Plechová fasáda domu

17.01.2013 Střechy, fasády, Vytápění, větrání, úprava vzduchu

Má plechová fasáda vliv na mikroklima interiéru domů? Posouzení pláště odborníkem a zkušenosti architekta Luďka Rýznera.

*

Stavebníci, kteří si chtějí pořídit plechový obklad svého domu, málokdy vědí, že uzavřením domu do kovového obalu vytvářejí Faradayovu klec. Aby se klima interiéru nestalo výrazně nepříjemným, měly by být v interiéru vhodné klimatizační jednotky s ionizátorem vzduchu.

*

Rozhovor s Luďkem Rýznerem

Vedly vás k použití cortenového plechu především výtvarné záměry a chuť experimentovat s netradičním materiálem, nebo spíš praktické důvody – možnost rozebrání, fasáda bez údržby?
K použití plechu mě vedly čistě praktické důvody. Dům je situován u poměrně frekventované komunikace a jak plech, tak kopilitové sklo splňují moje nároky na bezúdržbovou fasádu.

 

Inspirovaly vás některé dřívější stavby, například vlastní dům architektů Machoninových, případně zahraniční architektura?
O domu Machoninových jsem věděl, ale nikdy jsem ho nenavštívil. Naproti tomu jsem viděl některé zahraniční realizace.

 

Máte už za sebou delší dobu bydlení v domě – projevilo se použití plechu nějakým způsobem na mikroklimatu v interiéru? Nepřehřívá se fasáda v létě?
Nechali jsme celý dům proměřit po stránce mikroklimatického chování profesorem Joklem z ČVUT a nezjistili jsme zásadní výkyvy oproti běžným stavbám. K většímu přehřívání dochází pouze ve čtvrtém podlaží.

 

Jak přijali váš dům sousedé v okolí, majitelé tradičních domů? Není trnem v oku obyvatel města, nebo se naopak stal vyhledávanou atrakcí při nedělních procházkách?
Obyvatelé Humpolce se dlouho domnívali, že domu chybí fasáda, a zároveň čekali, kdy se konečně začne omítat.

 

Humpolec je menší město, určitě jste jeho novou výstavbu výrazně ovlivnil. Cítíte u svých klientů větší vstřícnost v přijímání moderních staveb než před pěti sedmi lety?
Určitě. Názory lidí na pojetí moderní architektury se výrazně odlišují od doby začátků našeho projektování.

-věk
Foto Jan Malý (výřez fotografie)

*

 

 

Mikroklima interiéru obytných budov

s metalickým obvodovým pláštěm

Budovy s metalickým obvodovým pláštěm, respektive budovy ukončené na vnějším povrchu vrstvou kovu, mají své nesporné ekonomické přednosti: vysokou životnost, relativně jednoduchou montáž a zjednodušení skladby obvodového pláště. Předností je nesporně i neotřelý architektonický výraz.

Otázka je, zda kovová vrstva na plášti neovlivňuje negativně vnitřní prostředí budovy. Posouzení je nutné vždy provést jednak z hlediska možného porušení stávajících předpisů, jednak na základě současného stavu poznání. U každé uvažované nemovitosti je třeba zkoumat a posoudit následující složky jejího vnitřního prostředí (interního mikroklimatu): mikroklima tepelně-vlhkostní, odérové, elektroiontové a psychické.

1. Tepelně-vlhkostní mikroklima

Posouzení z hlediska platných předpisů Jediným platným předpisem pro obytné interiéry, a to ještě doporučeným, je Směrnice STP-0S 4/č.1/2005. Doporučuje optimální operativní teplotu obytného interiéru (zahrnuje kombinovaný účinek jak teploty vzduchu, tak teploty stěn) po celý rok v rozmezí 20 ± 2 °C, rychlost vzduchu 0,1 až 0,2 m/s a relativní vlhkost vzduchu 30 až 70 %. Klimatizační zařízení musí umožňovat regulaci v rozmezí 22 až 27 °C.

Kromě toho požaduje dodržení těchto požadavků:

Rozdíly teplot vzduchu mezi úrovní hlavy a kotníků nesmí být větší jak 3 °C.

Asymetrie radiační teploty od oken nebo jiných chladných svislých povrchů nesmí být větší než 10 °C nebo rozdíl stereoteplot protilehlých segmentů ve vodorovném směru větší než 4 °C. (Netýká se letního období.)

Asymetrie radiační teploty od teplého stropu nebo jiných vodorovných povrchů nesmí být větší jak 5 °C nebo rozdíl stereoteplot protilehlých segmentů ve svislém směru větší než 2 °C.

Intenzita osálání hlavy od okna nebo infrazářiče nesmí být větší než 200 W/m2 nebo rozdíl stereoteplot osálaného segmentu minus segmentu na protilehlé straně ve vodorovném i svislém směru nesmí být větší než 10 °C.

