Higieniczne podstawy wentylacji – ewolucja poglądów w Polsce

Światowa literatura na temat podstaw naukowych formułowania wymagań wentylacyjnych jest bardzo bogata – doskonałe kompendium na ten temat przygotował Paweł Wargocki [27]. Niestety oryginalny polski wkład do tej wiedzy jest niezauważalny, mimo że w ostatnich latach polscy naukowcy uczestniczyli w wielu fundamentalnych projektach realizowanych poza granicami kraju. Warto zauważyć, że Wielkopolska czy Śląsk były przed laty terenem działania wybitnych naukowców niemieckich. Laureat nagrody Nobla mikrobiolog Robert Koch odkrył w latach siedemdziesiątych XIX w. laseczki wąglika (Bacillus anthracis), pracując jako lekarz powiatowy w Wolsztynie, a Carl Flügge prowadził na Uniwersytecie Wrocławskim fundamentalne prace nad rozprzestrzenianiem się gruźlicy drogą kropelkową.

Przez lata zalecenia dotyczące wentylacji prezentowane przez polskich specjalistów były pokłosiem ich subiektywnej oceny poglądów formułowanych przez innych zagranicznych badaczy. Trudno przy tym jednoznacznie powiązać prezentowane w Polsce poglądy z ich światowymi źródłami, gdyż stosowanie odnośników bibliograficznych nie było powszechne w krajowej literaturze technicznej XX wieku. Duży wpływ na formułowanie wymagań prawnych i normalizacyjnych miały z pewnością rekomendacje i standardy funkcjonujące w państwach, których gospodarka najsilniej oddziaływała na polski rynek budowlany (jak. np. Związek Radziecki czy Niemcy).

Analiza historyczna prezentowanych poglądów

Przez lata technologie wznoszenia budynków stosowane na terenie Polski nie zapewniały wysokiej szczelności zewnętrznej ich powłoki, a intensywna infiltracja i eksfiltracja powietrza sprawiała, że budynki te nie były wyposażane w systemy wentylacji. Jednocześnie do ogrzewania i oświetlania pomieszczeń wykorzystywano procesy spalania. Nic dziwnego zatem, że jeszcze na początku XX w. Kazimierz Jabłczyński [5] tak opisywał konieczność wietrzenia pomieszczeń: Wdychamy do płuc powietrze; tlen jego poprzez ścianki naczyń przedostaje się do krwi, która go roznosi po całym organizmie; tam on utlenia, a produkt tego utleniania, kwas węglowy, zabiera krew, by przez te same ścianki wydalić na zewnątrz. Spalane materiały wciąż są odnawiane przez pokarmy. Rozumiemy teraz, dlaczego w powietrzu zużytem, tj. pozbawionem tlenu, człowiek dusi się. W pokojach, gdzie przebywa dużo ludzi, lub gdzie wiele pali się lamp, powietrze mniej jest w tlen zasobne, co u wielu osób powoduje ból i zawrót głowy. Koniecznym warunkiem zdrowotności jest częste przewietrzanie pokojów zwłaszcza przed pójściem na spoczynek. Tak samo jak człowiek spotrzebowują tlen i wszystkie inne zwierzęta (...) Skoro się tlen wciąż zużywa, winno go wreszcie zabraknąć w powietrzu: byłoby to równoznaczne ze śmiercią wszystkich zwierząt. Zaradzają jednak temu rośliny. Wchłaniają one za dnia kwas węglowy, by go wpływem promieni słonecznych rozłożyć, węgiel spożytkować dla siebie do budowy tkanek, a tlen oddać powietrzu. (...) Cały ów krąg przemian odbywa się wciąż, nieprzerwanie dzięki promieniom słonecznym. Słońce jest źródłem życia na ziemi; jeśli ono zgaśnie, zgaśnie też i życie.

