Syndrom chorego budynku
Informacja dostępna w Internecie w Banku Informacji Wydawnictwa MURATOR
Opracował
dr inż. Błażej Zgoła
Instytut Konstrukcji Budowlanych
Politechnika Poznańska
W środowisku domowym - w mieszkaniu, pracy, w urzędach spędzamy ponad 80 % swojego życia. Łatwo wiec zrozumieć, że optymalne warunki wewnątrz zamkniętych pomieszczeń maja często dużo większy wpływ na kondycję ludzkiego organizmu niż pogoda, zanieczyszczone powietrze - mówiąc ogólnie - środowisko zewnętrzne. Jeszcze nie tak dawno - czterdzieści, pięćdziesiąt lat temu nikt nie podejrzewał, że chroniczne zapalenia gardła, nawracające wysypki, złe samopoczucie, mogą mieć swoje źródło we... własnych czterech ścianach. Zazwyczaj czynników wywołujących alergie szukano w tym co jemy i w tym czym oddychamy znajdując się na świeżym powietrzu. Przez długi czas uważano także, że alergeny kontaktowe wywołują zmiany alergiczne tylko wtedy, gdy dotykają skóry. Dziś wiadomo, że szereg uczulających substancji może powodować nadwrażliwość przenikając przez drogi oddechowe, lub przewód pokarmowy. Dopiero pod koniec lat 70-tych w pismach medycznych pojawiło się określenie "Zespołu Chorego Budynku" (Sick Buildig Syndrome), pod którym krył się zespół dolegliwości, których podłoża dopatrywano się w oddziaływaniu na organizm elementów konstrukcyjnych, oraz wyposażenia domu. Naukowcy zaczęli bardziej szczegółowo przypatrywać się "domowemu" środowisku. Zauważono, że u wielu osób niektóre dolegliwości intensyfikują się podczas przebywania w domu, biurze lub innym zamkniętym pomieszczeniu.
W 1987 roku Światowa Organizacja Zdrowia ustaliła listę objawów związanych z przebywaniem w"chorych" budynkach. Znalazły się na niej oprócz dolegliwości typowo alergicznych takich jak zapalenie śluzówek, astma oskrzelowa, przewlekłe zapalenia krtani i oskrzeli, również choroby nie związane z występowaniem uczuleń - migreny, rozdrażnienie, zaburzenia koncentracji. Na liście Organizacji znalazły się także: choroba legionistów ( wywołana zakażeniem bakterią Legionella) , gorączka klimatyzacyjna (humidifier fever) a także choroby nowotworowe, będące następstwem oddziaływania substancji rakotwórczych takich jak dym tytoniowy, azbest czy radon. Wszystkie te choroby, pojawiające się w następstwie przebywania w nadmiernie zanieczyszczonym środowisku wewnętrznym nazwano zespołem chorób związanych z budynkiem - Building Related Illness.
Dotychczasowa wiedza na temat SBS pozwala wyodrębnić najczęstsze przyczyny problemów zdrowotnych osób, użytkujących "chore budynki".
Są to:
• czynniki chemiczne (emisja szkodliwych substancji)
• zjawiska radiacyjne (w tym także jonizacja powietrza na skutek promieniowania radioaktywnego)
• zjawiska elektrostatyczne (w tym także jonizacja powietrza na skutek elektryzacji)
• czynniki biologiczne (grzyby, pleśnie i drobnoustroje)
• ograniczona wymiana powietrza wewnętrznego
• oddziaływania wibracyjne i hałas
• zagrożenia, wynikające ze stylu życia użytkowników
Jednymi z najbardziej aktywnych czynników są czynniki biologiczne - wśród nich grzyby i pleśnie. Niektóre gatunki grzybów, a dokładniej mówiąc produkty ich przemiany materii czyli mykotoksyny zaliczane są do najmocniejszych trucizn naturalnych! I choć przewlekłe i ciężkie schorzenia ludzi łączone były z wilgocią od wielu wieków, temat walki z nią i jej nieodłącznymi towarzyszami - grzybami, podjęty został stosunkowo niedawno. Przyczynkiem do tego stały się opublikowane w latach 60 - tych badania, potwierdzające toksyczny wpływ grzybów i mykotoksyn na organizm człowieka. Świadomość problemu wciąż nie jest jednak na tyle duża, żeby zapobiegać powstawaniu ognisk zapalnych oraz skutecznie je likwidować. Statystyki podają, ze około 10 % mieszkań i domów jest w mniejszym lub większym stopniu zagrzybionych. Walkę z niechcianym domownikiem podejmują jednak tylko nieliczni. Likwidacja miejsc kondensacji wilgoci jest trudna ale nie niemożliwa. Nowoczesne materiały budowlane takie jak systemy renowacyjne, potrafią skutecznie pozbyć się przyczyny problemu.
"Syndrom chorego budynku" - wykład cz. I
"... tak należałoby dobierać materiał, aby sztuka budowania była sztuką umiejętnego ich stosowania ..." (Witruwiusz "O architekturze ksiąg dziesięć" - 27 p.n.e.)
