Wybrane wytyczne projektowania wentylacji i komfortu termicznego w budynkach biurowych

Raport podzielony został na dwie części. Pierwsza przedstawia zagregowany opis stanu zadowolenia polskich pracowników z jakości środowiska w biurach, w których pracują. Pogrupowano je w siedem obszarów: 1 – jakość środowiska wewnętrznego i wentylacja; 2 – komfort termiczny; 3 – światło dzienne i oświetlenie; 4 – akustyka; 5 – układ biura i active design; 6 – dostęp do natury i widoki na zewnątrz; 7 – lokalizacja i dostęp do udogodnień.

Z badań ankietowych wynika, że z jakości środowiska wewnętrznego i wentylacji niezadowolonych było 28% respondentów. Na brak komfortu termicznego wskazało prawie 25% ankietowanych. Z oświetlenia nie było zadowolonych 17%, a z akustyki (hałasu) 33%. W przypadku nowych budynków prawie 66% pracowników potwierdziło, że ma dostęp do różnorodnej przestrzeni, a w certyfikowanych ponad 90% osób uważa, że ich biuro sprzyja aktywności ruchowej. Ponad 50% respondentów stwierdziło, że w swoim otoczeniu biurowym ma zbyt mało roślin. 67% ankietowanych osób w wieku poniżej 30. roku życia korzysta z transportu publicznego, a wszystkie obiekty certyfikowane mają infrastrukturę dla rowerzystów.

W drugiej części publikacji opisano dobre praktyki, najnowsze trendy i zalecenia w zakresie budowy oraz aranżacji biur, które sprzyjają dobremu samopoczuciu i produktywności pracowników. Omówiono siedem wyszczególnionych powyżej obszarów i wskazano konkretne możliwe do podjęcia działania zmierzające do poprawy jakości środowiska pracy. Zagadnienia te są ważne nie tylko dla użytkowników, ale też inwestorów, projektantów i wreszcie pracodawców wynajmujących powierzchnie biurowe.

Czytaj też: Oddymianie garaży zamkniętych – wymagania przepisów a efektywność rozwiązań technicznych >>

Do projektowania budynków biurowych, zwłaszcza certyfikowanych, wykorzystuje się programy symulacyjne do modelowania numerycznego. To nie tylko analizy zużycia energii, komfortu cieplnego, wentylacji czy dostępu do światła, ale także takich elementów, jak wystrój wnętrz i aranżacje sprzyjające aktywności pracowników (active design). Z badań prezentowanych m.in. przez Go4Energy wynika, że największy potencjał oszczędności w całym cyklu życia budynków biurowych mają ludzie (ich komfort), a nie systemy HVAC. Zwiększenie produktywności pracowników może bowiem przynieść kilkukrotnie większe zyski niż działania zmierzające do oszczędności energii.

Dlatego tak ważne jest zapewnienie użytkownikom biur jak najwyższego komfortu na wielu płaszczyznach, począwszy od jakości powietrza i komfortowej temperatury, poprzez światło i akustykę, po kontakt z naturą i rozwiązania sprzyjające aktywności fizycznej. Oczywiście kwestie energoefektywności budynków i instalacji są ważne, ale nie można ich analizować w oderwaniu od wymogu zapewniania komfortu ludziom. Poniżej zaprezentowano wybrane wytyczne z raportu PLGBC Zdrowe zielone biura – kierowane do projektantów instalacji HVAC i mające wpływ na instalacje w budynkach biurowych.

Jakość środowiska wewnętrznego i wentylacja

Jakość powietrza wewnętrznego istotnie wpływa na zdrowie i samopoczucie pracowników. Potwierdzono naukowo negatywny wpływ złej jakości powietrza na produktywność. Także badanie przeprowadzone przez PLGBC wykazało, że zdaniem ankietowanych jakość powietrza jest jednym z kluczowych czynników wpływających na ogólną ocenę warunków panujących w biurze. 

