UNIVERZA V LJUBLJANI ZDRAVSTVENA FAKULTETA
SANITARNO INŽENIRSTVO, 2. STOPNJA
Karmen Gorše
METODOLOŠKI PRISTOP ZA PRENOVO ŠOLSKIH PROSTOROV NA PODLAGI MERITEV
MIKROKLIME, CO
2IN HRUPA: OD RAZVOJA MODELA DO IMPLEMENTACIJE NA PRIMERU
magistrsko delo
RENOVATION OF SCHOOL BUILDING BASED ON THE MEASUREMENTS OF INDOOR
MICROCLIMATE, CO
2AND NOISE: FROM MODEL DEVELOPMENT TO IT’S IMPLEMENTATION
master thesis
Mentorica: doc. dr. Andreja Kukec Somentorica: viš. pred. dr. Katarina Kacjan Žgajnar
Somentorica: asist. dr. Anja Jutraž Recenzent: doc. dr. Rok Fink
Ljubljana, 2021
ZAHVALA
Iskreno bi se rada zahvalila mentorici, doc. dr. Andreji Kukec, in somentoricama, viš. pred.
dr. Katarini Kacjan Žgajnar in dr. Anji Jutraž, za vso podporo, vodenje, strokovna mnenja in komentarje, ki ste mi jih namenile pri izvedbi meritev in celotne magistrske naloge.
Najlepša hvala, da ste bile del zadnjega dejanja moje študijske poti.
Zahvala gre tudi ravnatelju Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju, ki me je prijazno sprejel in mi omogočil izvedbo meritev. Prav tako se zahvaljujem še vsem zaposlenim v osnovni šoli, ki ste si vzeli čas in izpolnili vprašalnik.
Zahvala gre tudi lektorici, dr. Alenki Čuš in recenzentu doc. dr. Roku Finku.
Največja in srčna zahvala pa gre mojima staršema, ki sta me ves čas moje študijske poti podpirala, bodrila, verjela vame in me imela rada. Hvala tudi vsem mojim najbližjim, ki ste mi stali ob strani, me navdihovali, spodbujali in verjeli, da mi bo nekega dne uspelo.
IZVLEČEK
Uvod: Otroci preživijo večino dneva v šoli, kjer se učijo novih znanj in spretnosti. Šole bi morale zagotavljati optimalno in zdravo okolje, v katerem bi se učenci dobro počutili in nadgrajevali svoje znanje. Namen: Namen magistrske naloge je izdelati metodološki pristop, temelječ na prenovi šolskih prostorov, ki bo izdelan na podlagi ocene stanja prostorov ter opreme in izmerjenih vrednosti mikroklime, CO2 ter hrupa v izbrani osnovni šoli. Metode dela: Uporabljena je kombinacija različnih metodoloških pristopov, in sicer sistematični pregled literature, samoocena stanja mikroklime s pomočjo namenskega vprašalnika, ocena stanja opazovanih okoljskih parametrov na podlagi meritev in izdelava algoritma. Rezultati: Z ogledom terena smo ugotovili, da zunanja kakovost zraka nima pomembnega vpliva na kakovost notranjega zraka v notranjosti osnovne šole. Ugotovili smo glavni problem slabe kakovosti notranjega zraka in povišanih koncentracij CO2. Problematično je odpiranje oken, ki ne omogočajo zadostnega prezračevanja. Visoke ravni hrupa so posledica slabe zvočne izoliranosti sten, tal in stropa, zaradi česar se zvočne vibracije širijo iz prostora v prostor. Ob ogledu smo odkrili tudi dotrajanost objekta osnovne šole, ki je potreben celovite prenove. Razprava in zaključek: Na podlagi razvitega metodološkega pristopa bodo prenove osnovnih šol v prihodnje bolj učinkovite in celostne, saj bo poleg arhitekturnega in gradbenega vidika upoštevan tudi zdravstveni vidik.
Ključne besede: prenova šolskih prostorov, notranji zrak, mikroklima, CO2, hrup.
ABSTRACT
Introduction: Children spend the majority of their day at school learning new skills. Schools should therefore provide an optimal and healthy environment making pupils feel comfortable to further upgrade their knowledge. Purpose: The purpose of the master's thesis is to develop a methodological approach based on the renovation of school premises. This approach will be based on the assessment of the premises and equipment's condition as well as the measured values of microclimate, CO2 and noise in the selected primary school.
Methodology: A combination of different methodological approaches is used, including a systematic review of the literature, self-assessment of the microclimate using a purpose- made questionnaire, the observed environmental parameters state assessment (based on measurements) and algorithm creation. Results: While inspecting the premises, we found that the outdoor air quality does not significantly impact the indoor air quality inside the school. We managed to identify the main problem of poor indoor air quality and elevated CO2 concentrations. Windows not providing sufficient ventilation proved to be problematic.
High noise values are caused by poor sound insulation of walls, floors and ceilings; this causes sound vibrations to spread from classroom to classroom. During the inspection, we also discovered significant wear and tear of the primary school building, indicating the need for a complete renovation. Discussion and conclusion: Based on the developed methodological approach, the future primary schools' renovations will be more efficient and comprehensive. The health perspective will also be taken into account, in addition to the architectural and construction aspects.
Keywords: renovation of school premises, indoor air, microclimate, CO2, noise.
KAZALO VSEBINE
1 UVOD ... 1
1.1 Teoretična izhodišča ... 1
1.1.1 Celostna prenova obstoječih šolskih objektov ... 4
1.1.2 Mikroklima in kakovost zraka v notranjih prostorih šolskih objektov ter vpliv na zdravje in delo učencev ter učiteljev ... 5
1.1.3 Hrup v šolskih prostorih ter njegov vpliv na zdravje in delo učencev ter učiteljev.. ... 8
1.1.4 Zakonodaja na področju kakovosti notranjega zraka in hrupa v šolskih prostorih ... 9
2 NAMEN ... 12
2.1 Namen raziskave ... 12
2.2 Cilji raziskave ... 12
2.3 Hipoteze ... 12
3 METODE DELA ... 13
3.1 Preučevani vzorec ... 13
3.2 Metodologija ... 16
3.2.1 Cilj 1: Sistematični pregled literature ... 16
3.2.2 Cilj 2: Samoocena stanja mikroklime in hrupa ... 16
3.2.3 Cilj 3: Ocena stanja na podlagi meritev... 16
3.2.4 Cilj 4: Oblikovati algoritem za metodološki pristop k prenovi šolskih prostorov ...20
4 REZULTATI ... 21
4.1 Cilj 1: Sistematični pregled literature ... 21
4.2 Cilj 2: Samoocena stanja mikroklime in hrupa ... 22
4.3 Cilj 3: Ocena stanja na podlagi meritev ... 34
4.3.1 Meritve v jedilnici ... 36
4.3.2 Meritve v učilnici razrednega pouka ... 40
4.3.3 Meritve v učilnici za glasbo ... 46
4.3.4 Meritve v knjižnici ... 50
4.3.5 Zbrani rezultati vseh meritev na osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju ... 54
4.4 Cilj 4: Algoritem za metodološki pristop k prenovi šolskih prostorov ... 58
4.4.1 Pregled strokovne literature ... 60
4.4.2 Upoštevanje veljavne zakonodaje ... 60
4.4.3 Ocena stanja ... 60
4.4.4 Analiza ... 61
4.4.5 Načrt prenove ... 61
4.4.6 Celostna prenova objekta ... 62
4.4.7 Vključevanje različnih strokovnjakov tekom celotnega procesa prenove .... 62
5 RAZPRAVA ... 65
5.1 Ugotovitve glede na zastavljene hipoteze ... 66
5.1.1 Cilj 1: Opraviti sistematični pregled literature ... 66
5.1.2 Cilj 2: Samoocena stanja mikroklime in hrupa ... 67
5.1.3 Cilj 3: Ocena stanja na podlagi meritev ... 68
5.1.4 Cilj 4: Algoritem za metodološki pristop za prenovo šolskih prostorov... 70
5.2 Pomen raziskave za področje Sanitarnega inženirstva ... 70
5.3 Predlogi za raziskave v prihodnosti ... 71
5.4 Omejitve raziskave ... 71
6 ZAKLJUČEK ... 72
7 LITERATURA IN DOKUMENTACIJSKI VIRI... 74
8 PRILOGE
8.1 Vprašalnik za oceno stanja osnovne šole
KAZALO SLIK
Slika 1: Obseg objektov, ki so energetsko neprenovljeni ali delno energetsko prenovljeni (vir: MzI, 2020) ... 3 Slika 2: Slika iz zraka obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju, območje šole je označeno z zeleno barvo (vir: GOV, 28. 12. 2020). ... 13 Slika 3: Domplant ali kotlovnica Planina, ki se nahaja v bližini Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 14 Slika 4: Stopnice, ki vodijo v kletne prostore šole ter zakloniščna vrata v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše)... 14 Slika 5: Bazen v kletnih prostorih obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir:
Karmen Gorše). ... 15 Slika 6: Merilnik Testo 445 za merjenje mikroklimatskih parametrov (vir: Karmen Gorše).
