Wysokie stężenie CO2 w budynkach – jakie ma skutki, jak je zmniejszyć?

2023-12-20

Jednym z trendów panujących w budownictwie, jest osiągnięcie możliwie wysokiej szczelności budynków. Jest to podyktowane chęcią zminimalizowania kosztów utrzymania budynku – przede wszystkim tych związanych z zapewnieniem komfortu cieplnego w pomieszczeniach obiektu. Likwidując miejsca, przez które mogłoby uciec ciepło w sezonie zimowym, lub przedostać się ciepłe powietrze z zewnątrz w sezonie letnim tworzymy swojego rodzaju pułapkę. Często termomodernizacja budynków i wymiana stolarki okiennej, na nowe szczelne okna nie idą w parze z wykonaniem wydajnie działającej wentylacji, która zapewniłaby odpowiednią wymianę powietrza. Zjawisko to dotyczy przede wszystkim istniejących budynków, co nie oznacza, że w przypadku nowych inwestycji nie spotykamy się z brakiem właściwie wykonanej wentylacji.

Dlaczego jest to tak istotne? Niedostatecznie funkcjonująca wentylacja w połączeniu ze szczelną stolarką okienną i izolacją budynku tworzą wewnątrz budynku zamkniętą przestrzeń. Mogłoby się wydawać, że nie ma w tym nic złego – zanieczyszczenia z zewnątrz nie przedostają się do środka, ciepło nie ucieka z budynku. Jednak często nie bierzemy pod uwagę, zanieczyszczeń powietrza, które tworzą… sami użytkownicy budynku. Mowa tutaj o dwutlenku węgla – czyli gazie naturalnie występującym w powietrzu, powstającym m.in. podczas oddychania. Choć CO2 jest gazem, bez którego wiele procesów naturalnych nie mogłoby mieć miejsca, to jego zbyt wysokie stężenie może mieć niekorzystne, a nawet niebezpieczne konsekwencje.

W dzisiejszym artykule przyjrzymy się wnętrzom domów i budynków użyteczności publicznej i przeanalizujemy, jakie skutki może mieć zbyt wysokie stężenie dwutlenku węgla, jakie mogą być tego konsekwencje. Powiemy także, w jaki sposób można skutecznie obniżyć stężenie CO2 w budynkach o różnym przeznaczeniu i w jaki sposób monitorować poziom tego gazu w naszych domach.

Jakie są normy stężenia CO2 w pomieszczeniach?

Dwutlenek węgla (CO2) jest bezbarwnym, bezzapachowym gazem, który jest naturalnym składnikiem atmosfery. Powstaje w wyniku reakcji spalania, oddychania roślin, ludzi i zwierząt oraz procesów geologicznych. Jego obecność jest konieczna dla przebiegu wielu procesów. Jednak wysokie stężenie w pomieszczeniach, a także w atmosferze może mieć negatywne skutki.

Normy dotyczące stężenia dwutlenku węgla w pomieszczeniach mogą się różnić w zależności od celu użytkowania danego miejsca. Bezpieczne poziomy stężenia mogą się nieznacznie różnić w zależności od instytucji i kraju. Polskie prawo nie określa granicznego stężenia dwutlenku węgla w obiektach mieszkalnych czy użytkowych. W Rozporządzeniu Ministerstwa Pracy i Polityki Społecznej w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy Dz.U. 2002 nr 212 poz. 1833 możemy znaleźć informację, że najwyższe dopuszczalne stężenie dla dwutlenku węgla to 5000 ppm (0,5%). Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), ASHRAE, a także europejskie normy wskazują wartość 1000 ppm (0,1%) jako maksymalną w przypadku stężenia CO2 w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie. Stężenie CO2 na poziomie 10% uznawane jest jako śmiertelne dla człowieka.