Jak zatem widać, w Polsce jeszcze na początku XX w. nie oczekiwano, że wentylacja zapewni odpowiednie warunki w pomieszczeniu bez ingerencji człowieka. Uważano za oczywistość, że to użytkownik pomieszczenia powinien oceniać, czy wymagane jest przewietrzenie pomieszczenia w celu odświeżenia powietrza. Za przyczynę dyskomfortu uważano zbyt duże zagęszczenie osób oraz produkty procesów spalania (oświetlanie i ogrzewanie pomieszczeń). Takie podejście było odzwierciedleniem poglądów, jakie pod koniec XVIII w. formułował Antoin Laurent Lavoisier. Opisany powyżej krąg zależności nie jest błędny, nie uwzględnia jednak kilku ważnych czynników wpływających na jakość powietrza we wnętrzach, takich jak: emisja biozanieczyszczeń przez ludzi, emisja lotnych związków organicznych przez elementy wykończeniowe i wyposażenie, ryzyko zakażeń przenoszonych drogą powietrzną czy stan zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego. Warto zauważyć, że w przypadku procesów spalania spadkowi udziału objętościowego tlenu o 1 pkt procentowy (z 20,9 do 19,9%) towarzyszyłoby podwyższenie udziału dwutlenku węgla również o ok. 1 punkt procentowy (wzrost stężenia o 10 000 ppm) oraz wzrost stężenia tlenków azotu i tlenków siarki. W przypadku procesów metabolicznych analogicznemu spadkowi stężenia tlenu towarzyszyłby silny wzrost stężeń lotnych związków organicznych emitowanych przez ludzi, co prowadziłoby do nieprzyjemnego zapachu. Prawdziwym powodem skłaniającym użytkowników do wietrzenia pomieszczeń byłoby zatem albo drażniące działanie tlenków azotu i tlenków siarki, albo nieprzyjemny zapach pochodzący od ludzi, a nie obniżony udział tlenu. Oczywiście brak tlenu w powietrzu powoduje rozwijające się niedotlenienie i zamartwicę. Jednak jeszcze przy stężeniu 16% tlenu w powietrzu nasycenie hemoglobiny tlenem wynosi ok. 95% HbO2. Przy mniejszym stężeniu objawy głodu tlenowego rozwijają się szybko.

Czytaj też: Ewolucja wentylacji i chłodzenia budynków biurowych »

Odzyskanie niepodległości w 1918 r. postawiło przed specjalistami od ogrzewania i wentylacji zadanie ujednolicenia przepisów, wymagań, zaleceń i tradycji, silnie różniących się na terenach wchodzących w skład różnych zaborów. Dobrą okazję do wypracowania wspólnego stanowiska dał I Zjazd Ogrzewników Polskich zorganizowany w Warszawie w 1936 r. Franciszek Bąkowski, oceniając stan techniki wentylacyjnej w Polsce, zwracał uwagę na jej wyraźne zapóźnienie w porównaniu do ogrzewnictwa [2]: Technika ogrzewnictwa zaspokaja potrzebę ogólnie odczuwaną, technika wentylacyjna zaś potrzebę wyrozumowaną, a więc mniej popularną. To też, kiedy dobre urządzenia ogrzewcze są rzeczą odwieczną, rozwój urządzeń wentylacyjnych możemy stwierdzić dopiero w wieku XIX. Nawet bogato wyposażone i starannie zaprojektowane urządzenia wentylacyjne końca ubiegłego i pierwszych lat obecnego stulecia, będąc obliczanymi przede wszystkim na zapotrzebowanie okresu zimowego, w najlepszym razie zapobiegały przeciągom i usuwały zaduch, ale równocześnie dawały w zimie przeważnie powietrze za suche, martwe, w lecie zaś powietrze za gorące i za wilgotne.

Dalej Bąkowski, opierając się na badaniach Carla Fluggego, Hilla oraz Komisji Wentylacyjnej w Nowym Jorku, stwierdził, że dla dobrego samopoczucia osób przebywających w salach wietrzonych potrzebna jest ścisła współzależność trzech czynników: temperatury, wilgotności i szybkości ruchu powietrza. Postulował także, by urządzenia wentylacyjne zapewniały „właściwy klimat‘‘ w pomieszczeniach, podkreślając przede wszystkim konieczność ruchu powietrza. W poglądach tych zwraca uwagę bardzo szerokie rozumienie pojęcia wentylacja, znacznie wykraczające poza obecną definicję tego procesu. Oczekuje się także, że systemy wentylacji zapewnią warunki komfortu cieplnego, są to zatem wymagania stawiane obecnie systemom klimatyzacji pomieszczeń.

Na tym samym zjeździe referat „Jak spopularyzować wietrzenie pomieszczeń” wygłosił Brunon Nowakowski [11]. Był to jeden z pionierów polskiej higieny i medycyny pracy, który w latach 1924–1926 jako stypendysta Fundacji Rockefellera zafascynował się stanem rozwoju techniki wentylacyjnej (a raczej klimatyzacyjnej) w USA. Po powrocie do kraju uchodził za niekwestionowany autorytet w dziedzinie jakości środowiska w budynkach. Zdawał sobie doskonale sprawę ze złożoności określenia, czym jest „dobre powietrze”: Jest to sprawa o tyle trudna, że pomiędzy ustrojem ludzkim a powietrzem zachodzą reakcje różnorodne i wielorakie. Zawarty w nim tlen jest podstawowym środkiem spożywczym, bez którego życie jest niemożliwe. Równocześnie odbiera ono gazowe odpadki gospodarki wewnętrznej ustroju, gospodarstwa domowego, procesów wytwórczych itd. Zawiera bakterie i pył. Nieobojętny zdaje się być stopień jego jonizacji. Jego temperatura, wilgotność i ruch decyduje o równowadze cieplnej ustroju, mającej wielkie znaczenie dla sprawności fizycznej i umysłowej, dla zdrowia i życia. Żaden z tych momentów nie może być pominięty, jeżeli mamy istotnie uchronić się od szkody i obsłużyć wszystkie istotne potrzeby ustroju ludzkiego.