... 17 Slika 7: Merilnik Testo 315-3 za merjenje koncentracij CO2 (vir: Karmen Gorše). ... 18 Slika 8: Merilnik Brüel & Kjær 2260 Investigator za merjenje hrupa (vir: Leasametric, 2020). ... 18 Slika 9: Merilnik hrupa, nameščen pred tablo v učilnici obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 19 Slika 10: Merilnik hrupa, nameščen v jedilnici ob steno obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 19 Slika 11: Celostna prenova objekta (vir: Karmen Gorše)... 22 Slika 12: Dotrajana lesena okna, ki so bila v objekt umeščena leta 2000 (vir: Jože Povšin).
... 23 Slika13: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Kako bi ocenili kakovost zraka v učilnicah med poukom pred prvo menjavo oken?« (N = 52) ... 23 Slika 14: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »V katerem letnem času je po vašem mnenju zrak v razredu najslabši?« (N = 37) ... 24 Slika 15: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Menite, da kakovost zraka vpliva na zbranost in koncentracijo učencev?« (N = 36) ... 25 Slika 16: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Menite, da kakovost zraka vpliva na vaše delo?« (N = 37) ... 26
Slika 17: PVC okna, ki so bila umeščena v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju ob prvi menjavi leta 2019 (vir: Karmen Gorše). ... 26 Slika 18: PVC okna v pritličnih učilnicah v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju, kjer so poleg dveh oken, ki se odpirajo na način, da so v zgornjem delu priprta, umeščena tudi vrata za izhod na igrišče (vir: Karmen Gorše). ... 27 Slika 19: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Kako bi ocenili kakovost zraka v učilnicah med poukom po zadnji menjavi oken (trenutno stanje v šoli)?« (N = 35) ... 27 Slika 20: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali okna omogočajo zadostno prezračevanje učilnice?« (N = 35) ... 28 Slika 21: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali ste z menjavo oken zadovoljni?« (N = 35) ... 29 Slika 22: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ste po vašem mnenju v šoli in v učilnicah zaznali pretiran hrup?« (N = 33) ... 30 Slika 23: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Koliko ur dnevno ste po vašem mnenju izpostavljeni hrupu na delovnem mestu?« (N = 33) ... 31 Slika 24: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali menite, da obstaja povezava med slabo kakovostjo zraka v prostorih/hrupom v prostorih in vašim počutjem?« (N = 34) ... 31 Slika 25: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali menite, da je v prostorih in učilnicah osnovne šole, kjer delate, slaba kakovost zraka in se zaradi tega v prostorih in učilnicah tudi slabše počutite?« (N = 34) ... 32 Slika 26: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali se vam kdaj pojavijo zdravstvene težave zaradi izpostavljenosti hrupu?« (N = 32) ... 33 Slika 27: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali se vam ob slabi kakovosti zraka v razredu pojavi kakšen od naslednjih simptomov: …« (N = 33) ... 33 Slika 28: Tloris Osnovne šole Jakoba Aljaža ... 34 Slika 29: Prazna jedilnica, ki občasno služi tudi kot avla za šolske prireditve v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 36 Slika 30: Odpadanje ometa v jedilnici obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše) ... 39 Slika 31: Učilnica za razredni pouk, v kateri smo opravljali meritve v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 41 Slika 32: Meritev CO2 v učilnici razrednega pouka, medtem ko se v njej izvaja pouk v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 44
Slika 33: Glasbena učilnica, v kateri smo opravljali meritve v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 46 Slika 34: Odpiranje oken na način, da so zgoraj priprta v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše) ... 48 Slika 35: Strop v knjižnici, slikan v času meritev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 50 Slika 36: Knjižnične police v knjižnici, v kateri smo izvajali meritve v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše). ... 54 Slika 37: Algoritem za metodološki pristop k prenovi šolskih prostorov (vir: Karmen Gorše).
... 59
KAZALO TABEL
Tabela 1: Uporabne površine obravnavanih objektov glede na posamezne skupine (vir: MzI, 2020) ... 2 Tabela 2: Prostorske značilnosti jedilnice v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 37 Tabela 3: Zunanji parametri kakovosti zunanjega zraka in meteoroloških podatkov za Kranj (ARSO, 2020). ... 38 Tabela 4: Meritve mikroklime v času, ko v jedilnici ni bilo prisotnih učencev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 38 Tabela 5: Meritve hrupa v času, ko v jedilnici ni bilo prisotnih učencev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 38 Tabela 6: Meritve mikroklime, medtem ko so se v jedilnici nahajali učenci v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 39 Tabela 7: Meritve hrupa, medtem ko so se v jedilnici nahajali učenci v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 40 Tabela 8: Prostorske značilnosti učilnice za razredni pouk v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kanju. ... 42 Tabela 9: Meritve mikroklime v času, ko v učilnici razrednega pouka ni bilo prisotnih učencev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 42 Tabela 10: Meritve hrupa v času, ko v učilnici razrednega pouka ni bilo prisotnih učencev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 43 Tabela 11: Meritve mikroklime v času, ko so se v učilnici razrednega pouka nahajali učenci v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 44 Tabela 12: Meritev hrupa v času, ko so se v učilnici razrednega pouka nahajali učenci v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 45 Tabela 13: Meritve mikroklime v prezračeni učilnici razrednega pouka, ko učencev ni bilo v razredu v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 45 Tabela 14: Prostorske značilnosti učilnice za glasbo v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 47 Tabela 15: Meritve mikroklime v času, ko v učilnici za glasbo ni bilo prisotnih učencev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 47 Tabela 16: Meritve hrupa v času, ko v učilnici za glasbo ni bilo prisotnih učencev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 48
Tabela 17: Meritve mikroklime v času, ko so se v učilnici za glasbo nahajali učenci v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 49 Tabela 18: Meritve hrupa v času, ko so se v učilnici za glasbo nahajali učenci v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 49 Tabela 19: Meritve mikroklime v prezračeni učilnici za glasbo, ko učencev ni bilo v razredu v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 50 Tabela 20: Značilnosti prostora knjižnice v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 51 Tabela 21: Meritve mikroklime v času, ko v knjižnici ni bilo prisotnih učencev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 52 Tabela 22: Meritev hrupa v času, ko v knjižnici ni bilo prisotnih učencev v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 52 Tabela 23: Meritve mikroklime v času, ko so se v knjižnici nahajali učenci v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 53 Tabela 24: Meritve hrupa v času, ko so se v knjižnici nahajali učenci v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju. ... 53 Tabela 25: Zbrani rezultati meritev, ko v prostorih Osnovne šole Jakoba Aljaža ni bilo prisotnih učencev. ... 55 Tabela 26: Zbrani rezultati meritev, ko so v prostorih Osnovne šole Jakoba Aljaža prisotni učenci. ... 56 Tabela 27: Zbrani rezultati meritev, ko so bili prostori Osnovne šole Jakoba Aljaža prezračeni... 57 Tabela 28: Dejavniki celostne prenove objektov. ... 63
SEZNAM UPORABLJENIH KRATIC IN OKRAJŠAV
CO2 ogljikov dioksid
dB decibel
LAeq ekvivalentna raven hrupa
LAI,Te ocenjena raven hrupa z impulzivno korekcijo
LAlm impulzna raven hrupa
LC,peak konična raven hrupa
MzI Ministrstvo za infrastrukturo
PVC polivinil – klorid
1 UVOD
Prenove šolskih objektov so se in se vedno bodo izvajale, saj v primeru nevzdrževanja objekti postanejo neprimerni in neugodni za bivanje in delovanje (Turunen, 2014).
Načrtovanje novega trajnostnega objekta, ki bo energetsko učinkovit, je lažje kot načrtovanje prenove starega dotrajanega objekta in v številnih primerih tudi dražje. Problem nesistematičnih prenov je njihova nepopolnost in slabo prilagajanje že obstoječemu stanju (Milosavljević, 2017). Pri prenovi objektov je pomembno, da se le ta načrtuje v čim večjem obsegu in celostno, saj le tako lahko stavbo naredimo energetsko učinkovito, zmanjšamo toplotne izgube, ustvarimo primerno mikroklimo v prostorih in zmanjšamo emisije toplogrednih plinov v okolje. Pri prenovi šolskih objektov moramo upoštevati veljavno zakonodajo. Za bolj učinkovite in celostne prenove šolskih objektov bi bilo potrebno poleg arhitekturnega in gradbenega vidika upoštevati tudi zdravstveni vidik (Krošelj, 2019).
