Ostatnio zaktualizowany w 24 lipca, 2020
Jestem ojcem 10-letniej Mai. Życzę dobrze każdemu dziecku na naszej Ziemi i poza nią. Rozumiem zagrożenia jakie niesie smog. Zarabiam m.in. na oczyszczaczach powietrza, prowadząc ranking oczyszczaczy powietrza. Sprzedaż oczyszczaczy powietrza do przedszkoli, żłobków i szkół postrzegałem jako biznesową szansę. Teraz uważam, że większość pieniędzy przeznaczona na zakup oczyszczaczy powietrza do takich miejsc jest wyrzucaniem pieniędzy w błoto. Zyskują politycy, producenci i dystrybutorzy oczyszczaczy powietrza. Tracą rodzice i ich dzieci, bo pociechy są tylko pozornie bezpieczne.
Marzenia świadomych rodziców
Epizod smogowy ze stycznia 2017 roku spowodował potrzebne zwrócenie uwagi na problem smogu w Polsce. Rozpoczął się nowy okres w polskich mediach. Smog, gdy jest obecny, szybko pojawia się w dziennikach telewizyjnych i portalach internetowych. Rośnie liczba osób walczących o poprawę jakości powietrza w swojej okolicy.
Ze względu na fakt, iż zanieczyszczone powietrze jest najbardziej szkodliwe dla najmłodszych, którzy nie mają jeszcze silnego układu odpornościowego i chłoną jak gąbka trujące substancje, rodzi się potrzeba ochrony dzieci w żłobkach, przedszkolach i szkołach. W końcu one spędzają tam sporo czasu na zabawie, odpoczynku i nauce. Warto by przebywały w czystym i bezpiecznym środowisku. To na pewno odbije się na ich doraźnym zdrowiu, zwiększy koncentrację i procesy pamięciowe, a być może pozwoli im dłużej cieszyć się życiem. Wielu rodziców zamarzyło, by w sali, w której przebywa ich pociecha, działał oczyszczacz powietrza. Ci sami rodzice prawdopodobnie monitorują poziomy pyłów zawieszonych PM2.5 w swoich domach i dbają o ich małe stężenia za pomocą domowych oczyszczaczy powietrza.
Teoria czystego powietrza przedszkolnej sali
Wybierając oczyszczacz powietrza do przedszkola należy rozumieć specyfikę sali przedszkolnej. To co najważniejsze dla procesu oczyszczania powietrza to jej kubatura i liczebność grupy. Przede wszystkim te elementy rzutują na rozwiązanie problemu smogu w przedszkolach, żłobkach i szkołach.
1. Liczebność grupy przedszkolnej
Liczba dzieci w oddziale ogólnodostępnego przedszkola, w tym także w ogólnodostępnym oddziale przedszkolnym w szkole podstawowej, nie może przekraczać 25 (§ 5 załącznika nr 1 rozporządzenia Ministra Edukacji Narodowej z dnia 21 maja 2001 r. w sprawie ramowych statutów publicznego przedszkola oraz publicznych szkół – Dz. U. Nr 61, poz. 624 z późn. zm.).
2. Wielkość sali przedszkolnej
„Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej w sprawie rodzajów innych form wychowania przedszkolnego, warunków tworzenia i organizowania tych form oraz sposobu ich działania z dnia 31 sierpnia 2010 r.” mówi bardzo wiele na temat warunków lokalowych, jakie musi spełniać sala przedszkolna:
W § 4. napisane, jest że:
„Lokal, w którym mają być prowadzone zajęcia w ramach punktu lub zespołu, spełnia następujące warunki:
1) powierzchnia pomieszczenia przeznaczonego na zbiorowy pobyt od 3 do 5 dzieci wynosi co najmniej 16 m2; w przypadku liczby dzieci większej niż 5, powierzchnia ulega odpowiedniemu zwiększeniu na każde kolejne dziecko, z tym że:
a) powierzchnia przypadająca na każde kolejne dziecko wynosi co najmniej 2 m2, jeżeli czas pobytu dziecka nie przekracza 5 godzin dziennie,
b) powierzchnia przypadająca na każde kolejne dziecko wynosi co najmniej 2,5 m2, jeżeli czas pobytu dziecka przekracza 5 godzin dziennie lub jest zapewniane leżakowanie;
2) wysokość pomieszczeń przeznaczonych na pobyt dzieci wynosi co najmniej 2,5 m;
3) jest zapewnione utrzymanie czystości i porządku w lokalu, pomieszczenia są utrzymywane w odpowiednim stanie, są przeprowadzane ich okresowe remonty i konserwacje;”
3. Powtórka z przyrody: oddychanie
Oddychanie to proces, w którym pobieramy z powietrza tlen (O2), a wydalamy do niego dwutlenek węgla (CO2). Obecnie tlenu w powietrzu na świecie mamy nieco ponad 20%, a dwutlenku węgla około 0,041% czyli 410 ppm (w 1960 roku stężenie wynosiło mniej niż 320 ppm).