Najnowsze wyniki badań potwierdzają, że nawet nieodczuwalne zmiany jakości powietrza znajdują odzwierciedlenie w produktywności pracowników. Zwiększenie stężenia pyłów zawieszonych PM10 w powietrzu zewnętrznym już o tak niewiele, jak 12 mikrogramów na metr sześcienny, przekłada się na 10-procentowy spadek efektywności pracowników umysłowych przebywających w biurach [1]. Stężenie zanieczyszczeń oraz czas ekspozycji determinują skalę konsekwencji negatywnych dla ludzkiego zdrowia. Do najistotniejszych szkodliwych czynników Jakość środowiska wewnętrznego i wentylacja. Jakość powietrza wewnętrznego istotnie wpływa na zdrowie i samopoczucie pracowników. Potwierdzono naukowo negatywny wpływ złej jakości powietrza na produktywność. Także badanie przeprowadzone przez PLGBC wykazało, że zdaniem ankietowanych jakość powietrza jest jednym z kluczowych czynników wpływających na ogólną ocenę warunków panujących w biurze. Najnowsze wyniki badań potwierdzają, że nawet nieodczuwalne zmiany jakości powietrza znajdują odzwierciedlenie w produktywności pracowników. Zwiększenie stężenia pyłów zawieszonych PM10 w powietrzu zewnętrznym już o tak niewiele, jak 12 mikrogramów na metr sześcienny, przekłada się na 10-procentowy spadek efektywności pracowników umysłowych przebywających w biurach [1]. Stężenie zanieczyszczeń oraz czas ekspozycji determinują skalę konsekwencji negatywnych dla ludzkiego zdrowia. Do najistotniejszych szkodliwych czynników należą: wysokie stężenie dwutlenku węgla, tlenek węgla, pyły zawieszone PM2,5 i PM10, ozon, ołów, dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, a także związki pochodzenia organicznego: lotne związki organiczne (ang. Volatile Organic Compounds – VOC), takie jak np. benzen i formaldehyd, oraz bakterie, wirusy i grzyby [2]. 

Negatywne skutki oddziaływania zanieczyszczeń na organizm różnią się intensywnością i uciążliwością. Podstawowe dolegliwości to podrażnienia gardła, oczu, nosa czy bóle głowy. Objawy te są symptomami tzw. syndromu chorego budynku (and. Sick Building Syndrome – SBS). Poważniejsze obejmują schorzenia górnych dróg oddechowych, alergie, nasilenie wymienionych objawów, a nawet rozwój astmy. W skrajnych przypadkach długotrwałego oddziaływania na organizm mogą wręcz prowadzić do trwałego uszczerbku na zdrowiu. Objawy syndromu chorego budynku nie tylko przyczyniają się do pogorszenia efektywności pracowników w biurze, ale także prowadzą do zwiększonej absencji chorobowej [3]. Z punktu widzenia zarządzania firmami obniżona produktywność i większa liczba zwolnień lekarskich pracowników przekładają się na realne zwiększenie kosztów prowadzenia działalności.

Do zapewnienia użytkownikom zdrowego środowiska pracy dużą wagę przykłada się w systemach certyfikacji ekologicznej budynków, takich jak LEED, BREEAM czy WELL. Zawarto w nich wiele praktycznych zaleceń, które budynki powinny spełniać na etapie projektowania, wykonawstwa i użytkowania. Wymagania te mogą być drogowskazem nawet w przypadku budynków i biur, które nie aspirują do uzyskania certyfikatu. Działania mające na celu zapewnienie właściwej jakości powietrza obejmują dwa podstawowe podejścia: eliminację źródeł zanieczyszczeń oraz właściwą wentylację.

Eliminacja zanieczyszczeń

Zanieczyszczenia powietrza wewnętrznego pochodzą zarówno z powietrza zewnętrznego, jak i z wnętrza budynku. W zależności od źródła należy z nimi walczyć w różny sposób [3]. Jakość powietrza w budynku w oczywisty sposób zależy od jego lokalizacji. Gorsza będzie w budynku zlokalizowanym na obszarze przemysłowym o gęstej zabudowie, z intensywnym ruchem samochodowym. W takiej sytuacji ilość zanieczyszczeń można ograniczyć dzięki właściwemu umiejscowieniu czerpni powietrza systemu wentylacji mechanicznej i odpowiednim filtrom powietrza zastosowanych w centralach wentylacyjnych. Aby ograniczyć dostawanie się pyłów do wnętrza budynku wraz z użytkownikami, stosuje się maty wejściowe, drzwi obrotowe lub podwójne drzwi z przedsionkiem. W zielonych budynkach musi obowiązywać całkowity zakaz palenia. 

Systemy certyfikacji budynków zwracają uwagę nawet na czyszczenie mebli i wnętrza budynku przy użyciu ekologicznych preparatów w celu ograniczenia patogenów i alergenów rozwijających się w kurzu i brudzie. Konieczne jest ograniczenie wykorzystania niskiej jakości materiałów wykończeniowych, takich jak: farby, lakiery, powłoki, wykończenie podłóg i sufitów, kompozyty drewniane, meble czy też izolacje termiczne, będących źródłem emisji szkodliwych lotnych związków organicznych. 