Otroci preživijo večino dneva v šoli, kjer se učijo novih znanj in spretnosti, s katerimi bodo prišli do zastavljenih ciljev ter željenih poklicev. Šole bi morale zagotavljati optimalno in zdravo okolje, v katerih bi se učenci dobro počutili in nadgrajevali svoje znanje. Učenci in učitelji v notranjih prostorih preživijo od 70 % do 80 % časa v dnevu. Zelo pomembno je, da čas preživijo v zdravih in vzpodbudnih okoljih (Kapalo et al., 2020). Posledično je namen magistrske naloge izdelati metodološki pristop za prenovo šolskih prostorov, na podlagi ocene stanja prostorov ter opreme in izmerjenih vrednosti mikroklime, CO2 ter hrupa v izbrani osnovni šoli.
1.1 Teoretična izhodišča
Po podatkih Ministrstva za infrastrukturo (v nadaljevanju MzI) obsega slovenski stavbni fond 87,3 milijona m2 tlorisnih površin, pri čemer je javni sektor zastopan z 41-odstotnim deležem vseh tlorisnih površin. Iz tabele 1 lahko razberemo, da uporabna površina stavb za izobraževanje in znanstvenoraziskovalno delo znaša 3.717 m2. Skupna površina stavb za izobraževanje in znanstvenoraziskovalno delo tako predstavlja največji del tlorisnih površin v javnem sektorju (MzI, 2020).
Tabela 1: Uporabne površine obravnavanih objektov glede na posamezne skupine (vir:
MzI, 2020)
OPIS STAVBE POVRŠINA (1.000 m2)
Stanovanjske stavbe za posebne družabne skupine 1.117
Stavbe javne uprave 1.049
Stavbe za kulturo in razvedrilo 903
Muzeji in knjižnice 464
Stavbe za izobraževanje in znanstvenoraziskovalno delo 3.717
Stavbe za zdravstveno oskrbo 1.220
Športne dvorane 1.238
Objekti javnega sektorja so bili po posameznih skupinah ocenjeni glede na potencial za energetsko prenovo stavb, glede na že izveden obseg energetskih prenov. Iz slike 1 lahko razberemo kolikšen del objektov za izobraževanje in znanstvenoraziskovalno delo je že bilo delno energetsko prenovljenih in kolikšen del objektov energetsko še ni prenovljen in bo potreboval celostno energetsko prenovo. Objekti so bili ocenjeni glede na izhodiščno stanje iz energetskega vidika. Upoštevana je bila starost objekta in ali so bili kateri izmed elementov toplotnega ovoja že prenovljeni. V skupino objektov, ki so bili ocenjeni za energetsko neprenovljene objekte in bi potrebovali celostno energetsko prenovo, sodijo objekti, kjer sta vsaj dva elementa toplotnega ovoja (stena, okna, streha) že dosegla življenjsko dobo (30 let) in sta zato potrebna menjave. Skupni tloris uporabnih površin v objektih izobraževalne in znanstvenoraziskovalne dejavnosti obsega 3.717 m2, od tega je 1.115 m2 površin že energetsko prenovljenih, vendar vseeno potrebujejo dodatno energetsko prenovo. Preostalih 2.602 m2 površin je potrebno celostno energetsko prenoviti (MzI, 2020).
Slika 1: Obseg objektov, ki so energetsko neprenovljeni ali delno energetsko prenovljeni (vir: MzI, 2020)
Gradnja izobraževalnih in znanstvenoraziskovalnih objektov, ki jih uporabljamo še danes, je bila zelo intenzivna v 20. stoletju. Objekti so bili večinoma grajeni z minimalnimi stroški, kar je med drugim pomenilo gradnjo brez oziroma z minimalnimi debelinami toplotnega ovoja. Tovrstne objekte je potrebno pravilno in celostno energetsko prenoviti, da bodo le ti postali nizkoenergetski ali pasivni objekti. Pri prenovi obstoječih objektov nas čas, v katerem živimo, čedalje bolj usmerja k arhitekturno trajnostnim in zdravstveno ustreznejšim rešitvam. Trajnostni načrt gradnje ali obnove objektov vodi k večji energetski učinkovitosti stavb in zmanjšanju negativnih vplivov na okolje in zdravje posameznika, boljši funkcionalnosti, prilagodljivosti objekta današnjim potrebam ter k lepemu in dovršenemu estetskemu videzu objekta. Prav tako kot energetska prenova objekta, je pomemben tudi način prenove, ki bo zadostil vsem zdravstvenim vidikom prenove objekta. Zdravstveni vidik prenove objekta zajema pravilno, sistematično in celostno prenovo dotrajanega objekta, ki mora biti izveden na način, da bo omogočal dobro počutje in zdravje uporabnikov tako v kratkoročnem kot tudi dolgoročnem časovnem okviru. Prvi in najpomembnejši korak pri prenovi objektov je energetska sanacija objekta. Z energetsko sanacijo se zmanjšajo potrebe po ogrevanju in hlajenju objekta, prav tako pa celoten objekt postane udoben in ustrezen za bivanje ter delovanje posameznika. Prednosti trajnostne revitalizacije objekta s kakovostnimi naravnimi materiali so ustvarjanje zdravega okolja ter ugodnega toplotnega, zvočnega in vizualnega udobja. Obnova objekta bi morala vsebovati prenovo izolacijskega
2602 1115
Stavbe za izobraževanje in znanstvenoraziskovalno delo
Energetsko neprenovljene stavbe Energetsko delno prenovljene stavbe
ovoja stavbe (toplotne izolacije zunanjih sten, podstrešja in strehe), zamenjavo neustreznega stavbnega pohištva, izboljšanje zrakotesnosti ovoja, sanacijo toplotnih mostov, prenovo ogrevalnih sistemov ter vgradnjo rekuperacijskih sistemov za prezračevanje, ki so prav tako pomembni za zdravje in dobro počutje uporabnikov (Milosavljević, 2017; Dovjak, Kukec, 2019).
1.1.1 Celostna prenova obstoječih šolskih objektov
V Sloveniji imamo kar 2.602 m2 površin starih šolskih objektov, ki so potrebni takojšnje celostne prenove. Prenove objektov so potrebne tako na gradbenem in arhitekturnem področju kot tudi na področju zdravstvene ustreznosti objektov, saj morajo šolski objekti zagotavljati ustrezne pogoje za zdravo in učinkovito delo učencev in učiteljev ter ostalega osebja v šoli (MzI, 2020). Prenove objektov na način, da le ti postanejo nizkoenergetski, prevečkrat v ospredje postavljajo predvsem arhitekturni in gradbeni vidik obnove, medtem ko v ozadje postavljajo pomembnost ugodnega počutja in zdravja uporabnikov, ki bodo v objektu bivali ali delovali (Dovjak, Kukec, 2019). Zato je zelo pomemben temeljit pregled stavbe in kakovosten načrt za prenovo objekta, ki vključuje gradbeni, arhitekturni in zdravstveni vidik. V prenovo je potrebno vključiti strokovnjake različnih področij, ki se bodo v skupnem sodelovanju lotili obnove v čim večjem obsegu, saj z učinkovito rabo energije v stavbah pripomoremo k zmanjšanju emisij toplogrednih plinov, hkrati pa to pomeni zmanjšanje stroškov vzdrževanja objekta ter boljšo kakovost bivanja in delovanja za vse uporabnike (Krošelj, 2019).
Trenutno je delež porabe energije v stavbah 40-%, glede na vso porabljeno energijo. V prihodnjih letih bo potrebno zmanjšati porabo energije v stavbah in povečevati rabo obnovljivih virov energije za potrebe delovanja stavb. Slovenija je sprejela dolgoročno strategijo za spodbujanje naložb v energetske prenove stavb. Zastavljeni so bili cilji, ki jih bo potrebno doseči do konca leta 2020 oziroma 2030, in sicer:
prenova 3 % javnih stavb ožjega javnega sektorja letno,
prenova 1,8 milijona m2 stavb v širšem javnem sektorju v obdobju 2014–2023,
izboljšanje razmerja med vloženimi javnimi sredstvi in spodbujenimi naložbami v javnem sektorju na 1:3,
izvedba petih demonstracijskih projektov energetske prenove različnih tipov stavb (Krošelj, 2019).
