1. BAZÁLNÍ METABOLISMUS - basal metabolic rate BMR [W/m2] - 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] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 věk [roky] A– 59 Bazální metabolismus x věk, pohlaví 70 W/m2 60 50 MUŽI ŽENY 40 30 0 125TVNP 10 20 30 Věk 40 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 50 60 Zdroj: Jokl 2002 60 28 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/m2 • 0 až 16,9 MET 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 61 Metabolické teplo http://www.blowtex-educair.it/DOWNLOADS/Thermal%20Comfort.htm McIntyre 1981 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 62 29 Metabolické teplo Je přímo úměrné POVRCHU LIDSKÉHO TĚLA 𝑩𝑺𝑨 = ( 𝑯𝟎,𝟕𝟐𝟓 × 𝑾𝟎,𝟒𝟐𝟓 )×0,007184 Povrch lidského těla stanovil Du-Bois BSA (Body Surface Area) povrch lidského těla 1,3-2,2 m2 W hmotnost v kg H výška v cm Např: sezení - 58 W/m2 x 1,9 m2 = 110 W chůze - 140 W/m2 x 1,9 m2 = 266 W 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 63 Citelné X vázané teplo ENTALPIE VLHKÉHO VZDUCHU (kJ/kg) h = ha + x hw Entalpie suchého vzduchu = CITELNÉ TEPLO Entalpie vodní páry = VÁZANÉ TEPLO ha = cpa . t hw = cpw . t + hwe Radiace Konvekce Dýchání Difuze pokožkou Pocení Dýchání x = měrná vlhkost (kg/kg) t = teplota vzduchu = teplota vodní páry (oC) cpa = měrné teplo suchého vzduhu (kJ/kg.oC, kWs/kg.K) =1.006 (kJ/kgoC) cpw = měrné teplo vodní páry =1.84 (kJ/kg.oC) 125TVNP (c) prof. K. Kabeleoa kol. 2014 hwe = skupenské teplo vypařování vody při 0 C = 2,502 (kJ/kg) 64 30 Citelné x vázané teplo http://www.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/61-produkce-tepla-a-vodni-pary-od-lidi Tabulka platí pro muže. Produkce citelného tepla žen ~ 85% 2. Technický průvodce - Větrání a klimatizace, Prof. Ing. Jaroslav Chyský CSc., Prof. Ing. Karel Hemzal CSc. a kolektiv, Praha 1993 VÁZANÉ TEPLO ~ výdej páry x 24 °C 26 °C 28 °C 0,67 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 52% 83 W 60% 96 W 68% 109 W 71% 164 W 77% 177 W 70% 183 W 76% 198 W ČSN 730548 - Výpočet tepelné 66% 151 W zátěže klimatizovaných prostorů; 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 64% 168 W příloha 1 65 Citelné x vázané teplo Sdílení tepla při různém oblečení a aktivitě AKtivita - Metabolické teplo [W] 1. 350 Vázené - Vodní pára 300 Citelné - Radiace 250 Citelné - Konvekce 200 150 100 50 0 0 1 1.5 0 0.5 1.5 0 Tepelný odpor oděvu [Clo] 1 1.5 Kabele 2007 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 66 31 http://www.healthyheating.com/Thermal_Comfort_Working_Copy/HH_physiology_2_bodies_heatloss.htm#.U0wj9lfh3iA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Citelné x vázané teplo 67 Faktory tepelné pohody • ČLOVĚK – osobní faktory – Metabolické teplo M – Tepelný odpor oděvu Iclo • PROSTŘEDÍ – Teplota vzduchu Ta – Relativní vlhkost RH – Rychlost vzduchu va – Teplota okolních ploch Tr 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 68 32 Tepelný odpor oděvu Icl= tepelný odpor oděvu, sčítají se vrstvy ( jako izolace budovy) Jednotka 1 clo (muž v obleku Gagge) 1 clo = 0.155 m2.K.W-1 http://www.blowtex-educair.it/DOWNLOADS/Thermal%20Comfort.htm http://www.tzb-info.cz/404-tepelna-pohoda-a-nepohoda (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 69 Osobní faktory - normové hodnoty Činnost Energetické výdeje W/m2 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 Icl 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) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 70 ČSN EN ISO 7730 33 http://www.blowtex-educair.it/DOWNLOADS/Thermal%20Comfort_file/what5.gif Faktory tepelné pohody Faktory PROSTŘEDÍ Teplota vzduchu Relativní vlhkost Rychlost vzduchu Střední radiační teplota ČLOVĚK – osobní faktory Metabolické teplo Tepelný odpor oděvu DOPLŇUJÍCÍ FAKTORY Věk a pohlaví Tělesná postava a podkožní tuk Adaptace Cirkadiánní rytmus http://www.blowtex-educair.it/DOWNLOADS/Thermal%20Comfort.htm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 71 Faktory tepelné pohody • ČLOVĚK – osobní faktory – Metabolické teplo M – Tepelný odpor oděvu Iclo • PROSTŘEDÍ – Teplota vzduchu Ta – Relativní vlhkost RH – Rychlost vzduchu va – Teplota okolních ploch Tr 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 72 34 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. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q= tbn:ANd9GcRbCRSRZOZ0f Vz8uYnhwp_pulVjlA25b1wi 0vIBcYDHa7XEnIw2tQ 73 Faktory prostředí VLHKOST VZDUCHU • Měrná vlhkost 𝑀𝑣 𝑊𝑎 = 𝑀𝑎 [g/g] Ventilátor Teplota – Wa je měrná vlhkost; SUCHÉHO – Mv hmotnost vodní páry; teploměru – Ma hmotnost suchého vzduchu v daném vzorku vlhkého vzduchu. • Relativní vlhkost RH = 100 × 𝑝𝑎 𝑝𝑎𝑠 Teplota MOKRÉHO teploměru [%] – pa parciální tlak vodních par; – pas parciální tlak nasycených vodních par při stejné teplotě a stejném celkovém tlaku. Mokrá „punčoška“ • Rosný bod – Teplota vzduchu, při níž by parciální tlak vodních par obsažených ve vzduchu byl roven parciálnímu tlaku nasycených vodních par • Psychrometr Vzduch – Teplota suchého teploměru – Teplota mokrého teploměru 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 74 35 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. 2014 75 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. 2014 76 36 Faktory prostředí RELATIVNÍ VLHKOST VZDUCHU http://www.ntcinsulation.com/images/content/Images-blog/optimal%20RH8.JPG 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 77 • 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. 2014 78 37 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: 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 0 m/s 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 79 Faktory prostředí SÁLÁNÍ http://www.healthyheating.com/Definitions/Definition_Images/Mean%20R3.gif http://www.healthyheating.com/Definitions/Mean%20Radiant.htm#.U3HmByhL-2k 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 80 38 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 tr = T1A1 + T2A2 + …+ TNAN / ( A1 + A2 + …+ AN ) - 273 tr 4 r1.T1 4 ... rn.Tn 4 273 kde tr Ti Ai φri 125TVNP střední radiační teplota [°C] teplota okolního povrchu i, i=1,2,....,n [K] plocha povrchu i, i=1,2,....,n [m2] úhlový faktor mezi osobou a plochou i, i=1,2,...n (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 81 HODNOCENÍ TEPELNÉHO KOMFORTU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 82 39 Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu OPERATIVNÍ TEPLOTA EFEKTIVNÍ TEPLOTA PMV PPD Kombinovaná kritéria - posuzují tepelně-vlhkostní mikroklima podle několika fyzikálních veličin najednou 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 83 Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu OPERATIVNÍ TEPLOTA to (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 kde to to = operativní teplota ta = teplota okolního vzduchu tr = střední radiační teplota (mean radiant temperature) hc = součinitel přestupu tepla prouděním (W/m2K) hr = součinitel přestupu tepla sáláním (W/m2K) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 hct a h r t r hc hr 84 40 Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu VÝSLEDNÁ TEPLOTA tg (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 ta a tr (do 4 °C) platí to t g Jokl 1984 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 85 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 Prof. Ing. Miloslav V. Jokl, DrSc. 1933-2012 Jokl, Jirák 2005 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 86 41 Kritéria hodnocení tepelné pohody, tepelně-vlhkostního mikroklimatu Teplota vzduchu Střední radiační teplota Vlhkost Operativní teplota Efektivní teplota EFEKTIVNÍ TEPLOTA (Effective Temperature) Teplota interiéru s relativní vlhkostí 50 %, jenž vyvolá stejné tepelné ztráty z pokožky člověka jako skutečné prostředí. (Gagge 1971) t ef Podmínkou je však stejná rychlost proudění vzduchu. tef to wim LR ( pa 0,5 pws (tef ) ) kde Vypočtená hodnota to = operativní teplota w = vlhkost pokožky (běžně 0,06 – 1 při pocení) im = 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 pws(tef) = tlak nasycené vodní páry při tef 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 87 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 Rychlost Teplota vzduchu VSTUPNÍ PARAMETRY Relativní vlhkost vzduchu proudění vzduchu PMV PPD Metabolické teplo 125TVNP Střední radiační teplota (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Tepelný odpor oděvu 88 42 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. 125TVNP +3 Horko +2 Teplo +1 Mírné teplo ± 0 Neutrální –1 Mírné chladno –2 Chladno –3 Zima (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 89 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. 2014 90 43 Výpočet PMV a PPD dle ČSN EN ISO 7730 M W 3,05 103 5733 6,99 M W p 0,42 a PMV (0,303e0,036M 0,028) M W 58,15 1,7 105 M 5867 pa 0,0014M 34 ta 3,96 108 f t 273 4 t 273 4 f h t t r cl c cl a cl cl PPD 100 95 e(0.03353PMV PMV PPD M W fcl 4 0.2179PMV 2 ) předpověď středního tepelného pocitu předpokládané procento nespokojených metabolické teplo W/m2 užitečný mechanický výkon W/m2 (u většiny prací se rovná nule) poměr povrchu oblečeného člověka k povrchu nahého člověka 125TVNP teplota povrchu oděvu °C teplota vzduchu °C střední radiační teplota °C parciální tlak vodní páry Pa součinitel přestupu tepla konvekcí W/m2K tcl ta tr pa hc (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 91 Kritéria hodnocení tepelné pohody; tepelně-vlhkostního mikroklimatu • PMV (Predicted Mean Vote) – předpokládaná průměrná volba = průměrný tepelný pocit člověka http://www-energie2.arch.ucl.ac.be/confort/2-2.jpg • PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) - předpokládané procento nespokojených http://nesa1.uni-siegen.de/wwwextern/idea/glossary/descript/p.htm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 92 44 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. 2014 93 Tepelná pohoda - ČSN EN ISO 7730 • • ČSN EN ISO 7730 - parametry slouží především pro návrh systému vytápění, chlazení, větrání a dimenzování staveb Základní parametry vnitřního prostředí uvedeny v Příloze A ČSN EN 12831 Tepelná kvalita prostoru může být zvolena ze 3 kategorií podle ukazatelů PPD nebo PMV Celkový tepelný stav těla Kategorie vnitřního tepelného prostředí Předpokládané procento nespokojených PPD 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. 2014 94 45 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. 2014 95 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. 2014 96 46 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. 