Każdy dom zbudowany powinien być zgodnie z pewnymi zdefiniowanymi wymaganiami technicznymi. Jeśli te wymagania są prawidłowo określone i zrealizowane w praktyce, to zanieczyszczenia, wynikające z konstrukcji budynku i zastosowanych w nim materiałów, a także z użytkowania pomieszczeń (chodzi tu zarówno o wykańczanie wnętrz, jak i o codzienne czynności, takie jak gotowanie, pranie, spalanie gazu itd.), nie powinny zagrażać zdrowiu ludzi, mieszkających czy pracujących w takim domu. Nawet, jeśli dom zbudowany jest z niewielkimi odstępstwami od wymagań technicznych, to także przebywanie w nim nie powinno być szkodliwe dla zdrowia - co najwyżej może powodować chwilowe pogorszenie samopoczucia użytkowników. Tak wygląda teoria. Rzeczywistość, niestety, bywa nieco inna. Zgodnie z wytycznymi Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), budynki, w których więcej niż 30% użytkowników uskarża się na złe warunki, niekorzystny "klimat", nazywane są "chorymi budynkami" (Sick Building Syndrome - SBS). Ocenia się, że do tej grupy zaliczyć można od 10 do 30% obiektów. Różne czynniki sprawiają, że przebywanie w konkretnym domu może mieć szkodliwy, chorobotwórczy wpływ na ludzi. Określenie, jakie konkretnie elementy konstrukcyjne czy zjawiska mają tak negatywne działanie, jest bardzo złożonym procesem. Trzeba wziąć pod uwagę wielkość źródeł ewentualnego szkodliwego wpływu, różne natężenie tego wpływu, okres czasu, w jakim człowiek poddawany jest tym oddziaływaniom, wreszcie pamiętać trzeba o różnicach wrażliwości na tego typu bodźce u poszczególnych osób.
Biologiczny mechanizm działania szkodliwych czynników także nie jest prosty. Często pomiędzy negatywnym dla zdrowia działaniem, a jego skutkiem, upływa pewien okres czasu. Wzajemne oddziaływanie różnych, szkodliwych czynników może mieć z medycznego punktu widzenia charakter:
• synergistyczny (negatywny efekt jest większy, niż suma efektów wszystkich poszczególnych czynników szkodliwych)
• addytywny (czynniki szkodliwe się sumują)
• antagonistyczny (negatywny skutek jest mniejszy, niż suma efektów szkodliwych wszystkich poszczególnych czynników)
• czynniki szkodliwe działają niezależnie od siebie
Schorzenia, które są następstwem przebywania w takim "chorym budynku" określa się jako zespół chorób związanych z budynkiem (BRI - Building Related Illness). Można je rozważać w dwóch aspektach: wieloczynnikowej nadwrażliwości chemicznej (MSC - multiple chemical sensitivity) oraz zespołu przewlekłego przemęczenia (CFS - chronic fatigue syndrom). Do podstawowych objawów BRI zalicza się tzw. objawy neurotoksyczne, w tym: zmęczenie, nudności, bóle i zawroty głowy, drażliwość, spadek koncentracji, zaburzenia pamięci, podrażnienie błon śluzowych, zaczerwienienie skóry, objawy typu astmatycznego (ucisk w klatce piersiowej, duszności, nieżyty dróg oddechowych, napady kaszlu), bezsenność, zmniejszona wydajność wysiłkowa (w niektórych przypadkach nawet o 50%), bóle i osłabienie mięśniowe, a nawet podwyższenie temperatury ciała. Objawy te bardzo często przybierają postać przewlekłą. Warunki, sprzyjające powstawaniu czynników chorobotwórczych, pojawić się mogą na każdym etapie budowy, a później eksploatacji obiektu. Problemy mogą więc wynikać zarówno z pewnych niedociągnięć podczas projektowania domu (niewłaściwy dobór materiałów i technologii), ale mogą też wystąpić na etapie realizacji projektu (błędne decyzje, podjęte na etapie projektowania, dokonywanie zmian w doborze materiałów czy zastosowanych technologii już podczas wznoszenia budynku), na etapie eksploatacji (zachowania użytkowników obiektu czy działanie urządzeń domowych), na etapie wieloletniej eksploatacji (zużycie materiałów, szkodliwe oddziaływania ze strony środowiska).
Dotychczasowa wiedza na temat SBS pozwala wyodrębnić najczęstsze przyczyny problemów zdrowotnych osób, użytkujących "chore budynki". Są to:
• czynniki chemiczne (emisja szkodliwych substancji)
• zjawiska radiacyjne (w tym także jonizacja powietrza na skutek promieniowania radioaktywnego)
• zjawiska elektrostatyczne (w tym także jonizacja powietrza na skutek elektryzacji)
• czynniki biologiczne (grzyby, pleśnie i drobnoustroje)
• ograniczona wymiana powietrza wewnętrznego
• oddziaływania wibracyjne i hałas
• zagrożenia, wynikające ze stylu życia użytkowników
To, czy wymienione wyżej zjawiska są bardzo zagrażające dla zdrowia, czy też mało szkodliwe, zależy od kilku czynników: natężenia, czasu, jaki człowiek spędza w chorobotwórczym otoczeniu, i indywidualnych predyspozycji zdrowotnych danej osoby. Można jednak śmiało stwierdzić, że większość szkodliwych zjawisk tak negatywnie na nas działa bo... jesteśmy prawie ciągle narażeni na ich wpływ. Zgodnie z fachową literaturą, człowiek, mieszkający w kraju rozwiniętym, ok. 80 proc. życia spędza w pomieszczeniach zamkniętych (domu, biurze, w miejscach rozrywki i rekreacji, takich jak kino czy pub).
Schorzenia związane z budownictwem (Building Related Illnesses).