„Draught Rating“ (stupeň obtěžování průvanem) ve vzdálenosti 50 cm od středu oken nebo jiných nadměrně ochlazovaných svislých stavebních konstrukcí (dveří, stěn) nesmí být větší jak 15 %.

Posouzení z hlediska současné úrovně poznání Vnější povrch stěn v letním období se může rozpálit až na 80 °C. I při splnění standardu na tepelně-izolační vlastnost obvodového pláště pak teploty jeho vnitřního povrchu přesahují i 30 °C. Vysokou vnitřní povrchovou teplotu stěn je nutno kompenzovat vnitřní teplotou vzduchu sníženou až o 2 °C. Sama zvýšená povrchová teplota není na závadu, dokonce to umožňuje dosažení optimální hodnoty součinitele radiační pohody RCC (podrobněji viz Lit. 6), je však nezbytné použít klimatizace.

2. Odérové mikroklima

Posouzení z hlediska platných předpisů Jediným platným předpisem pro obytné interiéry, a to ještě doporučeným, je Směrnice STP-0S4/č.1/2005, podle které:

„Odérová konstituenta je složka prostředí, tvořená toky těch látek 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 člověkem nebo jeho činností, popř. uvolňované ze stavebních konstrukcí a zařizovacích předmětů. Jejich počet má v interiérech budov stoupající tendenci.

Odérová konstituenta je determinující složkou výměny vzduchu v interiéru obytného prostředí. Není to ani potřeba kyslíku pro dýchání, která je ve srovnání s požadavky na odstraňování odérů minimální (potřebná dávka vzduchu je pouze cca 1 m3/(h.os), ani potřeba odstraňování toxických plynů, které se běžně v těchto interiérech nevyskytují. Kriterii pro posuzování úrovně odérové konstituenty je jednak koncentrace CO2 v interiéru, jednak koncentrace TVOC. Obytné prostory dle EUR 14 449 EN patří mezi tzv. „Low – polluting buildings“ (budovy s nízkým znečištěním), (produkce TVOC koberci, vinyly a dřevotřískou činí dokonce méně než 55 μg/h.m2 podlahy). Za postačující kritérium lze tedy považovat jen CO2, viz též ANSI/ASHRAE standard 62-2001, Addendum ad, Table B-2.

Člověk vnímá v obytném interiéru jako pach odér alifatických a aromatických ketonů, formaldehydů a vyšších aldehydů a terpenů. Dodržením limitních hodnot pro CO2 (který sám je však bez vůně a zápachu) je zároveň zajištěno dodržení limitů páchnoucích kyslíkatých sloučenin, jejichž měření – na rozdíl od CO2 – je obtížné.

Průměrná hodnota CO2 v průběhu 24 h smí být 1000 ppm (1800 mg/m2, 28 dCd) (WHO/EURO: Air Quality Guidelines 1992), (odpovídá cca 20% nespokojených neadaptovaných osob). Na tuto hodnotu je třeba dimenzovat vzduchotechnická zařízení pro obytné budovy. Analýza různých limitů CO2 je zřejmá z tab. 3. v publikaci Zdravé obytné a pracovní prostředí (ACADEMIA 2002).

Současně by nikdy neměla být překročena (v průběhu celých 24 h) koncentrace 1200 ppm (2160 mg/m3, 35 dCd), (WHO/EURO: Air Quality Guidelines 1992), (blíží se hodnotě 30% nespokojených neadaptovaných osob). Jedná se tudíž o hodnotu nejvýše přípustnou.

Předpokládáme-li koncentraci CO2 v čistém venkovním vzduchu 390 ppm, ve znečištěném vzduchu 440 ppm produkci CO2 19 l/(h.os), (EUR 14 440 EN), pak platí:

Pro koncentraci CO2 v interiéru 1000 ppm je nutný přívod čistého vzduchu 30 m3/(h.os), znečištěného vzduchu (zvláště ve městech) až 34 m3/(h.os). Na tyto hodnoty je třeba dimenzovat nucené větrání. Nemá-li současně překročit nárazová koncentrace CO2 1200 ppm, musí minimální dávka čistého přiváděného vzduchu být nejméně 23 m3/(h.os), znečištěného vzduchu 25 m3/(h.os). Jsou to hodnoty nejmenší přípustné.“

Jaká je skutečná situace v interiéru domu s metalickým povrchem, lze posoudit jen na základě měření koncentrace oxidu uhličitého v prostorách již realizované stavby. V tzv. „Plecháči“ architektonického studia OK Plan (architekt Luděk Rýzner) se pohybovaly v rozmezí 0 až 0,031%, tj 0 až 310 ppm v letním období, vyhovovaly předepsaným limitům. Hodnoty zimního období zatím nejsou k dispozici.

