Razvoj modela za napovedovanje izpostavljenosti onesnaževalom v notranjem zraku v šolah in priprava z dokazili podprtih ukrepov za načrtovanje učinkovitega naravnega prezračevanja učilnic (V3-1904)

Naslov projekta: Razvoj modela za napovedovanje izpostavljenosti onesnaževalom v notranjem zraku v šolah in priprava z dokazili podprtih ukrepov za načrtovanje učinkovitega naravnega prezračevanja učilnic (V3-1904)

Povezava na projektno skupino SICRIS:  https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/project/17954

Opis projekta

Učenci v šolah preživijo tudi do osem ur dnevno, zato je šolsko okolje pomemben dejavnik učenčevega zdravja. Številne raziskave, večinoma tuje, kažejo, da so učenci v učilnicah izpostavljeni prekomerno onesnaženemu zraku, ki pa ima dokazano negativen vpliv na zdravje, saj poviša umrljivost in obolevnost. Med številnimi onesnaževali zraka v učilnicah so tudi taka, ki so po klasifikaciji Mednarodne agencije za raziskave raka uvrščene v skupino karcinogenih snovi, nekatera mikrobiološka onesnažila pa lahko povzročijo tudi nalezljive bolezni. Ukrep za blaženje izpostavljenosti onesnaževalom v zraku v učilnicah je prezračevanje, ki je lahko naravno ali mehansko. Kljub temu da so nove šole v zadnjem obdobju grajene po najvišjih merilih energijske učinkovitosti, kar vključuje tudi energijsko učinkovito mehansko prezračevanje, pa so obstoječe šole prezračevane naravno. V primeru šol, ki niso novogradnje oziroma niso bile prenovljene, je kakovost zraka v učilnicah pogojena z ravnanjem uporabnikov, ki je vezano na lastnosti zmerno toplega tipa podnebja, za katerega je značilno naravno prezračevanje z odpiranjem oken in vrat. S projektom želimo raziskati možnosti, ki jih daje kontrolirano naravno prezračevanje z vidika kakovosti notranjega okolja in zmanjšanja izpostavljenosti učencev onesnaževalom v zraku učilnic.

Med cilji projekta so identifikacija in karakterizacija virov onesnaževal, ki vplivajo na kakovost zraka v učilnicah, meritve kakovosti zraka v učilnici in onesnaževal v zunanjem zraku za parametrizacijo procesa onesnaževanja in prezračevanja, meritve tesnosti učilnic in postavitev hidravličnega modela prezračevanja, razvoj modela za napovedovanje izpostavljenosti onesnaževalom v notranjem zraku v šolah z naravnim prezračevanjem glede na onesnaženost zunanjega okolja in pedagoški proces, priprava z dokazi podprtih ukrepov za načrtovanje učinkovitega naravnega prezračevanja učilnic in preverjanje učinka pripravljenih ukrepov z meritvami kakovosti zraka v učilnici in vključitvijo sodobnih informacijskih tehnologij.

Z izvajanjem projekta želimo pridobiti boljši vpogled v problematiko kakovosti zraka v učilnicah, zlasti glede naravnega prezračevanja in učinkovitosti. S projektom želimo prepoznati vire onesnaženosti zraka v učilnici v slovenskih šolah, opredeliti učinkovitost naravnega prezračevanja učilnic, pripraviti model za napovedovanje vrednosti onesnaževal v učilnicah ter oblikovati z dokazi podprte ukrepe za načrtovanje učinkovitega naravnega prezračevanja učilnic. Izvajanje projekta bo imelo velik javnozdravstveni pomen, saj bo pripomoglo k zmanjšanju izpostavljenosti učencev in tudi učiteljev onesnaževalom v zraku učilnic.

Faze projekta in njihova realizacija

Raziskovalni projekt bo potekal v šestih fazah.

1) Identifikacija in karakterizacija virov onesnažil, ki vplivajo na kakovost zraka v učilnicah

Pripravili bomo vprašalnik o virih onesnaževal in drugih dejavnikih, ki vplivajo na kakovost zraka v učilnicah ter naravnem prezračevanju učilnic. Vprašalnik bomo poslali na vse osnovne šole v Sloveniji (454 osnovnih šol).

2) Meritve kakovosti zraka v učilnici in onesnažil v zunanjem zraku za parametrizacijo procesa onesnaževanja in prezračevanja

Meritve kakovosti zraka v učilnicah bodo izvedene z namenom pridobitve podatkov o učinkovitosti naravnega prezračevanja. Meritve bodo potekale v zimskem času v osmih učilnicah različnih osnovnih šol v Sloveniji, od tega bodo štiri šole locirane v mestnem okolju, štiri pa na podeželju. V učilnicah, v katerih bodo potekale meritve, se bo izvedlo natančen popis lastnosti in dejavnikov, ki vplivajo na kakovost zraka v učilnici. Analizirane rezultate meritev bomo interpretirali z vidika učinkovitosti naravnega prezračevanja in jih primerjali z zakonskimi zahtevami, priporočili Svetovne zdravstvene organizacije in drugih sorodnih ustanov, priporočenih vrednosti (Standard SIST EN 13779:2005, Standard SIST EN 15251:2007, ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2016, The WELL Building Standard v1) ter ugotovitvami drugih raziskav.