2014 97 MÍSTNÍ TEPELNÝ DISKOMFORT = nežádoucí ochlazování či oteplování jednotlivých částí těla Asymetrie radiační teploty Průvan Vertikální rozdíl teplot mezi hlavou a kotníky Teplota podlahy http://www.blowtex-educair.it/DOWNLOADS/Thermal%20Comfort.htm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 98 47 Místní tepelný diskomfort Průvan - přirozené proudění vzduchu - poblíž oken a ventilátorů - klimatizace Maximálně přípustná střední rychlost proudění vzduchu jako funkce místní teploty vzduchu ta a intenzity turbulence Tu ČSN EN ISO 7730 Kategorie A : DR = 10% 125TVNP DR – stupeň obtěžování průvanem (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 99 Místní tepelný diskomfort Vertikální rozdíl teplot mezi hlavou a kotníky ČSN EN ISO 7730 Teplota podlahy ČSN EN ISO 7730 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 100 48 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 125TVNP http://mujdum.dumabyt.cz/obrazek/4ce52aa4b336e/zdeny-dum-7+1energeticky-usporny-bydleni-stavba3.jpg http://www.homatahari.cz/kronika/blatiny/photos/?photo=410.jpg (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 101 Místní tepelný diskomfort Teplý strop Chladná stěna Chladný strop Teplá stěna Asymetrie radiační teploty ČSN EN ISO 7730 ČSN EN ISO 7730 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 102 49 ČSN EN 15251 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. 2014 103 Tepelné prostředí ČSN EN ISO 15251 – 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 POPIS I Vysoká úroveň očekávání; prostory s velmi citlivými osobami s křehkým zdravím, se zvláštními požadavky (nemocní, velmi malé děti, starší osoby, postižení…) II Běžná úroveň očekávání - pro nové budovy a rekonstrukce III Přijatelné, střední úroveň očekávání - pro stávající budovy IV Hodnoty mimo kritéria pro výše uvedené kategorie – přípustné pouze pro omezenou část roku ČSN EN ISO 15251 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 104 50 Výsledná vnitřní teplota ČSN EN 12831 příloha A Druh budovy, prostoru Oblečení, zima (clo) Činnost (met) Kancelář 1,0 1,2 Velkoprostorová kancelář Kavárna, restaurace Obchodní dům Bydlení 1,0 Kategorie vnitřního Výsledná teplota, zima °C tepelného prostředí 1,2 1,0 1,2 1,0 1,6 1,0 1,2 125TVNP 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 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 105 Doporučená kritéria tepelného prostředí • Kritéria pro návrh strojně vytápěných a chlazených budov Kategorie vnitřního tepelného prostředí Celkový tepelný stav těla Předpokládané procento nespokojených PPD 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 Druh budovy (Je třeba zohlednit i místní tepelný diskomfort) ČSN EN ISO 15251 Kategorie Obytné budovy: obytné místnosti (ložnice, pracovny, kuchyně atd.) Sedící ~ 1,2met …vyplývá z ČSN EN 7730 Operativní teplota (°C) Minimum pro vytápění ~ 1 clo Maximum pro chlazení ~ 0,5 clo 21 25,5 I odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s Katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT 125TVNP II 20 26 III 18 27 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 106 51 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 15251 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 107 Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí NOVÉ budovy STÁVAJÍCÍ budovy Zdroj: ČSN EN 15251 125TVNP 1. 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 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 108 52 Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí 1. Návrhová kritéria používaná pro energetické výpočty Kritéria vnitřního prostředí Kategorie budovy Návrhová kritéria Teplotní podmínky v ZIMĚ II 20 – 24°C Teplotní podmínky v LÉTĚ III 22 – 27°C ČSN EN ISO 15251 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 109 Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí 2. Celoroční počítačová simulace vnitřního prostředí a spotřeby energie Kvalita vnitřního prostředí v % času ve čtyřech kategoriích % 5 7 68 20 Tepelné prostředí IV III II I ČSN EN ISO 15251 Příklad klasifikace tepelného prostředí - rozdělení do kategorií = průměr teplot vážený přes podlahovou plochu pro 95% prostoru budovy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 110 53 Příklad posouzení parametrů vnitřního prostředí Footprint -pracovní doba 7-17h. • Footprint pro vnitřní teplotu během celého období roku. Zdroj: ČSN EN 15251 125TVNP 111 111 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí 3. Dlouhodobého měření vybraných parametrů vnitřního prostředí Parametry vnitřního prostředí - teplota v místnosti, průtok větracího vzduchu a/nebo koncentrace CO2 se měří v průběhu celého roku nebo během reprezentativního období - Analyzováno a prezentováno stejně jako v případě počítačové simulace ČSN EN ISO 15251 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 112 54 Klasifikace a certifikace vnitřního prostředí 4. Subjektivní dotazování uživatelů ČSN EN ISO 15251 ČSN EN ISO 15251 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 113 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. 2014 114 55 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) • 125TVNP ČSN EN 15251 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 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Adaptivní model 115 ČSN EN 15251 Přípustné vnitřní teploty pro návrh budov bez strojního chlazení Θ0 – operativní teplota °C Θm – klouzavá střední teplota venkovního vzduchu °C 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 116 56 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 : teploty, relativní vlhkost, Nařízení vlády č.361/2007 Sb., PRACOVNÍ ve znění nařízení vlády č.93/2012 Sb. proudění vzduchu, chemické látky, prašnost, osvětlení, větrání teploty, relativní vlhkost, Vyhláška č. 410/2005 Sb., proudění vzduchu, osvětlení, ŠKOLSKÉ ve znění vyhl.č.343/2009 Sb. větrání teploty, relativní vlhkost, proudění vzduchu, chemické látky, Vyhláška č.6/2003 Sb. POBYTOVÉ prašnost, výskyt mikroorganismů a roztočů teploty, relativní vlhkost, BAZÉNY, proudění vzduchu, osvětlení, Vyhláška č.283/2011 Sb. větrání, mikrobiální kontaminace SAUNY vody Vyhláška č. 137/2004 Sb., žádné limity neexistují STRAVOVACÍ ve znění vyhl.č.602/2006 Sb. VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ STAVEB 125TVNP Vyhláška č.20/2012 Sb. větrání, koncentrace CO2 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 117 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. www.mvcr.cz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 118 57 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 1.10.2006) • ČSN EN 15251 Vstupní parametry vnitřního prostředí pro návrh a posouzení energetické náročnosti budov s ohledem na kvalitu vnitřního vzduchu, teplotního prostředí, osvětlení a akustiky. (Vydáno 1.12.2007, anglický jazyk) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 119 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. 2014 120 58 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. 2014 121 Příklad posouzení parametrů vnitřního prostředí Zdroj: ČSN EN 15251 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 122 122 59 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. 2014 123 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. 2014 124 60 PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ MÍSTNÍ TEPELNÝ DISKOMFORT – I a IIa tg na úrovni hlavy [°C] tg hlava - tg kotník - [°C] Kategorie A, B Kategorie C Obsahuje i místní tepelný 19 0,0 diskomfort! 0,5 20 0,0 -stereoteplotu 21 Tg na úrovni hlava0,0 a kotníky 22 0,5 1,0 23 1,5 3,0 24 2,5 3,5 25 3,5 4,5 26 4,5 5,5 27 5,5 Jokl, Jirák 2005 1,5 2,0 6,5 NV 93/2012 Přípustné horizontální rozdíly mezi tst a tg na úrovni hlavy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125 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: 125TVNP 343/2009 Sb. (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 126 61 ŠKOLSKÁ ZAŘÍZENÍ Ing.Z.Mathauserová, SZÚ Celoročně přípustné parametry mikroklimatických podmínek dle vyhláška č.343/2009 Sb. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 127 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. 2014 128 62 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. 2014 129 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. 2014 130 63 KVALITA VZDUCHU 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 132 KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ) Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Tepelněvlhkostní Elmg pole Akustika Světelná Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole Psychický komfort (barvy, povrchy, Psychika architektura…) ODÉRY TOXICKÉ PLYNY AEROSOLY MIKROBI IONIZAČNÍ ZÁŘENÍ Vzduch Vnitřní prostředí budov Osvětlení Akustika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 133 64 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. 2014 Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního vzduchu Ložnice: Prach, bakterie, viry, roztoči, zvířata WC: Plísně, houby, viry, čisticí prostředky 134 -Vnitřní Podkroví: Prach, azbest, formaldehyd Obývací pokoj: CO, kouř z cigaret, VOCs (koberce, nábytek, lepidla, nátěry), domácí zvířata -Vnější 125TVNP zahrada: Pyl, prach, hnojiva, pesticidy Kuchyně: CO2, CO, čisticí prostředky, formaldehyd, kouř (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Garáž: CO, nátěry, rozpouštědla, plísně a houby, výfukové plyny, hnojiva, pesticidy 135 65 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. 2014 136 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. 2014 137 66 ODÉRY VZDUCH V INTERIÉRU ZEVNITŘ Z VENKU PŘÍJEMNÉ NEPŘÍJEMNÉ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 138 SCHÉMA ČICHOVÉHO ÚSTROJÍ ČLOVĚKA: ČICHOVÁ KOULE ČICHOVÁ KOST ČICHOVÉ NERVY ČICHOVÁ DRÁHA KOST NOSNÍ ČICHOVÁ SLIZNICE http://www.latinsky.estranky.cz/fotoalbum/dychaci-soustava/dychaci-soustava/nosni-dutina--pohled-ze-strany-.png.html 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 139 67 ČICHOVÁ KOULE KOST ČICHOVÝ EPITHEL ČICHOVÉ BUŇKY Zdroj:Buck a Axel 1991 http://www.nobelprize.org/ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 140 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. 2014 141 68 FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VNÍMANOU KVALITU VZDUCHU • Čichový smysl – Optimální čich je do 30-60 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 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP 142 FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VNÍMANOU KVALITU VZDUCHU – VLHKKOST A TEPLOTA Nespokojení,% Procento nespokojených s kvalitou vnitřního vzduchu v závislosti na teplotě a relativní vlhkosti 125TVNP Relativní vlhkost, % (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 143 69 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. 2014 144 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 125TVNP 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 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Rehva GB14 145 70 Vnímaná kvalita vzduchu (percieved IAQ) Velké individuální rozdíly Procento nespokojených Rehva GB14 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 146 Vnímaná kvalita vzduchu Subjektivní hodnocení – skupina porotců Fanger: Indoor air quality handbook • Individuální posouzení • Ihned po expozici • 15 s, neadaptovaný • Kontinuální stupnice přijatelnosti (Continuous acceptability scale 125TVNP Rehva GB14 ČSN EN 15251 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 147 71 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. 