Článek - Čidla CO2, větrání dle koncentrace | Katalog

Větrání dle koncentrace škodlivin ve vnitřním prostoru představuje obecně jednu z variant řízeného větrání vnitřních prostor stavebních objektů, a to za účelem dosažení optimálního stavu kvality vnitřního prostředí jak ze zdravotního hlediska, tak z hlediska ekonomického provozu systému (především) nuceného větrání, jehož vzduchový výkon (objem přiváděného čerstvého vzduchu) je efektivně regulován na základě okamžitého stavu kvality vnitřního vzduchu. Indikátorů kvality vnitřního vzduchu je celá řada a volba toho vhodného je ve velké míře závislá na typu vnitřního prostoru. Větrání dle koncentrace (množství) určité látky bude tedy odlišné např. v průmyslovém provozu a v rodinném domu. U vnitřních prostorů, které jsou obývány lidmi tzv. obytné prostory, je dobrým ukazatelem kvality vnitřního vzduchu koncentrace CO₂ (oxidu uhličitého). Oxid uhličitý je běžně součástí zemské atmosféry, ale také je (mimo jiné) součástí vzduchu vydechovaného člověkem. V nevětraném prostoru (zavřená okna, utěsněné okenní spáry) obývaném lidmi dochází postupně růstu koncentrace CO₂, přičemž je známo, že po dosažení určité hranice se dostaví i bezprostřední účinky na lidský organismus. Častým příznakem bývá pocit únavy, bolení hlavy, ospalost aj. Dlouhodobé obývání takovýchto prostor není tedy ani pocitově příjemné, ani zdraví prospěšné. Proto i doporučované normové hodnoty či požadované min. hodnoty objemu přiváděného čerstvého vzduchu do obytných prostor vycházejí především právě z koncentrace CO₂. Dodržením množství přívodu čerstvého vzduchu do pobytových místností min. 25 m³.hod^-1 je tak zároveň zpravidla zaručeno, že koncentrace CO₂nepřekročí mezní hodnotu. Pro pružné, aktivní řízení stavu kvality vnitřního vzduchu se pak s výhodou využívají čidla CO₂, jež vyhodnocují okamžitou koncentraci v daném prostoru. (U rodinných domů typicky ložnice, dětský pokoj, obývací pokoj. U administrativních budov kancelářské prostory a zasedací místnosti). S informací o koncentraci CO₂pak dále pracuje systém nuceného větrání (vzduchotechniky - VZT) a dochází k řízení množství přiváděného venkovního, čerstvého vzduchu. Samotná čidla CO₂se umisťují do pobytových prostorů tak, aby pokud možno co nejlépe reflektovala kvalitu vnitřního vzduchu. Vhodnými místy pro osazení je výška cca 1,2 až 1,8m nad úrovní podlahy (úroveň lidské hlavy), alespoň 1,0m od rohu místností, alespoň 0,5 až 1,0m od dveří a ne v blízkosti oken. Jak již bylo řečeno je vhodné využívat čidlo CO₂předevšímjako součást systému nuceného větrání, bude však jistě vhodné doplnit, že čidlo CO₂ lze do vnitřního prostoru umístit bez dalšího přímé vazby na jiná zařízení. Výstupem je tak pouze informace v úrovni aktuální koncentrace na základě které, může být prostor dle potřeby větrán otevřením oken, jakkoli je už tento způsob větrní méně efektivní. Často bývají tato čidla kompaktním měřícím zařízením, kde je k dispozici také měření relativní vlhkosti a teploty vzduchu a případně ještě dále doplněna o akustickou signalizaci pro upozornění při dosažení limitní koncentrace CO₂.

Více viz. např: https://vetrani.tzb-info.cz/vnitrni-prostredi/7132-oxid-uhlicity-utajeny-nepritel

Čidlo CO2 s podsvíceným displejem a alarmem při překročení nastavené hodnoty v ppm.

