Matuodami įvairius parametrus keliasdešimtyje daugiabučių Suomijoje ir Lietuvoje, mokslininkai stebėjo, koks yra patalpų mikroklimatas renovuotuose pastatuose.

Renovuotas daugiabutis.

 

Kaip keičiasi patalpų mikroklimatas po dalinės renovacijos ir apšiltinus pastatus? Kaip objektyviai įvertinti patalpų vidaus oro kokybę? Į šiuos klausimus pabandė atsakyti penkerius metus Lietuvos ir Suomijos mokslininkų vykdytas INSULAtE projektas.

INSULAtE projekto tikslas buvo parodyti teigiamą energijos vartojimo efektyvumo poveikį pastatams ir surasti išsamius pastatų vertinimo kriterijus. Penkerių metų trukmės projekto metu (2010-2015 m.) buvo vertinami pastatai Suomijoje ir Lietuvoje - jų vidaus aplinkos kokybė, t.y. parametrai, turintys įtakos sveikatai. Didžioji dalis vertintų pastatų - daugiabučiai, pastatyti 1960-1980 m., kuriuose, siekiant sumažinti šildymo sąnaudas, buvo atliekama renovacija. Vertinta atliekant įvairius matavimus ir pateikiant gyventojams klausimus tiek prieš renovaciją, tiek po jos.

Tyrimui parinkti daugiabučiai pastatai, kuriuos planuota renovuoti projekto metu. Be to, kontroliniam palyginimui įtraukti keli pastatai, kurie nebuvo renovuoti projekto metu.

Suomijoje projekto pradžioje buvo įvertinti 46 daugiabučiai (241 butas). Iš jų 39 pastatai buvo renovuoti, o likę buvo kontroliniai - nerenovuoti. Didžioji dalis pastatų yra Tamperės ir Kuopijo srityse. Daugelyje šių pastatų buvo įrengtas mechaninis ištraukiamasis vėdinimas (< 10 proc. buvo įrengtas natūralus vėdinimas).

Lietuvoje projekto pradžioje buvo įvertinta 20 daugiabučių (96 butai). Iš jų renovuota 15 pastatų, likę buvo kontroliniai - nerenovuoti. Didžioji dalis pastatų yra Kauno rajone. Tiriamuosiuose bei kontroliniuose pastatuose vyravo natūrali vėdinimo sistema su vietine ištraukiamąja ventiliacija virtuvėse ir vonios kambariuose.

 

Patalpų mikroklimato tyrimo metodai

Vidaus aplinkos kokybė vertinta: 1) atliekant matavimus, 2) lyginant rezultatus su reglamentais ir rekomendacijomis bei 3) stebint galimus pasikeitimus prieš ir po renovacijos. Jeigu buvo įmanoma, vertinimas prieš ir po renovacijos kiekviename pastate buvo atliekamas tuo pačiu metų laiku (šildymo sezono metu).

Matavimo prietaisai bute Lietuvoje.

 

Vidaus aplinkos kokybę Lietuvoje reglamentuoja Higienos normos. Pasirinktų vidaus kokybės parametrų rekomenduojamos vertės pateiktos lentelėje.

 

Vidaus oro kokybės parametrų vertės Suomijoje ir Lietuvoje:

Parametras	Vnt.	PSO	ES	Nacionalinės gairės
				Suomija	Lietuva
T	°C	-	-	18-26a	18-22
RH	%	-	-	20-60	35-60b
CO2	ppm	-	-	1 150 > lauke	1 200
COc	ppm	8,6 (8 val.); 25 (1 val.)	10 (8 val.)	7	2.43 (24 val.)
AD2.5	µg/m3	25 (24 val.)	25 (m.)	-	40 (24 val.)
AD10	µg/m3	50 (24 val.)	50 (24 val.); 40 (m.)	-	50 (24 val.)
NO2	µg/m3	40 (m.); 200 (val.)	200 (val.); 40 (m.)	-	40 (24 val.)
CH2O	µg/m3	100 (30 min.)	-	50 (m.)	100 (30 min.) 10 (24 val.)
Radonas	Bq/m3	100 (m.)	-	100/200/400d	400
TVOCs	µg/m3	-	-	400	100e
a „Geras" patalpos temperatūros lygis yra 21 °C („pakankamas" lygis yra 18 °C), jis neturėtų būti didesnis nei 26 °C, nebent temperatūra pakyla dėl lauko temperatūros. Šildymo sezono metu temperatūra viduje neturėtų viršyti +23...24 °C. b Santykinės oro drėgmės vertės taikomos tik šildymo sezono metu.