Schorzenie Czynnik Etiologiczny / Źródło Objawy kliniczne / Uwagi
Przewlekłe, nieswoiste choroby układu oddechowego (zapalenie krtani, oskrzeli, tchawicy) Pleśnie, związki chemiczne, fotopowielanie, urządzenia wentylacyjne Schorzenia o podłożu alergicznym; przewlekły kaszel, wzmożona produkcja śluzu, duszności, świszczący oddech (niezależnie od innych chorób gorączkowych), upośledzenie sprawności wentylacyjnej płuc
Astma oskrzelowa Pleśnie, związki chemiczne, systemy wentylacyjne, nawilżacze, papier do kopiowania (zawierający formaldehyd i ftalany) Brak możliwości rozpoznania, czy zanieczyszczenia powietrza wewnętrznego mają zasadnicze znaczenie etiologiczne, czy powodują jedynie zaostrzenie objawów u osób z atopią
Gorączka "nawilżaczowa" Bakterie, pleśnie (bioaerozol), związki chemiczne, urządzenia klimatyzacyjne, nawilżacze Schorzenie na tle alergicznym, gorączka utrzymująca się 4 - 12 h po ekspozycji, kaszel, dreszcze, objawy grypopodobne
Zapalenie płuc z nadwrażliwości Pył drzewny, bakterie (bioaerozol), związki chemiczne urządzenia klimatyzacyjne Schorzenie na tle alergicznym, objawy zbliżone do odoskrzelowego zapalenia płuc: kaszel, dreszcze, gorączka, świsty, bóle mięśniowe rozwija się w wyniku długotrwałej ekspozycji na patogenny biologiczne; może mieć charakter ostry lub przewlekły
Legionelloza Legionella pneumophila ciągi ciepłej wody, nawilżacze Choroba infekcyjna zapalenie płuc, niekiedy o ciężkim przebiegu
Gorączka z Pontiac Legionellacae Schorzenie na podłożu alergicznym gorączka po ekspozycji na bioaerozol
fotodermatoza Światło monochromatyczne Rumień dłoni i twarzy
Kontaktowe zapalenie skóry Papier do kopiowania (światłoczuły, bez kalki) Pokrzywka, plamica
Czynniki biologiczne
Zanieczyszczenia, które mogą wystąpić w zamkniętych pomieszczeniach, to najczęściej skażenia, wywołane przez grzyby, pleśnie i drobnoustroje, rozwijające się na pożywce z materiałów budowlanych. Mogą one stanowić zagrożenie samo w sobie, mogą też wydzielać szkodliwe dla zdrowia substancje, czyli różnego typy toksyczne produkty przemiany materii - mykotoksyny.
Grzyby, pleśnie i drobnoustroje potrzebują "przyjaznego klimatu" - zawilgocony materiał budowlany (powierzchniowy lub wgłębny) i podwyższona temperatura powietrza (20 - 25°C), oraz ograniczona wymiana powietrza wewnętrznego i wilgotność względna powyżej 60%, to dla nich idealne warunki do rozwoju.
Szacuje się, że 30% problemów zdrowotnych, związanych z jakością powietrza wewnętrznego, jest wynikiem reakcji organizmu na obecność grzybów pleśniowych. Te problemy zdrowotne mogą mieć różną postać. Do najczęściej spotykanych należą infekcje (grzybice), zarówno powierzchniowe, jak i narządowe, alergie (objawiające się katarem, zapaleniami spojówek, gardła, astmą oskrzelową oraz alergicznym zapaleniem płuc), mykotoksykozy.
Z kolei produkty metaboliczne grzybów, mykotoksyny, mogą mieć działanie kancerogenne, immunotoksyczne, neurotoksyczne, mutogenne, teratogenne
Najbardziej niebezpieczne dla zdrowia są grzyby z rodzajów: Penicilinum, Aspergillus, Cladosporium, Stachybotrys, Ascomycetes, Fungi imperfecti.
Aby ocenić, w jakim stopniu dane środowisko (budynek czy poszczególne pomieszczenia) jest zainfekowane grzybami, trzeba określić poziom zanieczyszczenia aerozolem grzybowym. Za niedopuszczalną uważa się w fachowej literaturze obecność w powietrzu takich grzybów jak Stachybotrys i Aspergillus. Zanieczyszczenie jednym gatunkiem grzyba nie powinno przekraczać stężenia 50 CFU/m3 (komórek na metr sześcienny), a w przypadku zanieczyszczenia kilkoma gatunkami grzyba całkowite stężenie nie może być większe niż 150-300 CFU/m3.
Grzyby pleśniowe nie są wymagające - do rozwoju wystarczą im nawet minimalne ilości substancji organicznych. Zarodniki grzybów charakteryzuje przy tym długa żywotność. Zarodniki grzybów Aspergillus i Penicillinum, przechowywane w odpowiednich warunkach, mogą wyczekiwać odpowiedniego momentu do rozwoju nawet ponad 12 lat!
Miejscami szczególnie narażonymi na zagrzybienie są powierzchnie zawilgoconych ścian, stropów i podłóg, naroża pomieszczeń, w których występuje zmniejszona cyrkulacja powietrza (przy podwyższonej wilgotności względnej powietrza oraz skraplającej się na powierzchniach ścian parze wodnej). Pleśnie rozwijają się również na przedmiotach stanowiących wyposażenie wnętrz. Rozwojowi grzybów często towarzyszy obecność roztoczy oraz charakterystyczny, nieprzyjemny zapach. Czasami grzyb po prostu widać - występuje on pod postacią widocznych plam (o kolorze zielonkawymi, brunatnym, a nawet czarnym).
W ostatnich latach pojawił się zupełnie nowy problem: kolonie mikroorganizmów mogą również rozwijać się wewnątrz instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych budynków, a z tych instalacji, razem z przepływającym powietrzem, mogą przemieszczać się do wszystkich pomieszczeń. Aby zapobiec takim zjawiskom, należy utrzymywać wszystkie instalacje w odpowiednim stanie higienicznym. Jest to już jednak zupełnie osobny temat.