Měrné ceny, úspory, návratnosti

Orientační náklady čidlo CO₂ - Součást VZT (přesnější) - Samostatné (méně přesné)	5000 až 6000 500 až 1500	Kč/ks
Úspora komodity lokální	Není relevantní.
Úspora komodity globální	Není relevantní.
běžná návratnost instalace	Není relevantní. Při pořízení čidla CO₂ (či obecně větrání) se jedná především o investici do zlepšení kvality vnitřního vzduchu, a tedy do vlastního zdraví, bez nároků na ekonomickou návratnost.	let
Na čem závisí návratnost	Není relevantní. Při pořízení čidla CO₂ (či obecně větrání) se jedná především o investici do zlepšení kvality vnitřního vzduchu, a tedy do vlastního zdraví, bez nároků na ekonomickou návratnost.
Vlastní spotřeba - Součást VZT - Samostatné	Napájeno z DS (spotřeba zanedbatelná) Napájeno z DS popř. 3x1,5V AA baterie
Provozní náklady ostatní - Součást VZT - Samostatné	Napájeno z DS (spotřeba zanedbatelná) Napájeno z DS popř. 3x1,5V AA baterie

Spočtěte si sami

Spočtěte si sami, jakou minimální intenzitou je potřeba větrat prostor daných rozměrů tak, aby byla udržena požadovaná koncentrace CO₂pro daný počet osob včetně způsobu jejich fyzické aktivity.

(Požadovaná koncentrace by neměla přesáhnou 1500 ppm, přičemž hodnota 1000-1500 ppm je hodnotou akceptovatelnou a hodnotou 700ppm a méně lze pak hodnotit kvalitu vnitřního vzduchu jako dobrou a srovnatelnou s kvalitou venkovního vzduchu.)

http://www.stavebnictvi3000.cz/vypocty/6-vetrani-v-byte-a-dome/?do=calcForm-submit

Výhody, nevýhody, mýty

Silné stránky

Investice do zařízení, jež přispěje k možnosti sledování okamžitého stavu kvality vnitřního vzduchu.
Ukazatel kvality vnitřního vzduchu poslouží jako vhodný indikátor pravidelného a dostatečného větrání vnitřních prostor.
Snížením koncentrace CO₂je objektivně dosaženo kvalitnějšího, a tedy i zdravějšího vnitřního prostředí.

Příležitosti

Čidla CO₂ lze vhodně kombinovat se systémy nuceného větrání, kde množství čerstvého vzduchu je přiváděno v závislosti na okamžité koncentraci CO_2.
V případě instalace systému nuceného větrání s rekuperací, lze v rámci tohoto osadit i čidla CO₂. Na opatření jako celek lze pak u rodinných a bytových domů žádat o dotační příspěvek.

Slabé stránky

V každém případě se jedná o investici do zvýšení kvality vnitřního prostředí. Nelze tedy uvázat s ekonomickou návratností takovýchto opatření.
Monitorování, resp. větrání dle koncentrace CO₂ přirozeně (otvíráním oken) tj. bez vazby na systém nuceného větrání není u nových (utěsněných staveb) dostačují.

Hrozby

Umístění čidla v prostoru interiéru je nutné pečlivě volit (nejlépe nejprve konzultovat s projektantem - specialistou) tak, aby měřené údaje měly dostatečně vypovídající hodnotu.

Související úsporné opatření

Zavedení časového řízení nebo řízení dle přítomnosti osob VZT
Centrální větrací jednotka s rekuperací

FAQ

Proč jsou hladiny CO2 důležité pro kvalitu vnitřního vzduchu?
Oxid uhličitý (CO2) je přirozeně se vyskytující plyn, který vzniká dýcháním lidí a spalovacími procesy. Zatímco venkovní koncentrace jsou obvykle kolem 400 ppm, vydechovaný vzduch obsahuje mnohem vyšší koncentrace (30 000 - 50 000 ppm). Zvýšené hladiny CO2 v interiérech jsou silným indikátorem nedostatečného větrání. To může vést k hromadění dalších vnitřních znečišťujících látek a mít přímé negativní dopady na zdraví, kognitivní funkce a produktivitu, a to i při běžných vnitřních koncentracích (1000-2500 ppm). Monitorování hladin CO2 je proto klíčové pro zajištění zdravého a pohodlného vnitřního prostředí.

Jak fungují snímače CO2 a jaké technologie se používají?
Běžně používané snímače CO2, zejména v systémech HVAC, fungují na principu nedisperzní infračervené (NDIR) spektroskopie. Tyto snímače měří absorpci specifických frekvencí infračerveného světla molekulami CO2. Množství absorbovaného světla je přímo úměrné koncentraci CO2. Dvoukanálové NDIR snímače zvyšují přesnost kompenzací driftu. Existují i jiné typy snímačů (polovodičové, elektrochemické, chemické, fotoakustické), ale NDIR je pro systémy HVAC preferován pro svou přesnost a spolehlivost.