 Oto ogólne wytyczne dotyczące poziomu stężenia CO2 wewnątrz pomieszczeń:

  • W budynkach mieszkalnych: zwykle przyjmuje się, że poziom stężenia CO2 nie powinien przekraczać 1000 części na milion (ppm) jako wartość maksymalna, aby zapewnić odpowiednią jakość powietrza w pomieszczeniach zamieszkałych.
  • w budynkach biurowych i miejscach pracy: wytyczne dotyczące wentylacji w biurach i miejscach pracy często sugerują, aby utrzymywać poziom CO2 na poziomie poniżej 1000 ppm, chociaż niektóre standardy zalecają nawet niższe poziomy, około 800 ppm lub niższe.
  • w szkołach i placówkach edukacyjnych: wymagania dotyczące poziomu CO2 w szkołach mogą się różnić, ale zazwyczaj zaleca się utrzymywanie stężenia CO2 na poziomie poniżej 1000 ppm, aby zapewnić dobre warunki nauki i pracy dla uczniów i personelu. Warto jednak mieć na uwadze, że niższe stężenie CO2 lepiej wpływa na koncentrację.
  • w pomieszczeniach użyteczności publicznej: W miejscach takich jak sale konferencyjne, sale wykładowe czy teatry, zaleca się utrzymywanie poziomu CO2 poniżej 1000 ppm, aby zapewnić komfort użytkownikom i uniknąć uczucia duszności czy znużenia.

Warto jednak zauważyć, że graniczny poziom stężenia dwutlenku węgla, to zawartość, której przekroczeni należy unikać. W przypadku np. klas lekcyjnych, w których występuje wentylacja grawitacyjna (często niewydajna), już po 30 minutach poziom CO2 wzrasta nawet do poziomu 4000 ppm. Zbyt wysokim stężeniem dwutlenku węgla zagrożone są nie tylko sale wykładowe, konferencyjne, szkolne czy inne pomieszczenia, w których przebywa jednocześnie wiele osób. Tym niebezpieczeństwem są także objęte wnętrza naszych domów i mieszkań. Najgorsza sytuacja panuje w sypialni, gdzie często po całej nocy poziom CO2 wynosi ponad 2000 ppm (zapraszamy do obejrzenia materiału video, gdzie dzielimy się wynikami przeprowadzonych przez nas badań).

Przekroczenie dopuszczalnego stężenia o kolejne wartości znacząco wpływa na samopoczucie i zdrowie osób przebywających w danym pomieszczeniu. W poniższej tabeli przedstawiamy, jak kolejne wartości, wpływają na nasze życie.

Stężenie  CO2

Wpływ na organizm człowieka

do  600 ppm

Uczucie świeżości w pomieszczeniu, optymalne warunki

do 1000 ppm

Maksymalny próg w pomieszczeniach, w których stale przebywają ludzie zgodny z WHO

do 1500 ppm

Wyczuwalna duszność powietrza, wyraźny brak świeżości

do 10000 ppm

Zwiększenie częstotliwości oddechu

do 15000 ppm

Graniczne stężenie w specyficznych warunkach pracy w zamkniętych przestrzeniach.

do 20000 ppm

Pogłębiony i szybki oddech, uczucie zatrucia w przypadku długiego przebywania

do 50000 ppm

Bardzo szybki oddech, oddychanie staje się utrudnione, wzrasta ciśnienie krwi

Do 10 % / 100000 ppm

Przebywanie powoduje utratę przytomności, poprzedzone zaburzeniami widzenia

Powyżej 10 % / 100000 ppm

Utrata przytomności, w przypadku długiego przebywania istnieje zagrożenie śmiercią

 

Jakie są skutki zbyt wysokiego poziomu stężenia CO2 w pomieszczeniach?

Zbyt wysokie stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniach może prowadzić do różnych skutków zdrowotnych i negatywnych efektów.

W pierwszej kolejności możemy zaobserwować obniżoną wydajność i koncentrację. Wysokie stężenie CO2 w pomieszczeniach może negatywnie wpływać na procesy myślowe, koncentrację, wydajność pracy, a także strategiczne i kreatywne myślenie. Ludzie pracujący w takich warunkach mogą odczuwać ospałość, zmniejszoną zdolność koncentracji i pogorszenie wydajności intelektualnej. Niestety to częste zjawisko w placówkach edukacyjnych, a także w biurach, w których brakuje wydajnej wentylacji.