 

Pastatų energinis efektyvumas ir mikroklimatas

Pastatai buvo suskirstyti pagal renovacijos lygį: renovuoti iš dalies, kai atnaujintos atskiros sistemos, pavyzdžiui, apšvietimo, šildymo ir vėdinimo įranga, arba keičiami langai; renovuoti, kai atnaujinimas apima visas efektyvaus energijos naudojimo priemones, vienu metu pagerinant kelias sistemas.

Suomijoje 29 pastatams atliktas atskirų sistemų atnaujinimas, o 9-iems atlikta visa apimanti renovacija. Po renovacijos energijos sąnaudos juose sumažėjo vidutiniškai 21 proc.

Lietuvoje dviejuose pastatuose atliktas atskirų sistemų atnaujinimas, o 13-a pastatų buvo renovuoti. Pastarosios grupės 12-oje daugiabučių, kuriuose buvo įrengta centralizuota šildymo sistema, energijos sąnaudų sumažėjimas svyravo nuo 30 iki 60 proc. Dviejuose iš šių pastatų buvo įrengti saulės kolektoriai, karštam vandeniui ruošti. Trijuose pastatuose buvo įrengta individuali šildymo sistema (dujiniai katilai), juose energijos sunaudojimas sumažėjo apytiksliai 40 proc. Iš dalies renovuotuose pastatuose pastebėtas 10 proc. energijos suvartojimo sumažėjimas.

 

Vidaus temperatūra, drėgmės lygis ir mikroklimatas

Šildymo sezono metu bent du mėnesius butuose buvo matuojama vidaus oro temperatūra (T) ir santykinė oro drėgmė (RH), matuojant dviejose vietose: 1) gyvenamojoje zonoje, charakterizuojančioje vidutines buto sąlygas ir 2) greta šalčiausio pastato atitvarų taško, kuris dažniausiai būdavo greta balkono durų (remiantis išmatuotomis paviršiaus temperatūromis).

Suomijos daugiabučiuose prieš renovaciją vidutinė T šildymo sezono metu buvo 22,7 °C, o RH buvo 27,0 proc. Remiantis Suomijos reglamentu, patalpų temperatūra šildymo sezono metu turi neviršyti 23-24 °C. Nustatyta, kad 23 °C riba buvo viršyta daugiau nei 40 proc. laiko, o 24 °C riba viršyta 17 proc. laiko (žr. diagramą). RH vertės buvo žemiau rekomenduojamo lygio (RH - 20 proc.) 20 proc. laiko.  Po renovacijos vidutinė T buvo 22,6 °C, o RH  - 29,0 proc. Rekomenduojamas lygis (23 °C) buvo viršytas 39 proc. laiko, o RH buvo žemiau rekomenduojamos vertės 11 proc. laiko.

Procentinė vertė, kai vidaus temperatūra viršijo nacionalines rekomenduojamas vertes prieš ir po renovacijos Suomijoje (kairėje) ir Lietuvoje (dešinėje).

 

Lietuvoje prieš renovaciją vidutinė T šildymo sezono metu buvo 19,5 °C o RH buvo 43,4 proc. Po renovacijos vidutinė T buvo 20,4 °C, o RH - 48,7 proc. Pagal Lietuvos Higienos normas, rekomenduojama T vertė yra tarp 18-22 °C, o rekomenduojamas RH intervalas yra 35-60 proc. (šaltuoju metų laikotarpiu). Po renovacijos nustatyta, kad laikotarpis, kai temperatūra buvo per žema (T < 18 °C), sumažėjo 28 proc. tirtų pastatų, o kontroliniuose pastatuose sumažėjo 10 proc.