Jaké jsou hlavní funkce a výhody používání snímačů CO2 v interiérech?
Snímače CO2 mají v interiérech několik klíčových funkcí a přinášejí mnoho výhod:

Hodnocení výkonnosti ventilace a míry výměny vzduchu: Hladiny CO2 přímo odrážejí účinnost ventilace při ředění vydechovaného vzduchu.
Poskytování informací o úrovni obsazenosti: Koncentrace CO2 stoupá s počtem osob, což je zásadní pro systémy ventilace řízené podle potřeby (DCV).
Slouží jako zástupný ukazatel celkové kvality vnitřního vzduchu: Zvýšené CO2 často signalizuje hromadění dalších znečišťujících látek.
Umožnění optimalizace energie prostřednictvím DCV: DCV upravuje ventilaci na základě skutečné potřeby, což vede k významným úsporám energie.
Zlepšení zdraví, kognitivních funkcí a produktivity: Udržování doporučených hladin CO2 zlepšuje komfort a výkonnost uživatelů.
Přispívání k certifikacím zelených budov: Monitorování CO2 je často součástí požadavků na certifikaci.
Co je ventilace řízená podle potřeby (DCV) a jak CO2 snímače v ní hrají roli?
Ventilace řízená podle potřeby (DCV) je strategie, která dynamicky upravuje rychlost proudění vzduchu na základě aktuální poptávky, primárně indikované hladinami CO2. Snímače CO2 poskytují zpětnou vazbu řídicímu systému (např. BMS), který následně moduluje klapky nebo rychlost ventilátorů tak, aby se zvýšil přívod čerstvého vzduchu, když hladiny CO2 stoupnou, a snížil, když jsou nízké. To vede k významným úsporám energie (až 30-38%) a zároveň zajišťuje adekvátní kvalitu vnitřního vzduchu, kdykoli je to potřeba.

Proč se ventilační systémy zaměřují na udržování CO2 na nižších, ale ne nutně na nejnižších možných úrovních?
Cílem ventilace není neustále dosahovat venkovních hladin CO2, ale spíše udržovat vnitřní koncentrace v přijatelných rozmezích (např. pod 1000 ppm). Tento přístup vyvažuje potřebu kvalitního vnitřního vzduchu s energetickou účinností. Dosažení extrémně nízkých hladin CO2 by vyžadovalo velmi vysokou míru ventilace, což by znamenalo značné náklady na úpravu velkého objemu venkovního vzduchu, zejména v klimatických podmínkách s extrémními teplotami. Ventilační normy se snaží najít rovnováhu mezi zdravím a energetickou účinností.

Je CO2 těžší než vzduch a hromadí se u podlahy?
CO2 je přibližně 1,5krát hustší než vzduch. V naprosto klidném vzduchu by měl tendenci klesat k nižším úrovním, což může být problémem v průmyslových prostředích nebo uzavřených prostorech bez ventilace. Nicméně v běžných obývaných interiérech s pohybem vzduchu způsobeným teplotními gradienty, lidskou aktivitou nebo systémy HVAC se CO2 obecně poměrně rovnoměrně mísí s okolním vzduchem díky difuzi a konvekci. Významná stratifikace do husté vrstvy u podlahy je za normálních podmínek nepravděpodobná. Účinné ventilační strategie zajišťují řádné promíchávání vzduchu.

Jaké jsou doporučené požadavky na přívod čerstvého vzduchu na osobu?
Doporučené požadavky na přívod čerstvého vzduchu na osobu se liší v závislosti na typu prostoru, úrovni aktivity a platných normách. Organizace jako ASHRAE a WHO vydávají směrnice. Například ASHRAE Standard 62.1 doporučuje přibližně 12,7 - 34 m³/h na osobu v závislosti na aplikaci a ploše, zatímco WHO doporučuje minimálně 36 m³/h na osobu pro běžné prostory a 54 m³/h pro prostory s vysokou tvorbou aerosolů. Vyšší úroveň aktivity vyžaduje vyšší míru ventilace (např. 45 m³/h pro lehkou aktivitu, 60 m³/h pro těžkou aktivitu).