2014 148 Vnímaná kvalita vzduchu,% nespokojených (PD) Vnímaná kvalita vzduchu Intenzita větrání 125TVNP Množství čerstvého vzduchu, m3/os.h (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 149 72 Vnímaná kvalita vzduchu, % nespokojených (PD) Vnímaná kvalita vzduchu a koncentrace CO2 Koncentrace CO2 nad venkovní, ppm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Rehva GB14 150 Vnímaná kvalita vzduchu Síla zdrojů znečištění: jednotka 3 standardní osoby (olf) Olf 1 olf = znečištění vzduchu standardní osobou - průměrný dospělý jedinec při kancelářské práci v tepelné pohodě s hygienickým standardem 0,7 koupelí/den 4 ekvivalentní standardní osoby (olf) 7 ekvivalentních standardních osob (olf) Rehva GB14 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 151 73 VNÍMANÁ KVALITA VZDUCHU 1 pol = vnímaná kvalita vzduchu v místnosti se zatížením 1 standardní osobou, větrané 1 L/s Fanger: Indoor air quality handbook 125TVNP Vnímaná kvalita vzduchu, % nespokojených (PD) Jednotka pol, decipol Vnímaná kvalita vzduchu, decipol (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 152 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. 2014 153 74 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. 2014 154 TOXICKÉ MIKROKLIMA Oxidy síry SOx (SO2, SO3) • 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 • Projevy: Poleptání dýchacích cest, poškození vegetace i anorganických materiálů 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://www.destination360.com/ce ntral-america/costa-rica/arenalvolcano 155 75 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. 2014 156 TOXICKÉ MIKROKLIMA Ozon – O3 • • • • 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. 2014 157 76 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. 2014 158 Toxické mikroklima Formaldehyd • 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. 2014 159 77 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. 2014 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 160 Vyhl. 6/2003 161 78 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 162 Podle Vyhl. 361/2007 (178/2001) 163 Podle Vyhl. 361/2007 (178/2001) 79 KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ) Tepelněvlhkostní Elmg pole Vzduch Vnitřní prostředí budov Psychika ODÉRY TOXICKÉ PLYNY AEROSOLY MIKROBI IONIZAČNÍ ZÁŘENÍ Osvětlení Akustika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 164 AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Pevné nebo kapalné částice rozptýlené v ovzduší http://old.qi.com/qtube/2011/05/dust.html http://www.bourky-tornada.wbs.cz/Druhy-oblaku.html 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 165 80 AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Zdroje částic Přirozené • • • http://bushcraft.cz/nutne-k-preziti/zajisteni-bezpeci/lesni-pozar/ 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 • • • http://aktualne.centrum.cz/domaci/zivot-v-cesku/clanek.phtml?id=675315# vysokoteplotní procesy - především spalovací; cementárny, vápenky, lomy a těžba; odnos částic větrem ze stavebních ploch a z ploch zbavených vegetace. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 166 http://www.pingofhealth.com/2012/07/what-is-deal-with-bee-pollen.html 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, SiO2,…) • 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. 2014 167 81 Aerosolové mikroklima Kapalné aerosoly • 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. 2014 168 Velikost částic • Inhalovatelné částice – Horní cesty dýchací a nosní dutiny < 10 μm (PM10) • Jemné částice – Dolní cesty dýchací a plicní sklípky < 2,5 μm (PM2,5) • Ultrajemné částice – Plicní sklípky, přestup do krve < 1 μm (PM1) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 169 82 Velikost částic LIDSKÝ VLAS 50 – 70 µm SPALOVACÍ PROCESY, ORGANICKÉ SLOUČENINY, KOVY ˂2,5 µm PRACH, PYL, PLÍSNĚ,… ˂10 µm ZRNKO PÍSKU 90 µm 125TVNP http://www.stateoftheair.org/2012/health-risks/health-risks-particle.html (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 170 AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA Sedimentace částic – usazování částic prachu v ovzduší působením zemské přitažlivosti 100 μm - 3 – 4 sekundy 10 μm - 5 – 6 minut 1 μm - 7 – 8 hodin 0,1 μm - 29 – 34 dnů Průběh koncentrace prachu v závislosti na výšce fasády budov 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 171 83 Aerosolové mikroklima • Mapa koncentrace prachu ČR, Praha http://chmu.c z/portal/dt?p ortal_lang=c s&menu=JS PTabContain er/P1_0_Ho me 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 172 AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA • Počet částic dodávaných do ovzduší při různé činnosti člověka Druh činnosti Počet částic za minutu Klid 100 000 Lehké pohyby rukou ve stoje nebo v sedě 500 000 Pohyby rukou, hlavou, tělem ve stoje nebo v sedě 1 000 000 Usednutí na židli nebo podobná činnost 2 500 000 Pomalá chůze (asi 3,5 km/h) 5 000 000 Koncentrace prachových částic v 1 m3 ovzduší v interiéru budov 7 500 000 Chůze po schodech 10 000 000 125TVNP 10 mg/m3 Obchody 8 mg/m3 Kanceláře, čekárny 5 mg/m3 Kuchyně při přípravě jídel 5 mg/m3 Města Rychlá chůze (asi 6 km/h) Cvičení nebo hry Školy, školky Hory, venkov 1 až 3 mg/m3 0,02 až 0,5 mg/m3 15 000 000 – 30 000 000 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 173 84 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. 2014 174 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. 2014 175 85 Aerosolové mikroklima Roztoči • Řád pavoukovci, neviditelní pouhým okem • Zdroj alergie: výměšky – částečně natrávené enzymy a fekálie, které vylučují mrtví jedinci • Preferují teplé a vlhké prostředí: 20–22 °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 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 176 ideálních podmínek. http://www.svetremesel.cz/clanky/ Alergie_na_roztoce.html Aerosolové mikroklima Roztoči 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. V místnosti, kde se spí, by neměly být žádné rostliny. http://www.svetremesel.cz/clanky/Alergie_na_rozto ce.html Dovolená 125TVNP – Lidem alergickým na roztoče se doporučuje pobyt na horách – ve výšce 1500 m n.m. a 177 více se roztoči už nevyskytují. (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 86 Aerosolové mikroklima • Pyl http://therustybic ycle.blogspot.cz/2 012/05/biking-intime-ofpollen.html http://www.lekarnaakat.cz/news/pylova-alergie-senna-ryma-polinoza-/ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 178 PŘÍPUSTNÉ LIMITY AEROSOLŮ Vyhl. 6/2003 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 179 Vyhl. 6/2003 87 KVALITA VNITŘNÍHO VZDUCHU INDOOR AIR QUALITY (IAQ) Tepelněvlhkostní Elmg pole Vzduch Vnitřní prostředí budov Psychika ODÉRY TOXICKÉ PLYNY AEROSOLY MIKROBI IONIZAČNÍ ZÁŘENÍ Osvětlení Akustika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 180 Mikrobiální mikroklima Mikroorganizmy – bioaerosoly: Bakterie, viry plísně a jejich spóry, endotoxiny, mykotoxiny Zdroje: lidé http://www .thecoast.n et.nz/life/he alth/drfrancespitsilis--sickbuildingsyndrome Vstup do interiéru: – – – – 125TVNP z venkovního ovzduší ze VZT produkované přímo člověkem ze stavebních konstrukcí (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://stavba.tzbinfo.cz/tepelneizolace/6541-reseniproblematiky-povrchovekondenzace-vodni-pary 181 88 MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Z venkovního ovzduší – přímo – na aerosolu Místo Volná krajina Počet mikrobů v 1 m3 ovzduší 150 - 300 Vesnice 250 Malé město 400 Velkoměsto 1000 - 1500 Interiér budovy 200 - 900 Kapalný aerosol z chladicích věží – legionella Pevný aerosol – suchý ptačí trus – roztoči (holubi, hrdličky), – spóry hub - 5% evropských ptáků 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 182 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. 2014 183 89 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 100 – 500 na m3 – V místnostech, kde se objevily plísně 500 – 2000 na m3 • Až 75 různých druhů plísní 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 184 MIKROBIÁLNÍ MIKROKLIMA Optimální požadavky na mikrobiální mikroklima – Nesmí docházet ke kondenzaci vodní páry na povrchu stavebních konstrukcí – Únosná koncentrace mikrobů • Bakterie max. 500 na m3 • Spóry plísní max. 500 na m3 (pro operační sály 35 – 70 na m3) Je úplné odstranění mikrobů z interiéru žádoucí? 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 185 90 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 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP 186 IONIZAČNÍ MIKROKLIMA • Roční ekvivalentní dávky obyvatelstva [mSv] Zdroje radiace umělé Jaderné elektrárny Barevná televize Radioaktivní spad z jaderných pokusů Přelet dopravním letadlem přes kontinent Lékařské vyšetření rentgenem 125TVNP přírodní 0,00001 vzduch 0,01 půda 0,05 0,11 0,02 potraviny 0,25 0,04 budovy 0,34 0,035 Kosmické paprsky 0,38 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 187 91 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. 2014 188 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. 2014 189 92 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. 2014 190 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. 2014 191 93 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 20 000 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. 2014 192 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. 2014 193 94 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 125TVNP – Vysoká účinnost, ionizace vzduchu, schopnost zachytit většinu alergenů (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 194 OPTIMALIZACE KVALITY VNITŘNÍHO VZDUCHU • Zásahem na člověku, uživateli daného prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://health.uml.edu/thc/HealthIssues/jons%20folder/defaultfinalwebsite.html 195 95 SVĚTELNÉ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 197 SVĚTELNÉ MIKROKLIMA Složky vnitřního prostředí Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Tepelněvlhkostní Elmg pole Světelná Akustika Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole Psychický komfort (barvy, povrchy, Psychika architektura…) Vzduch Vnitřní prostředí budov Osvětlení Akustika 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 198 96 Světlo • Elektromagnetické záření, které je viditelné – zhodnoceno zrakovým orgánem • 380 – 740 nm http://en.wikipedia.org/wiki/Light 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 199 ZRAKOVÝ SYSTÉM Soubor orgánů 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. 2014 200 97 Lidské oko 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://en.wikipedia.org 201 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. 2014 202 98 Lidské oko - sítnice čípek • Fotoreceptorické buňky tyčinky – 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 http://en.wikipedia.org 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://en.wikipedia.org/wiki/Luminosity_function 203 Vidění barev - čípky 3 typy čípků s různou spektrální citlivostí: přibližně odpovídají modré, zelené a červené S M http://www.fotografovani.cz/fotopraxe/zakladnipostupy1/barva-a-vyvazeni-bile-1-barva-a-jejiobraz-v-pc-151818cz L http://cs.wikipedia.org/wiki 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 204 99 ADAPTACE • Schopnost přizpůsobit se různým osvětlenostem 0,25 – 100000 lx • Při rychlých změnách světelných podmínek dočasně nevidíme nebo vidíme špatně • Adaptace: na světlo – několik sekund až minuta na tmu – několik minut až hodina http://luzr.cz/rozsirene-zornicky/ AKOMODACE http://www.tyflokabinet-cb.cz/zrak.htm … je proces, při němž se mění optická mohutnost oka, a tak se oko zaostřuje na různě vzdálené předměty. Zdravé lidské oko : změna mohutnosti o 12-15 dioptrií Akomodace od „nekonečna“ až na vzdálenost 7 cm. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 205 Akomodace v závislosti na věku Rozsah akomodace v dioptriích Minimální vzdálenost pro ostré vidění v cm. http://www.tyflokabinetcb.cz/zrak.htm Poruchy vidění Krátkozrakost (myopie) Dalekozrakost (hypermetropie) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 206 100 Poruchy vidění Normální pohled 125TVNP Šedý zákal Makulární degenerace Diabetická Retinopatie (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Zelený zákal Zdroj: National Eye Institute, USA 207 Poruchy vidění • Barvoslepost (daltonismus) = porucha barevného vidění. Barvoslepost má několik typů podle toho, jakou barvu člověk nevnímá. Zřídka se vyskytuje barvoslepost na všechny barvy http://www.argolens.cz/barevne-videni.htm (černobílé vidění). Normální barevné vidění 125TVNP Chybí červené čípky Chybí zelené čípky Chybí modré čípky ISHIHARŮV TEST (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://cs.wikipedia.org/wiki 208 101 Co vlastně vidíme? výsledný obraz = obraz na sítnici + úprava obrazu mozkem na základě předchozích zkušeností http://michaelbach.de/ot/index.html Vidíme to, co “chceme” vidět. OPTICK É ILUZE A KLAMY http://www.odbornecasopisy.cz/svetlo-22833.html 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 209 Kvantitativní charakteristiky osvětlení Světelný tok Symbol: F, Ø jednotka: lm SOX 70 W – 6000 lm http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ Nízkotlaká sodíková výbojka 100 W žárovka – 1400 lm Udává kolik světla vyzáří zdroj do všech směrů. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 210 102 Kvantitativní charakteristiky osvětlení svíčka - 1 cd Svítivost Symbol: I Jednotka: cd Udává kolik světelného toku vyzáří zdroj nebo svítidlo do prostorového úhlu v určitém směru. 100 W žárovka – 110 cd Slunce 3 x 1027 cd Svítidlo a jeho příslušná křivka svítivosti 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ 211 Kvantitativní charakteristiky osvětlení Osvětlenost Symbol: E Jednotka: lx http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ Kancelář 500lx Chodba 100lx Sluneční světlo 100 000lx Soumrak 50lx Udává, jak velký světelný tok dopadá na osvětlovanou plochu 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Měsíc 0.5lx 212 103 Kvantitativní charakteristiky osvětlení monitor - 100 svíčka – 8 000 Jas Symbol: L Unit: cd/m2 Je měřítkem pro vjem světlosti svítícího nebo osvětlovaného tělesa, jak je vnímá lidské oko. zářivka 10 000 Sun 1,6 x 109 http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 213 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 http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/comfort/visual/vision/box1.html 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 214 104 Kvalita osvětlení • Prostředí – modelování, teplota chromatičnosti, směrovost • Komfort – podání barev, kontrast • Výkon – oslnění, uniformita adaptováno podle: http://newlearn.info/learn/packages/mulcom/ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 215 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 http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 216 105 PROSTŘEDÍ - Směr osvětlení Difúzně a přímo osvětlená stěna http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 217 PROSTŘEDÍ - Směr osvětlení http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ 125TVNP Přímé, nepřímé a smíšené svítidlo (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 218 106 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) 10 000 K: silně zamračená obloha nebo jen modré nebe bez slunce 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 219 PROSTŘEDÍ - Teplota chromatičnosti Osvětlenost [lx] Barva světelného zdroje teplá neutrální studená Pocitová reakce Pod 500 příjemné neutrální studené stimulující příjemné neutrální nepřirozené stimulující příjemné 500 – 1000 1000 – 2000 Adaptováno podle: http://newlearn.info/learn/packages/mulcom/ 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. 2000 -3000 Nad 3000 Náhradní teplota chromatičnosti Adaptováno podle: http://en.wikipedia. org/wiki/Kruithof_c urve Třída pod 3300 K Teplý 3300 – 5300 K Střední (neutrální) nad 5300 K studený 125TVNP Kruithofův diagram (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 220 107 KOMFORT - Index podání barev http://newlearn.info/learn/packages /mulcom/ Index podání barev Ra (CRI)= 100 … všechny barvy jsou podány věrně Porovnání barev osvětlených různými zdroji světla žárovka zářivka Efekt úrovně podání barev níztkotl. sodíková výbojka Světelné zdroje používané v kancelářích: Žárovka…Ra 100, Halogenová žárovka Ra 100, Zářivky…Ra 70 – 90, Kompaktní zářivka ..Ra 82 – 85 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 221 KOMFORT - Index podání barev 125TVNP Skupina Index podání barev Barevné podání Typická aplikace 1A 90 – 100 Velmi dobré Galerie, lékařská vyšetření, míchání barev 1B 80 -90 Velmi dobré Byty, hotely, kanceláře, školy 2 60 – 80 Dobré Průmysl, kanceláře, školy 3 40 – 60 Vyhovující Průmysl, sportovní haly 4 20 - 40 Nevyhovující Dopravní osvětlení Světelný zdroj Skupina podání barev Halogenová žárovka 1A Zářivka (denní) 1B Zářivka, směsová výbojka 2 Hg- výbojka 3 Na - výbojka (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 4 222 108 KOMFORT - Kontrast • Pro jasné vidění je nutné, aby byl dostatečný kontrast na sítnici (v oblasti žluté skvrny) Kontrast jasu Lobj Lback k Lback • Text s nízkou úrovní kontrastu není snazší přečíst zvýšením 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 intenzity osvětlení zdroj: Lechner (2001) Heating, Cooling, Lighting, fig. 12.8d, p. 341] 223 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. http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 224 109 VÝKON - Oslnění • Příliš velké rozdíly v kontrastu • Zdroj světla je blízko, nadměrný jas svítidel nebo části osvětlovaného prostoru, častým zdrojem jsou okna • Odraz svítících ploch na lesklých površích prostoru • 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 – zhoršuje činnost zraku, snižuje se zraková ostrost a http://en.wikipedia.org/wiki/ (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 225 kontrastní citlivost http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ 125TVNP 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. 2014 [Zdroj: Steven Holl, převzato z materiálu projektu IDES-EDU 226 110 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 Lz a čím větší je prostorový úhel , pod nímž je zdroj vidět; a naopak stupeň oslnění klesá s rostoucím průměrným jasem pozadí Lp (adaptačním jasem). 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 227 Opatření ke snížení rizika psychologického oslnění 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. Vnitřní povrchy se světlými barvami Zdroj: M.Jokl: Zdravé obytné a pracovní prostředí EN-12464 (2002): odrazy: strop 0,6-0,9 stěny 0,3-0,8 pracovní rovina 0,2-0,6 podlaha 0,1-0,5 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 228 228 111 Požadavky na osvětlení • ČSN EN 15251, ČSN EN 12464-1. Stanovují požadavky na osvětlenost, oslnění a podání barev. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 229 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 Zdravé a komfortní osvětlení závisí na: zrakovém úkolu, denním čase, počasí, individuálních potřebách o Vliv osvětlení na výkon a pohodu závisí na: osvětlenosti, době osvětlení, načasování, spektrálním složení 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://www.lrc.rpi.edu/programs/light Health/about.asp 230 http://www.lightingdesignlab.com 112 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 (460-480 nm) Příklady spektrálního složení – Pro aktivaci nutná dostatečná Vyznačena maximální citlivosti ipRGCs světelná intenzita Den: 1000 lx Noc 50 -100 lx DENNÍ SVĚTLO Melatonin – spánkový hormon (epifýza) – den/noc; léto/zima firemní podklady OSRAM (2x24hod) typického denního rytmu tělesné teploty, melatoninu a kortizolu v lidském těle při přirozeném 24 hodinovém cyklu střídání dne a noci (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 ŽÁROVKA (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 van Bommel et al, 2004 231 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. 2014 232 113 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. 2014 Zdroj: Dr. Michael Holick, IDES-EDU projekt233 Non-vizuální vnímání světla: SAD Non-vizualni vnimani světla: SAD LED 125TVNP 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/10.000 lx. – Použiti LED (470 nm) je efektivni i po kratši dobu expozice. (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 234 114 AKUSTICKÉ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 236 AKUSTICKÉ MIKROKLIMA Tepelněvlhkostní Složky vnitřního prostředí Elmg pole Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Světelná Akustika Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura…) 125TVNP Vzduch Vnitřní prostředí budov Psychika (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Osvětlení Akustika 237 115 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 TOKY) 238 125TVNP (c) prof. K. Kabelepole….AKUSTICKÉ a kol. 2014 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. 2014 239 116 AKUSTICKÝ TOK = rozkmitáním molekul prostředí zdrojem zvuku akustické vlny různých délek (kmitočtů) 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 m f (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP ZVUK = každý akustický tok TÓNY = hudební zvuky pravidelné (periodické) kmitání 125TVNP 240 HLUKY = nehudební zvuky - nepravidelné (neperiodické) kmitání (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 241 117 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. 2014 242 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. 2014 243 Zdroj : http://www.audified.com/projekt/vavcjamu/page58/page69/page69.html 118 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. 