Dr Nowakowski żalił się uczestnikom Zjazdu, że: Jakkolwiek chyba nikt nie będzie przeczył potrzebie wietrzenia, mało kto będzie umiał należycie i przekonywająco ją uzasadnić.

Wiadomo, że chodzi o powietrze, ale co zarzucić złemu powietrzu, jakie są cechy istotne dobrego powietrza, jakim sposobem skutecznie poprawić istniejące braki – o tym dotychczas wie tylko szczupłe grono specjalistów. Natomiast wśród publiczności, nie wyłączając inteligencji, krążą na ten temat poglądy błędne, nieraz fantastyczne. (…) Miałem przed kilku laty w ocenie rękopis podręcznika higieny dla szkół zawodowych, który w najczarniejszych barwach opisywał niebezpieczeństwo hodowania kwiatów w mieszkaniu, a zwłaszcza w sypialni z uwagi na dwutlenek węgla wydzielany przez nie w nocy. (...) W świecie lekarskim pokutuje wciąż jeszcze hipoteza o jadzie ludzkim, wydalanym z powietrzem wydechowym. Technicy upodobali sobie szczególnie teorię o szkodliwości dwutlenku węgla, obaloną mniej więcej 70 lat temu przez Pettenkofera.

W opublikowanych w 1953 r. „Zasadach wietrzenia i ogrzewania zakładów pracy” [12] Nowakowski rozwinął swoją interpretację wysoko cenionych obecnie prac Maxa von Pettenkofera. Stwierdził, że odrzuciwszy dwutlenek węgla jako przyczynę złego samopoczucia ludzi, Pettenkoferowi pozostało jedynie przypisywanie zaburzeń występujących w przeludnionych pomieszczeniach zatruciu gazami pochodzenia ludzkiego, niemożliwymi do wykrycia w analizie chemicznej. Uznał, że sprowadza to jego teorię do odmiany teorii o miazmatach. Uważał, że prace innych badaczy próbujących potwierdzić teorię Pettenkofera nie wytrzymały krytyki naukowej. Nowakowski, powołując się na podobne źródła jak Bąkowski, twierdził, że o samopoczuciu i wydajności pracy w zamkniętych pomieszczeniach decydują czynniki cieplne. Potwierdził zatem postulat, że podstawowym zadaniem wietrzenia powinno być przede wszystkim stworzenie korzystnego klimatu wnętrz. We wspomnianej książce Nowakowski opisał także rolę dwutlenku węgla. Opierając się na pracach Haldane’a, sformułował tezę, że zanieczyszczenie powietrza dwutlenkiem węgla poniżej 1% nie ma znaczenia zdrowotnego i jest rekompensowane niewielkim wzrostem częstości oddechowej. Stwierdzał także, że nawet stężenia CO₂ nieco ponad 2% nie powodują trwałej szkody dla zdrowia. Jednak by ograniczyć obciążenie oddechowe przy ciężkiej pracy fizycznej, stężenie CO₂ w powietrzu nie powinno przekraczać 1–2% (10 000–20 000 ppm). Warto wspomnieć, że obecne wymagania dotyczące warunków pracy określają najwyższe dopuszczalne stężenia (średnie 8-godzinne) NDS CO₂ jako 9000 µg/m³ (5000 ppm), a najwyższe stężenia chwilowe NDSch (średnie 15-min) jako 27 000 µg/m³ (15 000 ppm) [23].

Czytaj też: Wentylatory w systemach strumieniowej wentylacji pożarowej garaży »

Nowakowski na długie lata zdominował poglądy polskich specjalistów od wentylacji i klimatyzacji. Szokujące obecnie opinie umieszczali oni następnie w podręcznikach akademickich kształtujących polskich inżynierów z dziedziny wentylacji i klimatyzacji. Przykładowo w 1962 r. Jan Ferencowicz w książce „Wentylacja i klimatyzacja” [3] stwierdził, że człowiek doskonale czuje się przy zawartości CO₂ w powietrzu dochodzącej do 2–3%, a z punktu widzenia higieny problemy zaczynają się, gdy stężenie CO₂ przekroczy 3%. Podał także, że samopoczucie człowieka pogarsza się, dopiero gdy stężenie tlenu spada poniżej 16%. Jednocześnie nie podał, jakie jego zdaniem są przyczyny złego samopoczucia ludzi w źle wentylowanych pomieszczeniach.

