Pogorszenie kondycji psychofizycznej uczniów, a w skrajnych przypadkach omdlenia – to efekt braku dostatecznej wentylacji, przekładającej się na wysokie stężenie CO₂ lub nadmierne nagrzewanie się pomieszczeń szkolnych.

Aby uniknąć podobnych sytuacji nie wystarczy tradycyjne wietrzenie. Jego skuteczność będzie obniżona podczas upałów. Z kolei zimą może narażać uczniów na smog a zarządców szkół na wyższe koszty ogrzewania, będące wynikiem utraty ciepła.

Efektywnym rozwiązaniem jest rekuperacja. W szkole w Miejskiej Górce w 23 klasach zamontowane zostały decentralne rekuperatory VRL-C 870 od Stiebel Eltron, co pozwoliło obniżyć rachunki za ogrzewanie i stworzyć przyjazne dla uczniów warunki. „Montaż nie wymagał dużych prac budowlanych, a dostępne urządzenia zapewniają efektywną wymianę powietrza w klasach, w których przebywa nawet 30 uczniów” mówi ekspert Stiebel Eltron.

Wietrzenie nie pomaga - stężenie CO₂ nawet 3-krotnie powyżej normy

Zgodnie z obowiązującą w Polsce normą* maksymalne stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniach użytkowych nie powinno przekraczać 1000 ppm (cząsteczek na milion). Tymczasem w polskich szkołach podczas lekcji, przy zamkniętych oknach, poziom CO₂ sięga 2000–3500 ppm.

Potwierdza to eksperyment naukowców z Politechniki Warszawskiej, którzy w 2021 roku przeprowadzili pomiary w jednej ze szkół w Warszawie. Wykazały one, że mimo wietrzenia sal lekcyjnych, z częstotliwością trzy razy dziennie przez 10 minut, średnie stężenie CO₂ w wynosiło w nich 1700 ppm, a maksymalne wartości osiągały ponad 3000 ppm.

Badania dotyczące stężenia CO₂ w szkołach przeprowadziły również badaczki z Politechniki Śląskiej, które w 2018 roku porównały dwa budynki, jeden poddany termomodernizacji oraz taki, w którym nie została ona przeprowadzona. Jak wynika z badań stężenie CO₂ było wyższe w szkole, w której przeprowadzono termomodernizację. Ich poziom wahał się w przedziale od 1287 (±333 ppm) do 2146 (±386 ppm), podczas gdy w nieocieplonej szkole było to od 936 (±196 ppm) do 1878 (±567 ppm).

– Wniosek z obu badań jest jednoznaczny, stężenie dwutlenku węgla w szkołach przekracza dopuszczalne normy. Dodatkowo termomodernizacja wzmacnia ten efekt. Do osiągnięcia poziomu zgodnego z normą i tym samym optymalnych warunków do nauki, niezbędne byłoby niemal nieustanne wietrzenie pomieszczeń. A to praktycznie niemożliwe, bo już zastosowana w badaniu częstotliwość zimą miała przełożenie na obniżenie temperatury w klasach – mówi Jarosław Popadyk, menadżer rozwiązań wentylacyjnych w Stiebel Eltron.

W badaniu zrealizowanym przez Politechnikę Warszawską zmierzono wpływ wietrzenia na temperaturę, która zimą spadała o 3–5°C, powodując dyskomfort termiczny. Szacunek straty ciepła w ramach eksperymentu określono na poziomie 25–35 proc. całkowitego zapotrzebowania energetycznego budynku.

– Mówiąc krótko, jesienią i zimą robi się w klasach chłodno, do środka dostaje się również zanieczyszczone powietrze, czasami przekraczające normy o kilkaset procent. Dodatkowo utrata ciepła przekłada się na wyższe rachunki za ogrzewanie. Z kolei latem, gdy mamy 30 stopni Celsjusza, trudno utrzymać wewnątrz pomieszczenia temperaturę, która byłaby optymalna do nauki. A zarówno w maju, czerwcu i we wrześniu zdarzają się upalne tygodnie, co oznacza że ten problem może być realnym wyzwaniem przez nawet trzecią część roku szkolnego – mówi Jarosław Popadyk.

Rekuperacja to większe bezpieczeństwo, a także komfort i oszczędności

Kiedy zapadła decyzja o gruntownym remoncie szkoły w Miejskiej Górce w Wielkopolsce, zdecydowano, że wraz z termomodernizacją musi zostać zamontowany system rekuperacji powietrza. „Szczelne okna, docieplenie elewacji i stropodachu, spowodowałoby bowiem powstanie efektu termosu” wskazywał inwestor.