2014 244 PŮSOBENÍ ZVUKU NA ČLOVĚKA INTENZITA ZVUKOVÝCH VLN vnímá intenzitu zvukových vln (AKUSTICKÝ TLAK) http://tattoo-a-pierc.blog.cz/ AKUSTICKÝ TLAK 20 µPa 100 000 000 µPa 𝒑𝟎 = 20 µPa PRÁH SLYŠENÍ 125TVNP logaritmus = HLADINA AKUSTICKÉHO TLAKU [dB] 𝑳𝒑 = 𝟐𝟎 𝒍𝒐𝒈 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 𝒑 𝒑𝟎 245 119 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 … Práh bolesti 130 dB 125TVNP http://www.audified.com/pr 125TVNP ojekt/vavcjamu/page58/pag e69/page69.html 20 µPa 100 µPa 200 µPa 2000 µPa … 100 000 000 µPa (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 246 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 247 120 PŮSOBENÍ ZVUKU NA ČLOVĚKA ?? ? FREKVENCE ZVUKOVÝCH VLN 5 Hz 100 kHz 12 Hz 175 kHz 5 000 http://www.zubrno.cz/studie/kap06.htm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 v tomto rozmezí je lidské ucho nejcitlivější ZVUK ? = NEŽÁDOUCÍ ZVUK 248 HLUK = HLASITOST nepříznivě ovlivňující POHODU ČLOVĚKA RUŠÍ, OBTĚŽUJE, OHROŽUJE ZDRAVÍ obecně 125TVNP HLUK je každý zvuk /zvuky, které škodí lidskému organismu. (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 249 121 HLUK ZVUK na základě účinků na člověka! ZVUK + ČLOVĚK + SITUACE PŘÍJEMNÉ NEPŘÍJEMNÉ AKUSTICKÉ AKUSTICKÉ MIKROKLIMA MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 250 PŮSOBENÍ HLUKU NA ČLOVĚKA Poplašný signál http://www.guardian.co.uk/football/2009/dec/2 2/vuvuzela-ownership-row Sluch = Varovný systém http://health.howstuffworks.com/humanbody/systems/nervous-system/brainpictures.htm srdeční rytmus zrychlený dech krevní tlak hladina stresových 125TVNP hormonů STRESOVÁ REAKCE organismu aktivita mozku (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 HROZBA 251 122 NEPŘÍZNIVÉ ZDRAVOTNÍ ÚČINKY HLUKU STRESOVÁ REAKCE organismu DE N + NOC • EEG = probuzení • poruchy spánku Fyziologické Poškození sluchu : Vysoký krevní tlak Poškození srdce, infarkt Snížená imunita Fyzikální : Cholesterol, cukr, inzulin Nespavost (léky) Obezita srozumitelnost řeči Psychologické : Deprese Agresivita Sociální kontakty Neurózy (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Výkonnost 125TVNP 252 > 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 http://www.kytara.net (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 253 123 NEPŘÍZNIVÉ ÚČINKY HLUKU ZHORŠENÍ KOMUNIKACE ŘEČÍ Vysoká hlučnost pozadí HLASOVÁ ÚNAVA MLUVČÍHO 125TVNP Zvyšování hlasitosti řeči mluvčího ZTRÁTA SROZUMITELNOSTI PRO POSLUCHAČE (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 254 NEPŘÍZNIVÉ ÚČINKY HLUKU ZHORŠENÍ KOMUNIKACE ŘEČÍ • • • • • • 125TVNP Podrážděnost Nejistota Pokles výkonnosti Pocity nespokojenosti Snížená pozornost U dětí ztěžuje proces osvojení řeči a výuku čtení a cizích jazyků POZADÍ !!!! x ŘEČ ………… (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 min 15 dB 255 124 ZDROJE HLUKU V BUDOVĚ • dopravní prostředky • meteorologické jevy • průmysl • zemědělství • vzduchotechnika a chlazení na střechách a fasádách • zábavní průmysl 125TVNP Z exteriéru : Zdroj: http://skrt.kam.vutbr.cz/?p=klid (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 256 ZDROJE HLUKU V BUDOVĚ Z interiéru : • technická zařízení budov • hluk od sousedů • běžná činnost osob v bytě http://www.youtube.com/watch?v=hvQfkEXl5_Q&feature=related 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 OHLEDUPLNOST !!! 257 125 NEJVĚTŠÍM ZDROJEM HLUKU v České republice je SILNIČNÍ DOPRAVA (více jak 95 % ) Hlukové mapování prokázalo obtěžování hlukem téměř 300 000 obyvatel České republiky. (nebyla mapována celá republika!) http://www.ahaonline.cz/clanek/musite-vedet/28050/kolaps-nasilnicich-v-praze-i-brne-lide-uvizli-v-zacpach.html 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. 2014 258 Hluková mapa Praha Barrandov hlukovemapy.mzcr.cz/ DEN NOC http://hlukovemapy.mzcr.cz/ r.2004 51,44 % (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. 2014 259 126 http://hlukovemapy.mzcr.cz/ 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. 2014 Kněževsi (66 obyvatel) r. 2008 260 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. 2014 261 127 Zásah do ZDROJE hluku - TZB ODSTRANIT nebo NAHRADIT TIŠŠÍM Materiál potrubí Výtokové armatury (sklon výtokové části ) http://voda.tzb-info.cz/materialy-vodakanalizace/9075-odhlucneny-odpadni-systempoliphon-projektovani-a-montaz http://www.naseinfo.cz/stavby-a-stavebnictvi/technicke125TVNP zarizeni/topeni/topeni-stropem klimatizace → velkoplošné sálavé chlazení (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://www.water-fall.cz/cz/koupelnovebaterie-luxusni-kuchynske/umyvadla-sety/ 262 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. 2014 http://www.rehau.com/CZ_cs/ 263 128 Zásah do ZDROJE hluku - TZB http://www.growers.cz/vzduchotechnika/u hlikove-filtry/tlumi.html ZVUKOVÁ IZOLACE (protihlukové kryty; tlumiče hluku; tlumiče ventilů) http://vzduchotechnika.sorke.eu/tlumice-hluku-sks/sk-479/ ORGANIZAČNÍ OPATŘENÍ - změna dispozice, provozní doba www.hlukovekryty.cz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 264 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. 2014 http://www.audified.com/projekt/vavcjamu/page58/page69/page69.html 265 129 http://www.rockfon.cz Zásah do POLE PŘENOSU DOBA DOZVUKU = čas [s], za který dB poklesne amplituda doznívajícího zvuku o 60 dB T= 1/6 x (V/A) A = α 1 x S 1 + α 2 x S 2 + α 3 x S3 + … • PROSTOR – tvar, velikost (objem místnosti V [m3]) • POVRCHY – činitel zvuk.pohltivosti α [-] (plocha S [m2]) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 266 Zásah do POLE PŘENOSU http://www.stavby.cz/clanky/akustikaposlechoveho-prostoru-cast-2 ZVUKOTĚSNÁ OKNA http://www.eurookna-lexikon.cz/ 125TVNP AKUSTICK É OBKLADY http://www.amfgrafenau.de/img/sa_6.gif (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 267 130 http://www.odhlucnenibytu.cz/images/akustika. gif Zásah do POLE PŘENOSU ZVÝŠENÍ POHLTIVOSTI a SNÍŽENÍ ODRAZIVOSTI stěn, stropů, podlah (objemová hmotnost, pórovitost) http://www.odhlucnenibytu.cz/sluzby/akustika.html 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://www.rockfon.cz/files/Rockfon/performance/acoustics/CZ/c 268 z_sound-transmission.png Zásah do POLE PŘENOSU http://stavba.tzb-info.cz/docu/clanky/0107/010766o12.png 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 269 http://imaterialy.dumabyt.cz/image-cache/max-600x1500/5314-image 131 Zásah do POLE PŘENOSU IZOLOVANÉ KABINY (hlučné provozy) Obytný prostor Obytný prostor Obytný prostor http://www.dexion.sk/Produkty/Vystavba-interieru/Produkcia-sklad/Halova-kancelaria--kabina-pre-majstra--velin/ Obytný prostor Obytný prostor Obytný prostor 125TVNP Obytný prostor DISPOZICE (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 270 Zásah do POLE PŘENOSU ANTIHLUK = destruktivní interference INTERFERENCE (zrcadlový obraz zvukové vlny otočený o180° ) http://homen.vsb.cz/~ber30/texty/varhany/anatomie/pistaly_akustika.ht http://www.aldebaran.cz/elmg/kurz_14_inter.pdf MASKOVÁNÍ = překrývání 1 zvuku vjemem jiného 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 271 132 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. 2014 272 http//www.audified.com/projekt/vavcjamu/page58/page69/page69.html Zásah do POLE PŘENOSU • Fasáda • Tvar a umístění objektu … 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 273 133 Zásah na SUBJEKTU POUŽITÍ OSOBNÍCH OCHRANNÝCH POMŮCEK (vložky do uší, sluchátka na principu antizvuku) http://www.hometone.com/entry/building-sound-proof-room/ http://www.hispanicallyspeakingnews.com/images/Royal_Air_Force-180x111.jpg Nejméně vhodné! - obtěžující 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 274 HODNOCENÍ HLUKU Při stejné hodnotě akustického tlaku je subjektivně vnímaná hlasitost zvuku o různých frekvencích rozdílná. HUDBA ŘEČ Oblast slyšitelných frekvencí zvuku http://www.zubrno.cz/studie/kap06.htm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 275 134 HODNOCENÍ HLUKU - frekvenci 1 kHz odpovídá korekce 0 dB - frekvenci 250 Hz korekce -10 dB 125TVNP http://en.wikipedia.org/wiki/File:Acoustic_weighting_curves.svg. (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 276 Nařízení vlády č. 272/2011 Sb. O OCHRANĚ ZDRAVÍ PŘED NEPŘÍZNIVÝMI ÚČINKY HLUKU A VIBRACÍ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 277 135 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. 2014 278 NAŘÍZENÍ VLÁDY Č. 272/2011 Sb. Hygienické limity hluku a vibrací pro denní a noční dobu 1. 2. 3. 4. na PRACOVIŠTÍCH pro CHRÁNĚNÝ VENKOVNÍ PROSTOR pro CHRÁNĚNÝ VENKOVNÍ PROSTOR STAVEB 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. 2014 279 136 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. 2014 280 2. Hluk v chráněných VNITŘNÍCH prostorech 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 281 137 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. 2014 282 3. 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. 2014 283 138 3. Hluk v chráněných VENKOVNÍCH prostorech 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 284 PSYCHICKÉ MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 286 139 PSYCHICKÉ MIKROKLIMA Tepelněvlhkostní Složky vnitřního prostředí Elmg pole Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Světelná Akustika Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura…) Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole 125TVNP Vzduch Vnitřní prostředí budov Psychika Osvětlení Akustika (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 287 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. 2014 288 140 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. 2014 289 PSYCHICKÉ MIKROKLIMA spoluvytváří pocit pohody člověka https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ0dnKOJ1BB6t8qltihZ8B- 125TVNP _KR6OZD_niAw8n7BlxLXP4_dX71m (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Při současném působení různých složek na subjekt překrývá většinou PSYCHICKÉ MIKROKLIMA ostatní! 290 141 Tepelněvlhkostní m. Toxické, odérové m. Světelné m. El.st, el. iontové, el. Magnetické m. Kvalita vzduchu PSYCHICKÉ Proudění vzduchu PROSTOR mikroklima Akustické m. ČLOVĚK (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 125TVNP 291 Proudící VZDUCH v interiéru 1. PROUDĚNÍ VZDUCHU V EXTERIÉRU Umístění budovy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 292 142 Proudící VZDUCH v interiéru 1. PROUDĚNÍ VZDUCHU V EXTERIÉRU Průměrná rychlost vzduchu - 0-1,5m/s komfort http://www.cestomila.cz/clanek/199-rekou-pralesem-a-vezenimfrancouzske-guyany/221-francouzska-guyana http://pixabay.com/cs/budovy-d%C5%AFm-obryskreslen%C3%BD-film-31089/ Tvar budovy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 293 Proudící VZDUCH v interiéru 2. VNITŘNÍ ZDROJE POHYBU VZDUCHU Obrazy proudění VZT systémy Doporučená rychlost = 0,1-0,3 m/s (zimní období max. 0,15 m/s, letní období 0,25 m/s). Otopná tělesa http://vetrani.tzb-info.cz/vnitrni-prostredi/6723-modelovani125TVNP obrazu-proudeni-vzduchu-ve-standardnim-operacnim-sale http://www.tzb-info.cz/1186-tzb-2002-otopna-plocha-aovlivneni-parametru-vnitrniho-prostredi (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 294 143 PROSTOR PSYCHOLOGIE ARCHITEKTURY http://relax.lidovky.cz/reforma-psychiatrie-pocita-s-presunem-pece-blizk-pacientum-pq7-/ln-zdravi.asp?c=A121004_162708_ln-zdravi_sk ? ? prostředí psychiatrických zařízení může pomoci v procesu uzdravování http://www.dploparany.cz/galerie/g-inter1od/ https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSnmgxXrUf6Ri99Jfu457CMV_9Goc9MInkApjSxzH3fGFEZskl 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 295 PSYCHOLOGIE ARCHITEKTURY ás působí 2 stejně udovy rozlehlé panelový dům X atedrála – budí často enost a - pocit sti http://www.arokna.cz/reference/okna-a-dvere/bytove-domy-panelove- http://www.archiweb.cz/news.php?action=show&id=9246&type=2 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 domy/plastova-okna-pro-panelovy-dum-ve-meste-plzen-labkova-ul.htm 296 144 PROSTOR Architektonické prostředí : • ROZHODOVÁNÍ působí na PSYCHIKU • CHOVÁNÍ + řada faktorů • JEDNÁNÍ Philip Zimbardo – r.1971 - Stanfordský vězeňský experiment PROSTŘEDÍ LIDÉ CHOVÁNÍ ROLE 125TVNP http://www.prisonexp.org/ (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 297 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. 