CO2 je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, těžší než vzduch a v nízké koncentraci je přirozenou součástí okolního vzduchu. Procesem dýchání dochází k přeměně části kyslíku obsaženého ve vdechnutém vzduchu na oxid uhličitý. Mezi další typické zdroje patří obecně spalování, například plynový sporák je významným zdrojem CO2v domácnostech.
Množství CO2 ve vzduchu se vyjadřujev jednotkách „ppm“.
Jednotky „ppm” pochází z anglického „Parts Per Milion ~ částice na milión”. 1 ppm je tedy jeden díl v miliónu = 1 milióntina. Například koncentrace 1 000 ppm CO2 ve vzduchu znamená, že v každém miliónu molekul vzduchu je 1 000 molekul CO2 a 999 000 molekul dalších plynů.
Venkovní vzduch v současné době obsahuje zhruba 420 ppm CO2.
Historicky v devatenáctém století bavorský lékař Max Josef von Pettenkofer, na základě zkoumání negativního vlivu vydýchaného vzduchu obsahujícího zápachy a odéry uvolňované dechem a pokožkou, navrhl používat koncentraci CO2 jako vhodný indikátor pro posouzení větrání. A navrhl mezní koncentraci 1 000 ppm jako indikátor nedostatečného větrání. A toto kritérium se pak postupně začalo více používat pro posuzování intenzity větrání a jeho řízení.
Následně se začalo toto kritérium více a více prosazovat v praxi a došlo i ke zvýšení limitu v rozsahu 1 000 – 1 500 ppm. Principiálně řízené větrání na základě monitorování aktuální koncentrace CO2 zajišťuje kontrolovanou výměnu vzduchu a tedy se díky tomu udržuje jak nízká koncentrace CO2, tak se automaticky snižuje koncentrace ostatních znečišťujících látek.
Jsou to různé druhy těkavých organických látek, které se typicky uvolňují díky metabolické činnosti lidského organizmu dechem, potem, transpirací pokožkou apod. Dále toto řízené větrání přispívá i k úsporám energie, jelikož se tím zabraňuje nekontrolovanému převentilovávání.
Anatomie vydechovaného vzduchu
Proč sledovat CO2?
CO2 je vynikající indikátor toho, jak moc je vzduch aktuálně vydýchaný.
Hlavním důvodem je, že pokud člověk nadechne venkovní vzduch, tak vydechnutý vzduch obsahuje (mimo různé odéry a zápachy) až zhruba až 100x vyšší koncetraci CO2.
Tedy pokud lidé pobývají ve vnitřních prostorách, kde není zajištěno odpovídající větrání, stoupá poměrně rychle koncentrace oxidu uhličitého.
Koncentrace oxidu uhličitého v budovách úzce souvisí s tím, kolik čerstvého vzduchu je do budovy přiváděno. Má tedy velmi dobrou vypovídací schopnost o tom, jak je vzduch v daném prostoru vydýchaný a jak hodně se aktuálně větrá.
Níže je uvedena škála koncentrace CO2 s jakou se můžeme běžně v životě setkat:
Výpočet ventilačního poměru
Pro výpočet odhadu ventilačního poměru (kolikrát dojde k výměně celkového množství vzduchu v daném prostoru za jednu hodinu) je třeba případně upřesnit koncentraci CO2 ve venkovním vzduchu. Jako výchozí hodnota je nastaveno 420 ppm. V některých lokalitách mohou být i vyšší venkovní koncentrace CO2.
Na tomto odkazu jsou k dispozici nejnovější výsledky dlouhodobého monitorování koncentrace CO2ve venkovním vzduchu na observatoři Mauna Loa na ostrově Hawai uprostřed tichého oceánu. Zde se provádí historicky nejdelší sledování koncentrace CO2.
Poté je třeba zadat objem monitorovaného prostoru, zadat počet pobývajících osob, vybrat typ aktivity a zadat vnitřní koncentraci CO2 a stisknout tlačítko vypočítat. Odhad ventilačního poměru je založen na předpokladu dosažení rovnovážného stavu, kdy koncentrace CO2 uvnitř posuzovaného prostoru je víceméně neměnná. A předpokládá se známá a neměnná koncentrace CO2 venkovního vzduchu. Při výpočtu se vychází z průměrných hodnot generace CO2 na osobu pro zvolenou aktivitu.
Jak Vám to větrá? Vypočítejte si odhad ventilačního poměru pro konkrétní prostor na odkazu níže:
CO2 používané v čidlech pro větrací účely Princip NDIR – Non-Dispersive Infra Red NDIR pochází z anglického označení Non–Dispersive InfraRed – nerozptýlené infračervené světlo.
NDIR čidla jsou založena na principu absorpce infračerveného záření o specifické vlnové délce molekulami CO2. Tedy čím více molekul CO2 se nachází ve vzduchu v měřící komůrce, tím méně infračerveného záření dopadne na detektor. Signál z infračerveného detektoru se pak zesílí a přepočítává na koncentraci CO2 v ppm.
Šíření CO2 v prostoru
CO2 je těžší než vzduch, měrná hmotnost CO2 je 1,839 kg/m3 při 20 °C a tlaku 1 013 hPa, zatímco měrná hmotnost vzduchu je 1,205 kg/m3. Ovšem v normálním prostoru dochází díky termickému pohybu (klesající a stoupající proudy vzduchu), pohybu pobývajících osob a díky ventilaci, k trvalému mísení s okolním vzduchem a vnitřní prostředí je do velké míry relativně stejnorodé.
K vrstvení neboli stratifikaci, kdy těžší CO2 klesá k zemi, dochází zejména ve sklepích či studnách nebo jeskyních a podobně, kde je minimální pohyb vzduchu.