 

Vidaus oro kokybė: trečdalyje renovuotų pastatų CO₂ koncentracija viršija normą

Suomijoje tiriamuose pastatuose, kuriuose buvo įrengtas mechaninis vėdinimas, vidutinė oro apykaita po renovacijos buvo truputį didesnė (0,48 h^-1) nei prieš renovaciją (0,45 h^-1), o tais atvejais, kai vėdinimas buvo natūralus, vidutinė oro apykaitos vertė  prieš renovaciją ir po jos buvo nustatyta identiška (0,25 h^-1).

Lietuvoje tirtuose pastatuose vidutinė oro apykaitos vertė po renovacijos buvo truputį mažesnė (0,32 h^-1) nei prieš renovaciją (0,38 h^-1). Kontroliniuose pastatuose vidutinė oro apykaitos vertė po daugiabučių renovacijos taip pat buvo mažesnė (0,28 h^-1) lyginant su prieš renovaciją atliktais matavimais (0,40 h^-1), todėl bent dalis šių skirtumų gali būti priskirti laikiniems veiksniams, pavyzdžiui, jie galėjo susidaryti dėl nepastovios oro infiltracijos kintant metų laikui bei atliekant matavimus skirtingais sezonais arba dėl skirtingo gyventojų elgesio, pavyzdžiui, langų atidarymo dažnumo.

Anglies dioksidas (CO₂) naudojamas kaip indikatorius vertinant vėdinimo kokybę gyvenamosiose patalpose. Suomijoje vidutinis vidaus CO₂ lygis buvo 731 ppm prieš renovaciją ir 722 ppm po renovacijos, o tai laikoma geru rezultatu. 1000 ppm lygis buvo viršytas atitinkamai tik 9 proc. ir 10 proc. butų prieš ir po pastatų renovacijos.

Lietuvoje vidutinis CO₂ lygis buvo didesnis nei 1200 ppm atitinkamai 26 proc. ir 35 proc. butų, remiantis matavimais prieš ir po pastatų renovacijos. Po renovacijos laikotarpis, kurio metu CO₂ koncentracijos tiriamuose pastatuose viršijo 1200 ppm, pailgėjo 9 proc., tuo tarpu kontroliniuose pastatuose jis sutrumpėjo vidutiniškai 5 proc. laiko.

 

Vidaus aplinkos kokybės parametrų vertės tiriamuose ir kontroliniuose pastatuose Suomijoje ir Lietuvoje:

	Suomija				Lietuva
	Tiriamas pastatas		Kontrolinis pastatas		Tiriamas pastatas		Kontrolinis pastatas
	Prieš (N)	Po (N)1	Prieš (N)	Po (N)	Prieš (N)	Po (N)1	Prieš (N)	Po (N)
CO2, ppm	687 (186)	653 (133)	629 (32)	609 (30)	957 (66)	993 (57)	1 013 (22)	1 002 (8)
AD2.5, µg/m3	5,3 (157)	4,3 (107)	4,4(18)	2,3 (13)	9,2 (71)	9,9 (55)	6,6 (22)	5,4 (8)
AD10, µg/m3	14,6 (157)	12,4* (107)	11,9 (18)	9,6 (13)	18.5 (71)	24,8* (55)	17,8 (22)	18,3 (8)
CH2O, µg/m3	18,2 (140)	16,4* (103)	15,9 (16)	13,5 (13)	24,1 (71)	28,0*(57)	16,5 (24)	32,9* (8)
BTEX, µg/m3	6,5(134)	9,1* (102)	5,4 (16)	7,0 (13)	16,0 (71)	19,4 (55)	7,3 (24)	7,7 (8)
NO2, µg/m3	6,2(145)	6,0 (104)	3,9 (16)	4,9 (13)	11,9 (71)	11,7 (57)	16,0 (22)	13,8* (8)
Radonas,  Bq/m3	60 (132)	50 (88)	40 (13)	40 (12)	28 (33)	38* (31)	14 (12)	18(4)

¹ Po renovacijos; N atitinka matavimų skaičių

* rodo statistiškai reikšmingą skirtumą tarp matavimų prieš ir po renovacijos (p< 0,05)

• T - vidaus oro temperatūra,  RH - santykinė oro drėgmė;

• CO₂ - anglies dioksido ir CO - anglies monoksido kiekis;

• AD_2.5, AD₁₀ - aerozolio dalelės, kurių diametras mažesnis už 2.5 ir 10 µm, atitinkamai;

• NO₂ - azoto dioksidas;

• BTEX - benzenas, toluenas, etilbenzenas ir ksilenai;

• VOC - lakūs organiniai junginiai (LOJ);

• CH₂0 - formaldehidas;

• radonas;

• mikrobai ir pluoštas nusėdusiose dulkėse.