Dorosły człowiek potrzebuje około 200 ml (0,3 g) tlenu na minutę. Dziecko proporcjonalnie mniej. Niedobór tlenu staje się niebezpieczny dla życia, gdy jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10-12%.
Szkodliwy jest także nadmiar dwutlenku węgla. Przy 0,15% powietrze odczuwalne jest jako duszne i nieświeże. Przy 0,2% ołabione osoby z chorobami układu oddechowego mogą kasłać, a niekiedy omdleć lub zasłabnąć. Przy 1% wzrasta częstotliwość oddechów. Przy 3-4% występują efekty podobne do ubocznych efektów zażywania narkotyków – osłabienie słuchu, przyspieszenie akcji serca, wzrost ciśnienia tętniczego. Przy 7-10% w ciągu minuty człowiek traci przytomność. I w końcu 10% stężenie CO2 uznawane jest za śmiertelne.
4. Prawidłowa wentylacja
Celem zapewnienia odpowiedniej mieszaniny powietrza w pomieszczeniach zamkniętych należy odpowiednio często wymieniać w nim powietrze. Te „zużyte” wypuszczamy, by jednocześnie „zaczerpnąć świeżego powietrza”.
Najczęstszym sposobem na zapewnienie zdrowego składu powietrza jest wentylacja grawitacyjna, która jest najtańsza w eksploatacji. Działa ona na zasadzie konwekcji. Ciepłe powietrze jest lżejsze i ucieka szybem wentylacyjnym pozostawiając miejsce na nowe chłodniejsze powietrze, które wchodzi z zewnątrz najczęściej szczelinami w połaciach okiennych.
Alternatywnie do wentylacji grawitacyjnej stosuje się wentylację mechaniczną, w której wymusza się obieg powietrza za pomocą pracy wentylatorów. Takie rozwiązania najszybciej spotkamy w nowoczesnych budynkach biurowych oraz wieżowcach. Systemy wentylacji mechanicznej często łączy się z klimatyzacją oraz rekuperacją. W takich systemach bardzo często stosuje się filtrację powietrza, która może być podobnie skuteczna, jak ta w oczyszczaczach domowych.
Każdy rodzaj wentylacji powinien działać zgodnie z normami, które dbają o odpowiednią wymianę powietrza gwarantującąc m.in. komfort oddychania. Najważniejszą normą z punktu widzenia projektantów wentylacji jest norma PN-83/B-03430 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej – Wymagania. W dniu 8 lutego 2000 uchwalono zmianę do tej normy PN-83/B-03430/Az3:2000. W normach określono, że w budynkach użyteczności publicznej strumień objętości powietrza wentylacyjnego powinien wynosić w pomieszczeniach przeznaczonych na stały i czasowy pobyt ludzi:
- 20 m3/h dla każdej przebywającej osoby,
- 30 m3/h dla każdej przebywającej osoby jeżeli dopuszcza się palenie tytoniu,
- 15 m3/h dla każdego dziecka (żłobki i przedszkola),
- klimatyzowane oraz wentylowane pomieszczenia o nie otwieranych oknach – 30 m3/h dla każdej przebywającej osoby, 50 m3/h jeśli jest dozwolone palenie.
5. Dopuszczalny hałas w salach przedszkolnych
Norma PN-87/B-02151/02 „Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach. Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku w pomieszczeniach.” mówi o dopuszczalnych poziomach dźwięku w pomieszczeniach przeznaczonych do przebywania ludzi. Dla dziecięcych pokoi w żłobkach i w przedszkolach od wyposażenia technicznego budynku oraz innych urządzeń w budynku i poza budynkiem wymagana jest praca w zakresie głośności maksymalnej do 35 dB (DLchwilowe>5dB). W klasach i pracowniach szkolnych, salach wykładowych i audytoriach wartość ta może wynosić 40 dB.