W pracy Nowakowskiego [12] opisano także zagadnienie stosowania recyrkulacji powietrza, stwierdzając, że jedynym problemem z tym związanym mogą być nieprzyjemne zapachy. Zacytowano również radzieckie przepisy warunkujące stosowanie recyrkulacji powietrza:

1. w pomieszczeniach, których powietrze jest recyrkulowane, nie wydzielają się w szkodliwych stężeniach ani gazy, ani pary;
2. do powietrza wracającego do pomieszczenia dodaje się nie mniej niż 10% powietrza świeżego, co najmniej jednak 35 m³/h na każdego pracownika;
3. jeżeli w pomieszczeniu jest trujący pył, powinien on być odciągany za pomocą specjalnych urządzeń.

W 1965 r. Politechnika Warszawska opublikowała pierwszy podręcznik do wentylacji i klimatyzacji, autorstwa Maksymiliana Malickiego [10]. Podano w nim minimalne zalecane ilości powietrza wentylacyjnego dla jednej osoby, zaznaczając przy tym, że nie są to strumienie powietrza zewnętrznego (tabela 1).

Autor sugerował jednocześnie, że gdy powietrze usuwane z pomieszczenia nie zawiera zanieczyszczeń szkodliwych dla zdrowia, celowe jest stosowanie recyrkulacji powietrza, przy zachowaniu warunku co najmniej 10-proc. udziału powietrza zewnętrznego w całkowitym strumieniu powietrza i minimalnych strumieni powietrza zewnętrznego dla 1 osoby (tabela 2). Nie podano jednak źródła tych rekomendacji.

Zalecenia dotyczące wielkości strumienia powietrza zewnętrznego i uzależnienia tych wartości od temperatury powietrza zewnętrznego powtórzono w niezmienionej formie w wydanym w 1966 r. poradniku „Ogrzewanie i wentylacja” [6].

W 1976 r. pojawiło się na rynku polskim tłumaczenie znanego niemieckiego poradnika Recknagla i Sprengera „Ogrzewanie i klimatyzacja” [21]. Zagadnienie minimalnych strumieni powietrza zewnętrznego dla jednej osoby zostało w nim potraktowane pobieżnie. Ograniczono się do informacji, że kierowanie się tym podejściem jest odpowiednie dla takich rodzajów pomieszczeń, jak kina, teatry i sale zebrań, oraz że minimalny strumień powietrza zewnętrznego przy zakazie palenia wynosi 20 m3/h, a przy dozwolonym paleniu 30 m³/h. Zaskakujące były jednak komentarze do tych wartości. Z jednak strony podano, że zaleca się ich zwiększenie o 10 m³/h, a z drugiej poinformowano, że nie należy tych strumieni stosować bezkrytycznie, a w specyficznych warunkach można je zmniejszyć do 15 m³/h, a nawet 10 m³/h. Na początku lat 80. XX w. ukazało się polskie tłumaczenie wydanej w 1974 r. niemieckiej książki „Projekt klimatyzacji a projekt budynku” [7], w której zamieszczono dane prawie identyczne jak w tabeli 2, podając tym razem źródło: „VDI – Lüftungsreglen; DIN 1946”. Warto przy tym zauważyć, że wartości minimalnego strumienia powietrza zewnętrznego formułowane na podstawie rekomendacji niemieckich były znacznie niższe od 35 m3/h sprecyzowanych w radzieckich wymaganiach dotyczących recyrkulacji powietrza.

W książce z 1973 r. pt. „Montaż i eksploatacja urządzeń wentylacyjnych i klimatyzacyjnych” Jerzy Makowiecki [8] zamieścił zalecenia bardzo podobne do przedstawionych w tabeli 2, zaznaczając, że dotyczą one budynków użyteczności publicznej, a minimalne strumienie powietrza zewnętrznego w obiektach produkcyjnych powinny być przyjmowane na podstawie danych podanych w tabeli 3.