 

Suomijoje po renovacijos sumažėjo aerozolio dalelių (AD), formaldehido (CH₂O) ir lakiųjų organinių junginių (įsk. benzeną, tolueną, etilbenzeną ir ksilenus (BTEX)) koncentracijos.

Lietuvoje AD, CH₂O ir radono koncentracijos po renovacijos padidėjo. Tačiau panašūs skirtumai buvo pastebėti ir kontroliniuose pastatuose, todėl šie skirtumai nebūtinai gali būti susiję su renovacija.

Kalbant apie aerozolio daleles,  jų vidaus ir išorės koncentracijos santykis (I/O) dažnai naudojamas kaip vidaus teršalų koncentracijos palyginimo su lauko koncentracija rodiklis. Jeigu I/O<<1, vidaus taršos šaltinių nėra, o vidaus aplinką visų pirma lemia lauko oras. Tuo atveju, kai 0,5<I/O<1, viduje taršos šaltinių yra, tačiau jie nėra vyraujantys. Tuo atveju, kai I/O>1, viduje yra stiprių taršos šaltinių, darančių įtaką vidaus oro kokybei.

Remiantis Suomijoje gautais rezultatais, AD2.5 frakcijos I/O santykis buvo nustatytas truputį didesnis po daugiabučių renovacijos - tiek tiriamuose, tiek kontroliniuose pastatuose (žr. diagramą). Tačiau AD10 frakcijos I/O santykis tiriamuosiuose pastatuose padidėjo, o kontroliniuose pastatuose tendencija buvo priešinga. Nors skirtumas ir nėra statistiškai reikšmingas, tai gali rodyti, kad vidiniai stambiųjų aerozolio dalelių šaltiniai po renovacijos kai kuriais atvejais gali daryti didesnę įtaką.

Aerozolio dalelių vidaus-išorės koncentracijų santykiai pastatuose Suomijoje.

 

Natūralios ventiliacijos efektyvumas buvo registruojamas anemometru, vietoje matuojant oro srauto greitį vėdinimo angose (vonioje/tualete ir virtuvėje). Kiekviename bute natūrali ventiliacija buvo matuojama du kartus, t.y. pradedant matavimus pirmojo vizito metu ir po 24 valandų laikotarpio. Ventiliacijos dažnis buvo apskaičiuotas kaip oro apykaitos greičio rodiklis (air change rate - ACH, h-1), remiantis oro srauto greičio bei buto tūrio įvertinimu. Spearman ranginis koreliacijos koeficientas (rS) buvo apskaičiuotas, siekiant įvertinti tarpusavio ryšį tarp ventiliacijos efektyvumo bei skirtingų aerozolio dalelių indikatorių.

 

Gyventojų apklausos

Pirmojoje apklausoje Suomijoje dalyvavo 234 gyventojai iš 45 daugiabučių (pradiniame vertinime), o antrojoje - 172 gyventojai, iš kurių 161 gyveno renovuotuose pastatuose. Vidutinis dalyvių amžius buvo 58 metai.

Lietuvoje pirmojoje apklausoje dalyvavo 60 gyventojų iš 96 daugiabučių (pradiniame vertinime), o antrojoje  - 27 gyventojai. Vidutinis dalyvių amžius buvo 54 metai.

Žemiau esančioje lentelėje pateikti kai kurie sugrupuoti rezultatai iš būsto ir sveikatos klausimyno. Renovuotuose pastatuose savo būstu patenkintų gyventojų dalis padidėjo 11 proc. Suomijoje ir 16 proc. Lietuvoje. Pasitenkinimas vidaus aplinkos kokybe padidėjo abejose šalyse: atitinkamai 23 proc. Suomijoje ir 13 proc. Lietuvoje.