1.1.2 Mikroklima in kakovost zraka v notranjih prostorih šolskih objektov ter vpliv na zdravje in delo učencev ter učiteljev
Ljudje v prostorih oddajajo vonjave, ki obremenjujejo zrak. Višje koncentracije onesnaževal v notranjem zraku posredno vplivajo na kakovost zraka v prostoru (Prek, 2013). Med parametre mikroklime med drugim uvrščamo tudi temperaturo zraka, zračno vlažnost in hitrost gibanja zraka (Kapalo et al., 2020). Mikroklima šolskih prostorov je povezana z dejavnostmi, ki se v prostorih izvajajo. Mikroklima v telovadnici se razlikuje od mikroklime v učilnici ali jedilnici, odvisna je tudi od velikosti prostora in števila oseb, ki so v prostoru prisotni. Z nadzorovanjem in uravnavanjem mikroklime v prostoru lahko učinkovito preprečimo škodljive učinke na zdravje zaposlenih učiteljev in ostalega osebja v šoli ter učencev (Bauer et al, 2017; Kukec, 2017). Zdrava oseba dnevno vdihne od 10 do 20 m3 zraka. V notranjem in zunanjem zraku je prisotna mešanica različnih onesnaževal, ki neposredno vplivajo na kakovost vdihanega zraka. Med najpomembnejša onesnaževala v notranjem zraku sodijo benzen, ogljikov monoksid, formaldehid, naftalen, ogljikov dioksid, policiklični aromatski ogljikovodiki, radon, trikloretilen in tetrakloretilen (Kukec, 2017).
Največkrat so v epidemioloških raziskavah ocenjevali povezanost med onesnaženim zrakom in pogostostjo ali poslabšanjem astme pri otrocih, vendar v zadnjem času ne izključujejo niti alergijskega rinitisa in atopijskega dermatitisa. Najbolj občutljivi za učinke onesnaženega zraka so otroci in starejši ter ljudje z boleznimi pljuč in dihal. V primeru, da je otrok v svojem prvem letu življenja izpostavljen onesnaženemu zraku, to predstavlja veliko tveganje za pojav astme v kasnejšem obdobju življenja (Hassoun et al., 2019).
Z učinkovitim in sistematičnim pristopom k prenovi šolskih objektov bi bili pogoji za bivanje in delo v prostorih šole boljši. S pomočjo ustreznega prezračevanja bi se zrak v prostorih izboljšal v vseh letnih časih, prav tako bi se zmanjšale toplotne izgube, če bi objekt celostno prenovili. Najpomembnejši parametri za napovedovanje koncentracije CO2 v šolskih prostorih in učilnicah v času zasedenosti ali izvajanja pouka so: način prezračevanja, hitrost in količina izmenjave zraka, količina izdihanega zraka ter število učencev, ki so prisotni v učilnici (Luther et al., 2018).
Neustrezno temperaturo zraka v učilnicah lahko rešujemo s sodobnimi gradbeno-tehničnimi pristopi.
Nekateri izmed njih so:
nanotehnološko obdelan izolacijski film na oknih, ki se uporablja za zmanjševanje vdora toplote in sevanja sonca v učilnico (s tem ukrepom ne preprečimo vstopa dnevne svetlobe v prostor);
izgradnja zelenih sten, ki ustvarjajo blagodejno temperaturo zraka in toplotno ugodje v učilnicah;
uporaba zatemnitvenih zaves, s katerimi v popolnosti ne preprečimo vstop sonca in dnevne svetlobe v prostor;
namestitev prezračevalnih sistemov, ki odstranjujejo vroč zrak iz učilnic;
gradnja zelenih streh, ki ne samo, da zmanjšajo vplive toplotnega otoka, temveč tudi omejijo ali celo preprečijo prenos toplote skozi streho v prostore (Johnson et al., 2018).
Izvedene so bile dve raziskave, ki so merile učinkovitost učenja in pomnjenja (Wargocki et al., 2020; Satish et al., 2012). Prikazali so sistematično povezavo med učnimi rezultati in kakovostjo zraka v učilnicah. Na podlagi količine CO2 v zraku so določili kakovost zraka v učilnici. Z uporabo psiholoških testov so merili kognitivne sposobnosti in spretnosti učencev. Šolske naloge, s katerimi so ocenjevali vpliv kakovosti zraka na delo, zbranost in sposobnosti učencev, so zajemale matematične in jezikovne naloge, ocenjevalne sheme, teste za oceno napredka v učenju, upoštevali pa so tudi zaključene ocene ob koncu leta. Vključili so prav tako kratkotrajno odsotnost učencev od pouka, ki bi lahko vplivala na učni napredek. Pri koncentraciji CO2 600 ppm se je zmerno zmanjšala zbranost, medtem ko je pri koncentraciji 2.500 ppm prišlo do očitnih znakov nezbranosti in pomanjkanja koncentracije. Zmanjšanje koncentracije CO2 iz 2.100 ppm na 900 ppm v učilnicah je za 12 % izboljšalo rezultate psiholoških testov in šolskih nalog, ki so bile ocenjene glede na hitrost izvajanja nalog. Šolske naloge so se za 2 % izboljšale, glede na število storjenih napak. Prav tako je bilo ugotovljeno, da bi z zmanjšanjem koncentracije CO2 iz 2.300 ppm na 900 ppm pripomogli k boljši uspešnosti na testih, ki so bili uporabljeni za oceno napredka pri učenju, in to za 5 %. Zmanjšanje koncentracije CO2 iz 4.100 ppm na 1.000 ppm pa bi po oceni lahko vplivala na udeležbo pri pouku za 2,5 %, saj učenci ne bi izostajali od pouka zaradi simtomov, ki jih povzroča povišana
kocentracija CO2. Avtorji ocenjujejo, da bi se v tem primeru splošno zdravje, koncentracija in zbranost učencev izboljšala (Wargocki et al., 2020). Na temo prezračevanja je bila narejena študija na Cipru, kjer so raziskovalci ugotavljali učinkovitost prezračevanja glede na način, ki so ga uporabili. Primerjali so naravno prezračevanje z odpiranjem oken in umetno prezračevanje z mehanskimi prezračevalnimi sistemi. Opravili so različne meritve in prišli do zaključka, da naravno prezračevanje vpliva na več ugodja pri učencih, le ti se pri naravnem prezračevanju z odpiranjem oken bolje počutijo, čeprav to ni nujno najbolj učinkovito (Heracleous, 2019). V študiji Dengjia in sodelavci (2020) so ocenili povezanost med hitrostjo zraka, toplotnim ugodjem in učno uspešnostjo. Pri povečevanju hitrosti zraka se je uspešnost učenja zmanjševala. Temperaturo zraka v učilnici so iz 25 °C znižali na 20 °C, pri tem pa so opazili izrazito izboljšanje pri ocenah učencev pri dveh testih matematike in dveh jezikovnih preizkusih. Pri temperaturi višji od 26 °C pa so učenci dosegali slabše rezultate pri preizkusih, ki so od njih zahtevali razmišljanje in koncentracijo.
Onesnaženost zunanjega zraka prodira v zgradbe in tako prispeva k onesnaženju in slabši kakovosti zraka v zaprtih notranjih prostorih. Koncentracija PM2,5, črnega ogljika in ostalih onesnaževal v zunanjem zraku se razlikuje glede na značilnost stavbe, njeno lokacijo ter bližnjih virov onesnaževanja zraka. Možno je tudi napovedati koncentracijo onesnaževal v notranjem zraku učilnic glede na stanje zunanjega zraka, kjer se nahaja posamezna šola (Gaffin et al., 2017). Razlike v kakovosti zraka po posameznih šolah se pojavljajo tudi zaradi uporabe različnih prezračevalnih metod ali sistemov. Narejena je bila primerjava med dvema osnovnima šolama, ki sta bili obe opremljeni s klimatskimi napravami. Prva šola je bila poleg klimatske naprave opremljena še s sistemom za rekuperacijo toplote, medtem ko druga šola tega sistema nima. Zanimivo je, da prva šola, kljub dejstvu, da je opremljena s sistemom prezračevanja, ciljnega volumna prezračevanja ni dosegla, medtem ko je šola brez naprave za rekuperacijo toplote z navado rednega odpiranja oken zagotavljala boljšo kakovost zraka v učilnicah (Murakami et al., 2019). Slaba kakovost notranjega zraka v učilnicah osnovnih šol predstavlja tveganje za simptome, ki lahko v najslabšem primeru povzročijo tudi odsotnost učencev v šolah. Najpogostejši simptomi, ki se pojavljajo v spomladanskem obdobju šolskega leta so utrujenost, zamašen nos in glavobol. Pri nekaterih učencih se lahko pojavi tudi sopenje, kašelj s piskanjem in telesna temperatura nad 37 ℃.
Najpogostejši vzroki za tovrstne simptome so slaba kakovost zraka v učilnicah, višje
temperature zraka v učilnicah, cvetni prah ter umazanija ali prah, ki se nahaja v učilnicah (Turunen et al., 2014). Prenizka ali previsoka relativna vlažnost zraka lahko povzroči zdravstvene težave. Nizka relativna vlažnost zraka lahko povzroči suho kožo, draži nosne poti in grlo ter je vzrok za pojav suhega očesa. Visoka relativna vlažnost v prostoru lahko povzroči kondenzacijo sten in ostalih površin v prostoru, na katerih lahko pride do prisotnosti in razmnoževanja škodljivih bakterij in plesni. Bakterije in plesni sodijo v skupino alergenov, ki lahko povzročijo težave z dihali in sprožijo pojav in/ali poslabšanje alergij in astme (Angelon et al., 2015). Najbolj občutljivi za škodljive učinke CO2 so otroci, starejši in ljudje z boleznimi dihal ter obtočil. V učilnicah osnovnih šol, kjer se pojavljajo koncentracije CO2 nad 2.000 ppm, se lahko pri učencih pojavi omotica, zaspanost, izguba koncentracije, slabo pomnenje in slabo počutje nasplošno.
