Komplexní způsob hodnocení mikroklimatu budov na základě odezvy lidského organizmu – Část 2.6

mikroklima

Návrh novely mikroklimatické části vládního nařízení č. 68/2010 Sb.

Tento příspěvek je zařazen k přednostnímu vydání, i když se jedná o část 2.6. ze série příspěvků prof. Jokla a spoluautorů. Dřívější publikování je opodstatněné vzhledem k aktuálnosti v souvislosti s oficiálním vydáním výsledků práce autorů ve vládním nařízení. Zpracovaný materiál umožňuje vzájemné porovnání vlivu teplých a chladných ploch na člověka v pracovním či pobytovém prostoru a hodnocení prostředí z hlediska kvality prostředí.

Recenzent: Vladimír Galád

Na základě nových poznatků v oboru, zvláště pak na základě experimentálních prací, realizovaných na Lékařské fakultě Ostravské univerzity ve spolupráci s Fakultou stavební Českého vysokého učení technického v Praze a s Výzkumným ústavem bezpečnosti práce v Praze, jsou navrhovány úpravy tepelně-vlhkostních mikroklimatických podmínek jednak s rovnoměrnou, uniformní tepelnou zátěží člověka, jednak s nerovnoměrnou, neuniformní tepelnou zátěží člověka. V obou případech je respektováno rozdělení jednotlivých interiérů budovy dle požadované kvality úrovně prostředí, jak jej zavádí evropské normy ČSN EN 15 251:2007 (E), ČSN EN 13779, ČSN EN 12599 a další.

a) Tepelně-vlhkostní mikroklima s uniformní tepelnou zátěží

Vládní nařízení č. 361/2007 Sb. a jeho změna č. 68/2010 Sb. jsou problematické na základě následujících skutečností:

• Nepředpisují teploty pro návrh vytápěcích a chladicích (klimatizačních) zařízení, což ve svém důsledku může znamenat, že ve sporných případech projektant obhájí například maximální teplotu 28 °C u klimatizovaných prostor, neboť předpis mu žádné omezení neukládá.
• Nejsou kompatibilní s evropskými normami, tj. jednak nezavádějí hodnocení kvality vnitřního prostředí dle kategorií, jednak neodpovídají některé teploty, napřiklad maxi­mální teplota na pracovišti v letním ­období.

Předkládaný návrh je snahou o odstranění těchto skutečností a navíc se snaží s ohledem na fyziologii lidského organizmu jednak respektovat větší citlivost organizmu vůči chladu než vůči teplu, ale také o zachování 100% pracovní schopnosti v oblasti přirozeně větraných budov.

V tab. 1 je návrh nové tab. 3, uvedené ve změně č. 68/2010 Sb. Ve shodě s celo­evropskými zvyklostmi jsou uvedeny též aktivity člověka v jednotkách (met). Omezení max. teplot na 26 °C pro třídy práce II b a vyšší má oporu v práci Kjelstrom, T., Dirks, K. N. 2001, z které je zřejmé, že společná max. teplota pro aktivity třídy práce II b a vyšší je 26 °C, nemá-li dojít k poklesu pracovní schopnosti (work ability). Omezení teplot na 27 a 26 °C pro třídy práce I a IIa, tj. převážně pro mentální práci (administrativní budovy) je dáno snahou o zabránění pocení v prostorách podle těchto tříd, takže tyto teploty jsou optimální teploty kategorie C pro pracovní činnost 70 W·m^–2 a 81 W·m^–2.

Tab. 1 • Přípustné termoregulační změny odpovídající předepsaným operativním teplotám nebo globeteplotám, aktivitám a požadovaným kategoriím A, B, C

Kategorie A, B, C platí pro vytápěné a chlazené (klimatizované) místnosti, NVB jsou přípustné hodnoty pro přirozeně větrané prostory (od třídy IIb je možné pocení); A – požadována vysoká kvalita (10 dTh), B – střední (15 dTh) a C – přípustná (22,5 dTh);
x hodnoty pro návrh vytápěcího a chladicího systému (10 dTh velmi příjemná úroveň, 15 dTh příjemná, 22,5 dTh přijatelná, viz prEN 4666:2009 a Jokl 2011, Part 2.2 ) NVB hodnoty pro třídy I a IIa jsou již na počátku dlouhodobě únosných hodnot, pro další třídy IIb a vyšší hluboce v dlouhodobě únosné oblasti, tj. osoby vystavené těmto teplotám se budou potit (viz obr. 2.5.10 a Jokl 2011 Part 2.2).
** Při překročení těchto hodnot je již nutno použít režim práce a odpočinku
*** Od třídy práce IIIa u žen a třídy práce IIIb u mužů nejsou tyto zátěže dlouhodobě únosné z hlediska energetického
Vytápěný (1,0 clo): t_{g, opt, 1.0} = –0,1274M_mean + 30,838 [°C], e.g. M_mean = 0,5(106 + 130) [W·m–2)]
Chlazený (0,5 clo): t_{g, opt, 0.5} = –0,1017M_mean + 31,708 [°C]

Současně také odpovídají kategorii C dle ČSN EN 7730 (tab. 2). Redukce dolních limitů pro chlad je důsledkem vyšší senzitivity lidského organizmu na chlad než na teplo (Jokl 2011).