3) Meritve tesnosti učilnic in postavitev hidravličnega modela prezračevanja

Meritve tesnosti učilnice bodo izvedene z namenom pridobitve podatkov o stopnji infiltriranega zunanjega zraka v učilnico. Meritve bodo potekale v učilnicah, v katerih se bo izvajalo meritve kakovosti zraka. Meritve tesnosti učilnice bodo izvedene z metodo ‘Blower Door Test’. Analizirane rezultate meritev bomo interpretirali z vidika učinkovitosti naravnega prezračevanja in jih primerjali z zakonskimi zahtevami, priporočenih vrednosti ter ugotovitvami drugih raziskav.

4) Razvoj modela za napovedovanje izpostavljenosti onesnaževalom v notranjem zraku v šolah z naravnim prezračevanjem glede na onesnaženost zunanjega okolja in pedagoški proces

V prvem delu bomo izvedli pregled literature na temo modelov za napovedovanje vrednosti onesnaževal v prostoru. Modele bomo ovrednotili glede na vključena onesnaževala, območje, za katerega je bil model razvit, in oceno ustreznosti uporabe za slovenski prostor. Na podlagi ovrednotenja modelov bomo izbrali potencialno primeren model za dinamično napovedovanje vrednosti onesnaževal v zraku v prostoru in izpostavljenosti onesnaževalom.

5) Priprava z dokazi podprtih ukrepov za načrtovanje učinkovitega naravnega prezračevanja učilnic

Na podlagi analize rezultatov meritev kakovosti zraka in naravnega prezračevanja z vidika učinkovitosti znižanja vrednosti spremljanih onesnažil v učilnici glede na trajanje in način naravnega prezračevanja bomo pripravili ukrepe za učinkovito naravno prezračevanje učilnic. Ukrepi za učinkovito naravno prezračevanje učilnic bodo opredeljeni glede načina, trajanja in pogostosti prezračevanja, pri čemer bodo upoštevane strokovno in zakonsko utemeljene vrednosti posameznih onesnažil.

6) Preverjanje učinka pripravljenih ukrepov z meritvami kakovosti zraka v učilnici in vključitvijo sodobnih informacijskih tehnologij

Preverjanje učinka pripravljenih ukrepov v peti fazi bomo preverili z enakimi meritvami, kot so predstavljene v drugi fazi. Meritve za namen preverjanja učinka pripravljenih ukrepov bomo izvedli v štirih učilnicah po enakem protokolu, kot bodo potekale meritve iz druge faze. Na podlagi rezultatov meritev pred uvedbo ukrepov in po uvedbi ukrepov bomo preverili učinek pripravljenih ukrepov. K ukrepom bomo vključili tudi sodobne informacijske tehnologije, ki bi učitelju olajšali nadzorovanje kakovosti zraka v učilnici.

Dodana vrednost

Oblikovani konzorcij (NIJZ in NLZOH) ima že vzpostavljeno sodelovanje pri drugih nacionalnih nalogah s področja zdravja in okolja. Glede na predlagano temo projekta pa bodo strokovnjaki iz UL FS s svojim znanjem s področja tehničnih znanosti še dodatno pripomogli k oceni in oblikovanju z dokazi podprtih ukrepov. Razviti model bo z določeno prilagoditvijo imel možnost prenosa na druge javne stavbe. Glede na opredeljena dejstva je predvideno dolgoročno sodelovanje med akterji, kar predstavlja pomemben doprinos za NIJZ ter tudi za obravnavo okoljskih problematik na nacionalni ravni.

Rezultati in gradiva

V obdobju od januarja 2021 do decembra 2021 smo delno realizirali cilj projekta – razvoj modela za napovedovanje izpostavljenosti onesnaževalom v notranjem zraku v šolah:

• pregled literature na temo modelov za napovedovanje izpostavljenosti onesnaževalom v notranjem zraku v šolah,
• izbor potencialno primernih modelov za napovedovanje izpostavljenosti onesnaževalom v notranjem zraku v šolah,
• prilagoditev najprimernejšega modela na slovenske razmere.

Meritve kakovosti zraka v učilnici in onesnažil v zunanjem zraku za parametrizacijo procesa onesnaževanja in prezračevanja ter meritve tesnosti učilnic in postavitev hidravličnega modela prezračevanja.

Načrtovanih meritev v mesecu novembru 2021 nismo izvedli zaradi nastale epidemiološke situacije in kasneje razglašene epidemije bolezni covida-19. Odpadle meritve smo načrtovali izvesti v pozno jesenskem in zimskem času leta 2021. Glede na epidemiološko situacijo zaradi bolezni covida-19 smo bili primorani ponovno odpovedati načrtovane terenske aktivnosti.

Trajanje projekta: 1. 11. 2019‒31. 10. 2021

Nosilna organizacija: Nacionalni inštitut za javno zdravje (NIJZ)

Projektna partnerja: Splošna bolnišnica Murska Sobota in Nacionalni laboratorij za zdravje, okolje in hrano (NLZOH)

Financiranje: Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije (ARIS) in Ministrstvo za zdravje Republike Slovenije (MZ)