Wybieramy oczyszczacz powietrza do sali przedszkolnej
Znamy już trochę teorii. Czas przejść do części praktycznej. W obliczeniach będę sporo upraszczał, ze względu na późniejszą możliwość wykorzystania ich przez innych.
Tworzę fikcyjną grupę przedszkolną, która charakteryzuje się następującymi parametrami:
- W grupie jest 20 dzieci i pani przedszkolanka.
- Sala przedszkolna jest mniejsza niż wynika to z ustawy i zamiast 53,5 m2 (16 m2 + 15 * 2.5 m2) ma 40 m2. Sala jest wysoka na 3 metry. Kubatura pomieszczenia wynosi 120 m3. Pomijam objętość wyposażenia i ludzi.
- Wentylację w sali zaprojektowano prawidłowo, zakładając, że będzie w niej przebywać grupa 15 dzieci oraz pani przedszkolanka. Wymiana powietrza w sali wynosi więc 250 m3/h. Nie powinna być mniejsza, bo dzieci mamy w sali więcej niż wynika to z norm.
- Nasze przedszkole znajduje się w Krakowie, w dzielnicy Bronowice, nieopodal stacji pomiarowej GIOŚ zlokalizowanej przy ul. Złoty Róg.
Smog w Krakowie pojawia się dość często i przybiera intensywne rozmiary. Stacja koło przedszkola w ostatnich 30 dniach (13.01 – 11.02.2018) notowała stężenia pyłów PM10, które przedstawia poniższy wykres.
Możemy przyjąć, że stężenie pyłów PM2.5 było około 80% niższe. W związku z silnym wpływem na zdrowie i życie ludzkie krótkoterminowej ekspozycji na zanieczyszczenia pyłowe, zalecenia Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) odnośnie dopuszczalnych stężeń dobowych wynoszą 25 μg/m3 dla PM2.5 oraz 50 μg/m3 dla PM10. Różne badania pokazują, że nawet te 25 μg/m3 to dużo. Dlatego też pewnym standardem w polskiej przestrzeni internetowej przyjęto, że <10 μg/m3 to stan najbardziej pożądany. Przyjmuję, więc, że dzieci w naszym przedszkolu będą bezpieczne, gdy stężenie zanieczyszczeń będzie utrzymywało się na poziomie nie większym niż 10 μg/m3.
Obliczamy CADR, jaki powinien posiadać skuteczny oczyszczacz powietrza, gwarantujący 10 μg/m3 pyłów PM2.5 w naszej sali
CADR to wskaźnik określający zdolność oczyszczania powietrza wyrażoną w m3/h. W oczyszczaczach powietrza standardowo podaje się tę wielkość w kontekście oczyszczania pyłów PM2.5.
Nasza sala mieści 120 m3 powietrza. W ciągu godziny przedostaje się z zewnątrz 250 m3 nowego powietrza. Tyle samo ucieka. Modelowanie prawidłowego przebiegu cyrkulacji powietrza byłoby trudne, ale możemy sobie wyobrazić, że powietrze porusza się od okien do przeciwległej ściany, gdzie u góry są kratki wentylacyjne. W międzyczasie ruchy powietrza powodują mieszanie się gazów, powodując, że stężenie zanieczyszczeń się wyrównuje. By przybliżyć się funkcji wymiany powietrza i potrzebnej prędkości oczyszczania dalsze obliczenia robimy dla 1 minuty.
PRZYPADEK 1
Na zewnątrz PM2.5 = 200 μg/m3
Chwila „zero”