Vsakodnevna izpostavljenost lahko vodi do kroničnih bolezni, kot so razvoj in poslabšanje astme, atopični dermatitis ali alergije. Koncentracije CO2 večje od 20.000 ppm povzročajo poglobljeno dihanje (hiperventilacija, tahipneja), pri koncentraciji 40.000 ppm se opazno poveča frekvenca dihanja, koncentracija 100.000 ppm pa povzroča motnje vida in tresenje, ki je povezano tudi z izgubo zavesti in 250.000 ppm CO2 ali 25-% koncentracija lahko povzroči smrt (Satish et al., 2012). Pri učencih, ki so med poukom izpostavljeni povišanim koncentracijam CO2, se lahko pojavijo simptomi, kot so: zaspanost, nezbranost, manjše učne sposobnosti, manjša hitrost pri razmišljanju in delu, motnje koncentracije, glavobol, slabost in posledično tudi večja odsotnost od pouka (Hassoun et al., 2019). Povišane koncentracije CO2 imajo vpliv na počutje ljudi, kar je že leta 1858 dokazal Max von Pettenkoffler v Nemčiji. Pri koncentraciji pod 0,1 % (1.000 ppm) so se ljudje počutili ugodno, pri koncentraciji nad 0,2 % (2.000 ppm) pa neugodno. Zato so prišli do zaključka, da v prostorih, kjer se nahajajo ljudje, koncentracija CO2 naj ne bi presegala 1.000 ppm (t. i. Pettenkoferjeva vrednost) (Prek, 2013).
1.1.3 Hrup v šolskih prostorih ter njegov vpliv na zdravje in delo učencev ter učiteljev
Izpostavljenost hrupu je postala ena izmed pomembnih dejavnikov pri določanju kakovosti življenja v zaprtih prostorih. Prekomerna raven hrupa med izvajanjem pouka, kjer ravni hrupa nenehno nihajo, lahko negativno vplivajo tako na učitelje kot na učence. Raven zvoka,
ki je nižja od 65 dB, ob dolgotrajni izpostavljenosti ne vodi k trajni okvari sluha. Ravni hrupa nad 65 dB, ob večletni izpostavljenosti, lahko že vodijo do okvare sluha, ravni hrupa nad 80 dB ob večletni izpostavljenosti z veliko verjetnostjo vodijo do nepopravljive okvare sluha (Yassin et al., 2016). V študiji, v kateri je bilo vključenih 24 učilnic iz treh osnovnih šol in vrtca, so vrednotili akustično klimo učilnic z merjenjem ravni hrupa in odmevnega časa.
Izmerjene vrednosti so bile v odvisnosti od oblikovnih razlik učilnic in od vrste izvajane dejavnosti ter so bile v večini primerov presežene. Presežene vrednosti tako predstavljajo poklicno tveganje za učitelje ter ogrožajo zdravje učencev v učilnicah. Minimalna izmerjena raven hrupa v učilnicah je bila LAeq 61,9 dB in najvišja raven hrupa LAeq 103,4 dB, skupna mediana je tako bila 75 dB. Ugotovitve študije so pokazale, da je 15,9 % učiteljev v osnovni šoli in 31,25 % predšolskih otrok izpostavljenih ravnem hrupa, ki presegajo stopnjo ukrepanja in lahko povzročijo poškodbe glasilk in sluha (De Francesco et al., 2017).
Predpogoj za kakovosten razvoj jezika in uspešnost učencev v šoli je dobra slišnost govora.
Na učenje, sodelovanje in zdravje učiteljev in učencev ima velik vpliv hrup v šolskih prostorih. Na hrup so še posebej občutljivi učenci v nižjih razredih, učenci z motnjami sluha in učenci, ki ne govorijo maternega jezika. Med učenci se tako pojavlja zmanjšana koncentracija, kar jih ovira pri opravljanju zahtevnejših nalog, le ti pa so pri teh bolj površni, prav tako pa hrup povzroča tudi manjšo uspešnost pri branju. Hrup lahko povzroči vznemirjenost in spremembe vedenja otrok. Če raven hrupa doseže vrednosti nad 80 dBA, lahko povzroči agresivnost in nervozo. Zaradi hrupnega okolja v prostorih se učenci in učitelji pogovarjajo glasneje, kar lahko privede do poškodb glasilk (Jeram, 2019).
1.1.4 Zakonodaja na področju kakovosti notranjega zraka in hrupa v šolskih prostorih
Kakovost notranjega zraka, koncentracijo CO2 in raven hrupa v prostoru določajo naslednji pravilniki in zakoni:
- Pravilnik o prezračevanju in klimatizaciji stavb (Uradni list RS, št. 42/02, 105/02, 110/02 – ZGO-1 in 61/17 – GZ),
- Pravilnik o zahtevah za zagotavljanje varnosti in zdravja delavcev na delovnem mestu (Uradni list RS št. 89/99, 39/05 in 43/11 – ZVZD-1),
- Gradbeni zakon (Uradni list RS, št. 61/17, 72/17 – popr., 65/20 in 15/21 – ZDUOP).
Minimalna določena temperatura v prostoru je 20 °C, maksimalna pa 26 °C. Pri temperaturi zraka v prostoru med 20 °C in 26 °C je območje dopustne relativne vlažnosti zraka med 30 % in 70 % (Pravilnik, 2002).
Koncentracijo CO2 v notranjih prostorih določa Pravilnik o prezračevanju in klimatizaciji stavb (Ur L RS 42/02, 105/02 in 110/02 – ZGO-1). Omenjeni pravilnik določa dopustne koncentracije notranjih onesnaževal zraka, med drugim tudi za CO2, za katerega velja dopustna konentracija 3.000 mg/m3 ali 1.600 ppm (Pravilnik, 2002).
Področje hrupa ureja Pravilnik o varovanju delavcev pred tveganji zaradi izpostavljenosti hrupu pri delu (Ur L RS 17/06, 18/06 – popr. in 43/11 – ZVZD-1). Predpisuje največje dopustne ekvivalentne ravni hrupa za nemoteno delo pri posameznih vrstah delovnih opravil.
Pravilnik tako določa, da je za pretežno mentalno delo, pri katerem je potrebna velika koncentracija in/ali ustvarjalno mišljenje, ali so potrebne daljnosežne odločitve, kot na primer v sejnih dvoranah, pouku v šolah itd., vrednost 55 dB (velja za splošni hrup na delovnem mestu zaradi drugih proizvodnih virov v okolici delovnega mesta) in 45 dB (velja za hrup na delovnem mestu zaradi neproizvodnih virov – ventilacija, klimatizacija, sosednji obrati, hrup prometa ipd.) (Pravilnik, 2006).
V Gradbenem zakonu je zapisano, da morajo objekti izpolnjevati bistvene zahteve glede na namen, vrsto, velikost, zmogljivost, predvidene vplive in druge značilnosti objekta ter druge zahteve. Bistvene zahteve za objekte so:
1. mehanska odpornost in stabilnost, 2. varnost pred požarom,
3. higienska in zdravstvena zaščita ter zaščita okolja, 4. varnost pri uporabi,
5. zaščita pred hrupom,
6. varčevanje z energijo in ohranjanje toplote, 7. univerzalna graditev in raba objektov,
8. trajnostna raba naravnih virov (GZ– Gradbeni zakon, 5. člen).
Gradbeni zakon določa, da je v objektih potrebno zagotoviti higiensko in zdravstveno zaščito. Objekti ne smejo ogrožati zdravja ljudi ali povzročiti čezmerne obremenitve okolja.
Objekti in deli objektov morajo zagotavljati, da je onesnaževanje notranjega in zunanjega zraka, odvajanje odpadnih voda, ravnanje z odpadki ter ionizirajoče in elektromagnetno sevanje čim manjše in ne presega predpisanih mejnih vrednosti (GZ, 18. člen).
Prav tako je v Gradbenem zakonu navedeno, da raven hrupa v objektih ne sme ogrožati zdravja ljudi. Zagotovljene morajo biti primerne razmere za delo, druge dejavnosti in počitek. Upoštevajo se zunanji hrup, hrup, ki prihaja iz drugih prostorov, hrup obratovalne opreme in odmevni hrup. Ob predvideni uporabi objekta mejne in kritične vrednosti kazalcev hrupa v okolju ne smejo biti presežene (GZ, 20. člen).
