NIS
Nábytkářský informační systém

Tepelně vlhkostní pohoda


Člověk je homoiotermní info živočich, a proto má velmi přísně řešenou tepelnou bilanci, zaručující jádru těla stálou teplotu, která nesmí překročit rozdíl 1°C. Člověk má stabilní metabolické bazální teplo Qmb (dále Qb), které je vytvářeno vnitřními orgány (játry). K němu pak přistupuje teplota tělesných aktivit Qma (dále Qa) info.  Pokud celková tvorba metabolického tepla v součinnosti s vnějším prostředím překročí přijatelnou mez, je nezbytná  termoregulace a ochlazování těla. Při chladu je teplo doplňováno chemismem jater nebo pohybem svalů. Během spánku naopak tělo „hibernuje“ při základní bazální teplotě a teplo tělesných aktivit je nulové. Teplota těla během spánku klesá až o 1° C (obr. 1.). Pokud musí tělo ve spánku výrazněji regulovat svůj tepelný stav, je kvalita spánku špatná. Příčinou tohoto stavu je nejčastěji teplá místnost, nevhodná přikrývka či matrace, večerní konzumace jídla, alkoholu nebo psychický stres.


Tabulka 1: Metabolické teplo při různých aktivitách (bez bazálního tepla) info

 

 



Obr. 1: Tvorba tepla člověkem Qmb (teplo bazální) a denní cyklus teploty v ústech. info

 

Na základě poklesu tvorby bazálního tepla v různých věkových skupinách lze definovat věkové kategorie se specifickými požadavky na lehací plochu. M. Jokl navrhoval členění skupin podle úbytku schopnosti tvorby bazálního tepla v kroku 7 W/ m2 takto:


Skupina 1)           věk   0 -   6 let   tvorba bazálního tepla    62 – 55 W/ m2
Skupina 2)            věk   6 - 12  let   tvorba bazálního tepla   55 - 48 W/ m2
Skupina 3)  věk 12 - 30 let   tvorba bazálního tepla    48 – 41 W/ m2  Pozn.
Skupina 4)             věk 30 - 90 let   tvorba bazálního tepla    41 - 34 W/ m2


Rozdílnost tvorby metabolického tepla u chlapců a dívek ve věku od 14 do 18 let je až 5W/m2. Dívky vytvářejí méně metabolického tepla, matrace by tedy mohla mít vyšší tepelný odpor. Naopak matrace chlapecká vyžaduje lepší vedení tepla, aby eliminovala jejich pocení. 


Termoregulační systém člověka nepřipustí fyziologicky nežádoucí stav a teplota těla je ve spánku regulována motorickými pohyby (tělo se převaluje a uvolňuje přikrývku). Při větším přehřívání je teplota regulována potem. Pocení diagnostikuje chybu organismu (onemocnění), nebo chybu vnějších faktorů, které je nutno eliminovat. Zvýšená potivost zdravého člověka na lůžku je zpravidla dána vysokou teplotou místnosti, nevhodnou přikrývkou nebo větším kontaktem těla v měkké matraci, která tělo více obaluje a přehřívá. Měkká matrace zvyšuje odpor při motorických pohybech těla a podmiňuje zvyšování tepla (Qa). Příčinou pocení může být také omezení přirozené motoriky těla vlivem obluzení mozkového centra drogou, alkoholem, prášky na spaní apod. V případě nemoci a horečky jde o situaci výjimečnou, kdy člověk vypotí mnohem více tekutin. 