1. W sali jest 120 m3 powietrza o stężeniu 10 μg/m3 (w sali jest 1200 μg pylów PM2.5).
2. Do sali przedostaje się 4,2 m3 powietrza o zanieczyszczeniu 200 μg/m3.
3. Przez wywietrzniki ubywa 4,2 m3 powietrza o zanieczyszczeniu 10 μg/m3.
4. Powietrze błyskawicznie się miesza osiągając stężenie PM2.5 wynoszące 15,984 μg/m3 (w sali jest 1998 μg pyłu PM2.5).
Teraz swoją minutę dostaje oczyszczacz. Aby przywrócić stan pierwotny musi pochłonąć 798 μg pyłu PM2.5, a tyle pyłu jest teraz w objętości 45,92 m3. Tyle w ciągu minuty powinien oczyścić nasz przedszkolny oczyszczacz powietrza wyposażony w filtr HEPA o skuteczności bliskiej 1 (standardy: EPA 11 – 95%, HEPA 12 – 99,95%, HEPA 13 – 99,97%). Przeliczając na godzinę idealny oczyszczacz powietrza powinien dysponować parametrem CADR na poziomie 60 * 45,92 = 2755 m3/h. Przeliczając na godzinę idealny oczyszczacz powietrza powinien dysponować parametrem CADR na poziomie 60 * 45,92 = 2755 m3/h.
Przy stężeniu PM2.5 wynoszącym na zewnątrz 200 μg/m3 w sali przedszkolnej o powierzchni 40 m2 powinien działać oczyszczacz powietrza dysponujący wartością CADR = 2755 m3/h.
PRZYPADEK 2
Na zewnątrz PM2.5 = 100 μg/m3
Chwila „zero”
1. W sali jest 120 m3 powietrza o stężeniu 10 μg/m3 (w sali jest 1200 μg pylów PM2.5).
2. Do sali przedostaje się 4,2 m3 powietrza o zanieczyszczeniu 100 μg/m3.
3. Przez wywietrzniki ubywa 4,2 m3 powietrza o zanieczyszczeniu 10 μg/m3.
4. Powietrze błyskawicznie się miesza osiągając stężenie PM2.5 wynoszące 12,624 μg/m3 (w sali jest 1578 μg pyłu PM2.5).
Teraz swoją minutę dostaje oczyszczacz. Aby przywrócić stan pierwotny musi pochłonąć 378 μg pyłu PM2.5, a tyle pyłu jest teraz w objętości 29,94 m3. Tyle w ciągu minuty powinien oczyścić nasz przedszkolny oczyszczacz powietrza wyposażony w filtr HEPA o skuteczności bliskiej 1 (standardy: EPA 11 – 95%, HEPA 12 – 99,95%, HEPA 13 – 99,97%). Przeliczając na godzinę idealny oczyszczacz powietrza powinien dysponować parametrem CADR na poziomie 60 * 45,92 = 1796 m3/h.
Przy stężeniu PM2.5 wynoszącym na zewnątrz 100 μg/m3 w sali przedszkolnej o powierzchni 40 m2 powinien działać oczyszczacz powietrza dysponujący wartością CADR = 1796 m3/h.
PRZYPADEK 3
Na zewnątrz PM2.5 = 50 μg/m3
Chwila „zero”
1. W sali jest 120 m3 powietrza o stężeniu 10 μg/m3 (w sali jest 1200 μg pylów PM2.5).
2. Do sali przedostaje się 4,2 m3 powietrza o zanieczyszczeniu 50 μg/m3.
3. Przez wywietrzniki ubywa 4,2 m3 powietrza o zanieczyszczeniu 10 μg/m3.
4. Powietrze błyskawicznie się miesza osiągając stężenie PM2.5 wynoszące 11,4 μg/m3 (w sali jest 1368 μg pyłu PM2.5).
Teraz swoją minutę dostaje oczyszczacz. Aby przywrócić stan pierwotny musi pochłonąć 168 μg pyłu PM2.5, a tyle pyłu jest teraz w objętości 14,73 m3. Tyle w ciągu minuty powinien oczyścić nasz przedszkolny oczyszczacz powietrza wyposażony w filtr HEPA o skuteczności bliskiej 1 (standardy: EPA 11 – 95%, HEPA 12 – 99,95%, HEPA 13 – 99,97%). Przeliczając na godzinę idealny oczyszczacz powietrza powinien dysponować parametrem CADR na poziomie 60 * 45,92 = 884 m3/h.
Przy stężeniu PM2.5 wynoszącym na zewnątrz 50 μg/m3 w sali przedszkolnej o powierzchni 40 m2 powinien działać oczyszczacz powietrza dysponujący wartością CADR = 884 m3/h.