Posouzení z hlediska současného poznání Impakci, tj. účinek kvality vzduchu na člověka, vyjadřují jednotky dCd (decicarbdiox) (Lit. 5-7). V letním období ve vyšetřovaném objektu byly dokonce záporné a signalizovaly tak vysokou kvalitu vzduchu v posuzovaném interiéru a jeho účinné větrání.

3. Elektroiontové mikroklima

Posouzení z hlediska platných předpisů Jediným předpisem pro obytné interiéry, a to ještě doporučeným, je Směrnice STP – OS4/č. 1/2005 podle které:

„Elektroiontová složka prostředí je složka prostředí, vytvářená negativními a pozitivními ionty v ovzduší, které působí na člověka a spoluvytváří tak jeho celkový stav. Doporučené parametry elektroiontového mikroklimatu pro interiér budov jsou uvedeny v následující tabulce.“

 

Parametry elektroiontového mikroklimatu pro interiéry budov:

Kritérium Parametry optimální Parametrypřípustné Místo měření
Koncetrace negativních lehkých iontů[počet iontů/cm3] min. 1250* ± 250(1000 až 1500)(lesy) min. 250 ± 50(200 až 300) Střed místnosti (průsečík uhlopříčekve výši 1,1 m a 1,7 m od podlahy av místě nejčastějšího pobytu člověka)

*Pro psychicky náročné práce (práce operátorů apod.) je třeba optimální hodnotu zvýšit na min. 2250 ± 250 (2000 až 2500)

Při šetření in situ v „Plecháči“ architektonického studia OK PLAN jsme zjistili, že vnější metalický plášť budovy je do určité míry Faradayovou klecí – odstiňuje v interiéru elektrostatické pole Země, které je producentem negativních i pozitivních iontů. Pokud je v chodu klimatizační jednotka, obsahující ionizátor vzduchu, problém nevzniká. Znamenalo by to ovšem použití klimatizační jednotky i v zimě (pro ohřev vzduchu na principu tepelného čerpadla). V létě lze tento jev snížit také dostatečným větráním – zvláště za slunečného počasí vzduch obsahuje značný počet aeroiontů.

Posouzení z hlediska současné úrovně poznání Vzduch chudý na jakékoliv ionty je označován vnímavými osobami jako „těžký“, vzduch s převahou pozitivních iontů jako „dusno“, s převahou negativních iontů jako „řídký a chladný“, s optimálním poměrem pozitivních a negativních iontů jako „lehký“ a „čistý“.

Aeroionty jsou katalyzátory biochemických reakcí a působí na celkový stav nervového systému. Byl prokázán i nepřímý účinek na člověka ovlivněním aerosolového a mikrobiálního mikroklimatu. Působení aeroiontů na člověka se děje pravděpodobně z 10 % povrchem kůže a z 90 % plícemi. Je to dáno skutečností, že plocha kůže lidského těla je asi 1,5 m2, zatímco povrch plicních sklípků je asi 150 m2.

Příznivý vliv uměle ionizovaného vzduší nelze očekávat okamžitě. V závislosti na délce pobytu v ionizovaném prostředí a na citlivosti jedince se změny mohou dostavit v průběhu jednoho dne, ale též tří až čtyř týdnů.

Negativní ionty urychlují oxidaci serotoninu, zvyšují afinitu hemoglobinu a kyslíku a metabolismus ve vodě rozpustných vitamínů. Negativní ionty urychlují oxidaci serotoninu zásahem do enzymatických procesů. Tím dochází k poklesu jeho hladiny v krvi a tkáních a k nárůstu vylučování kyseliny 5-hydroxyindoloctové. Serotonin (enterotonin, 5-hydroxytryptamin, 5-HT) je biologicky účinná látka ze skupiny katecholaminů, jež se v organismu tvoří z tryptofanu a oxiduje monoaminooxidázou na biologicky neaktivní kyselinu 5-hydroxyindoloctovou, vylučující se z těla močí. Je to velmi silný a mnohostranný nervový hormon, ovlivňující neurovaskulární endokrinní a metabolické jevy v celém organismu. Zvláště se soustřeďuje na přenos nervových impulsů a objevuje se ve značném množství v mezimozku, kde hraje důležitou roli při tvorbě spánku a celkové nálady člověka. Ve vysokých koncentracích bývá obsažen v jedech vos, škorpionů a ropuch. Vyšší hladina serotoninu dává vzniknout tachykardii, drážděním hladkých svalů vyvolává zvýšení krevního tlaku, křeče, vedoucí až k astmatického záchvatu, zvýšení střevní peristaltiky, zvýšení bolestivosti popálených tkání a zvýšenou agresivitu. Reserpin a negativní ionty redukují množství serotoninu v mezimozku, a tím dochází k jejich výraznému uklidňujícímu účinku.