2 NAMEN
2.1 Namen raziskave
Namen magistrske naloge je izdelati metodološki pristop, temelječ na prenovi šolskih prostorov, ki bo izdelan na podlagi ocene stanja prostorov ter opreme in izmerjenih vrednosti mikroklime, CO2 ter hrupa v izbrani osnovni šoli.
2.2 Cilji raziskave
Za doseganje namena magistrske naloge smo oblikovali sledeče cilje:
Cilj 1: Na podlagi sistematičnega pregleda literature opredeliti metodološka izhodišča za prenovo stavbe in njenih sistemov.
Cilj 2: Na podlagi samoocene počutja zaposlenih oceniti stanje opazovanih parametrov (kakovost zraka, hrup) in morebitnih zdravstvenih težav v zvezi z neustreznimi pogoji na delovnem mestu.
Cilj 3: Na podlagi oblikovane opazovalne liste, ob terenskem ogledu izbrane šole, oceniti stanje stavbe, prostorov in opreme ter opraviti oceno opazovanih okoljskih parametrov z izvedenimi meritvami mikroklime, koncentracije CO2 in jakosti hrupa.
Cilj 4: Na podlagi rezultatov iz prvega, drugega in tretjega cilja oblikovati algoritem odločevalcem in izvajalcem za prenovo stavbe in njenih sistemov.
2.3 Hipoteze
Na podlagi zastavljenih ciljev smo zasnovali naslednje hipoteze:
• učenci in učitelji v izbrani osnovni šoli so v času pouka izpostavljeni slabi kakovosti zraka,
• v šolskih učilnicah in ostalih prostorih šole na zbranost in delo učencev ter učiteljev vpliva tudi hrup,
• izbrana Osnovna šola Jakoba Aljaža potrebuje celostno prenovo svojih prostorov.
3 METODE DELA
3.1 Preučevani vzorec
Raziskava je bila izvedena v opazovani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju, ki jo lahko vidimo na sliki 2. Osnovna šola Jakoba Aljaža je ena izmed večjih osnovnih šol v Kranju, prav tako je tudi ena izmed najstarejših osnovnih šol, saj je bila zgrajena leta 1980. Šolski objekt je visok 12,5 m in ima dve nadstropji. Športna dvorana je bila zgrajena leta 1978 in je visoka 13,4 m. Nosilna konstrukcija šolskega objekta je iz betona ter železobetona in opeke. Šolski objekt je priključen na daljinsko ogrevanje.
V neposredni okolici Osnovne šole Jakoba Aljaža se nahaja Domplant ali kotlovnica Planina, razvidno na sliki 3, ki je v preteklosti za gorivo uporabljala mazut. Po letu 1990 z izgradnjo plinovodnega omrežja pa so začeli uporabljati zemeljski plin. Z uporabo zemeljskega plina se, kot stranski produkt iz 25 m visokega dimnika, odvajata vodna para in ogljikov dioksid (Domplant, 2020). Prav tako se v neposredni okolici šole nahajajo tudi pokopališče, stanovanjski objekti in parkirišča.
Slika 2: Slika iz zraka obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju, območje šole je označeno z zeleno barvo (vir: GOV, 28. 12. 2020).
Slika 3: Domplant ali kotlovnica Planina, ki se nahaja v bližini Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše).
V pritličju obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža se nahajajo učilnice nižje stopnje ter jedilnica in kuhinja. V kletnih prostorih pa se nahaja garderoba, ki je v preteklosti služila kot zaklonišče, ter učilnice za tehnični pouk. Zanimiva so tudi zakloniščna vrata, ki jih lahko vidimo na sliki 4.
Slika 4: Stopnice, ki vodijo v kletne prostore šole ter zakloniščna vrata v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše).
V prvem nadstropju obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju se nahajajo razredi predmetne stopnje, zbornica in tajništvo. Poleg že prej omenjene telovadnice imajo še igrišče za košarko in nogomet, tekaško stezo in bazen, ki ga lahko vidimo na sliki 5.
Slika 5: Bazen v kletnih prostorih obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir:
Karmen Gorše).
V sklopu magistrske naloge smo se osredotočili na celostni pristop k prenovi Osnovne šole Jakoba Aljaža, s katerim bomo na primeru prikazali postopek, ki bo lahko v pomoč načrtovalcem prenov podobnih objektov v prihodnosti. S pomočjo oblikovanega vprašalnika bomo pridobili podatke o samooceni počutja zaposlenih v povezavi z opazovanimi okoljskimi parametri. Rezultate, pridobljene s pomočjo vprašalnika, bomo primerjali z opravljenimi meritvami mikroklime, koncentracij CO2 in jakostjo hrupa. Na podlagi vseh izsledkov raziskave se bo oblikoval algoritem prenove šolskih prostorov, temelječ na metodološkem pristopu.
3.2 Metodologija
Metode dela so oblikovane glede na posamezne cilje, ki so bili zastavljeni v magistrski nalogi.
3.2.1 Cilj 1: Sistematični pregled literature
Sistematični pregled literature je opravljen na podlagi pregleda strokovnih in znanstvenih člankov v podatkovnih bazah Science Direct, Google Učenjak, Scopus, Medline in na podlagi pregleda trenutno veljavnih zakonskih in podzakonskih pravnih aktov. Osredotočili smo se na članke, ki preučujejo mikroklimo v učilnicah, CO2 v notranjih prostorih in učilnicah, hrup v šolskih prostorih ter vpliv prej naštetih dejavnikov na zdravje zaposlenih in učencev v šolskih objektih s poudarkom na prenovi stavbe in njenih sistemov.
3.2.2 Cilj 2: Samoocena stanja mikroklime in hrupa
Osnovno šolo Jakoba Aljaža v Kranju, v kateri smo opravili meritve, smo obravnavali celostno in tako upoštevali vse dejavnike, tako zunanje kot notranje. Ogledali smo si lokacijo stavbe, okolico stavbe ter celotno notranjost stavbe, toplotno, zvočno izolacijo in način prezračevanja, hlajenja ter ogrevanja. V prostorih, kjer smo opravljali meritve, smo opravili natančen popis opreme, materialov, velikosti oken, višine in materialov sten in tal ter orientiranosti prostorov.
Samooceno stanja mikroklime smo opravili tako, da smo pripravili namenski vprašalnik (Priloga 8.1) v programu 1KA, katerega je ravnatelj izbrane osnovne šole poslal preko spleta 70 zaposlenim v osnovni šoli. S tem smo pridobili njihovo osebno oceno/mnenje glede njihovega počutja in pogojev za delo na delovnem mestu, ki ga opravljajo v osnovni šoli.
3.2.3 Cilj 3: Ocena stanja na podlagi meritev
Oceno stanja mikroklime, koncentracije CO2v zraku ter ravni hrupa v učilnicah obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju smo pridobili z opravljenimi meritvami. Meritve smo opravljali z umerjenimi merilniki za mikroklimo, CO2 in zvokomerom. Pridobili smo
podatke o mikroklimi, koncentraciji CO2 in ravneh hrupa v razredu, kjer ni bilo prisotnih učencev, v razredu, kjer so bili prisotni učenci in razredu po prezračevanju, med katerim učencev ni bilo v razredu. Prav tako smo opravili meritve v jedilnici, in sicer dvakrat, ko so bili učenci prisotni in ko učenci niso bili prisotni. Mikroklimo v prostorih Osnovne šole Jakoba Aljaža smo merili z merilnikom Testo 445, ki ga lahko vidimo na sliki 6, koncentracijo CO2 pa smo izmerili z merilnikom Testo 315-3. Raven hrupa v šolskih prostorih smo merili z merilnikom Brüel & Kjær 2260 Investigator. Rezultate pridobljene z meritvami mikroklimatskih pogojev, koncentracije CO2 ter ravni hrupa smo primerjali z izsledki ankete, na katero so odgovorili zaposleni v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža.
Slika 6: Merilnik Testo 445 za merjenje mikroklimatskih parametrov (vir: Karmen Gorše).
Meritve koncentracije CO2 smo opravljali z merilnikom Testo 315-3, ki ga vidimo na sliki 7. Namen meritve je bil izmeriti koncentracijo CO2 v posameznem prostoru. Merili smo v času, ko v učilnici ni bilo prisotnih učencev, v razredu, kjer so bili prisotni učenci in razredu po prezračevanju, med katerim učencev ni bilo v razredu. Učitelji so v času ogleda večkrat potožili po neznosnem smradu in neprezračenem občutku v prostoru, zato smo se odločili, da bomo spremljali koncentracijo CO2 v vseh izbranih prostorih. Meritev smo v posameznem prostoru opravili trikrat in izbrali srednjo vrednost rezultatov meritev.