Na późniejszą jakość powietrza w budynku wpływ ma już sposób prowadzenia prac budowlanych w czasie jego wznoszenia i prowadzenia prac wykończeniowych. Systemy certyfikacji postulują stosowanie restrykcyjnych zasad obejmujących przykładowo zabezpieczenie składowanych materiałów budowlanych przed wilgocią czy zakaz używania docelowych central wentylacyjnych w trakcie budowy, kiedy poziom zanieczyszczeń jest tak wysoki, że może trwale wpłynąć na czystość całego systemu wentylacji mechanicznej. Na chłodnicach w urządzeniach chłodniczych można zamontować lampy UV w celu zapobiegania rozwojowi pleśni z wykraplającej się tam wilgoci.

Wentylacja

System wentylacji musi dostarczać do wnętrza budynku odpowiednią ilość powietrza świeżego zapewniającego tlen użytkownikom przebywającym w pomieszczeniach, musi też skutecznie usuwać gromadzące się w powietrzu wewnętrznym zanieczyszczenia. Spełnienie tych warunków można zagwarantować poprzez zainstalowanie na centralach wentylacyjnych obsługujących budynek urządzeń mierzących już minimalne ilości powietrza zewnętrznego i generujących alarm w przypadku przekroczeń. Należy rozważyć dostarczanie do budynku większych ilości powietrza niż minimum wymagane przepisami, jednak w rozsądnych granicach, z uwagi na zwiększone zużycie energii elektrycznej przez przewymiarowane systemy wentylacyjne. 

Badania potwierdzają zwiększenie w pewnych zakresach produktywności pracowników o 0,5% przy zwiększaniu ilości świeżego powietrza nawiewanego o każde 10 m³ na osobę na godzinę. Zalecane jest zapewnienie wyciągu powietrza z pomieszczeń, w których mogą się gromadzić szkodliwe gazy lub chemikalia (np. garaże, pralnie, laboratoria, warsztaty, pomieszczenia drukarek lub ksero) oraz zapewnienie podciśnienia w stosunku do przyległych pomieszczeń. Dla każdego z tych pomieszczeń zaleca się zastosowanie drzwi z samozamykaczem, przegród od stropu do stropu i pełnego sufitu. Można stosować monitoring stężenia dwutlenku węgla we wszystkich pomieszczeniach o zagęszczeniu powyżej 25 osób na 93 m². Czujniki CO² muszą być umieszczone na wysokości od 900 do 1800 mm nad podłogą i generować alarm widoczny i słyszalny dla użytkownika lub komunikat do systemu zarządzania budynkiem, w przypadku gdy stężenie przekroczy wartości progowe o więcej niż 10%.

Komfort termiczny – ogrzewanie i chłodzenie 

Zapewnienie komfortu termicznego jest jednym z podstawowych czynników decydujących o tym, że większość czasu spędzamy wewnątrz budynków. Nasze efektywne funkcjonowanie wymaga odpowiednich parametrów środowiska wewnętrznego. Do kluczowych zaliczyć można temperaturę i wilgotność powietrza, prędkość jego przepływu oraz rozkład temperatury w otoczeniu.

Odpowiednie warunki termiczne wpływają na nasze dobre samopoczucie, zdrowie oraz produktywność. Jest to jednocześnie zagadnienie bardzo złożone. Każdy z parametrów wpływających na odczuwanie komfortu termicznego: temperatura powietrza, prędkość powietrza, temperatura przegród czy wilgotność, ma ścisły związek z pozostałymi. Nie bez znaczenia jest również wykorzystywana przez pracowników odzież, ich indywidualne preferencje i aktywność fizyczna.

Trudno ocenić znaczenie poszczególnych wymienionych parametrów. Wyniki badań wskazują, że ich utrzymanie w rekomendowanych zakresach w istotny sposób wpływa na percepcję komfortu termicznego, a co za tym idzie – satysfakcję z miejsca pracy. Z kolei zaburzenie każdego z parametrów może skutkować obniżeniem produktywności od kilku do kilkunastu procent. Niezapewnienie odpowiednich warunków może wpływać niekorzystnie na nasz układ odporności, prowadzić do częstszych infekcji i przerw w pracy.

Współcześnie dostępne technologie dają możliwość realizacji budynków zapewniających precyzyjne dotrzymanie parametrów. Kluczowy jest wybór odpowiedniego rozwiązania oraz staranne wykonanie projektu. W projekcie powinny zostać uwzględnione aspekty związane z funkcjonowaniem przyszłego użytkownika, konieczna jest też elastyczność pozwalająca na wprowadzanie zmian w aranżacji przestrzeni.