2014 298 145 PROSTOR „Být na Zemi znamená pobývat.“ Martin Heidegger DŮM prostředník uvolnění, odpočinek dítě – bezpečí, ochrana Archetypální prvky - znaky civilizace 125TVNP Symbol ZEMĚ Symbol (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 NEBES 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. 2014 300 146 naše ti! o-delfíni ám odmala ená je hezká enávidím nebo totožním… ALBERT PROSTOR „We give shape to our buildings, and they, in turn, shape us.“ Winston Churchill FENG SHUI TVARY lidského obydlí zdraví a celkový stav Pravidelné tvary Nepravidelné tvary 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 301 PROSTOR = 3.kůže Vnímání prostoru : (osobní) • Zrakové • Hmatové • Sluchové VJEMY • Čichové POCITY • Psychologické http://bydleni.idnes.cz/styly-interieru-jak-vybrat-ten-pravy-dw6/architektura.aspx?c=A080114_153014_dum_stavime_web okamžik působí na ě (barva, chuť..) i ktivní odraz možňuje tlení, teplota, barvy, ozitivně něbo negat. 125TVNPhttp://www.living.cz/interier/interier-v-modrem.html (c) prof. K. Kabele http://www.mujdum.cz/rubriky/interier/bytovy-textil-pro-modernia kol. 2014 302 interier_405.html 147 o každého je lnost á!někdo má uklizeno, hý se ítí…sterilní bava cokoli ělat PROSTOR VELIKOST HUSTOTA UMÍSTĚNÍ KVALITA PROVEDENÍ DISPOZICE (orientace v prostoru) BAREVNOST 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 303 PROSTOR - VELIKOST Prostorové nároky dle ČINNOSTI - půdorys + výška • Optimální p. ÚTULNOST (??), BEZPEČÍ • Malé p. • Velké p. STÍSNĚNOST NEJISTOTA, ZTRACENOST (fobie) Modifikace pocitů vyvolaných jiným mikroklimatem OSOBNÍ prostor (0.45 m, 1.2 a 3.65m) http://upload.wikimedia.org 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 304 148 ost těla a jeho ž bere švec oblek ůsledky sezení u PC a, zápěstí, prsty esti (brnění, mrtvění) → , šlach, pouzder, úponů áteře, omezené dýchání k vnitřních orgánů, bolesti žení vazů) ny zácpa ívání varlat (auto) PROSTOR - VELIKOST • manipulační prostor • pedipulační prostor • zorné pole http://nadrevo.blogspot.cz/2011/06/vliv-sedaveho-zamestnani-na-zdravi4dil.html Vnímání velikosti : PRUHY BARVA y www.zcu.cz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 www.lfhk.cuni.cz/hygiena/Ko-FAF-HE-Hygienaprace.ppt 305 PROSTOR - HUSTOTA Soukromí Izolace Pracovní prostor otevřený uzavřený polouzavřený http://www.probermeto.cz/clanky/vyborny-pracovni-prostornakopne-praci-cele-firmy-a-udela-dobre-i-vam 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 www.forminteriery.cz 306 149 PROSTOR - UMÍSTĚNÍ Výškové budovy velký počet bytů velká koncentrace obyvatel nejvíce trpí děti „Satelity“ 125TVNP http://www.ekobydleni.eu/tag/vertikalni-zahrada (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 307 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. PROSTOR UMÍSTĚNÍ http://www.ekobydleni.eu/tag/vertikalni-zahrada www.spanelsko.tripzone.cz http://en.wikipedia.org/wiki/File:Nov%C3% A9_M%C4%9Bsto_nM_form_air_3.jpg 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 308 150 PROSTOR – KVALITA PROVEDENÍ M.Jokl, Zdravé obytné a pracovní prostředí 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 309 PROSTOR - DISPOZICE ORIENTACE V PROSTORU • Přehlednost • Bloudění BEZNADĚJ http://www.nemkladno.cz/cz/mapa-arealu/ http://www.labyrinth-cz.cz/vnitrnisystemy-patrove-smerove-tabule.php 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 310 151 zlých duchů, a déšť, vání s bohy, vracení neštěstí, tužky) PROSTOR - BAREVNOST Od starověku – barvící a barevné substance s magickou funkcí BARVA - SYMBOL + RITUÁLNÍ http://www.theatlantic.com/infocus/2012/03/the -colors-of-holi-2012/100259/ předmět http://www.prirodni-matrace.cz/nazorylekaru/staroveky-egypt www.galeriekocka.cz 125TVNP http://www.prirodni-matrace.cz/nazorylekaru/staroveky-egypt (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 311 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 ) http://www.astrolife.cz/?p=8349 - prof. Nils FINSEN – r.1903 Informace (prostor, předmět, člověk) – pocity 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 312 152 PROSTOR - BAREVNOST vod sl 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 …) BARVA Psychika Chování Fyziologické pochody (např.chlad – Hypothalamus, hypofýza, št.žláza) J.W.GOETHE – Nauka o barvách r.1810 - myšlenky o psychologickém, fyziologickém a estetickém působení barev 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Goethe + Schiller 1799 http://1.bp.blogspot.com/-Temperamentrose.jpg 313 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 Barvy 125TVNP STUDENÉ (PASIVNÍ) Opačný účinek – uklidňují, útlum vegetativních funkcí Barevný tón Barevná světlost (jas) Sytost barvy(c) prof. K. Kabele a kol. 2014 314 153 ss.com/2 PROSTOR - BAREVNOST 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. 2014 315 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 www.bydleni.tiscali.cz • • 125TVNP www.mujdum.cz www.natur-dent.cz • – interiér může působit negativně (agresivně) zdroj fyzického vyčerpání a únavy (dynamická) pouze lokálně (přitahuje pozornost) (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 316 154 PROSTOR - BAREVNOST www.utulnydum.cz www.mare-interiery.cz 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. 2014 317 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 www.interier.hyperbydleni.cz (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 318 155 PROSTOR - BAREVNOST ZELENÁ – – 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 www.infokompas.c www.kancelareegon.cz 125TVNP asb-portal.cz (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 319 PROSTOR - BAREVNOST FIALOVÁ – – spirituální a charizmatická – očistná – tvořivá, inspirativní – interiér – dětský pokoj, koupelna, zóny relaxace, meditace, místnosti pro studium a četbu www.interier.bydleni.cz www.living.cz www.kancelareegon.cz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 320 156 PROSTOR - BAREVNOST www.infokompas.c mujdum.cz www.manes-spa.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 www.kancelareegon.cz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 321 PROSTOR - BAREVNOST HNĚĎÁ – – 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 www.kancelareegon.cz 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 322 157 PROSTOR - BAREVNOST BÍLÁ – – symbol čistoty, míru, obnovení, nevinnosti, vznešenosti – pocity smutku, osamění, melancholie; sklon k perfekcionismu – interiér – tóny slonovinové a krémové; zesiluje účinky barev www.novinky.cz www.maxidesign.cz www.kancelareegon.cz 125TVNP ČERNÁ – (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 323 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 www.kancelareegon.cz 125TVNP ps-kuchyne.cz (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 hn.ihned.cz 324 158 ČLOVĚK Nespecifické působení složek prostředí na člověka strain = namáhání → obohacují se vjemy složek prostředí → složité a silně SUBJEKTIVNĚ podmíněné procesy (HAWTHORNŮV EFEKT) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 http://c4cm.co.uk/blog/?p=39 325 ČLOVĚK PSYCHICKÝ STRAIN • • • CHOVÁNÍ PSYCHIKA (stres – „bojová pohotovost“) FYZIOLOGICKÝ STAV (změna chemické rovnováhy organismu) PSYCHICKÁ ÚNAVA PSYCHICKÝ STRES DEPRESE PSYCHOSOMATIKA PSYCHICKÁ STABILITA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 326 159 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. 2014 327 HODNOCENÍ PSYCHICKÉHO MIKROKLIMATU 2. PROSTOR prostorové požadavky PRACOVNÍ a OBYTNÉ pro 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 m2 plochy - min. 12 m3 vzdušného prostoru/osobu –práce vsedě - min. 15 m3 vzdušného prostoru/osobu –práce vstoje - min. 18 m3 vzdušného prostoru/osobu –těžká práce - nastavitelná výška sedáku a opěrky - rozměry pohybového prostoru pro dolní končetiny ….. + psychická zátěž (tempo,(c) monotonie, tlak, 125TVNP prof. K. Kabele a kol. 2014 soc.interakce, směny…) 328 160 HODNOCENÍ PSYCHICKÉHO MIKROKLIMATU 2.PROSTOR b) Obytné prostředí – z hlediska typu stavby (ČSN 734301) - pozemek RD - optimální velikost bytu - výška stropu - optimální obytná plocha m2/1osobu - minimální rozměry místností - optimální velikost zahrady 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 329 HODNOCENÍ PSYCHICKÉHO MIKROKLIMATU 3. BAREVNOST 4. ČLOVĚK vytvoření psychické pohody snižovat svoji dispozici ke stresu zvyšovat „psychickou odolnost“ (Školní, pracovní, domácí prostředí..) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 330 161 PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ JACGUELINE C. VISCHER Spokojenost uživatele KOMFORT/POHODA Model komfortu kvalitního pracovního prostředí • • PSYCHOLOGICKÝ komfort Výkonnost Kvalita FUNKČNÍ komfort FYZICKÝ komfort Práh obyvatelnosti DISKOMFORT 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 331 PRACOVNÍ PROSTŘEDÍ Uzavřené prostory – stísňující pocit/absence možnosti přirozeného větrání/průvan/teplota/akustika… http://chelseanow.com/2014/02/brookfield-bolsters-manhattan-west-project-withoverhaul-of-33rd-st-office-space/ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 332 162 ELEKTRO MIKROKLIMA 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 334 ELEKTRO MIKROKLIMA Tepelněvlhkostní Složky vnitřního prostředí Elmg pole Tepelně-vlhkostní Kvalita vzduchu plyny aerosoly mikroorganismy Světelná Akustika Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura…) Elektro -statická, -iontová, -magnetická, ionizující a radiační pole 125TVNP Vzduch Vnitřní prostředí budov Psychika (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Osvětlení Akustika 335 163 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. 2014 336 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. 2014 337 164 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. 2014 338 Vzájemný pohyb pevných látek Elektrostatický potenciál osob ve VOLTECH [1] Podlaha Rh Podešev Oblek Pomalá chůze Povstání z kovové stoličky Linoleum 45 – 50 % Gumová Vlna, bavlna Linoleum 45 – 50 % Kožená Vlna, bavlna Guma 45 – 50 % Gumová Bavlna Guma 45 – 50 % 1000 1000 500 100 1500 1000 0 1000 1000 0 Kožená Um.hedvábí Kamenná 45 – 50 % Gumová Bavlna Kamenná 45 – 50 % Kožená Bavlna Dlaždice 45 – 50 % Gumová Vlna, bavlna Dlaždice 45 – 50 % Kožená Vlna, bavlna 0 0 Terraco 45 % Gumová Vlna, bavlna 500 3000 Terraco 45 % Kožená Vlna, bavlna 0 100 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 0 100 600 3700 339 165 Elektrostatický potenciál osob ve VOLTECH [2] ČINNOST El.stat. Potenciál [V] Stažení vlněného ubrusu ze stolu 12 000 Povstání z lakované dřevěné židle 9 000 Česání vlasů 6 000 Intenzity elektrostatického pole ve stavebních materiálech [2] Materiál Intenzita el.stat. pole [V/m] Dub 0 Dubové parkety surové, voskované včelím voskem Dubové parkety tvrzené PU voskem -20 000 Dubové parkety tvrzené PU voskem po 6 letech PVC -1 500 -34 000 PVC s antistatickou úpravou -1 400 PE průsvitný -65 000 Kobercové potahy z plastů 125TVNP -200 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 -20 000 340 Vzájemný pohyb tekutin Expanze stačených či zkapalnělých plynů z tlakových nádob (např. prudký únik O2 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 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 [18] 341 166 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 (O2), v průmyslu, nemocnicích – Usazování prachu (na plochách s opačnou polaritou – tapety) – Počítače (tranzistory - polovodiče) 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 342 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. 