Termoregulační teplo je tepelný tok uvolňovaný nebo zadržovaný v organismu fyziologickou termoregulací.  Tento tepelný tok je závislý na rozdílu teplot kůže vůči jádru těla a na tepelném odporu organismu. Tepelná ztráta těla je nejvýrazněji ovlivňována teplotou pokožky, která je receptorem vnějších podmínek. Při zvýšení teploty styčných míst (těla a lůžka) dochází rychle ke zvýšení tepelné vodivosti kůže a k rychlému kontaktnímu odvodu tepla. Roste-li teplota dále, dochází k vylučování potu kůží. K odpařování potu je zapotřebí teplo, které je pak odebíráno z nejbližšího okolí - odpařovací chlad. Pokud není termoregulace dostatečná, evokují se další změny polohy těla. Časté změny pak ovlivňují průběh spánku. Při ležení se vedle prodyšnosti materiálu uplatňuje i tepelná vodivost potahu a jeho schopnost přijímat evaporační vlhkost. Experimenty prokázaly, že noční vlhkost je sorbována zejména pyžamem ležícího, prostěradlem nebo přikrývkami, ale vlhkost vlastní matrace se vlivem spánku nezvyšuje. Jen v případě výjimečné evaporace (horečka, stres) může docházet ke vzlínání vlhkosti z prostěradla do potahové látky a následně do matrace. Tělo v tomto případě opět využívá proměnné vlastnosti vodivosti kůže. Zvýšenou teplotu těla lze proto také úspěšně srážet vlhkými obklady. Výhodné jsou v případě nemoci čistitelné snímatelné potahy lůžka umístěné pod prostěradlem.  



 
Obr. 2: Vodivost kůže. info



Většina teplých par stoupá z těla do lůžkovin, v nichž část kondenzuje, a proto je nutné přikrývky řádně větrat. Prodyšnost a paropropustnost jsou frekventované pojmy v oděvním průmyslu, kde jsou rozhodujícím parametrem kvality oděvů. Vlastnost materiálu převádět páry do vnějšího prostředí (dýchat) se nazývá paropropustnost a udává se v g/m2 za 24 hod. Čím je hodnota vyšší, tím materiál lépe „dýchá". Jiný údaj je prodyšnost, která udává odolnost materiálu proti odpařování vlhkosti. Jednotkou je Ret (Pa.m2/W). Zde zase platí, že čím menší hodnota (menší odpor) tím je materiál prodyšnější. Při převodu par textilií je hnacím mechanismem (určujícím rychlost a směr procesu) rozdílný tlak par na opačných stranách oděvu nifo  . Schopnost odvádět vodní páry závisí na velikosti produkce tělesných par a na tlaku par ve vnějším prostředí. Velmi důležité je proudění vzduchu na vnější straně oděvu. Protože pod oděvem je většinou tlak vodních par vyšší, odchází páry ven. Prodyšné materiály nezabraňují pocení, ale usnadňují převod tělesných par do vnějšího prostředí. U zvlhlých textilií se prodyšnost materiálu snižuje. V případě lůžkového nábytku je ale tento proces složitější.
Aplikace principů prodyšnosti a paropropustnosti používaných oděvním průmyslem není u čalouněného lůžka zcela na místě, neboť proudění vzduchu pod přikrývkou je malé nebo nárazové. Při kontaktu těla s lehací plochou je navíc proudění vzduchu ovlivněno tepelnými stavy kontaktních ploch a povahou materiálů. I při ležení v klidu probíhá „neviditelné pocení“ ale literaturou uváděné hodnoty 50 ml/hod během noci jsou asi přehnané info (půllitr vody v posteli). Za reálnou hodnotu lze považovat 20 ml/hod) , k této hodnotě je nutno přičíst únik vodních par dýcháním (v klidu 40 ml/hod.) info. Přijatelný je i literaturou uváděný údaj 500 ml/24 hodin. Nižší hodnota je zřejmá i z hlediska vyšší relativní vlhkosti utvářené tělem pod přikrývkou, která únik par z těla omezuje. Pod přikrývkou se pohybuje relativní vlhkost vzduchu kolem 70 - 80 %, v době probouzení a „startování“ organismu 80 - 90%. Pro povrchové materiály lůžka je tak spíše rozhodující jejich schopnost vlhkost vázat a odvádět (prostěradlo).  Z povrchové vrstvy je pak vlhkost lépe odpařována než z jeho vnitřní struktury. 