Slika 7: Merilnik Testo 315-3 za merjenje koncentracij CO2 (vir: Karmen Gorše).
Meritve hrupa smo opravljali z merilnikom Brüel & Kjær 2260 Investigator, ki je prikazan na sliki 8. Namen meritve je bil ugotoviti jakost hrupa v izbranih posameznih prostorih šole.
Slika 8: Merilnik Brüel & Kjær 2260 Investigator za merjenje hrupa (vir: Leasametric, 2020).
Merilnik smo v času meritev postavili na stojalo v višini približno 150 cm. Postavili smo ga v bližino zaposlene osebe v izbranem prostoru. V učilnicah smo merilnik namestili pred tablo, kot je prikazano na sliki 9, v jedilnici ob steno, kar lahko vidimo na sliki 10 in v knjižnici ob delovno mesto knjižničarke.
Slika 9: Merilnik hrupa, nameščen pred tablo v učilnici obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše).
Slika 10: Merilnik hrupa, nameščen v jedilnici ob steno obravnavane Osnovne šole Jakoba Aljaža v Kranju (vir: Karmen Gorše).
3.2.4 Cilj 4: Oblikovati algoritem za metodološki pristop k prenovi šolskih prostorov
Na podlagi rezultatov iz prejšnjih ciljev smo oblikovali algoritem, ki bo v pomoč odločevalcem in izvajalcem. Vključuje zakononske zahteve in določbe ter ključne faze pri procesu prenove, ki predstavljajo izhodišča metodološkega pristopa. V ospredju je zdravje vseh uporabnikov šolskih prostorov.
4 REZULTATI
4.1 Cilj 1: Sistematični pregled literature
Trend literature zadnjih let v velikem obsegu obravnava energetsko učinkovitost stavb, ki jo spodbujajo države na nacionalnih ravneh, tudi Evropska unija. Evropske države si prizadevajo za čim večjo energetsko neodvisnost in čim boljšo energetsko učinkovitost stavb. Evropska unija je postavila zahteve, na podlagi katerih bi bilo potrebno prenoviti 3 % javnih stavb letno (Rožej, 2017).
V Sloveniji so leta 2014 opravili pregled stavb na podlagi dveh kriterijev, in sicer:
stavbe, ki so starejše od 30 let,
okna, streha ali fasada starejša od 30 let.
Ugotovili so, da zgoraj omenjenim kriterijem ustreza 34 % javnih stavb (šole, zdravstvene ustanove, stavbe občinske in državne uprave). Celovito energetsko prenovo pogosto ovira pomanjkanje finančnih sredstev in ekonomskih motivov. Vse prepogosto se pojavljajo tudi ovire, povezane z dolgotrajnimi in zahtevnimi postopki javnega naročanja, pomanjkanjem informacij, kompetenc in nepoznavanjem področja energetske učinkovitosti (Rožej, 2017).
Za revitalizacijo in celostno prenovo objektov je nujno potrebno sodelovanje različnih strok (gradbeniki, strojniki, arhitekti, strokovnjaki javnega zdravja itd.), saj le to omogoča celosten pristop k izvajanju posameznih faz prenove. Celostna prenova objekta mora tako vključevati naslednje vidike (Slika 11):
- gradbeni vidik (izbira materialov, energetska prenova, mehanizacija in vpeljava novih tehnologij ipd.),
- arhitekturni vidik (trajnostno načrtovanje objektov, zasnova in razporeditev prostorov, notranja oprema idr.),
- zdravstveni vidik (kakovost zraka, blaženje hrupa, zdravstvena ustreznost materialov, ustrezni argonomski pogoji, uporaba obnovljivih virov energije ipd.), - okoljevarstveni vidik (zmanjševanje toplotnega onesnaževanja, uporaba naravnih
materialov in tehnologij, čim manjši ogljični odtis ipd.).
Slika 11: Celostna prenova objekta (vir: Karmen Gorše).
4.2 Cilj 2: Samoocena stanja mikroklime in hrupa
V izbrani Osnovni šoli Jakoba Aljaža je skupno, tako učiteljev kot ostalih zaposlenih, 70 oseb. Vprašalnik je bil poslan vsem zaposlenim. Vprašalnik je v celoti izpolnilo 52 oseb, kar predstavlja 74,2-% odzivnost na raziskavo. Vprašalnik je izpolnilo 81 % žensk in 19 % moških. Vprašalnik je izpolnilo največ učiteljev z univerzitetno izobrazbo, in sicer 62 %, administrativni delavci (svetovalni delavec, ravnatelj, knjižničar) 8 % ter tehnični kader (vzdrževalec, hišnik, tehniki) 6 %. Povprečna delovna doba zaposlenih v obravnavani osnovni šoli je 15 let.
Lesena okna so bila v šolski objekt vgrajena leta 2000. Dvajset let kasneje so bila okna že zelo dotrajana in poškodovana, kar lahko vidimo na sliki 12. Na nekaterih predelih se niso več zapirala in tako so nastajale večcentimetrske reže, skozi katere je vhajal zunanji zrak v notranje prostore objekta in obratno. Negativna lastnost slabega tesnenja oken je bila toplotna izguba, ki se je ustvarjala v času kurilne sezone, dobra plat pa je ta, da so bili prostori vsaj delno prezračeni s pomočjo špranj, in je bila zato kakovost zraka v prostoru boljša, kar nakazujejo tudi odgovori na vprašanje kako bi ocenili kakovost zraka v učilnicah med poukom pred prvo menjavo oken.
Celostna prenova
objekta
Gradbeni vidik
Arhitekturni vidik
Zdravstveni vidik Okoljevarstveni
vidik
Na vprašanje »Kako bi ocenili kakovost zraka v učilnicah med poukom pred prvo menjavo oken?« so zaposleni najpogosteje odgovorili »prav dobra«, in sicer 49 %, sledil je rezultat
»zelo dobra« s 23 %, kar prikazuje slika 13. Slabo ali zelo slabo kakovost zraka pred drugo menjavo oken je ocenilo le 28 % zaposlenih. Gre za lesena okna, ki so bila vgrajena pred zdajšnjimi PVC (polivinil – klorid) okni.
Slika 12: Dotrajana lesena okna, ki so bila v objekt umeščena leta 2000 (vir: Jože Povšin).
Slika13: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Kako bi ocenili kakovost zraka v učilnicah med poukom pred prvo menjavo oken?« (N = 52)
12% 16%
49%
23%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
zelo slaba slaba prav dobra zelo dobra
Delež odgovorov (%)
Naslednje vprašanje, ki se je tako kot prejšnje navezovalo na stara lesena okna, je bilo: »V katerem letnem času je po vašem mnenju zrak v razredu najslabši?«. Velika večina zaposlenih je odgovorila, da je bil najslabši zrak v času ogrevalne sezone, in sicer jeseni in pozimi, njihove odgovore lahko vidimo na sliki 14.
Slika 14: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »V katerem letnem času je po vašem mnenju zrak v razredu najslabši?« (N = 37)
Ob ogledu osnovne šole so zaposleni pripovedovali o nemogočem prezračevanju z novimi okni in da so le ta veliko slabša od prejšnjih lesenih. To se je pokazalo tudi pri vprašanju
»Ali so lesena okna pred menjavo omogočala zadostno prezračevanje učilnice?«. 89 % vseh zaposlenih, ki so izpolnili vprašalnik, je odgovorilo z »Da«, se pravi, da so stara lesena okna omogočala boljše in bolj učinkovito prezračevanje.
Dobra polovica zaposlenih je na vprašanje kolikokrat so odprli še takrat lesena okna in prezračili prostore v ogrevalni sezoni (jesen, zima) odgovorila, da so okna odprli enkrat med posamezno učno uro. Povprečno so okna med učno uro odprli in prezračili za šest minut. V neogrevalni sezoni (pomlad, poletje) so zaposleni v 54 % odgovorili, da so okna odpirali večkrat in ne le enkrat, kot so to počeli v ogrevalni sezoni.
Na vprašanje: »Menite, da kakovost zraka vpliva na zbranost in koncentracijo učencev?« so zaposleni v 94 % odgovorili z »Da« (Slika 15). Tudi ob ogledu šole so zaposleni omenili problematiko pomanjkanja koncentracije in zbranosti med poukom, kar v veliki večini pripisujejo slabi kakovosti zraka v učilnicah. V učilnicah je možno le naravno prezračevanje
52%
24% 24%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
ogrevalna sezona (jesen, zima)
neogrevalna sezona (pomlad, poletje)
skozi celo leto
Delež odgovorov (%)
z odpiranjem oken in ustvarjanjem prepiha, kajti mehanskega prezračevanja v šolskem objektu ni.