Tab. 2 • Přípustná rozmezí optimálních operativních teplot dle ČSN EN 7730 a dle návrhu (Komplexní systém) * Stanovené hodnoty byly zaokrouhleny dolů na 0,5

Tab. 3 • Mikroklimatické podmínky dle změny vládního nařízení č. 68/2010 Sb.

Obr. 1 • Limity fyzické práce různé aktivity v teplém prostředí (Kjelstrom, Dirks 2001); oblast různých pracovních aktivit je vyznačena šrafováním

b) Tepelně-vlhkostní mikroklima s neuniformní tepelnou zátěží

Vládní nařízení č. 361/2007 Sb. a předcházející č. 101/2005 Sb. se tímto problémem nezabývají. Ještě dřívější vládní nařízení č. 178/2001 Sb. uvádí požadavky z hlediska současného stavu poznání nedostatečně.

Navrhujeme:

Na pracovištích třídy I a IIa, musí být dále dodrženy tyto požadavky:

• Přípustný rozdíl stereoteplot, korespondující osálaným částem povrchu těla minus operativním teplotám v úrovni hlavy (T_st – T_o), musí vyhovovat hodnotám uvedeným v tab. 4.
  
  

Tab. 4 •Přípustné rozdíly stereoteplot a globeteplot pro kategorie A, B, C a výsledné teploty kulového teploměru: 19, 20, 21, 22, 23, 24 a 25 °C
Z Lth, st je zřejmé, že pro Tst Tst, opt narůstá pocit tepla i když hodnoty zůstávají v oblasti příjemných (nebo alespoň přijatelných) hodnot, viz obr. 2 a 3

• Přípustný pokles globeteploty v úrovni hlavy na globeteplotu v úrovni kotníků nesmí překročit hodnoty, uvedené v tab. 5.
• Průvan na pracovišti, vyjádřený rozdílem stereoteploty korespondující exponovanému povrchu těla minus globeteplota v úrovni hlavy, nesmí překročit hodnoty uvedené v tab. 4.
• Změna globeteploty v průběhu směny musí zůstat v termoregulačním rozmezí lidského organizmu uvedeném v tab. 1.

Teplota povrchu vytápěné nebo chlazené podlahy nesmí překročit rozmezí dané rozdílem (T_st – T_o) v tab. 5.

Tab. 5 • Přípustný pokles globeteploty v úrovni hlavy (110 cm nad podlahou) na globeteploty v úrovni kotníků (15 cm nad podlahou) pro kategorie A, B, C a globeteploty v interiéru 19, 20, 21, 22, 23, 24 a 25 °C

Obr. 2 • Termální hladiny operativní teploty pro teplo a chlad
* Kromě třesu (už se neobjevuje u všech osob) neexistuje fyziologická obrana korespondující pocení v teplém prostředí

Literatura

Jednotlivé části návrhu jsou podrobně vysvětleny v již publikovaných částech Komplexního způsobu hodnocení mi­kroklimatu budov na základě odezvy lidského organizmu (Topenářství instalace, 2011, roč. 44, č. 1: Část 1 a Topenářství instalace, 2011, roč. 44, č. 3: Část 2.1), a dále v dalších částech 2.2, 2.3, 2.4 a 2.5), které budou postupně následovat. U jednotlivých částí je také podrobně uvedena literatura.

Návrh byl s pozitivním závěrem projednán komisí Ministerstva zdravotnictví ČR ve složení: BSc. Motyčková (předsedkyně), členové (v abecedním pořádku) prof. Jirák (Lékařská fakulta Ostravská univerzita), prof. Jokl (Fakulta stavební ČVUT), Ing. Lepší (Krajská hygienická stanice Plzeň), MUDr. Málek (Ministerstvo zdravotnictví), Ing. Mathauserová (Statní zdravotní ústav) s publikací po právních úpravách ve sbírce zákonů ještě v letošním roce.

A Methodology for the Comprehensive Evaluation of the Indoor Climate Based on the Human Body Response

Part 2.6 – The draft amendment of the micro­climatic Governmental Decree No. 68/2010

New methodology for the comprehensive evalua­tion of the thermal condition of environment based on operative temperature thermal levels is presented. It allows an assessment based on the percep­tion of the environment by man. The methodology is used in the draft amendment of the microclimatic governmental decree No. 68/2010.

Keywords: thermal comfort, thermal comfort assessment, hygrothermal microclimate evaluation