2014 343 167 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. 2014 344 [18] Úprava zdroje statické elektřiny antistatickými látkami a uzemněním, nanáší se vodivé filmy použitím vhodného oděvu a obuvi [18] Úprava pole přenosu statické elektřiny [19] úpravou ovzduší – reverzní ionizací vzduchu – zvýšením relativní vlhkosti vzduchu úpravou podlahy a stěn – antistatickými nátěry a dokonalým zemněním (dostatečná vodivost) 125TVNP Epoxidová stěrka s antistatickou úpravou (firmy PETR'S Olomouc) (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 345 168 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. 2014 346 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 [22] 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 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 347 169 Prostor Koncentrace záporných iontů vzduch v městském bytě 50 – 100 Iontů/cm3 vzduch na ulici ve městě 100 – 500 Iontů/cm3 vzduch v lese nebo u moře 1 000 – 5 000 Iontů/cm3 vzduch u vodopádů 10 000 – 50 000 Iontů/cm3 vzduch po bouřce 10 000 – 50 000 Iontů/cm3 [2] Zdroje ionizační energie působení elektrického pole působení ionizujícího a UV záření Lenardův efekt (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 348 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. 2014 349 170 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] 125TVNP [18] (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 350 Fyzikální prosec vzniku vzdušných iontů může být při určité intenzitě elektrického pole provázen chemickými změnami – vznikem O3 a NOX O + N2 N2O O + O2 O3 N + O NO O2 N2 N Vazebná energie molekul kyslíku O2 je nižší než vazebné energie molekul dusíku N2 [2] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 351 171 Dělení iontů [4] Podle polarity: kladné záporné Podle hmotnosti: AEROIONTY – Lehké ionty, shluky 10 - 30 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. 2014 352 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. 2014 353 172 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. 2014 354 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. 2014 355 173 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 + + - 0 0 děje se v ovzduší, na pevných površích, v interiéru i exteriéru 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 356 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. 12-14 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. 2014 357 174 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] 125TVNP [18] (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 358 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 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 zdroj obrázků [18, 21] 359 175 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 <= O3, NOx 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. 2014 360 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 / cm3 a neměla by dlouhodobě překročit 5000 / cm3 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. 2014 361 176 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. 2014 362 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 = 3. 108 m/s 125TVNP [8] (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 363 177 mobilní tel. MWO wifi do 1,7 1015 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 (c) frekvencí prof. K. Kabelenad a kol.300 2014 MHz 125TVNP 364 Zdroje elektromagnetického (el.mag.) záření může vstupovat do interiéru buď z exteriéru nebo může být produkováno vnitřními zdroji Přirozené zdroje v exteriéru: – – – Umělé zdroje v exteriéru: – – různé vysílače vedení vysokého napětí Zdroje v interiéru: – – – – záření atmosferické výboje sluneční činnost 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. 2014 365 178 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. 2014 366 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. 2014 367 179 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. 2014 368 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 30 – 300 MHz 300 MHz – 300 GHz pracoviště (8 hod) 400 Vm-1 80 Vm-1 160 Vm-1 bytová zástavba 72 Vm-1 24 Vm-1 50 Vm-1 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 369 180 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. 2014 370 Ochranná pásma vedení vysokých napětí [11] Napětí Ochranné pásmo 1kV – 35 kV 7m 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. 2014 371 181 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 1,7 . 1015 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. 2014 372 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. 29015/2009 ze dne 30.6.2009 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. 2014 373 182 • 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. 2014 374 • 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. 2014 375 183 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. 2014 376 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 41 - 58 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 [12] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 377 184 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 2001 4) vyhláška MZ ČR č. 408/1990 Sb. - pro dobu expozice 24 h (platnost do 31. prosince 2000) 5) Ordinance No. 814.710, 1. 1. 2000 - pro oblasti s dlouhodobou expozicí (domy, hřiště) 6) Decreto n. 381, 10 settembre 1998 - 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. 125TVNP [13] (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 378 Umístění stanic BTS mapa pro celou ČR dostupná z gsmweb.cz př. okolí Fsv ČVUT v Praze 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 379 185 Umístění BTS na střeše [15] Praha 6 - Hanspaulka 125TVNP Parkhotel Praha 7 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 380 Umístění BTS na střeše, na fasádě Veletržní ulice, Praha 7 [15] 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 381 186 Maskované umístění BTS [15] kostel sv. Matěje, Praha 6 falešná borovice, obec Malá Kyšice, Střední Čechy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 382 Umístění BTS na stožáru [15] Příhradový stožár – Komorní Hrádek, Střední Čechy Betonový stožár, Tuchlovice, Střední Čechy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 383 187 Další umístění Indoor BTS, Praha, hl.n. [15] Indoor BTS, Praha, hl.n. Indoor BTS Palladium Praha Stožár VVN – u obce Žilina, Střední Čechy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Prostorová charakteristika BTS • 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. 2014 384 [12,14] 385 188 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. 2014 386 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. 2014 387 189 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. 2014 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 => 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 numerický výpočet na počítači nebo měření na modelech (fantomech) 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 388 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 389 190 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. 2014 390 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. 2014 391 191 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. 2014 392 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 [18] Sklo a některé plasty jsou pro mikrovlny většinou průhledné Materiály obsahující vodu pohlcují mikrovlnnou energii => teplo – potraviny – kapaliny – tkáně 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 393 192 Funkce mikrovlnné trouby frekvence 2450 MHz výkon 500 - 1100 W mikrovlny generuje elektronka zvaná magnetron po zapnutí jsou mikrovlny rozptylovány do všech směrů [17] - 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 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 394 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. 2014 395 193 Mezinárodní standardy pro mikrovlnné trouby platí limit 50 W/m2 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. 2014 396 Elektromanetické pole bezdrátových Wi-Fi sítí Frekvence používané pro Wi-Fi sítě 2400 MHz, nověji i 5000 MHz [20] Impulsy Elektromagnetické pole slabé, elektromagnetické záření je o výkonu cca 100 mW = 0,1 W 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 397 194 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. 2014 398 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 16 - 100 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. 2014 399 195 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. 2014 400 MONITOROVÁNÍ A MĚŘENÍ PARAMETRŮ VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ BUDOV 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 401 196 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. 2014 402 Monitorovaní a měření parametrů vnitřního prostředí budov Empirický přístup – dotazníky Analytický přístup – měření v klimatické komoře 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 403 197 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. 2014 404 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. 2014 405 198 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 7730 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 406 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. 2014 407 199 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. 2014 408 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. 2014 409 200 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. 2014 410 Měření parametrů vnitřního prostředí • Měřicí vybavení: • ČSN EN ISO 7726 - Ergonomie tepelného prostředí Přístroje pro měření fyzikálních veličin • ČSN EN 13182 - Větrání budov - Požadavky na přístroje pro měření rychlosti proudění vzduchu ve větraných prostorech 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 411 201 Měření parametrů tepelného prostředí Teploměr Galileo • Teplota vzduchu: http://www.sperdirect.com Bránění vlivu sdílení tepla sáláním 125TVNP Princip: • Změna objemu tekutiny, nebo pevné látky • Změna elektrického odporu polovodiče • Změna tlaku • Produkce elektrického náboje polovodiči (termočlánky) (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 412 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. 