Dėl šiluminio komforto Suomijoje nepastebėta ženklių pokyčių, o Lietuvoje apie tinkamą temperatūrą žiemos metu pranešusių gyventojų dalis padidėjo nuo 31 proc. iki 78 proc. Gyventojų, pranešusių apie kasdieninį arba beveik kasdieninį trukdantį triukšmą, susijusį su transportu arba pramone, sumažėjo abejose šalyse: 10 proc. Suomijoje ir 23 proc. Lietuvoje. Suomijoje pastebėta priešinga tendencija: atsiliepimuose apie triukšmą, susijusį su santechnika, vėdinimu, elektros sistemomis ir t. t., padaugėjo 6 proc.

 

Renovuotų ir kontrolinės grupės pastatų gyventojų atsiliepimai apie pasitenkinimą būstu, vidaus oro kokybe, vidaus temperatūra ir triukšmu:

	Renovuoti pastatai		Kontrolinė grupė
Vertinimas	Prieš a	Po b	Prieš	Po
	% (N)	% (N)	% (N)	% (N)
Suomija
Patenkinti būstu	41 (82)	52 (82)	58 (18)	46 (5)
Patenkinti vidaus oro kokybe	22 (42)	41* (65)	45 (14)	36 (4)
Tinkama vidaus temperatūra
vasarą	58 (111)	57 (92)	48 (15)	73 (8)
žiemą	64 (130)	65 (105)	55 (17)	55 (6)
Vidutinis triukšmas susijęs su
eismu arba pramone	28 (52)	18* (26)	7 (2)	18 (2)
vėdinimu, santechnika ir t. t.	12 (22)	18 (26)	21 (6)	30 (3)
Lietuva
Patenkinti būstu	19 (9)	35 (9)	22 (2)	-
Patenkinti vidaus oro kokybe	20 (9)	33* (9)	13 (1)	-
Tinkama vidaus temperatūra
vasarą	45 (23)	56 (15)	44 (4)	-
žiemą	31 (16)	78* (21)	44 (4)
Vidutinis triukšmas susijęs su
eismu arba pramone	49 (19)	26* ( 6)	57 (4)
vėdinimu, santechnika ir t. t.	7 ( 2)	0 ( 0)	20 (1)	-

^a prieš renovaciją

^b po renovacijos

*p < 0,05, statistiškai reikšmingas skirtumas tarp vertinimo prieš ir po renovacijos

 

Sukurta vidaus aplinkos kokybės vertinimo sistema

Atliekus tyrimą buvo sukurta ir išbandyta išsami vertinimo sistema, skirta įvertinti energijos efektyvumo įtaką vidaus aplinkos kokybei ir sveikatai. Remiantis tiek objektyviais matavimais, tiek subjektyviu vertinimu prieš renovaciją ir po jos, paaiškėjo, kad pagerėjusio energijos naudojimo efektyvumo poveikis vidaus oro kokybei ir sveikatai iš esmės buvo teigiamas. Gyventojų pasitenkinimas būstu ir vidaus aplinkos kokybe dažniausiai pagerėjo.

Lietuvoje šiluminis komfortas padidėjo ženkliai, tuo tarpu vėdinimas kai kuriais atvejais galėjo suprastėti. Pastatų vidaus oro kokybę pagerino mechaninis vėdinimas, o pastatuose su natūraliu vėdinimu pastebėta priešinga tendencija. Suomijoje kai kuriais atvejais padidėjo vidaus taršos šaltinių įtaka.

Projekto rezultatas - sukurti kriterijai, kuriuos galima naudoti vertinant vidaus aplinkos kokybę, susijusią su daline ar kapitaline renovacija, taip prisidedant prie energijos audito. Vertinimą galima panaudoti suteikiant naudingą informaciją ir pagalbą priimant sprendimus bei planuojant renovaciją, o taip pat sudarant išsamesnį pastato sąlygų ir našumo vaizdą, papildant energijos auditus ir sertifikatus.