Wydaje się, że rozróżnienie pomiędzy minimalnym strumieniem powietrza wentylacyjnego a powietrza zewnętrznego oraz uzależnianie ilości powietrza dla 1 osoby od kubatury pomieszczenia nawiązywało do poglądów Constantina Yaglou głoszonych w USA przed II wojną światową. Yaglou uważał, że zwykłe wymagania dotyczące wentylacji w budynkach użyteczności publicznej, w których ludzie nie palą, wynoszą od 10 do 20 stóp sześciennych na minutę na każdego mieszkańca o normalnych nawykach higieny osobistej [28] (17–34 m³/h osobę). Twierdził, że taka ilość zwykle wystarcza do zaspokojenia wymagań cieplnych, z wyjątkiem upałów i przypadków, kiedy powietrze nie jest sztucznie chłodzone, oraz że znaczna część tej ilości może być recyrkulowana, gdy powietrze podlega obróbce w komorze zraszania.

W latach 70. XX w. zaczęto ostrożnie wyrażać wątpliwości dotyczące wcześniej akceptowanych podstaw higienicznych wentylacji. W swoim referacie na VI Zjazd Ogrzewników Polskich w 1974 r. Jerzy Makowiecki [9] zaznaczył, że problem minimalnej intensywności wentylacji dla jednej osoby jest ciągle przedmiotem dyskusji i czeka na definitywne rozstrzygnięcie przez lekarzy, higienistów i fizjologów. Podkreślił także, że rozróżnienie na pomieszczenia z zakazem palenia i bez zakazu palenia jest w praktyce nieegzekwowalne i postulował przyjmowanie dla wszystkich pomieszczeń takich strumieni powietrza jak dla pomieszczeń z dozwolonym paleniem tytoniu. Wskazał także, że jakkolwiek wymagania dotyczące intensywności wentylacji dla 1 osoby formułowane są bez rozróżnienia na typ instalacji wentylacyjnej, to ich realizacja jest możliwa jedynie za pomocą urządzeń wentylacji mechanicznej.

W latach 80. XX w. w krajach rozwiniętych, reagując na dyskomfort i problemy zdrowotne użytkowników budynków, rozpoczęto intensywne badania nad jakością powietrza w pomieszczeniach. To wtedy powstał termin Indoor Air Quality – IAQ. Integralną częścią tych badań było ponowne zdefiniowanie wymagań higienicznych odnoszących się do wentylacji. Na Politechnice Warszawskiej w roku 1991 Teresa Jędrzejewska-Ścibak oraz Jerzy Sowa zorganizowali konferencję „Problemy jakości powietrza wewnętrznego w Polsce”. Spotkania kontynuowane w cyklu dwuletnim, do organizacji których dołączył Maciej Mijakowski, stały się forum prezentacji nowych trendów badań nad IAQ na świecie i w Polsce (https://iaq.is.pw.edu.pl) . Należy jednak jasno podkreślić, że nowe poglądy bardzo powoli przebijały się do świadomości środowiska praktyków branży wentylacyjnej i klimatyzacyjnej w Polsce. W 1996 r. na XI Zjeździe Ogrzewników Polskich nowe spojrzenie na znaczenie wentylacji w procesie kształtowania jakości powietrza w pomieszczeniach zaprezentował Jerzy Sowa [25]. W referacie tym poruszono trzy grupy zagadnień:

• założenia wstępne dotyczące jakości środowiska w pomieszczeniach: określenie poziomu wymagań dla jakości środowiska w pomieszczeniach, indywidualizacja parametrów powietrza w pomieszczeniach, określanie minimalnego strumienia powietrza wentylacyjnego wymaganego ze względów higienicznych;
• wybór systemu wentylacji pomieszczeń (wentylacja naturalna a wentylacja mechaniczna: systemy wentylacji sterowane poziomem stężeń zanieczyszczeń, stosowanie wyporowego sposobu rozdziału powietrza w pomieszczeniach);
• wyposażenie techniczne systemów wentylacji i klimatyzacji: stosowanie recyrkulacji powietrza oraz odzysku ciepła, lokalizacja czerpni i wyrzutni powietrza wentylacyjnego, oczyszczanie powietrza z zanieczyszczeń gazowych, stosowanie otwartych obiegów wodnych w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

W rozmowach kuluarowych ujawnił się silny sceptycyzm środowiska inżynierskiego wobec tematyki jakości powietrza w pomieszczeniach. Rekomendacje związane ze zwiększaniem intensywności wentylacji ze względu na zanieczyszczania emitowane przez materiały wykończeniowe i wyposażenie wnętrz uznano wręcz za nierealne.

