Analiza podstawowych parametrów jakości powietrza wewnętrznego w klubie fitness

Mikroklimat a komfort treningów

Wybierając klub fitness, użytkownicy zwracają uwagę przede wszystkim na wyposażenie obiektu i możliwość uprawiania różnorodnych form aktywności fizycznej. Należy jednak spojrzeć na dany obiekt również od strony czysto technicznej, jako na środowisko odpowiednie do ćwiczeń. Optymalne warunki może zapewnić jedynie sprawny system wentylacyjno-klimatyzacyjny, który będzie w stanie usunąć zanieczyszczenia i dostarczyć wystarczającą ilość świeżego powietrza.

Za komfort treningów oraz samopoczucie użytkowników odpowiada mikroklimat danego wnętrza, który jest kształtowany przez szereg różnorodnych parametrów fizycznych oraz chemicznych, takich jak:

• temperatura powietrza,
• wilgotność względna,
• prędkość ruchu powietrza,
• ilość oraz rodzaj zanieczyszczeń,
• mikroflora i mikrofauna obecna w powietrzu,
• stężenie dwutlenku węgla.

Należy zaznaczyć, że odbiór wrażeń związanych z mikroklimatem pomieszczenia jest kwestią indywidualną.

Dany użytkownik będzie bardziej lub mniej wrażliwy na zmianę temperatury powietrza, podwyższoną lub obniżoną wilgotność względną czy zbyt wysoki poziom dwutlenku węgla.

Sytuacja optymalna dla części osób uczęszczających na siłownię może okazać się niekomfortowa dla innych użytkowników.

Żeby ćwiczący odczuwali komfort podczas korzystania z obiektu, należy spełnić kilka podstawowych warunków:

• pierwszym z nich jest zapewnienie stabilności składu powietrza wewnętrznego, który nie powinien znacząco odbiegać od parametrów powietrza zewnętrznego;
• kolejnym warunkiem jest maksymalne ograniczenie ilości substancji, które wywierają negatywny wpływ zarówno na zdrowie, jak i samopoczucie osób trenujących, co jest zgodne z głównym celem uczęszczania do klubu fitness – dzięki ćwiczeniom ludzie chcą osiągnąć lepszą kondycję, zatem nie powinni być narażeni na dodatkowe czynniki, które mogą wywołać ujemne skutki zdrowotne;
• ostatnią, lecz nie mniej ważną kwestią związaną z jakością powietrza jest jego zapach, który nie powinien być przykry ani uciążliwy dla użytkowników.

Zatem najważniejszym zadaniem jest zaprojektowanie, a następnie wyregulowanie systemu wentylacyjnego w taki sposób, by gwarantował optymalne warunki w pomieszczeniu dla większości użytkowników klubu fitness. Dodatkowo powinny zostać przy tym spełnione wszelkie wymogi higieniczne oraz zalecenia dotyczące wartości parametrów powietrza w danym obiekcie.

Czytaj też: Jakość powietrza - wymagania i klasyfikacje dotyczące zanieczyszczeń chemicznych i mikrobiologicznych >>>

Opis badania

• Czy mikroklimat w klubie fitness, a co za tym idzie jakość powietrza jest na optymalnym poziomie?
• Czy użytkownicy trenują w odpowiednich warunkach?
• Jakie parametry powietrza wpływają na komfort oraz samopoczucie trenujących?

Na wszystkie te pytania można uzyskać odpowiedź dzięki badaniu jakości powietrza.

Analizie poddano jeden z klubów fitness w Białymstoku.

Obiekt ma dwie kondygnacje o łącznej powierzchni ok. 1800 m², na których znajdują się:

• sale do treningu cardio oraz treningu siłowego,
• pomieszczenie do aerobiku,
• sala do gry w squasha,
• hala z basenem i jacuzzi,
• a także inne pomieszczenia użytkowe (szatnie, łazienki).

Budynek jest wyposażony w mechaniczną instalację wentylacyjną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła.

Użytkowanie obiektu opiera się na wykonywaniu treningów siłowych, wydolnościowych oraz odchudzających, jak również na różnorodnych formach aerobiku, rehabilitacji ruchowej i fizjoterapii, a także ćwiczeniach sportowo-rekreacyjnych w kompleksie basenowym.