Emisja substancji chemicznych
Szczególnie istotne jest zagadnienie zagrożenia zdrowia w wyniku emisji substancji szkodliwych z materiałów budowlanych do wnętrz, w których w ciągu doby przez wiele godzin przebywają ludzie. Dotyczy to w znacznym stopniu również wyposażenia mieszkań i biur, czyli mebli.
Wpływ różnego rodzaju substancji na zdrowie człowieka obserwowano wiele lat. Wnioski pojawiły się jednak stosunkowo niedawno. I tak, zakaz stosowania w budownictwie azbestu pojawił się dopiero w latach 90., a zakaz stosowania ołowiu i kadmu jako stabilizatora do PCV w profilach okiennych z tworzywa wprowadził na razie tylko jeden kraj - Dania, i to dopiero w 2001 roku.
Substancje szkodliwe występują w różnych ilościach i stężeniach w wielu typach materiałów. Do najczęściej występujących zalicza się: toluen, ksylen, formaldehyd, benzen i styren. Chorobotwórcze substancje, przedostające się z materiałów budowlanych do powietrza, najliczniej i w największych stężeniach występują w takich grupach produktów, jak kleje, tworzywa sztuczne, materiały izolacyjne, lakiery, lepiki i impregnaty.
Okres sezonowania wyrobów w poszczególnych grupach materiałowych wynikających z badań higienicznych.
Bardzo ważnym aspektem tego problemu jest tzw. czas sezonowania (karencji) wyrobów. Jest to pewien, z góry określony, okres czasu, niezbędny, by z wyprodukowanego materiału wydzieliły się szkodliwe substancje. Po upływie tego terminu emisja substancji szkodliwych z danego produktu nie może przekraczać właściwego dla danego wyrobu wskaźnika dopuszczalnego stężenia - NSD. Ten czas karencji dla poszczególnych grup materiałowych wynosić może od 3 tygodni (dla emalii) do 9-10 tygodni dla tworzyw sztucznych, impregnatów, lepików, klejów oraz lakierów. Nie zmienia to faktu, że niektóre materiały w ogóle nie mogą być stosowane w pomieszczeniach zamkniętych czy takich, w których stale przebywają ludzie.
Uznaje się, że stężenie związków organicznych w powietrzu w budynku:
• mniejsze od 100 µg/m3 - nie jest szkodliwe dla zdrowia
• pomiędzy 200-300 µg/m3 - może być szkodliwe
• pomiędzy 3000-5000 µg/m3 - jest szkodliwe dla zdrowia, powoduje, że w powietrzu wyczuwa się nieprzyjemny zapach
Zestawienie najczęściej występujących zanieczyszczeń chemicznych oraz ich możliwy wpływ na zdrowie
Substancja szkodliwa Pochodzenie Wpływ na zdrowie Możliwe stężenia w pomieszczeniach
Rozpuszczalniki (benzen, dwuchloroetan, toluen, ksylen) Farby, lakiery, żywice, politury, środki czyszczące, kleje, lepiki, papy Bóle głowy, podrażnienie błon śluzowych, zaburzenia układu nerwowego, uszkodzenia wątroby i nerek, działania rakotwórcze Niebezpieczne
Formaldehyd Kleje, lepiki, lakiery, płyty paździerzowe, pianki, meble, papy Podrażnieniami błon śluzowych, stany zapalne dróg oddechowych, bóle głowy, działania rakotwórcze Niebezpieczne
Dwutlenek węgla (CO2) Urządzenia grzewcze, piec gazowy powietrze wydechowe i atmosferyczne Bóle głowy, zawroty nadciśnienie W normalnych warunkach nie jest niebezpieczne
Tlenek węgla (CO) Powietrze atmosferyczne (pojazdy) paleniska urządzenia grzewcze Zablokowanie transportu tlenu zaburzenia krążeniowo – oddechowe W normalnych warunkach nie jest niebezpieczne
Tlenki azotu (NOx) Urządzenia grzewcze, piec gazowy, dym tytoniowy, powietrze zewnętrzne Kaszel, ślinotok, katar nosa, zaburzenia w oddychaniu Niebezpieczne
Dwutlenek siarki (SO2) Urządzenia grzewcze, piec gazowy, dym tytoniowy, Podrażnienia błon śluzowych, stany zapalne dróg oddechowych i tkanki łącznej, zapalenie oskrzeli, duszność W normalnych warunkach nie jest niebezpieczne
Wielochlorowe dwufenyle, fenol, styren itp. Plastyfikatory, kleje, lepiki, materiały izolacyjne, papy Bóle głowy, zawroty, senność, uszkodzenia wątroby i nerek, działania rakotwórcze Niebezpieczne
Radon Cegły, kamienie naturalne, gaz ziemny, żużlobeton Nudności, zaburzenia żołądkowe, jelitowe, osłabienie, wszystkie inne skutki typowe dla napromieniowania promieniami jonizującymi Niebezpieczne
Biorąc pod uwagę budowę chemiczną substancji, do grupy związków organicznych należy zaliczyć przynajmniej kilkaset różnych związków chemicznych, w tym: węglowodory alifatyczne i aromatyczne, związki halonowe, aldehydy, ketony, estry i terpeny.Szkodliwe związki mogą się wydzielać (w bardzo różnym stężeniu, w zależności od technologii i procesów produkcyjnych) z tak popularnych materiałów budowlanych, jak:
• materiały drewnopochodne i izolacje termiczne (szkodliwa substancja: formaldehyd)
• niektóre kleje (szkodliwe substancje: formaldehyd, toluen, fenole)
• płyty pilśniowe (szkodliwa substancja: ksylomit)
• żywiczne materiały posadzkowe (szkodliwe substancje: toluen, styren, butanol, cykloheksan)
• wyroby z PCV (szkodliwe substancje: toluen, dekan, dwuetyloheksanol)
Podczas badań higienicznych najczęściej stwierdzano obecność toluenu, który występuje w:
• 80,0 % emalii,
• 78,3 % lepików,
• 62,2 % lakierów,
• 55,6 % klejów,
• 50,0 % farb,
• 38,5 % impregnatów,
• 37,0 % tworzyw sztucznych,
• 20,8 % materiałów izolacyjnych.