Czytaj też: Nowe wyzwania dla wentylacji garaży, samodzielnych urządzeń gaśniczych i konstrukcji obiektów »

Na terenie Polski od wielu lat w okresie zimowym obserwowane są epizody znacznych stężeń pyłu zawieszonego PM10, pyłu respirabilnego PM2,5 oraz benzo(a)pirenu. Raport Światowej Organizacji Zdrowia opublikowany w 2018 r. na temat jakości powietrza w Europie wykazał, że aż 36 z 50 najbardziej zanieczyszczonych pyłem PM2,5 miast Unii Europejskiej znajduje się w Polsce. Aż 72% polskich miast nie dotrzymuje celów Unii Europejskiej dotyczących jakości powietrza zewnętrznego. Niestety zjawisko to nie jest powszechnie postrzegane jako problem jakości powietrza wewnątrz budynków.

Głośnym wydarzeniem było opublikowanie w 2013 r. wyników projektu badawczego UE HEALTHVENT analizującego obciążenie chorobami w budynkach mieszkalnych. W raporcie opracowanym przez Hänninena i Asikainen [4] oszacowano w oparciu o modelowanie, że w Polsce za obciążenia chorobami wynikającymi z ekspozycji na zanieczyszczania w pomieszczeniach w 82% odpowiedzialne są pyły frakcji PM2,5 (w większości pochodzące z zewnątrz). Rozwiązanie problemu nadmiernego zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego zajmie w Polsce zapewne wiele lat. Z tego powodu należy się przyjrzeć celowości stosowania wentylacji naturalnej doprowadzającej do pomieszczeń nieoczyszczone powietrze z zewnątrz. W odniesieniu do instalacji wentylacji mechanicznej należałoby rekomendować ponadstandardową (w stosunku do krajów z dobrą jakością powietrza zewnętrznego) filtrację frakcji respirabilnych pyłu [26].

Normy i wymagania prawne

W Polsce wymaganą intensywność wentylacji określały przede wszystkim zapisy Polskich Norm serii PN-B-03430 [13–17]. Pierwszy projekt o takim numerze opracowano w 1959 r. Co mniej więcej 10 lat modyfikowano zapisy normy i jej tytuł. Ostatnią zmianę wprowadzono w roku 2000, gdy powszechne stały się skargi na jakość powietrza wyrażane przez użytkowników pomieszczeń wyposażonych w nowo budowane instalacje wentylacji mechanicznej czy klimatyzacji. Zmiany wymagań na przestrzeni czasu przedstawiono w tabeli 4.
W myśl obecnie obowiązujących w Polsce przepisów pomieszczenia przeznaczone do stałego i czasowego pobytu ludzi powinny mieć zapewniony dopływ co najmniej 20 m3/h powietrza zewnętrznego dla każdej przebywającej w nich osoby. W pomieszczeniach publicznych, w których dozwolone jest palenie tytoniu, strumień powietrza powinien wynosić 30 m³/h dla każdej osoby. W przypadku pomieszczeń w żłobkach i przedszkolach przeznaczonych do przebywania dzieci strumień powietrza zewnętrznego może zostać obniżony do 15 m³/h dla każdego dziecka. W pomieszczeniach klimatyzowanych oraz wentylowanych o nieotwieranych oknach strumień powietrza powinien wynosić co najmniej 30 m³/h dla każdej przebywającej osoby, a w przypadku dozwolonego palenia w tych pomieszczeniach – co najmniej 50 m³/h dla każdej osoby. W normie znajduje się także zapis, że strumień powietrza wentylacyjnego dla pomieszczeń, w których występują inne poza ludźmi źródła zanieczyszczeń powietrza, należy określić na podstawie odrębnych wymagań. Niestety nie wiadomo jakich oraz jak tak naprawdę traktować to zalecenie, gdyż praktycznie we wszystkich spotykanych obecnie pomieszczeniach występują inne niż człowiek źródła zanieczyszczeń.

Możliwość ograniczenia strumienia powietrza wentylacyjnego przeznaczonego dla każdej osoby dopuszczała (wycofana dopiero w 2005 roku!) norma PN-B-03431:1973 (wersja polska) Wentylacja mechaniczna w budownictwie – wymagania [18]. Zawarto w niej zapis, że za zgodą władz sanitarnych strumień może być zmniejszony o 50% przy temperaturach zewnętrznych poniżej –15°C lub o 25% przy temperaturach zewnętrznych powyżej 26°C.

Polska jako członek Unii Europejskiej należy także do CEN (Comité Européen de Normalisation). W zasobach Polskiego Komitetu Normalizacyjnego znajdują się zatem normy, w których opisano określanie strumieni powietrza na podstawie zanieczyszczeń generowanych zarówno przez ludzi, jak i przez elementy wyposażenia budynku (np. PN-EN 15251 [19] czy PN-EN 16798-1 [20] – tabela 5). Nie są one przywoływane przez przepisy wykonawcze Prawa budowlanego [22] jako obowiązujące, ale przez specjalistów traktowane są jako pomocne do stosowania dobrych praktyk projektowania. Należy także zaznaczyć, że w trakcie wprowadzania tych norm do polskiego systemu nie przygotowano żadnych krajowych załączników (np. zawierających polską definicję materiałów niskoemisyjnych).