Badania podstawowych parametrów jakości powietrza dokonano z wykorzystaniem wielofunkcyjnego urządzenia pomiarowego testo 435-4, które automatycznie notowało pomiary, oraz kompatybilnej sondy IAQ, która regularnie co sekundę pobierała próbki powietrza wewnętrznego.

Analizę przeprowadzono od 11 do 18 października 2015 r., a jej istotą był pomiar trzech podstawowych parametrów powietrza:

• stężenia dwutlenku węgla,
• wilgotności względnej
• oraz temperatury powietrza w pomieszczeniach klubu fitness.

Dwutlenek węgla

Pierwszym z badanych parametrów powietrza, który ma wpływ na jego jakość, jest stężenie dwutlenku węgla. Wyniki pomiarów przedstawiono na rys. 1, zaznaczając wartości stężenia CO2 w poszczególnych godzinach pracy klubu fitness na przestrzeni tygodnia.

Zauważono, że zawartość dwutlenku węgla podczas rozpoczęcia pracy klubu wahała się od ok. 400 do ponad 700 ppm – zakres ten mieści się w wymogach minimum higienicznego (1000 ppm).

Stężenie CO₂ podobnie kształtowało się o godzinie 12.00, natomiast o 17.00 można zauważyć gwałtowny wzrost stężenia CO₂ w powietrzu, przewyższa ono wartości zanotowane w pozostałych godzinach pracy klubu.

Tak wysoka zawartość dwutlenku węgla wynika ze zwiększenia liczby osób korzystających z obiektu – podwyższenie stężenia badanego gazu jest spowodowane jego wydalaniem z organizmu podczas wysiłku fizycznego.

Z kolei w godzinach zamknięcia siłowni zaobserwowano ustabilizowanie się CO2 na poziomie 400 ppm.

Temperatura

Na rys. 2 przedstawiono zmierzone wartości temperatury wewnątrz obiektu w wybranych punktach czasowych.

Na pierwszy rzut oka można zauważyć, że temperatura przyjmowała zawsze najniższe wartości w godzinach otwarcia klubu fitness. Jest to z pewnością spowodowane wychłodzeniem obiektu podczas zamknięcia oraz niewielką liczbą ćwiczących osób.

Maksymalne wartości temperatury, podobnie jak w przypadku stężenia dwutlenku węgla, odnotowano o godz. 17.00, kiedy w klubie znajdowało się najwięcej intensywnie trenujących użytkowników.

Wilgotność względna

Linie na wykresie (rys. 3) obrazują poziom wilgotności względnej w pomieszczeniach siłowni w określonych godzinach.

Podobnie jak w przypadku poprzednio analizowanych parametrów, podczas otwarcia, o godz. 12.00 i w godzinie zamknięcia poziom wilgotności względnej utrzymywał się na podobnym poziomie. Natomiast najwyższe wartości ponownie odnotowano o godz. 17.00, kiedy z siłowni korzystało najwięcej użytkowników.

Wilgoć emitowana przez organizmy trenujących spowodowała podwyższenie poziomu ogólnej wilgotności względnej w badanym obiekcie.

Czytaj też: Badanie mikroklimatu w salach dydaktycznych >>>

Podsumowanie wyników badania

W tab. 1 zestawiono wartości zbadanych parametrów i porównano je z zaleceniami dla obiektów typu klub fitness.

Można zauważyć stosunkowo dużą rozbieżność wyników, zwłaszcza jeśli chodzi o stężenie dwutlenku węgla oraz wartość wilgotności względnej powietrza.

Zróżnicowanie to może być spowodowane kilkoma czynnikami:

• pierwszym z nich jest rodzaj uprawianej aktywności fizycznej;
  - jeśli użytkownicy klubu fitness intensywnie trenują, do otoczenia oddawane jest ciepło oraz wilgoć pochodzące z organizmów, powodujące podwyższenie temperatury powietrza i poziomu wilgotności względnej;
  - wysoka aktywność fizyczna to również większa zawartość w powietrzu dwutlenku węgla.