Temperatura powietrza

Zapewnienie temperatury powietrza w pomieszczeniu na komfortowym poziomie wymaga zazwyczaj ogrzania lub schłodzenia powietrza do niego dostarczanego. Zbyt duża różnica temperatury powietrza nawiewanego i temperatury w pomieszczeniu może powodować dyskomfort. Im różnica mniejsza, tym poczucie komfortu wyższe. Kluczowe jest, żeby poprzez rozwiązania projektowe zadbać o możliwie najmniejszą różnicę temperatur. Jednocześnie należy zwrócić uwagę na możliwości kontroli temperatury oraz sposób jej pomiaru przez system automatyki. Należy projektować strefy regulacji tak, aby obejmowały przestrzeń o zbliżonym sposobie użytkowania oraz zyskach ciepła.

Prędkość ruchu powietrza

W pomieszczeniach biurowych przeznaczonych do pracy prędkość powietrza powinna być na tyle niska, by nie była odczuwalna. Uczucie przeciągu szczególnie często spotykane jest wówczas, gdy system wentylacji pracuje w trybie chłodzenia. Podczas projektowania należy zwrócić uwagę na obliczenia prędkości powietrza, tak aby w strefie przebywania ludzi nie przekraczała ona 0,2 m/s. Istotny jest wybór systemu wentylacji i klimatyzacji: dobór jego elementów oraz projekt układu dystrybucji powietrza.

Temperatura przegród

Kolejnym istotnym aspektem jest temperatura promieniowania. Znacznie odbiegająca od temperatury w pomieszczeniu temperatura przegród, takich jak ściany zewnętrzne oraz szklenia, może być przyczyną istotnego dyskomfortu. Znacząco wyższa temperatura, związana m.in. z nagrzewaniem elementów fasady przez słońce, w takim samym stopniu jak znacząco niższa, w wyniku nieodpowiedniego ich zaizolowania zimą – będą miały negatywny wpływ na poczucie komfortu. Istotnym elementem procesu projektowego jest dobór parametrów przegród oraz materiałów, z których mają zostać wykonane. Równie ważne są przeszklenia. Jako element budynku zapewniający dostęp światła dziennego oraz dostęp do widoku na zewnątrz (który powinien być maksymalizowany) mogą mieć bardzo zróżnicowaną temperaturę, stanowiącą źródło dyskomfortu. Należy zwrócić szczególną uwagę na rozkład przeszklenia oraz parametry wykorzystywanych zestawów szklenia.

Wilgotność

Wilgotność jest parametrem mającym wpływ na zdrowie i dobre samopoczucie, a także na trwałość materiałów budowlanych. Wilgotność względna powietrza przy temperaturach najczęściej spotykanych w biurach nie ma na nas negatywnego wpływu. Istotne jest zaprojektowanie i wykonanie budynku tak, aby zapobiec występowaniu wartości skrajnie wysokich i skrajnie niskich. 

Na wartości skrajnie niskie jesteśmy narażeni w okresach, kiedy temperatura powietrza na zewnątrz jest niska. Prowadzi to do wysychania błon śluzowych, co może powodować pieczenie oczu, drapanie w nosie i gardle oraz infekcje górnych dróg oddechowych. Ważne jest więc, aby przestrzeń była wyposażona w skuteczny system nawilżania. Powinien on być zaprojektowany w sposób zapobiegający rozwojowi drobnoustrojów. Jednocześnie istotne jest, aby układ był efektywny energetycznie – nawilżanie w znacznym stopniu stanowi o zużyciu energii przez budynek, z tego względu zdarzają się przypadki jego celowego wyłączania, by ograniczyć koszty eksploatacji. 

Z drugiej strony podczas gwałtownego podwyższenia temperatury zewnętrznej w połączeniu z opadami może wystąpić wzrost poziomu wilgotności do wartości skrajnie wysokich. Istotne jest wówczas, aby system wentylacji zapewniał możliwość osuszenia powietrza. Skrajnie wysokie wartości powodują poczucie duszności. Powtarzające się epizody zbyt wysokiej wilgotności powietrza mogą prowadzić do rozwoju grzybów oraz drobnoustrojów w przestrzeni biura.