Vzrůstem slučivosti hemoglobinu a kyslíku roste parciální tlak kyslíku a klesá parciální tlak CO2. Současně se zvyšuje metabolismus ve vodě rozpustných vitamínů. Vzrůst afinity hemoglobinu a kyslíku a zvýšení metabolismu ve vodě rozpustných vitaminů zvyšuje kapacitu lidského organismu při statické a dynamické práci a redukuje požadavky organismu na vitamin C. Důsledkem vzrůstajícího okysličování krve je i růst odolnosti vůči virovým onemocněním (chřipce), neboť velká část virů je anaerobní (nesnáší působení kyslíku v krvi). Uvádí se také výrazné zvýšení resistence lidí vůči chřipce při zvýšení počtu negativních iontů ve vzduchu na 4000 v cm3. Ve švýcarské bance pracovalo v ovzduší s touto koncentrací 309 lidí po dobu 30 týdnů a 362 lidí v neupravené atmosféře. Poměr obou skupin počtem onemocní chřipkou byl vysoký, a to 1:16.

Negativní ionty stimulují vliv parasympatického (parasympathicus) vegetativního nervového systému, který ekonomizuje biologické procesy a navíc má i uvedený uklidňující účinek (v důsledku redukce serotoninu), čímž dochází k příznivému ovlivňování subjektivního stavu člověka. Vliv na biologické procesy probíhá přes příznivé působení na retikulo-kortikální vazby, které zvyšují aktivizační úroveň centrálního nervstva a tím i výkonnost lidského organismu. Z prací Stanfordské univerzity (USA) je zřejmý pozitivní vliv negativních aeroiontů na spánek člověka. Zjistil se pozitivní vliv negativních iontů na učení dětí, a to i postižených.

Pozitivní ionty působí opačně než negativní, např. inaktivizují enzymy, jež rozkládají 5-HT, tím zvyšují jeho hladinu v krvi a tkáních. Působení převahy kladných iontů ve vzduchu je v přírodě demonstrováno nepříznivým působením některých suchých teplých větrů (fén, santanna, mistral). Pozitivní ionty způsobují změny v organismu odpovídající biologickám reakcím, spojeným ze zvýšenou stimulací sympatického (sympaticus) nervového systému.

Z uvedených skutečností je zřejmé, že udržení alespoň minimální hladiny negativních iontů v interiéru je nepřehlédnutelným faktorem pro zdraví člověka. Při provedeném šetření byly dosahovány při otevřených oknech nebo při spuštěné klimatizaci.

4. Psychické mikroklima

Některé předepsané hodnoty platí pro administrativní budovy, pro obytné prostředí žádný předpis neexistuje.

Posouzení z hlediska současné úrovně poznání Působení jednotlivých složek prostředí na psychiku člověka je dvojí: specifické pro každou složku a nespecifické, tj. stejné pro každou složku. Specifické působení jednotlivých složek je různé pro pohyb vzduchu, prostornost a barevnost.

Působení pohybu vzduchu na člověka, tj. do jaké míry jej pohyb vzduchu ruší, nebo obtěžuje, závisí na rychlosti vzduchu (neměla by přesáhnout 1,5 m/s).

Nedostatečná velikost prostoru vytváří trvalý pocit stísněnosti (EBS syndrom), při vysokém počtu lidí v obytném prostoru vzniká nepříjemný stav nedostatku soukromí. Naopak nadměrná velikost prostoru má za následek pocit ztracenosti i nejistoty. Optimální velikost prostoru by měla být spojena s pocitem útulnosti a bezpečí. Vliv na vnímání velikosti prostoru má i jeho barevnost. V 19. století uveřejňuje Goethe svou „Nauku o barvách“, jejíž principy jsou uplatňovány dodnes. Psychické účinky barevnosti se v reálném, zpravidla barevně rozmanitém prostředí, složitě podílejí na celkových účincích životního prostředí a jeho složek.

Na základě uvedených skutečností je zřejmé, že psychické mikroklima není ovlivňováno metalickým povrchem budovy.

Závěr

Podle dosavadních poznatků a zkušeností je zřejmé, že metalický povrch fasády může ovlivnit pouze vnitřní povrchovou teplotu stěn a tvorbu aeroiontů v interiéru. Obojí lze kompenzovat aplikací vhodné klimatizační jednotky, vybavené ionizátorem vzduchu.

Miloslav V. Jokl

Prof. Ing. Miloslav V. Jokl, DrSc., je pedagog na Stavební fakultě ČVUT Praha a člen New York Academy of Science