– Coraz lepsze materiały termoizolacyjne i energooszczędne okna powodują, że bez odpowiedniej wentylacji może powstawać tzw. Syndromu Chorego Budynku (SBS), który objawia się brakiem koncentracji, bólami głowy, kaszlem, nudnościami czy sennością – przestrzega Jarosław Popadyk.

Brak odpowiedniej wentylacji powoduje również, że uczniowie są bardziej narażeni na alergeny, które mogą gromadzić się w powietrzu i osadzać się na biurkach, ławkach, podłogach i przedmiotach. Z kolei zbyt wilgotne powietrze może sprzyjać rozwojowi pleśni, co jest niebezpieczne nawet dla osób zdrowych. Zarodniki pleśni mogą powodować reakcje alergiczne, a także prowadzić do problemów z układem oddechowym i wywoływać wiele innych chorób, włącznie z nowotworami. Poza tym brak odpowiednej wymiany powietrza zwiększa ryzyko zarażenia się różnego typu wirusami, które krążą w powietrzu.

By minimalizować to ryzyko niezbędna jest odpowiednia wentylacja. W przypadku pomieszczeń szkolnych reguluje tę kwestię norma PN-B-03430:1983, zgodnie z którą minimalny dopływ powietrza w pomieszczeniach lekcyjnych to 20 m³/h na osobę, a w żłobkach i przedszkolach 15 m³/h powietrza zewnętrznego na dziecko. W salach gimnastycznych, z uwagi na rodzaj prowadzonej w nich aktywności zapotrzebowanie na świeże powietrze jest większe, co sprawa że stosowanie wentylacji mechanicznej lub klimatyzacji jest jeszcze bardziej zasadne. 

W szkole w Miejskiej Górce zastosowano rekuperację decentralną

Po konsultacji z ekspertami ze Stiebel Eltron, inwestor zdecydował się na montaż w szkole w Miejskiej Górce decentralnej rekuperacji VRL-C 870 G Trend. Wybór takiego rozwiązania wynikał z specjalnej konstrukcji urządzenia, które nie wymaga rozprowadzenia kanałów wentylacyjnych w klasie szkolnej, co było by trudne w istniejącym obiekcie, dodatkowo urządzenie jest stworzone do pracy w pomieszczeniu gdzie przebywają ludzi – wyciszone akustycznie i głośność pracy jest poniżej 40 dB(A). W Miejskiej Górce zamontowano oddzielne rekuperatory w 23 klasach lekcyjnych, gdzie każde urządzenie niezależnie dobiera swoją wydajność do aktualnego zapotrzebowania na podstawie poziomu dwutlenku węgla.

– Są one w stanie zaopatrywać pomieszczenia w świeże powietrze, jednocześnie zapobiegając stratom ciepła, oddając je do doprowadzanego powietrza zewnętrznego. Umożliwia to obniżenie strat energii grzewczej nawet do 90 proc. i zmniejszenie rachunków za ogrzewanie nawet o 30 proc. Z kolei brud i pyłki nie mają szansy dostania się do wnętrza, ponieważ są przechwytywane przez wewnętrzne i zewnętrzne filtry urządzenia – wyjaśnia Jarosław Popadyk.

Dzieci w szkole w Miejskiej Górce oddychają powietrzem spełniającym normy. Specjalny czujnik mierzy stężenie CO₂ i w sposób całkowicie automatyczny reguluje w wydajność urządzenia, by jego pracy obniżyła je poniżej ustawionej wartości.

– Urządzenia zamontowane w Miejskiej Górce są dostosowane do potrzeb szkół i obiektów publicznych. Ich wydajność, 870 m³/godzinę, umożliwia efektywną wentylację większych pomieszczeń, np. sal lekcyjnych, przedszkolnych czy konferencyjnych, w których przebywają większe grupy ludzi. Dzięki połączeniu ze wbudowanym filtrem i odzyskiem ciepła poprawiają one jakość powietrza w pomieszczeniu i obniżają zawartość aerozoli, pyłków i kurzu. Równocześnie ciągła i odpowiednio intensywna wymiana powietrza zmniejsza obciążenie bakteriami i wirusami, co ma szczególne znaczenie w sezonie infekcyjnym – mówi Jarosław Popadyk ze Stiebel Eltron, producenta technologii wentylacyjnych i grzewczych.

* W zakresie jakości powietrza wewnętrznego, środowiska cieplnego, oświetlenia i akustyki w pomieszczeniach, obowiązuje norma PN-EN 16798-1:2019-06, która definiuje parametry wejściowe dla środowiska wewnętrznego, niezbędne przy projektowaniu i ocenie efektywności energetycznej budynków, w odniesieniu do wspomnianych kwestii.