PRZYPADEK 4
Na zewnątrz PM2.5 = 30 μg/m3
Chwila „zero”
1. W sali jest 120 m3 powietrza o stężeniu. 10 μg/m3 (w sali jest 1200 μg pylów PM2.5).
2. Do sali przedostaje się 4,2 m3 powietrza o zanieczyszczeniu 30 μg/m3.
3. Przez wywietrzniki ubywa 4,2 m3 powietrza o zanieczyszczeniu 10 μg/m3.
4. Powietrze błyskawicznie się miesza osiągając stężenie PM2.5 wynoszące 10,7 μg/m3 (w sali jest 1284 μg pyłu PM2.5).
Teraz swoją minutę dostaje oczyszczacz. Aby przywrócić stan pierwotny musi pochłonąć 84 μg pyłu PM2.5, a tyle pyłu jest teraz w objętości 7,85 m3. Tyle w ciągu minuty powinien oczyścić nasz przedszkolny oczyszczacz powietrza wyposażony w filtr HEPA o skuteczności bliskiej 1 (standardy: EPA 11 – 95%, HEPA 12 – 99,95%, HEPA 13 – 99,97%). Przeliczając na godzinę idealny oczyszczacz powietrza powinien dysponować parametrem CADR na poziomie 60 * 45,92 = 471 m3/h.
Przy stężeniu PM2.5 wynoszącym na zewnątrz 30 μg/m3 w sali przedszkolnej o powierzchni 40 m2 powinien działać oczyszczacz powietrza dysponujący wartością CADR = 471 m3/h.
Czy oczyszczacz powietrza do sali przedszkolnej istnieje dziś na rynku?
Nie!
Widziałem wiele ofert przetargowych na oczyszczacze powietrza dla sal od 30 do 60 m2. Parametry jakich oczekuje się od tych urządzeń są zdecydowanie za niskie! Oczekiwana wartość maksymalnego CADR na poziomie 300-400 m3/h to nic dziwnego. W zasadzie nie widziałem, by ktoś z kupujących zażyczył sobie oczyszczacza nieprzekraczającego 35 dB, a przecież te urządzenia osiągając swoje maksymalne CADR generują hałas na poziomie 50-70 dB. I tak najwydajniejsze urządzenia na rynku osiągające dziś wydajność 500-600 przy około 60 dB będą w stanie chronić dzieci w salach o powierzchni 40 m2 i stężeniach zanieczyszczeń bliskich normie, a więc 30 μg/m3. Aby zapewnić skuteczną ochronę należałoby kupić takich oczyszczaczy do jednej sali od 3 do 8. Aby dodatkowo zrobić to zachowując stosowną ciszę, to liczbę urządzeń należałoby jeszcze przynajmniej podwoić.
Czy kupować oczyszczacze powietrza dla dzieciaków?
Do tej pory zakupiono w Polsce już setki oczyszczaczy powietrza do przedszkoli i żłobków. Rodzice się cieszą, dzieci się cieszą, politycy się cieszą i sprzedający się cieszą. Ci ostatni będą się cieszyć jeszcze wiele razy, bo filtry w oczyszczaczach trzeba wymieniać.
Ja też się cieszę.
Cieszę się, że dzieci mają lub będą miały powietrze czystsze o 1 a może nawet 10-15%. To zawsze coś. Cieszę się też, bo oczyszczacze powietrza w przedszkolach promują kategorię, która napędza ruch antysmogowy. Ten wywiera nacisk na polityków. Dzięki temu mamy szanse na szybsze decyzje w sprawach, które już dawno można było rozwiązać ustawowo, a które mogą przyczynić się do lepszej jakości powietrza w Polsce. Tak finalnie skorzystają nasze dzieci albo dzieci tych dzieci, które są teraz w żłobkach lub przedszkolach.
A jak już sprzedajesz oczyszczacz powietrza do przedszkola…
Na koniec apeluję do sprzedawców, którzy ochoczo oferują swoje produkty do żłobków i przedszkoli. Jak już koniecznie musicie sprzedawać nadzieję na lepsze powietrze, to zadbajcie proszę o edukacje osób obsługujących Wasz oczyszczacz powietrza. Jest wiele zachowań, które mogą przyczynić się do lepszego ich wykorzystania. Monitorujcie ten temat.
Tematem oczyszczania powietrza interesuję się od września 2017 roku. Do połowy 2023 roku współtworzyłem serwis ranking-oczyszczaczy.pl. Nadal aktywnie promuję inicjatywy, których celem jest polepszenia jakości powietrza w Polsce. Robię to z miłości do życia.