• Kolejnym czynnikiem jest liczba użytkowników klubu;
  - jeśli w tym samym miejscu i czasie znajduje się wiele osób realizujących wyczerpujące treningi, poziom badanych parametrów znacznie wzrasta;
  - stężenie CO₂ oraz poziom wilgotności względnej rosną z powodu wydzielanych produktów me­tabolizmu, natomiast podwyższenie temperatury w pomieszczeniu spowodowane jest emisją ciepła z organizmów ćwiczących osób.

Skutki przekroczeń badanych parametrów

• Przekroczenie badanych parametrów obniża jakość powietrza wewnątrz pomieszczeń, co może skutkować negatywnymi skutkami zdrowotnymi.
• Niezachowanie wymagań higienicznych może powodować duszności, bóle głowy, obniżenie koncentracji oraz senność.

Te niepożądane objawy z pewnością nie idą w parze z zamiarem zdobycia dobrej kondycji fizycznej. Zachodzi w związku z tym potrzeba wprowadzenia nowych rozwiązań w obszarze projektowania oraz eksploatacji układów wentylacyjnych, co zagwarantuje utrzymanie podstawowych parametrów powietrza na poziomie optymalnym dla użytkowników.

Proponowane rozwiązania

Żeby uniknąć niepożądanych skutków związanych z przekroczeniami norm higienicznych, należy przeanalizować, jakie zmiany powinny zostać wprowadzone w obszarze wentylacji (rys. 4).

• Najprostszym sposobem poprawienia jakości powietrza może być częstsze przewietrzanie pomieszczeń. Doprowadzenie świeżego powietrza do obiektu powinno polepszyć samopoczucie trenujących i zwiększyć komfort jego użytkowania. Jednak nie zawsze można zastosować to proste rozwiązanie ze względu na umiejscowienie okien, rozmiary oraz funkcje danego obiektu lub działające chłodzenie (klimatyzatory).
• Innym rozwiązaniem, już w obszarze wentylacji mechanicznej, może się okazać wyposażenie istniejącego systemu wentylacyjnego w czujnik stężenia dwutlenku węgla. Jest to tzw. wentylacja sterowana stężeniem CO₂, która reaguje na podwyższenie ilości tego gazu w powietrzu wewnętrznym, co skutkuje zwiększeniem krotności wymian powietrza w obiekcie.
• Analogicznym rozwiązaniem może być również zainstalowanie higrostatu, czyli czujnika wilgotności względnej. Poprzez monitoring zmian wilgoci w powietrzu wewnętrznym czujnik będzie uruchamiał wentylatory w momencie przekroczenia zalecanych wartości.

Czujniki stężenia dwutlenku węgla oraz wilgotności względnej są najlepszym rozwiązaniem dla obiektów przeznaczonych do uprawiania sportu i rekreacji, ponieważ są co do zasady bezobsługowe, nie wymagają ciągłego monitoringu i reagują nawet na najmniejsze zmiany wysokości wspomnianych parametrów.

Literatura

1. Babicz Z., Żołnierska E., Sowa J., Badania mikroklimatu sal do intensywnych ćwiczeń rekreacyjnych, „Rynek Instalacyjny” nr 7–8/2014.
2. Gładyszewska-Fiedoruk K., Krawczyk D.A., Gajewski A., Wiater J., Badanie komfortu w salach dydaktycznych – badania wstępne przed modernizacją – eksperyment, „Rynek Instalacyjny” nr 11/2013.
3. Kaiser K., Tlenek i dwutlenek węgla w pomieszczeniach, „Rynek Instalacyjny” nr 9/2010.
4. Müller J., Skrzyniowska D., Jakość powietrza a wentylacja pomieszczeń, „Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej”, 4-Ś, 2012.
5. Pełech A., Szczęśniak S., Mikroklimat i jakość powietrza w pomieszczeniach wentylowanych a intensywność jego wymiany, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 12/2009
6. Pełech A., Wentylacja i klimatyzacja – podstawy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013.
7. Rybka K., Wentylacja na żądanie sterowana stężeniem CO₂ w pomieszczeniach, „Rynek Instalacyjny” nr 5/2014.
8. Sompoliński M., Przydróżny E., Mikroklimat i obciążenia cieplne w pomieszczeniach do aktywnego wypoczynku, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 9/2011.

Czytaj też: Stan systemu wentylacyjnego w budynku edukacyjnym i jego wpływ na jakość powietrza – analiza przypadku >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!