Średnie oraz ekstremalne (minimalne i maksymalne) wartości współczynników kwalifikacyjnych niektórych wyrobów budowlanych: 1 - beton komórkowy piaskowy, 2 - cegła silikatowa, 3 - beton zwykły, 4 - keramzytobeton, 5 - cegła i wyroby ceramiczne, 6 - żużlobeton, 7 - beton komórkowy popiołowy.
Aby ocenić skalę problemów, związanych ze szkodliwymi substancjami w powietrzu, stworzono Centralną Bazę Danych HIGMAT, w której zawarto informacje o tych substancjach chemicznych, których obecność w materiałach budowlanych podlega szczególnym ograniczeniom. Ta powszechnie dostępna baza stanowi zbiór danych zarówno o charakterze informacyjnym, jak i edukacyjnym.
Podstawą do właściwego stosowania materiałów, stwarzających potencjalne zagrożenie dla zdrowia, są dokumenty, dopuszczające dane produkty do użytku, wydawane przez Państwowy Zakład Higieny oraz informacje producenta o składnikach wyrobu. Należy także bezwzględnie przestrzegać informacji technicznych, dotyczących warunków stosowania i użytkowania danych materiałów. W informacjach tych znajdziemy m.in. wskazówki dotyczące środków ochronnych, używanych przy stosowaniu danego wyrobu, karencji, konieczności wietrzenia pomieszczeń po zastosowaniu konkretnego materiału.
Lp. Nazwa substancji Liczebność wystąpień w badanej populacji %
1. Toluen 42,1
2. Ksylen 35,6
3. Formaldehyd 22,6
4. Benzen 14,3
5. Styren 14,0
6. Etylobenzen 13,3
7. Węglowodory alifatyczne 13,0
8. Fenol 10,3
9. Ftalan dwubutylu 9,0
10. Dekan + Undekan 7,3
11. Octan winylu 6,3
12. Węglowodory aromatyczne 6,3
13. Chlorek winylu oraz 72 inne, rzadziej emitowane substancje 5,5
Liczba substancji chemicznych emitowanych z próbek grup materiałowych.
Promieniowanie - zjawiska realizacyjne
Podstawowe sposoby obniżenia stężenia radonu w powietrzu wewnątrz budynku: a - przez zastosowanie specjalnego systemu wentylacji, b - za pomocą izolacji gazoszczelnej (bariera mechaniczna), c - przez usuwanie części radonu z podłoża (wytwarzanie podciśnienia pod obiektem)
• wyroby o średniej zawartości (współczynnik f1 do 0,60) - wyroby z betonów lekkich na kruszywach spiekanych typu keramzytowego
• wyroby o podwyższonej zawartości (współczynnik f1 do 1,0) - wyroby z ceramiki wypalonej, z betonu komórkowego z udziałem popiołów lotnych (pyłów dymnicowych), żużlobetony, fosfogipsy, materiały kamienne - magmowe głębinowe
Jednak znacznie większe zagrożenie stanowi wydzielanie się radonu (Ra), gazu szlachetnego, występującego w skorupie ziemskiej.
W Polsce radon występuje głównie na terenach południowo-zachodnich kraju, gdzie pojawia się nawet kilkuprocentowe prawdopodobieństwo przekroczenia dopuszczalnego stężenia tego gazu w obiektach budowlanych.
Zmniejszenie infiltracji Ra-226 jest możliwe przez: Źródłem promieniowania są zarówno naturalne pierwiastki promieniotwórcze, zawarte w materiałach budowlanych, jak i promieniowanie kosmiczne przenikające do atmosfery. Niektóre z materiałów budowlanych pochodzenia mineralnego mogą zawierać pierwiastki promieniotwórcze Th (tor), U (uran), oraz promieniotwórczy izotop K (potas). Największy udział w ogólnym bilansie promieniowania ma gaz szlachetny Ra (radon), oraz produkty jego rozpadu. Kryteria, obowiązujące przy ocenianiu wielkości zagrożenia dla ludzkiego organizmu, wynikającego z narażenia ciała na promieniowanie gamma, oraz przy ocenianiu wielkości zagrożenia dla układu oddechowego, wynikającego z narażenia tegoż układu na promieniowanie alfa, można przedstawić przy pomocy następujących współczynników:
f1 = 0,00027 Sk + 0,0027 SRa + 0,0043 STh 1
gdzie: Sk, SRa, STh - wartości stężeń izotopów potasu K-40, radu Ra-226, toru Th-228
f2 = SRa 185 Bq kg-1
Biorąc pod uwagę zawartość naturalnych pierwiastków promieniotwórczych, krajowe wyroby budowlane możemy podzielić na następujące grupy:
• wyroby o niskiej zawartości (współczynnik f1 do 0,35) - materiały budowlane i wyroby z betonu komórkowego z zastosowaniem piasku, z betonu zwykłego, wapienno-piaskowe, z niskoaktywnych surowców mineralnych, takich jak gips i wapno
• zaprojektowanie i wykonanie specjalnego systemu wentylacji lub zastosowanie specjalnych filtrów przypadku klimatyzacji
• redukcję napływu radonu do budynku z podłoża gruntowego, przez wykonanie gazoszczelnej izolacji części podziemnej budynku wraz z uszczelnieniem wszelkich otworów, kanałów, szczelin i pęknięć
• usuwanie spod budynku powietrza wraz z gazami gruntowymi, przez obniżenie ciśnienia powietrza w gruncie pod budynkiem lub podwyższenie ciśnienia powietrza w pomieszczeniach piwnicznych.