Z jakością powietrza wewnętrznego związane jest także zarządzenie MZiOS z 12 marca 1996 r. w sprawie dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia, wydzielanych przez materiały budowlane, urządzenia i elementy wyposażenia w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi [29]. Przeznaczone jest ono raczej do sprawdzania jakości powietrza w razie skarg użytkowników oraz testowania emisji zanieczyszczeń z materiałów budowlanych. Dopuszczalne średnie stężenia 24-godzinne (wyjątek stanowi tlenek węgla, dla którego zdefiniowano także dopuszczalne stężenie 30-minutowe) podane zostały dla 35 substancji chemicznych. Poszczególne wartości określono dla dwóch kategorii pomieszczań – A, m.in. pokoje mieszkalne, klasy szkolne, pokoje chorych oraz B – do których zalicza się także pomieszczenia w budynkach użyteczności publicznej niezaliczane do kategorii A. 13 substancji chemicznych z tego zestawienia znajduje się także na przyjętych w Unii Europejskiej listach LCI (Lowest Concentration of Interest) [1], czyli najniższych stężeń, powyżej których, zgodnie z najlepszą oceną fachową, zanieczyszczenie może mieć pewien wpływ na osoby przebywające w pomieszczeniach. Warto zauważyć, że zdecydowana większość stężeń zdefiniowanych w zarządzeniu jest mniejsza od odpowiednich wartości LCI (tabela 6). Jedynym zanieczyszczeniem, dla którego LCI jest zdecydowanie mniejsze od stężeń zdefiniowanych w zarządzeniu, jest naftalen. Natomiast substancjami, które występują w zarządzeniu, a nie ma ich w zestawieniu EU-LCI, są (nazewnictwo jak w zarządzeniu [29]): akryloamid, akrylonitryl, amoniak, benzen, butadien, chlorobenzen, chlorofenole (bez pentachlorofenolu), chloronaftaleny, ftalan dibutylu, ftalowy bezwodnik, krezole, p-kumylofenol, maleinowy bezwodnik, octan etylu, octan winylu, ozon, pentachlorofenol, rtęć, tlenek węgla, trichloroetan, trichloro­etylen, winylu chlorek.

Zarządzenie [29] wymaga nowelizacji zarówno ze względów merytorycznych, jak i prawnych. Zgodnie z Konstytucją Rzeczypospolitej Polskiej przyjętą w 1997 r. przepisy prawa obowiązujące w Polsce mogą bowiem przyjmować postać ustaw lub rozporządzeń, a nie zarządzeń.

Podsumowanie

Stan polskich regulacji prawnych dotyczących wentylacji i klimatyzacji jest bardzo zły. Wiele obowiązujących wymagań jest sprzecznych, a w przypadku stosowania wentylacji naturalnej – nierealizowalnych. Brakuje nawet definicji takich terminów jak wentylacja czy klimatyzacja na potrzeby interpretacji zapisów prawnych. Wszystkie pomieszczenia przeznaczone na pobyt ludzi wymagają wentylacji. Analiza wymagań obowiązujących w Polsce w ciągu ostatniego stulecia prowadzi jednak do wniosku, że najwięcej uwagi autorów polskich wymagań i rekomendacji zajmowały stanowiska pracy i budynki użyteczności publicznej, a budynki mieszkalne traktowane były marginalnie.

Jakość powietrza w wielu polskich budynkach jest niezadowalająca. Tymczasem w wielu światowych publikacjach wykazano, że słaba jakość powietrza wewnętrznego generuje znaczne koszty ekonomiczne związane z kosztami leczenia, zmniejszoną produktywnością czy absencją chorych pracowników. Korzyści z poprawy IAQ zwykle znacznie przewyższają ponoszone nakłady, a w przypadku intensyfikacji wentylacji szacuje się, że zwroty są od 3 do 6 razy wyższe niż wydatki [22].