Rodzaj odzieży i aktywność

W wielu współczesnych organizacjach obowiązują określone zasady dotyczące ubioru pracowników. W połączeniu z charakterystycznym dla organizacji rodzajem aktywności oraz jej intensywnością stanowią one istotny parametr podczas projektowania powierzchni pracy. Stopień aktywności oraz izolacyjność noszonej odzieży w istotny sposób wpływają na nasz komfort termiczny. Miejsce pracy powinno być zaprojektowane w taki sposób, aby uwzględniając te cechy, spełniało wymagania komfortu.

Inne wytyczne

W raporcie zawarto także wytyczne dotyczące światła dziennego i oświetlenia, akustyki, układu biura oraz dostępu do natury i widoku na zewnątrz, a także lokalizacji budynku. Poniżej przytoczono zasady dotyczące instalacji w budynku. W wytycznych na temat oświetlenia zaleca się m.in., aby na etapie koncepcji budynku skorzystać z kompleksowej symulacji dostępu światła. Na etapie projektu wnętrz, dysponując wynikami symulacji oświetlenia całej kondygnacji, można podjąć obiektywne decyzje dotyczące układu pomieszczeń.

Wśród wytycznych dotyczących akustyki zwraca się uwagę m.in. na hałas instalacyjny – generowany przez urządzenia związane z funkcjonowaniem budynku. Istotną rolę odgrywa zatem także izolacyjność akustyczna instalacji. Rurociągi centralnego ogrzewania i dystrybucji wody czy kanały wentylacyjne są standardowo wyposażone w izolację cieplną, pełniącą również funkcję izolacji akustycznej (wymagania narzucone są przez rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie). Inaczej jednak wygląda sytuacja z rurami kanalizacji bytowej i deszczowej. W tych przypadkach należy na etapie projektowym zadbać o wybór odpowiedniej izolacji akustycznej, aby uniknąć generowanego tam hałasu.

Hałas jest jednym z głównych problemów w biurach – wskazuje na niego 90% badanych pracowników. Wyniki badań wskazują, że w warunkach hałasu (65 dB(A)) następuje spadek efektywności procesów poznawczych do 20%, o 50% zmniejsza się efektywność wykonywania zadań wymagających logicznego myślenia, zwiększa się też liczba zwolnień lekarskich pracowników. Dochodzi do 66-proc. spadku produktywności pracowników przy poziomie hałasu tła akustycznego > 45 dB(A).

W raporcie podkreśla się, że koncepcja active design ma na celu dbanie o zdrowie ludzi i pozytywne stymulowanie pracownika poprzez ruch. Zrelaksowany jest bardziej efektywny, wykazuje się twórczym myśleniem, ma chęć rozwijać więzy społeczne, a w efekcie ma większą wartość dla firmy. Z układem biura wiąże się także wykorzystanie roślin do dbania o jakość powietrza wewnętrznego. Coraz powszechniej stosuje się rośliny produkujące dużo tlenu. Projektanci umieszczają w biurach całe ściany lub dywany z żywą roślinnością.

Badania wykazują, że wprowadzenie elementów natury, zarówno autentycznych, jak i imitacji, do miejsca pracy wpływa pozytywnie na wyniki pracowników i ich samopoczucie. Pracodawcy powinni zastanowić się nad zapewnieniem w biurach kontaktu z naturą, aby pozyskiwać nowych utalentowanych pracowników i utrzymać obecnych. Według raportu Human Spaces The Global Impact of Biophilic Design in the Workplace [4] w organizacjach, które dostarczają inspirujących, zielonych i doświetlonych miejsc pracy, produktywność wzrasta o 15%. Wpływ projektowania w oparciu o biophilic design pomaga w twórczym działaniu, a okna zapewniają prosty sposób połączenia z naturą. W raporcie wskazano na różne wzory projektowe dot. dostępu do natury, m.in. subtelne zmiany temperatury powietrza, wilgotności, dające poczucie odświeżenia, orzeźwienia. Może to być wentylacja z indywidualną regulacją oraz widoczne elementy instalacji wentylacji mechanicznej.

Szybki dojazd do pracy i infrastruktura udogodnień lokalnych mają dziś bardzo duży wpływ na komfort i zadowolenie pracowników. Zatem lokalizacja budynku i dostęp do udogodnień mają także znaczenie i coraz więcej osób zwraca na nie uwagę przy podejmowaniu decyzji o wyborze pracy. Najbardziej cenione są centra miast z dużym wyborem udogodnień lokalnych, dobrym transportem publicznym i możliwością dotarcia do biura na rowerze.

Pełny raport do pobrania na: https://plgbc.org.pl/raport-zdrowe-zielone-biura/.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!