 

 

Vieno iš butų Suomijoje vidaus aplinkos kokybės ataskaitos pavyzdys:

Parametras [vienetas]	Rezultatas		Interpretavimas pagal Būsto sveikatos rekomendacijas (2003), paruoštas Suomijos socialinių reikalų ir sveikatos ministerijos
	Prieš renovaciją	Po renovacijos
T [oC]	24	24	Gera temperatūra (T) yra 21 °C, o patenkinama T yra 18 °C. Kai šildymas įjungtas, vidaus T turėtų neviršyti 23-24°C.
RH [%]	32	32	Santykinė oro drėgmė (RH) turėtų būti apie 20-60 proc.
TI	60	71	Šiluminis rodiklis (TI) laikomas tinkamu ≥ 61, o geru ≥ 65.
CO2 [ppm]	1543	1246	Vėdinimas neatitinka Suomijos sveikatos apsaugos įstatymo, jeigu anglies dioksido (CO2) koncentracija viršija 1500 ppm. Tinkama CO2 koncentracija yra maždaug 1200 ppm.
CO [ppm]	0	0	Anglies monoksido (CO) koncentracija turėtų neviršyti 8 mg/m3 (6,9 ppm).
CH2O [µg/m3]	22	21	Formaldehido (CH2O) koncentracija patalpos viduje turėtų neviršyti 100 µg/m3.
Radonas [Bq/m3]	100	70	Metinė vidutinė radono koncentracija turėtų neviršyti 400 Bq/m3.

 

Spalvų kodai	T [oC]	RH [%]	TI	CO2 [ppm]	CO [ppm]	CH2O [µg/m3]	Radonas [Bq/m3]
Gerai	18 ≤ T ≤ 21	20 - 60	≥ 65	< 1200		< 35	< 200
Patenkinamai	21 < T ≤ 24		≥ 61	1200 -1500		< 100	< 400
Prastai	T < 18, T > 24			> 1500	> 6,9

 

Nacionaliniu lygiu panašias apklausas galima rengti vertinant nacionalinę politiką ir programas. Projekto metu sukauptą didelę duomenų bazę galima naudoti kaip pavyzdį, jeigu nėra nacionaliniu mastu reprezentatyvių duomenų bazių. Daugelyje šalių nėra objektyvios informacijos apie būsto būklę ir vidaus aplinkos kokybę. Pavyzdžiui, šilumos ir vėdinimo sąlygų vertinimas nacionaliniu mastu taip pat suteikia informacijos apie per didelio šildymo arba vėsinimo problemas, kurios yra glaudžiai susijusios su energijos suvartojimu: atlikus paprastus pakeitimus galima sutaupyti didelį kiekį energijos, o taip pat pagerinti vidaus aplinkos kokybę. ES lygiu kai kuriuos rodiklius galima įtraukti į esamas apklausas ir duomenų bazes (pvz., Eurostat, WHO ENHIS).

 

Pagrindinės oro kokybės tyrimo išvados

Gauti rezultatai atskleidė pagerėjusias gyvenimo sąlygas po pastatų renovacijos, pavyzdžiui:

• šiluminės sąlygos ženkliai pagerėjo Lietuvos pastatuose;
• renovacija gali ženkliai pagerinti gyventojų gerbūvį;
• Suomijoje šildymo sezono metu pastatuose didžiausia rekomenduojama vidaus temperatūra (23 laipsnių C) buvo viršijama 40 proc. laiko, tiek prieš renovaciją, tiek po jos, o santykinė oro drėgmė dažnai buvo žemiau rekomenduojamos vertės (RH <20 proc.);
• sumažinus aukštą vidaus oro temperatūrą galima sutaupyti energijos ir palaikyti priimtiną RH vertę;
• vidaus oro kokybė pagerėjo pastatuose, kuriuose įrengtas mechaninis vėdinimas, o pastatuose su natūraliu vėdinimu tendencija buvo priešinga;
• po renovacijos vėdinimo sistema privalo būti patikrinta ir subalansuota;
• daugumoje tirtų butų vidaus aplinkos kokybės parametrai atitiko nustatytas nacionalines rekomendacines vertes, tačiau po renovacijos kai kurie vidaus taršos šaltiniai suintensyvėjo;
• ypatingą dėmesį reikia skirti taršos šaltinių kontrolei.

Daugiau informacijos apie tyrimo rezultatus galima rasti adresu čia.

 

Turunen M, Leivo V, Martuzevicius D, Prasauskas T, Kiviste M, Aaltonen A, Du L, Haverinen-Shaughnessy U. Daugiabučių pastatų energijos vartojimo efektyvumo gerinimas, poveikis vidaus aplinkos kokybei ir sveikatai. Duomenų apžvalga, 2016. Nacionalinis sveikatos ir gerovės institutas, Helsinkis.