Możliwym i skutecznym jest również zastosowanie kombinacji przedstawionych metod.
Za największe dopuszczalne roczne stężenie Ra-222 w budynkach, oddanych do użytku po 1.01.1998, uznaje się stężenie 200 Bq/m3, co jest zbliżone do kryteriów międzynarodowych.
Pole elektromagnetyczne i elektryczność statyczna
Na zdrowie człowieka istotny wpływ wywierają także zjawiska, dotyczące pól elektromagnetycznych, związanych z przepływem prądu. Wpływ ten najbardziej odczuwalny jest w strefach, znajdujących się w pobliżu urządzeń elektroenergetycznych o wysokim napięciu. Pole magnetyczne wytwarzane jest przez prądy w przewodach, a pole elektryczne powstaje w wyniku przyłożenia napięcia do przewodów. Zjawiska te najczęściej dotyczą więc stref w bezpośredniej bliskości linii wysokiego napięcia, oraz stacji transformatorowych. Częściej na zdrowie i kondycję człowieka wpływ wywierają zjawiska związane z elektrycznością statyczną. Miejscami, w których szczególnie należy dbać o ochronę przed elektrycznością statyczną, są budynki czy tereny z występującymi mediami łatwo zapalnymi i wybuchowymi, oraz takie miejsca, w których znajduje się dużo urządzeń elektronicznych, narażonych na wyładowania elektrostatyczne, np. szpitalne sale operacyjne, sale komputerowe w bankach lub poligrafii itd. Elektryzacja statyczna materiałów budowlanych (najczęściej, ale nie tylko, z grupy tworzyw sztucznych) następuje na drodze kontaktowo-tarciowej, czyli w sytuacjach, w których materiały poruszają się, trą o siebie, umożliwiając rozdział ładunków. Na zdrowie człowieka bezpośrednio wpływa wytwarzane pole elektryczne, ale i zmiany jonizacji powietrza, powodujące zaburzenia indywidualnych bioprądów organizmu. Zjonizowane powietrze (o zachwianej dysproporcji jonów dodatnich i ujemnych) może oddziaływać na zdrowie poprzez:
• wzrost pobudzania receptorów oskrzelowych i płucnych
• zmiany potencjału krwi, kontaktującej się ze zjonizowanym powietrzem w pęcherzykach płucnych, co wpływa w efekcie na funkcjonowanie układu wewnątrzwydzielniczego
• zmiany błon śluzowych dróg oddechowych, co wywołuje zmiany w ruchach rzęskowych płuc
Wzrost jonizacji powietrza prowadzi również do wzrostu toksyczności - w takich warunkach gazy i aerozole łatwiej przenikają do dróg oddechowych. Elektryzujące się tworzywa sztuczne przyciągają na swą powierzchnię także kurz, co pogarsza warunki higieniczne i zdrowotne i może podwyższyć stopień zagrożenia biologicznego. Według aktualnych norm za materiał antystatyczny uznaje się materiał budowlany, którego rezystywność skrośna jest mniejsza od 1•108 Ω m, co oznacza, że ograniczone są mechanizmy generowania ładunków, oraz że istnieje naturalny odpływ ładunków z urządzeń kontaktujących się a takim materiałem. W warunkach przemysłowych za materiał elektrostatycznie przewodzący (ECF - electrocondutivity flooring) uznaje się materiał, charakteryzujący się rezystywnością mniejszą od 1•106 Ω, a rozpraszający ładunki (DIF - diffusion flooring) - rezystancją od 1•106 Ω do 1•109 Ω. Dotyczy to szczególnie materiałów posadzkowych. Współczesny człowiek żyje w świecie najeżonym urządzeniami elektronicznymi, emitujących różnego typu promieniowanie.
Do takich urządzeń zaliczyć możemy m.in. telefony komórkowe, radiofonię cyfrową, radary lotnicze. Wszystkie te urządzenia wytwarzają fale typu elektromagnetycznego o wysokiej częstotliwości, o działaniu ciągłym i impulsowym. W chwili obecnej skutki oddziaływania tego typu fal nie są naukowo poznane.
Czasami jednak, niejako na wszelki wypadek, stosuje się zabezpieczenia przed tymi zjawiskami, nazywanymi potocznie "smogiem elektromagnetycznym". W niektórych krajach wysoko rozwiniętych, w obszarach szczególnie narażonych na działanie tego rodzaju fal (np. radarowo sterowany korytarz dolotowy do lotniska), podczas docieplania budynków za pomocą bezspoinowego systemu ociepleń - BSO (uprzednio nazywanego metodą lekką - mokrą), stosuje się specjalną siatkę zbrojącą. Siatka taka, z dodatkowo wplecionym włóknem metalowym, staje się elementem przewodzącym ładunki elektryczne do systemu uziomów. Ten rodzaj ekranowania, wg niektórych danych, redukuje natężenie zmiennych pól o niskiej częstotliwości i tłumi w bardzo dużym stopniu promieniowanie wysokiej częstotliwości.