Jaké jsou povolené a doporučené hladiny koncentrace CO2 v interiérech?
Přijatelné a doporučené hladiny CO2 se liší podle typu budovy a normy. Obecně platí, že hladiny pod 1000 ppm jsou považovány za přijatelné, indikující dostatečné větrání. Pro optimální kognitivní výkon a minimalizaci stížností se často doporučuje udržovat hladiny pod 800 ppm, zejména v kancelářích a učebnách. Normy jako ASHRAE doporučují nepřesahovat venkovní hladinu o více než 600-700 ppm. Vyšší hladiny nad 1000 ppm mohou vést k únavě a snížené koncentraci, nad 2000 ppm k bolestem hlavy a nevolnosti a velmi vysoké hladiny (>40 000 ppm) jsou nebezpečné. Udržování CO2 v doporučených rozmezích je klíčem ke zdravému prostředí.

Dotační potenciál

Rodinné domy	Možnost získání dotace na instalaci systému nuceného větrání s rekuperací z programu Nová zelená úsporám pro RD - https://www.novazelenausporam.cz/ (čidla, resp. řízení větrání dle koncentrace může být vhodnou součástí tohoto systému jako celku)
Bytové domy	Možnost získání dotace na instalaci systému nuceného větrání s rekuperací z programu Nová zelená úsporám pro BD - https://www.novazelenausporam.cz/ (čidla, resp. řízení větrání dle koncentrace může být vhodnou součástí tohoto systému jako celku)
Školská zařízení	Možnost získání dotace na instalaci systému nuceného větrání s rekuperací z programu Operační program Životní prostředí (OPŽP) - https://www.opzp.cz/vyzvy/100-vyzva (čidla, resp. řízení větrání dle koncentrace může být vhodnou součástí tohoto systému jako celku)
Administrativní budovy	Podnikatelský sektor může získat dotace z Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost. Větrání s rekuperací řízené pomocí čidla CO₂ je uznatelným nákladem
Hotely	Vhodné řešení řízení centrálního větrání dle aktuální koncentrace CO2 v celém větraném objektu.
Obchodní centra	Podnikatelský sektor může získat dotace z Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost. Větrání s rekuperací řízené pomocí čidla CO₂ je uznatelným nákladem
Sklady	Podnikatelský sektor může získat dotace z Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost. Větrání s rekuperací řízené pomocí čidla CO₂ je uznatelným nákladem
Výrobní podnik	Podnikatelský sektor může získat dotace z Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost. Větrání s rekuperací řízené pomocí čidla CO₂ je uznatelným nákladem

Termíny a definice

Nejpoužívanější pojmy	popis	jednotka
AHU	Anglický ekvivalent pro VZT jednotku (air handling unit).
CO2	Oxid uhličitý. Je používán jako indikátor čerstvosti vzduchu. V exteriéru je obvykle jeho koncentrace kolem 400 ppm (milióntin), v interiéru současné standardy povolují maximální koncentraci 1500 ppm. Zákony platné od 19. století do nedávna považovaly za přípustnou hranici 1000 ppm.
Čidlo CO2	Zařízení (senzor) pro sledování okamžitého stavu koncentrace daného plynu ve vymezeném prostoru.
Intenzita větrání	Můžeme ji definovat jako podíl průtoku čerstvého venkovního vzduchu, který vstupuje do dané místnosti-objem této místnosti. Nevztahuje se na počet osob v místnosti, ale dává informaci o tom, kolikrát za hodinu je znečištěný vzduch v místnosti nahrazen čerstvým vzduchem.
Intenzita výměny vzduchu	Můžeme ji definovat jako podíl průtoku vzduchu, který vstupuje do dané místnosti/objem této místnosti. Nevztahuje se na počet osob v místnosti, ale dává informaci o tom, kolikrát za hodinu se vymění vzduch v dané místnosti
Pasivní dům	V České republice dům splňující podmínky TNI 73 0329 nebo TNI 73 0330. V zahraničí domy splňující podmínky Passivhaus institutu.
Větrání dle koncentrace	Řízené větrání - přizpůsobení velikosti intenzity větrání na základě koncentrace zvolené látky např. CO2 (obytné budovy).
VZT	Vzduchotechnika, vzduchotechnické zařízení