Wysokie stężenie CO2 może również być przyczyną problemów zdrowotnych. Oddychanie powietrzem z wysokim stężeniem dwutlenku węgla może powodować uczucie duszności, ból głowy, zawroty głowy, zmęczenie, nudności, a w przypadkach ekstremalnych może prowadzić do utraty przytomności.

Warto zauważyć, że długotrwałe przebywanie w pomieszczeniach z nadmiernie wysokim poziomem CO2 może wywoływać uczucie zmęczenia, ogólny dyskomfort oraz prowadzić do obniżenia jakości życia codziennego. Śpiąc w sypialni, w której stężenie CO2 jest zbyt wysokie, nie zapewnimy naszemu organizmowi odpowiedniej jakości odpoczynku, co także ma ogromny wpływ na samopoczucie i wydajność w ciągu dnia. Długotrwała niska jakość snu zmniejsza odporność na stres, a także może doprowadzić do zaburzeń układu immunologicznego. Istnieją także badania sugerujące, że nadmiernie wysokie stężenie CO2 może negatywnie wpływać na zdrowie psychiczne, powodując zwiększenie poziomu lęku, drażliwości i pogorszenie samopoczucia.

Wydajna wentylacja – sposób na wysokie stężenie CO2 w pomieszczeniach

Wysokie stężenie CO2 może być wskaźnikiem słabej wentylacji w pomieszczeniach, co prowadzi do obniżenia jakości powietrza wewnętrznego i wzrostu ryzyka wystąpienia problemów zdrowotnych. Najprostszym sposobem na poprawę sytuacji, czyli zmniejszenie stężenia dwutlenku węgla jest regularne wietrznie. Jednak jest to rozwiązanie doraźne, mające wiele wad. W okresie zimowym nadmierne wietrzenie może prowadzić do wychłodzenia pomieszczeń, a powietrze na zewnątrz może być zanieczyszczone (smog).

Skutecznym rozwiązaniem jest wydajna wentylacja. Z doświadczenia wiemy, że wentylacja grawitacyjna nie radzi sobie z wydajną wymianą powietrza – nawet jeżeli jej pracę wspomagamy dodatkowymi kratkami wentylacyjnymi czy stosując rozszczelnianie okien. Zdecydowanie wydajniejszym systemem wentylacji jest rekuperacja, zapewniająca stałą wymianę powietrza, przez całą dobę.

Ważne jest monitorowanie stężenia CO2 w pomieszczeniach, aby zapewnić zdrowe i bezpieczne warunki dla mieszkańców przebywających wewnątrz. W tym celu niezbędne jest stosowanie czujników CO2, które dokonują na bieżąco pomiaru dwutlenku węgla w powietrzu w pomieszczeniu.  Czujniki CO2 nie tylko informują użytkowników o przekroczeniu bezpiecznego poziom dwutlenku węgla, ale także po sparowaniu z rekuperatorem pozwalają na zautomatyzowanie regulacji pracy rekuperacji. Dlaczego czujnik CO2 jest naszym zdaniem niezbędnym elementem instalacji? Oceniając stan powietrza na podstawie subiektywnych odczuć mieszkańców, możemy doprowadzić do momentu, w którym mimo rekuperacji w domu, poziom dwutlenku węgla będzie wciąż zbyt wysoki. Czasem użytkownicy w obawie przed wychłodzeniem pomieszczeń lub pod wpływem subiektywnego odczucia chłodu (mylonego ze świeżością) obniżają wydajność rekuperacji.

Należy jednak pamiętać, że rekuperacja w pierwszej kolejności jest systemem wentylacyjnym. Jej zdolność do odzysku ciepła z wywiewanego na zewnątrz powietrza jest dodatkową zaletą, pozwalającą na optymalizację kosztów ogrzewania.

Zaufane Opinie IdoSell
4.95 / 5.00 145 opinii
Zaufane Opinie IdoSell
2024-06-18
Polecam . Szybka i sprawna obsługa. Zamówienie zgodne z opisem.
2024-05-01
Wszystko ok dobry kontakt z klientem towar zgodny z opisem
pixel