Zagadnienia cieplno – wilgotnościowe
Problemy wilgotnościowe pomieszczeń mieszkalnych i biurowych wynikać mogą z następujących czynników:
• zawilgocenia materiałów, tworzących przegrody, w wyniku nieskutecznego działania odpowiedniej izolacji p/wodnej i p/wilgociowej (lub ewentualnego jej uszkodzenia), a w obiektach o kilkudziesięcioletnim okresie użytkowania nawet jej braku (izolacje tego typu stosuje się powszechnie dopiero od I Wojny Światowej) czy technicznego zużycia
• parametrów technicznych przegrody - współczynnik przenikania ciepła przegrody - "k" = "U", rozkładu ciśnień pary wodnej w przegrodzie (wskazującego na ewentualne wystąpienie strefy kondensacji)
• zawilgocenia w wyniku działalności codziennej użytkowników budynku (jeden człowiek zużywa ok. 8-10 l wody/dobę)
Zjawiska ewentualnej kondensacji w przegrodzie mają istotny związek z warunkami użytkowania pomieszczeń. Należy utrzymywać w nich na odpowiednim poziomie zarówno temperaturę powietrza - +20°C, jak i wilgotność względną powietrza - 55%. Parametry termiczne przegrody (jej temperatura) mają wpływ na możliwość wystąpienia, oraz skalę wykroplenia wody z pary wodnej na powierzchni przegrody, oraz na powierzchni przedmiotów wyposażenia (jest to tzw. temperatura punktu rosy). Prowadzone obserwacje wykazały, że często sami użytkownicy obniżają temperaturę wewnętrzną (ze względu na oszczędność), lub nawet "kradną ciepło" od sąsiada. Zawartość pary wodnej w powietrzu może się zmieniać, przy czym maksymalna wilgotność powietrza zależy od ciśnienia atmosferycznego i temperatury. Przy kontakcie powietrza wilgotnego z chłodnymi powierzchniami, po ochłodzeniu powietrza w warstwie przyściennej, poniżej temperatury punktu rosy, następuje wykroplenie się pary wodnej na ścianach. W typowym mieszkaniu lat 50. - 80., w wielu miejscach występowały stosunkowo chłodne powierzchnie ścian i okien (w wyniku wysokiego "k" i mostków termicznych). Nieszczelne okna powodowały stosunkowo intensywną wymianę powietrza, a przez to wyprowadzenie nadmiaru pary wodnej na zewnątrz. Program modernizacji (ociepleń ścian, stropów nadpiwnicznych, stropodachów) spowodował polepszenie termoizolacyjności przegród, podnosząc temperaturę na wewnętrznych powierzchniach przegród. Przy wymianie stolarki na znacznie bardziej szczelną (co jest ostatnio często praktykowane), zmniejszają się przepływy powietrza, co z kolei zwiększa jego wilgotność. Wprowadzone indywidualne rozliczenie kosztów energii cieplnej ("podzielniki ciepła", termozawory) często skłania użytkowników budynku do oszczędności, a oszczędzać można, obniżając temperaturę powietrza wewnętrznego. To jednak jeszcze bardziej zwiększa wilgotność względną powietrza. Można więc powiedzieć, że w praktyce modernizacja energetyczna mieszkań stworzyła warunki, sprzyjające występowaniu kondensacji wilgoci w miejscach lokalnego zmniejszonego oporu cieplnego, na powierzchniach tzw. "mostków cieplnych". Mostki cieplne można wykryć dzięki badaniu przegród z użyciem kamer termowizyjnych.
Aktualnie na rynku dostępne są materiały i technologie, potrzebne do wykonania poziomych i pionowych izolacji p/wilgociowych w istniejących przegrodach eksploatowanych obiektów, które można stosować bez konieczności naruszenia przegród (nacinania) i prowadzenia odkopów. Te materiały i technologie zostały już sprawdzone eksploatacyjnie.
Wentylacja
Niezwykle istotna w świetle przedstawionych problemów cieplnych i wilgotnościowych jest poprawna wentylacja poszczególnych pomieszczeń. Skuteczność działania wentylacji zależy od tego, ile świeżego powietrza napływa do pomieszczenia i ile zużytego powietrza jest z niego wyprowadzane. Powietrze napływa przez okna (kiedyś działo się to dzięki ich nieszczelności) oraz przez specjalne otwory napływu świeżego powietrza, znajdujące się zarówno w przekrojach okiennych, jak i w ścianach. Przyjmuje się, że w ciągu godziny każda osoba potrzebuje 20 metrów sześciennych świeżego powietrza, tyle też zużytego powietrza powinno być z pomieszczenia wyprowadzone. W związku z częstą wymianą okien na nowoczesne, bardzo szczelne, istotnego znaczenia nabiera wielkość współczynnika infiltracji przez okna - minimalny poziom tego współczynnika wynosi 0,5 m3/h m daPa2/3. Pożądany poziom infiltracji osiąga się przez rozszczelnienie szczelnego okna - początkowo robiono to przez wycięcie odcinka uszczelki w górnej części okna (długości ok. 10 - 20 cm), aktualnie montuje się specjalne uszczelki płaskie, karbowane lub czasami perforowane. W ostatnich latach za granicą powszechne stało się rozszczelnianie, wykonywane w okuciach okien, z funkcją przepływu powietrza przy dużych różnicach ciśnień, przystosowaną do montażu w oknach z profili PCV.
Elementem, zapewniającym stały napływ powietrza są różnego typu nawiewniki:
• stałym przekroju otworu wlotowego
• ręcznie regulowanym przesłonięciu tegoż otworu
• automatycznie regulowanym przesłonięciu otworu wlotowego (sterowane zmienną różnicą ciśnień, wilgotnością względną powietrza wewnętrznego).