Literatura

1. Agreed EU-LCI values – substances with their established EU-LCI values and summary fact sheets, https://ec.europa.eu/docsroom/documents/44905 (dostęp: 14.01.2022)
2. Bąkowski Franciszek, Dzisiejszy stan techniki ogrzewania i wietrzenia, [w:] Sprawozdanie z I Zjazdu Ogrzewników Polskich, Warszawa 1936
3. Ferencowicz Jan, Wentylacja i klimatyzacja, Arkady, Warszawa 1962
4. Hänninen Otto, Asikainen Arja, Efficient reduction of indoor exposures: Health benefits from optimizing ventilation, filtration and indoor source controls, National Institute for Health and Welfare (THL), Report 2/2013, Helsinki 2013
5. Jabłczyński Kazimierz, Doświadczenia z chemji w życiu codziennem, Wydawnictwo M. Arcta w Warszawie, 1911
6. Kołodziejczyk Leon, Malicki Maksymilian, Wasilewski Witold, Zajączkowski Janusz, Ogrzewanie i wentylacja. Poradnik, Arkady, Warszawa 1966
7. Lampe Gerhard, Pfeil Axel, Schmittlutz Rüdiger, Tokarz Mathias, Projekt klimatyzacji a projekt budynku, Arkady, Warszawa 1981
8. Makowiecki Jerzy, Montaż i eksploatacja urządzeń wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, Arkady, Warszawa 1973
9. Makowiecki Jerzy, Problemy ogrzewania i wietrzenia budynków mieszkalnych, VI Zjazd Ogrzewników Polskich, Materiały konferencyjne, Tom I, s. 7–21, Warszawa 1974
10. Malicki Maksymilian, Wentylacja i klimatyzacja, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1965
11. Nowakowski Brunon, Jak spopularyzować wietrzenie pomieszczeń?, [w:] Sprawozdanie z I Zjazdu Ogrzewników Polskich, Warszawa 1936
12. Nowakowski Brunon, Zasady wietrzenia i ogrzewania zakładów pracy, Państwowe Wydawnictwa Techniczne, Warszawa 1953
13. PN-B-03430:1959 (wersja polska – projekt) Wentylacja naturalna w budownictwie mieszkaniowym i ogólnym. Wymagania techniczne
14. PN-B-03430:1964 (wersja polska) Wentylacja naturalna w budownictwie mieszkaniowym i ogólnym. Wymagania techniczne
15. PN-B-03430:1974 (wersja polska) Wentylacja. Wentylacja w budownictwie mieszkaniowym i użyteczności publicznej. Wymagania
16. PN-B-03430:1983 (wersja polska) Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania
17. PN-B-03430:1983/Az3:2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania
18. PN-B-03431:1973 (wersja polska) Wentylacja mechaniczna w budownictwie – wymagania
19. PN-EN 15251:2012 Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego dotyczące projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków, obejmujące jakość powietrza wewnętrznego, środowisko cieplne, oświetlenie i akustykę
20. PN-EN 16798-1:2019-06 (wersja angielska) Charakterystyka energetyczna budynków. Wentylacja budynków. Część 1: Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego do projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków w odniesieniu do jakości powietrza wewnętrznego, środowiska cieplnego, oświetlenia i akustyki. Moduł M1-6
21. Recknagel Hermann, Sprenger Eberhard, Ogrzewanie i klimatyzacja. Poradnik, Arkady, Warszawa 1976
22. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2002, nr 75, poz. 690, z późn. zm.)
23. Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 czerwca 2018 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (DzU 2018, poz. 1286, z późn. zm.)
24. Sowa Jerzy, Tanabe Shin-Ichi, Wargocki Paweł, Economic Consequences, [in:] Zhang Y., Hopke P.K., Mandin C. (eds), „Handbook of Indoor Air Quality”, Springer, Singapore 2022
25. Sowa Jerzy, Wpływ wymagań dotyczących jakości powietrza w pomieszczeniach na nowe rozwiązania systemów wentylacji i klimatyzacji, Jubileuszowy XI Zjazd Ogrzewników Polskich, „Problemy Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa, Wentylacji i Klimatyzacji”, s. 306–320, Warszawa 1996
26. Sowa Jerzy, Wpływ zewnętrznych zanieczyszczeń powietrza na jego skład wewnątrz pomieszczeń, Rozdział 3 w książce „Smog. Konsekwencje zdrowotne zanieczyszczeń powietrza” (red. nauk. Mazurek H., Badyda A.), PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2018
27. Wargocki Paweł, Co wiemy, a co powinniśmy wiedzieć o wentylacji, „Rynek Instalacyjny” 1-2/2022
28. Yaglou Constantin, Physical and physiologic principles of air conditioning: Part II, „Journal of the American Medical Association”, 109(12), 1937, p. 945–950
29. Zarządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 12 marca 1996 r. w sprawie dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia, wydzielanych przez materiały budowlane, urządzenia i elementy wyposażenia w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi (Monitor Polski 1996, nr 19, poz. 231)