2014 413 202 Měření parametrů tepelného prostředí • Výsledná teplota konvenčního a radiačního účinku sdílení tepla: • Teplota kulového teploměru - Stereoteploměr 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 414 Měření parametrů tepelného prostředí • Sálavý tepelný tok plochy: Strana A Strana B černě natřený prvek zlatě natřený prvek polyetylenový kryt termočlánky 125TVNP teplotní element Pt 100 (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 415 203 Měření parametrů tepelného prostředí • Vlhkost vzduchu: • Psychrometry, kapacitní vlhkostní čidla, čidla teploty rosného bodu čidla teploty rosného bodu Měření vlhkosti v plynech http://www.directindustry.com http://www.directindustry.com RHXL3SD ruční Teploměr/vlhkoměr Data Logger Psychrometrická čidla s kapacitními sensory (t, rh) 125TVNP http://www.desig nworldonline.co m (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 416 Měření parametrů tepelného prostředí ochranný kryt • Rychlost vzduchu: • • Termoanemometry – čidla měřící ochlazování termistoru, rychlá, přesná, vhodná pro nízké rychlosti (do 5 m/s) Vrtulkové – měří otáčky vrtulky Sférické čidlo rychlosti vzduchu čidlo teplotní kompenzace tepelně izolační materiál Elektrické připojení http://www.diracdelta.co.uk 125TVNP http://www.directindustry.com (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Termoanemometry pro měření rychlosti, teploty a případně vlhkosti vzduchu 417 204 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 infračervený teploměr Prvek Pt 100 pro měření teploty spojený s membránou http://www.diytrade.com pružina membrána http://www.t omsgadgets .com/ribbon -surfacethermomete r-probe „Ribbon Surface Probe – povrchová sonda“ 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 418 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. 2014 419 205 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. 2014 420 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. 2014 421 206 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. 2014 422 Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ • Spektrometrie a fotometrické metody: • Spektroskopie infračerveným zářením zdroj IR referenční komora IR detektor komora se vzorkem výstup vzorku vzduchu vstup vzorku vzduchu Schéma spektroskopického sensoru Rehva GB14 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 423 207 Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ • Spektrometrie a fotometrické metody: • Fotoakustická spektrometrie zdroj IR mikrofon Fotoakustický monitor plynů Innova vstup vzorku vzduchu optický filtr výstup vzorku vzduchu chopper Rehva GB14 http://www.gasera.fi 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 Rehva GB14 Foto: Pavla Dvořáková 424 Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ • Hmotnostní spektrometrie: http://www.atcinc.net/heliumleak-detectors.asp Schéma jednoduchého hmotnostního spektrometru se sektorovým analyzátorem pro měření oxidu uhličitého. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 425 http://besg.grou Biology_Equipm m 208 Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ • Chemické sensory: Pasivní odběr vzorků Foto: Pavla Dvořáková 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 426 Měření kvality vnitřního prostředí - IAQ Photo: Pavla Dvořáková 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 427 209 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 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 luxmetr http://www.tequipme nt.net/MinoltaLS100. asp 428 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. 2014 429 210 Měření akustika • Měření hladiny akustického tlaku – Okamžitá – Integrující v časové periodě – Dlouhodobé mikrofon stupnice přepínání rozsahu ANALOGOVÉ http://www.explai nthatstuff.com/so undlevelmeters.ht ml 125TVNP DIGITÁLNÍ http://www.thumperfaq.com/sound.htm (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 430 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. 2014 431 211 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. 2014 432 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. 2014 433 212 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. 2014 434 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. 2014 435 213 Reference a bibliografie • • • • • • • • • • • • Bluyssen Philomena M.: The Indoor Environment Handbook - How to Make Buildings Healthy and Comfortable, Earthscan Ltd (United Kingdom), 2009, ISBN-13: 9781844077878 Brown GZ & Dekay M (2001). Sun Wind Light. John Wiley. CIBSE GUIDES A-L CIBSE: Guide A: Environmental design, ISBN: 1903287669 CORGNATI, S.P., GAMIERO da SILVA: Indoor climate quality assessment, Rehva Guidebook 14, REHVA 2011 ČSN 734301 ČSN EN 13182 Ventilation for buildings- Instrumentation requirements for air velocity measurements in ventilated spaces ČSN EN 15251 ČSN EN ISO 7726 Ergonomics of the thermal environment – Instruments for measuring physical quantities ČSN EN ISO 7730 D.Bailo, L.Negri – Feng Šuej - Žít a bydlet v harmonii Energy and Climate in the Urban Built Environment – Ed. M. Santamouris 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 436 Reference a bibliografie • • • • • • • • • • • • • • • Heating, Cooling, Lighting Design Methods for Architects, Second Edition - Norbert Lechner http://antroposof.sk/diela_tlac/barvy_psychika_ditete.pdf http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetick%C3%A9_spektrum http://dirt.asla.org http://elektro.tzb-info.cz/8572-elektromagneticke-pole-a-zdravotni-rizika-vi http://en.wikipedia.org/wiki/Light http://fyzika.jreichl.com http://gsmweb.cz/ http://hardwarecervenkova.blogspot.cz/2010/10/monitor.html http://heat.feld.cvut.cz/mertaj/tuma2.html http://is.muni.cz/th/189358/pedf_b/Barvy_a_jeji_vyznamy.doc.pdf http://new-learn.info/learn/packages/mulcom/ http://svetvedy.cz http://www.archinet.cz http://www.astronomynotes.com/light/s2.htm 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 437 214 Reference a bibliografie • • • • • • • • • • • • • • • • http://www.coufal-elektronik.ch/de/meta/elektrosmog.php http://www.deltabp.sk/ http://www.dsl.cz/ http://www.hlukovemapy.mzcr.cz http://www.home-air-purifier-expert.com/sick-building-syndrome.html Http://www.chemierol.wz.cz/ http://www.ides-edu.eu http://www.idnes.cz/ http://www.ionic-care.cz/funkce-pristroje.html http://www.lightingdesignlab.com Http://www.lupa.cz/clanky/cesky-mobilni-sektor-vnbsproce-2009/ http://www.mora.cz/prakticke-tipy/mikrovlnne-trouby/detail/ http://www.ndt-ed.org http://www.ndt-ed.org/EducationResources/HighSchool/Sound/interference.htm http://www.prisonexp.org/http://cs.wikipedia.org http://www.rehau.com 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 438 Reference a bibliografie • • • • • • • • • • • http://www.rehva.eu - L.Lan, P.Wargocki, Z.Lian : Optimal thermal environment improves performance of office work http://www.rehva.eu - L.Lan, P.Wargocki, Z.Lian : Optimal thermal environment improves performance of office work http://www.rockfon.cz http://www.sciencedirect.com http://www.szu.cz http://www.szu.cz http://www.szu.cz/ http://www.tzb-info.cz Http://www.tzb-info.cz/1801-elektromagneticke-pole-a-zdravotni-rizika-i http://www.tzb-info.cz/4530-elektromagneticke-pole-a-zdravotni-rizika-iv IES (Rea, M. S., ed.) (1993). Lighting Handbook: Reference and Application. Illuminating Engineering Society of North America (IESNA). 8th edition. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 439 215 Reference a bibliografie • • • • • • • • • • • J.C.Vischer – Towards an Environmental Psychology of Workspace: How People are Affected by Environments for Work, Architectural Science Review, Volume 51.2, pp 97-108 JOKL, M. V. Teorie vnitřního prostředí budov. 2. vyd. Skripta ČVUT v Praze. Praha, 1993. 261s. ISBN 80-01-00481-3. JOKL, M. V. Zdravé obytné a pracovní prostředí. 1. vyd. Praha: Academia, 2002. 261 s. L.Centnerová: Tradiční a adaptivní model tepelné pohody, disertační práce 2001 L.Kostrouň – Psychologie architektury LAM, W. M. C. (1992). Perception and lighting as formgivers of architecture. Van Nostrand Reinhold, New York. Lechner N (2001). Heating, cooling, lighting: Design methods for architects. Second Edition. New York: John Wiley & Sons inc. Moore Fuller (1985). Concepts and Practice of Architectural Daylighting, Van Nostrand Reinhold, New York, ISBN 0-442-26439-9. Nařízení vlády č. 1/2008 Sb., o ochraně zdraví před neionizujícím zářením. Nařízení vlády č. 272/2011 Sb. o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací Nařízení vlády č.361/2007 Sb., ve znění nařízení vlády č.93/2012 Sb. 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 440 Reference a bibliografie • • • • • • • • • • • • • Nařízení vlády č.361/2007 Sb., ve znění nařízení vlády č.93/2012 Sb. nařízení vlády č.441/2004 Sb. a č.523/2002 Sb. P. Ole Fanger : Indoor air quality handbook, Ch 22 : Perceived air qualityand ventilation requirements, McGraw-Hill (www.digitalengineeringlibrary.com) Rehva guidebook 13 : F.R. d´Ambrosio Alfano (ed.), L. Bellia, A. Boerstra, F. van Dijken, E. Ianniello, G. Lopardo, F. Minichiello, P. Romagnoni, M.C. Gameiro da Silva: Indoor environment and energy efficiency in schools - Part 1 Principles Rehva guidebook 14: Indoor climate Quality Assessment, 2011, ISBN 978-2-930521-05-3 Rehva guidebook 14: Indoor climate Quality Assessment, 2011, ISBN 978-2-930521-05-3 Rehva guidebook 6: Wargorcki (ed.), O. Seppänen (ed., J.Andersson, A. Boerstra, D. ClementsCroome, K. Fitzner, S.O. Hanssen: Indoor climate and productivity in offices. See Time-Saver Standards for architectural design data, 5th edition, Mc Graw-Hill, 1974, p. 939, Stein B & Reynolds JS (2009). Mechanical and Electrical Equipment for Buildings. John Wiley & Sons, New-York. Thermal Analysis and Design of Passive Solar Buildings – A.K. Athienitis, M. Santamouris Vyhláška č. 410/2005 Sb.,ve znění vyhl.č.343/2009 Sb. Vyhláška č.6/2003 Sb. Zákon č. 458/2000 Sb. - energetický zákon a související předpisy 125TVNP (c) prof. K. Kabele a kol. 2014 441 216
Podobné dokumenty
Zoologie - použité materiály
https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS2W81J3yHfaQ9ChOmeun6JXF1cIEO2guBID
eRk37qHW_lWf7yb
Obr. jelen:
https://encryptedtbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQaUKM8dUu-861TDiW_Bn5Hwi_nL...
Zpráva z účasti na Světovém knihovnickém a informačním
• informace zástupce Nadace Billa and Melindy
Gates pana Steva Bergena o ceně Access to
Learning Award
• kontrola zápisu a úkolů ze zasedání v Milánu
• zpráva z předkonference v Malmö: Bulding Stro...
MIKROKLIMA CIHLY_studie profesora Jokla
Obr. 1.2 Subjektivní odezva (strain) lidí na pobyt v interiéru budovy (s klimatizací
a bez klimatizace).
Otevřít článek - Registr DAFALL
Výskyt potravinové alergie v posledních letech významně stoupá, rozšiřuje se spektrum alergenů, na které
pacienti reagují, stupňuje se tíže projevů. Prevalence potravinové alergie je v současnosti ...
125 TVNP Teorie vnitřního prostředí budov KVALITA VZDUCHU
125 TVNP
Teorie vnitřního prostředí budov
KVALITA VZDUCHU
Audified Colosseum Standard - manual (CZ)
Zapojení GAME portu: .................................................................................................................. 47
Schéma zapojení: ............................................