Slika 15: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Menite, da kakovost zraka vpliva na zbranost in koncentracijo učencev?« (N = 36)
Zaposleni so na vprašanje: »Menite, da kakovost zraka vpliva na vaše delo?« (Slika 16) odgovorili z 89 %, da slaba kakovost zraka vpliva na njihovo delo. Zaposlene v osnovni šoli, ki so odgovorili z »da«, smo povprašali kako vpliva kakovost zraka na njihovo delo.
Navajam nekaj njihovih zapisov:
»na zbranost, koncentracijo in zmožnost delati. Če v razredu smrdi, ne moremo izvajati pouka, učenci so neodzivni, zaspani, z glavoboli, slabostmi ...«;
»v prostoru, kjer je slabše prezračevanje, motivacija pada zaradi večje vsebnosti ogljikovega dioksida v izdihanem zraku, pojavlja se zaspanost, pogosti so glavoboli«;
»koncentracija pade tudi učitelju«;
»slabša koncentracija, utrujenost, zaspanost«;
»če je slab zrak, se težje zberemo, zadušljivo je«;
»slabše počutje, nestrpnost, nemir v razredu«.
Manjšina vprašanih ne ve ali kakovost zraka dejansko vpliva na njihovo delo ali na njihovo delo, poleg slabe kakovosti zraka pa nanj vplivajo tudi drugi dejavniki.
94%
0% 6%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
DA NE NE VEM
Delež odgovorov (%)
Slika 16: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Menite, da kakovost zraka vpliva na vaše delo?« (N = 37)
Prva menjava oken se je zgodila v letu 2019. Lesena okna so zamenjali s PVC okni.
Posebnost vgrajenih oken je bila, da sta se odpirali le skrajni dve okni (na sliki 17 označeni z zeleno barvo), preostala okna pa niso imela možnosti odpiranja. Okni, označeni z zeleno barvo, sta imeli možnost odpiranja le na način, da sta v zgornjem delu priprti. Tovrstna umestitev in postavitev oken je veljala po prenovi leta 2019 v vseh učilnicah, razen v nekaterih pritličnih učilnicah, kjer so bila med okna umeščena še vrata (na sliki 18 označena z oranžno barvo) za izhod na zunanje igrišče.
Slika 17: PVC okna, ki so bila umeščena v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju ob prvi menjavi leta 2019 (vir: Karmen Gorše).
89%
0% 11%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
DA NE NE VEM
Delež odgovorov (%)
Slika 18: PVC okna v pritličnih učilnicah v obravnavani Osnovni šoli Jakoba Aljaža v Kranju, kjer so poleg dveh oken, ki se odpirajo na način, da so v zgornjem delu priprta,
umeščena tudi vrata za izhod na igrišče (vir: Karmen Gorše).
Na vprašanje »Kako bi ocenili kakovost zraka v učilnicah med poukom po zadnji menjavi oken (trenutno stanje v šoli)?«, ki se je navezovalo že na zdajšnje stanje v šoli, se pravi po zamenjavi lesenih oken s PVC, so zaposleni v večini odgovorili, da je kakovost zraka v učilnicah »zelo slaba« (51 %), ostali rezultati so vidni na sliki 19. Prav tako so v naslednjem vprašanju, kjer smo zaposlene vprašali »v katerem delu leta je po njihovem mnenju zrak v učilnicah najslabši« le ti v 66 % odgovorili, da je zrak slab skozi celo leto.
Slika 19: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Kako bi ocenili kakovost zraka v učilnicah med poukom po zadnji menjavi oken (trenutno stanje v šoli)?« (N = 35)
51%
37%
9% 3%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
zelo slaba slaba prav dobra zelo dobra
Delež odgovorov (%)
Vprašanje, ki se je nanašalo na trenutno stanje v šoli, se pravi na vgrajena PVC okna, se je glasilo: »Ali okna omogočajo zadostno prezračevanje učilnice?«. Odgovori na to vprašanje jasno prikažejo trenutno stanje v osnovni šoli, ki je potrebno takojšnjega ukrepanja, saj vpliva na delo in na dolgi rok tudi na zdravje učencev in učiteljev. Na spodnji sliki 20 lahko vidimo, da je z »ne« odgovorilo večina vprašanih.
Slika 20: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali okna omogočajo zadostno prezračevanje učilnice?« (N = 35)
Zaposlene smo povprašali, kolikokrat odpirajo zdajšnja PVC okna v posameznih delih leta med posamezno učno uro. Odgovorili so, da v ogrevalni sezoni (jesen, zima) okna med posamezno učno uro večkrat odpirajo, in sicer so tako odgovorili v 61 %. V neogrevalni sezoni (pomlad, poletje) je bil odgovor, da okna odpirajo večkrat med posamezno učno uro zabeležen v 82 %.
Vprašani večinoma niso zadovoljni z menjavo oken, odgovore lahko vidimo na sliki 21.
Prosili smo jih tudi za obrazložitev njihove odločitve. Navajamo nekaj njihovih zapisov:
»omogočajo minimalno prezračevanje, skoraj se ne čuti, da so odprta, razen če ne odpremo še vrat, da je prepih, odpirata se samo dve okni, odpiranje in zapiranje oken je nevarno, kajti vedno je potrebno stopiti na mizo (ali vsaj stol)!«;
»slabo zračenje, slabo prezračevanje takoj ko zapremo okna, zrak postane zadušljiv«;
97%
3%
NE DA
»razred se ne more prezračiti, v učilnici je nenehno usmrajen zrak, okna se lahko odprejo le na škarjice, pa še to le dva! Da imamo vsaj malo zraka, imamo odprto non stop, pozimi je zato prepih in mrzlo«;
»nezadostno odpiranje«;
»okna ne omogočajo zadostnega in temeljitega prezračevanja in s tem varnosti vseh uporabnikov šolskih prostorov«;
»v učilnici se odpirata samo dve manjši okni na kip«;
»ne da se prezračiti razredov oziroma celotne šole«;
»premalo dotoka zraka, ker so vsa okna na kip, okna bi se morala odpirati na krila.
Previsoko so tudi odpirala, saj moram stopiti na stol, če hočem okno odpreti. Dobra pa je zvočna izolacija«.
Slika 21: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali ste z menjavo oken zadovoljni?« (N = 35)
Nadaljna vprašanja so se v vprašalniku nanašala na hrup v prostorih osnovne šole. Vprašani so velikokrat (82 %) zaznali pretiran hrup v šoli in učilnicah, podrobni rezultati so vidni na sliki 22.
Zaposlene smo vprašali še kateri prostori v osnovni šoli se jim zdijo najhrupnejši oz.
najglasnejši. Zaposleni so izpostavili tri najglasnejše prostore, in sicer hodnike med odmorom, avlo z jedilnico (obe se nahajata v istem prostoru) in telovadnico. Povprašali smo jih tudi o tem, kateri pouk pri posameznem predmetu se jim zdi najglasnejši. Izpostavili so
94%
6%
NE DA
pouk glasbe, športno vzgojo, pouk tehnike in likovne vzgoje. V vprašalniku smo zaposlene povprašali tudi o tem ali menijo, da jih hrup na njihovem delovnem mestu moti pri delu.
Zaposleni so odgovorili »me zelo moti« s 45 %, »malo me moti« z 42 %, »me sploh ne moti«
s 6 % in »je nevzdržno« s 6 %. Najbolj moteč hrup so zaposleni zaznali med odmorom, in sicer v 58 %, v času pouka 30 % in drugo 12 %.
Slika 22: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ste po vašem mnenju v šoli in v učilnicah zaznali pretiran hrup?« (N = 33)
V povezavi s hrupom smo zaposlene v šoli vprašali tudi »Koliko ur dnevno ste po vašem mnenju izpostavljeni hrupu na delovnem mestu?«. Na vprašanje smo dobili različne odgovore, ki jih lahko vidimo na sliki 23. 78 % zaposlenih je hrupu izpostavljeno 2–6 ur dnevno.
40%
27%
15% 9% 9%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
občasno pogosto redno nikoli vedno
Delež odgovorov (%)
Slika 23: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Koliko ur dnevno ste po vašem mnenju izpostavljeni hrupu na delovnem mestu?« (N = 33)
V nadaljevanju so sledila vprašanja o počutju zaposlenih in njihovih zdravstvenih težavah, ki jih morebiti povezujejo z mikroklimatskimi pogoji in hrupom na njihovem delovnem mestu. Večina meni, da obstaja povezava med slabo kakovostjo zraka v prostorih/hrupom v prostorih in njihovim počutjem, odgovori so vidni na sliki 24.
Slika 24: Odgovori zaposlenih na vprašanje: »Ali menite, da obstaja povezava med slabo kakovostjo zraka v prostorih/hrupom v prostorih in vašim počutjem?« (N = 34)
18%
45%
33%
4% 0%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
manj kot 2 uri od 2 do 4 ure od 4 do 6 ur od 6 do 8 ur nenehno sem izpostavljen/a
Delež odgovorov (%)
97%
3%
DA NE