Niektóre z nawiewników powietrza dodatkowo są wyposażone w elementy, tłumiące hałas. Drugą częścią skutecznie działającej wentylacji są elementy wyprowadzenia powietrza z pomieszczeń, występujące w postaci kanałów wentylacyjnych (dla działania wentylacji grawitacyjnej czy wspomaganej mechanicznie). Odpowiednia wielkość przekrojów kanałów, ich ilość i wysokość - różnica poziomów, niezasłanianie - zmniejszenie powierzchni otworów wlotowych, nieprzyłączanie do nich indywidualnych wentylatorów, to niezbędne warunki skutecznego działania wentylacji.
Szczególnie ważna jest wentylacja w tych pomieszczeniach, w których występują procesy spalania. Są to oczywiście przede wszystkim kuchnie, ale także łazienki z gazowymi grzejnikami przepływowymi wody, z kominkami. Jest to istotne ze względu na obecność CO2, dwutlenku węgla, powstającego w wyniku spalania. W ostatnich latach w Polsce notowano nawet 300 zatruć śmiertelnych tlenkiem węgla rocznie, a zatruć, które na szczęście nie doprowadziły do zgonu, odnotowano kilkakrotnie więcej. Sam proces spalenia 1m3 gazu ziemnego wymaga 10m3 powietrza, które musi dopłynąć do pomieszczenia z zewnątrz. Badania wykazały, że szczególnie szkodliwe są dymy, powstające w wyniku spalania drewna. Wolne rodniki, pojawiające się w wyniku takiego spalania, są aktywne chemicznie nawet do czterdziestu razy dłużej od tych, powstających w wyniku palenia tytoniu. W świetle tych danych słusznym wydaje się więc być stwierdzenie: "... wygrywamy bitwę o energię - przegrywamy wojnę o jakość powietrza". W praktyce podstawową zasadą wentylacji pomieszczeń powinno być po prostu ich wietrzenie - poprzez otwieranie okien.
Problemy budynków nowo wzniesionych
Zupełnie oddzielnym zagadnieniem jest problem doboru materiałów i technologii na etapie projektowania i realizacji budynku, szczególnie przy szybkim tempie robót, które często prowadzone są w ciągu jednego roku, jednego sezonu klimatycznego. Na dzień dzisiejszy standardem podczas budowania są liczne tzw. "procesy mokre" - z użyciem materiałów i technologii wykorzystujących duże ilości wody. Wykończenie tynkowe ścian, samopoziomujące podkłady podłogowe to typowe przykłady "procesów" budowlanych, wymagających dużych ilości wody. Dla chemicznego związania spoiw potrzeba do 20% wody, dodawanej w procesach przygotowania produktów. Według różnych szacunków, w zależności od zastosowanych materiałów, można oceniać, że w 1m3 kubatury budynku znajduje się od 80 do 200 l wody. Ta woda musi w jakiś sposób odparować. Stąd szczególnego znaczenia nabiera pierwszy okres użytkowania pomieszczeń, po zakończeniu budowy, w którym to okresie odparowuje zbędna wilgoć technologiczna. Na tym etapie wentylacja pomieszczeń poprzez otwieranie okien, możliwie na przestrzał (w celu intensyfikacji procesów wymiany powietrza), jest absolutnie konieczna. Czasami pojawiają się nagle na ścianach, sufitach, wyłącznikach, gniazdkach, powierzchniach z tworzyw sztucznych, szaro-czarne plamy podobne do sadzy. Dotyczy to często obiektów nowych, lub też niedawno remontowanych, w pierwszym lub drugim sezonie grzewczym.
Zjawiska te noszą nazwę "magic dust" lub efekt foggingu (magiczny kurz lub efekt mgły). W świetle najnowszej wiedzy możemy sądzić, że ich powstawanie wiąże się z mostkami cieplnymi, wilgotnością powietrza, jonizacją powietrza, wydzielaniem się gazów z półlotnych związków organicznych, znanych jako plastyfikatory i ciecze wysokowrzące. Substancje te znajdują się w powszechnie stosowanych materiałach: farbach, lakierach, tapetach winylowych, klejach, wykładzinach (szczególnie na gąbce), piankach, laminatach ... oraz w świecach czy lampkach oliwnych. Zjawiska te na dzień dzisiejszy nie zostały do końca poznane. W związku z tym nie jest też znana skuteczna ochrona przed ich wystąpieniem.
Podsumowanie
W związku z przedstawionymi wcześniej zagadnieniami dotyczącymi problemów "Sick Building Syndrom", coraz częściej mówi się o konieczności tworzenia obiektów budowlanych o harmonijnym połączeniu funkcji, o trwałości, o stosowaniu dobrych, nie zagrażających zdrowiu człowieka, podlegających recyclingowi materiałów budowlanych i technologii, które nie wywierają negatywnego wpływu na środowisko, a przy tym wspomina się o potrzebie niskich "globalnych" kosztów (inwestycja, eksploatacje, unicestwienie). W tym kontekście pojawia się nazwa "green building" GB (zielony budynek). O domy użytkowane od lat dbamy ze względów technicznych i ekonomicznych, a oprócz tego "... wiele z domów jest nasiąkniętych emocjami ludzi, którzy w nich żyli ...". A to stanowi często wartość niewymierną. Dlatego właśnie prowadzi się stosowne prace renowacyjno-remontowe przy pomocy specjalnie dobranych, wysoce specjalistycznych materiałów budowlanych i technologii.
Herodot!