Doporučované pěnové matrace v kombinaci s teplou přikrývkou a vysokou teplotou místnosti mohou vést k poruchám spánku. „Ortopedické“ info matrace sice rovnoměrně rozloží tlak, ale současně tělo i více obalí. Větší kontaktní plocha ve spolupůsobení uvedených vnějších faktorů pak tělo přehřívá. Pokud musí tělo navíc překonávat odpor matrace při otáčení, musí konat práci a teplo těla se dále zvyšuje. To vede k uvolňování par, které stoupají do lůžkovin. Pot naopak vniká do pyžama a prostěradla. Pokud je překročena sorpční kapacita prostěradla (stres, horečka) může vlhkost vzlínat i do povrchových vrstev matrace. Tepelně vlhkostní diskomfort vede ke zvýšení motoriky těla a tím k horšímu spánku. Při ležení na tvrdší matraci za pomoci opěrných bodů skeletu (ramena, pánev, nebo lopatky, kyčel) je kontakt těla s podložkou menší a mezi matrací a tělem zůstává volný prostor pro dostatečný odvod tepla a par (obr. 3), spánek je pak klidnější. V případě stresu, způsobeného nevhodnými parametry ložnice, dietní chybou, léky, vlivem psychického stresu, klimakteriem, nebo onemocněním, se může tento stav ovšem změnit.


Vnikání par do matrace při spánku nebylo dosud prokázáno, což má oporu i ve fyzikálních zákonech - teplý vzduch přirozeně stoupá vzhůru do pokrývek. Při experimentálních pokusech na MENDELU Brno info byla ve 20 mm povrchové pěny zjištěna po nočním spánku jen minimální vlhkost, respektive žádná info. Při dodržení základních faktorů zdravého spánku (teplota, relativní vlhkost) a dodržení běžných stravovacích zásad respondentů se téměř žádná vlhkost do matrace během spánku nedostane. Pot zachycuje pyžamo a prostěradlo, povrch matrace obsahuje jen zanedbatelné množství vlhkosti, která se rychle (způsob větrání a stav prostředí) zase odpaří info. Při experimentu se dokonce ráno obsah vlhkosti (vlivem ohřevu matrace tělem) rychle snížil a klesl pod vlhkostní stav zjištěný před spánkem. Zdá se, že zdrojem vlhkosti v matracích není spící člověk, ale hromadění vlhkosti má spíše jinou příčinu. Jednou z možností je například kondenzace vzdušných par v chladnějším materiálu nebo vlivem uzavření matrace vlhkými lůžkovinami. Odvod vlhkosti z pěnové konstrukce je i s pomocí ventilace průduchy spíše neefektivní neboť chladnější vlhký vzduch je „těžší“ a v pórech pěn prostě „sedí“. Známé jsou příklady plesnivění pěnové matrace položené na celistvé ploše. Čím je objem matrace větší, tím je i riziko kumulace vlhkosti větší a vytváří vhodné podmínky pro rozvoj roztočů a mikroorganismů. Větší výška pěnové matrace tak vůbec není zárukou kvalitního ležení, ale spíše vyšší ceny výrobku. Prostup par a pohyb vlhkosti v konstrukci ale není zatím dostatečně prozkoumán. Uváděné experimenty provedené na MENDELU Brno nebyly zatím ověřeny.

 


 
Obr. 3: Tělo opřené na tuhé matraci o body skeletu umožňuje dobrou motoriku a větrání těla.



Z hlediska vlhkosti matrace je velmi podstatné místo použití výrobku. Pro sezónní použití (rekreační, pobytová střediska, chaty) lze doporučit jen pružinovou kostru s minimální materiálovou skladbou. U čalouněného nábytku se při jeho občasném (sezónním) použití a při jarním větrání objektů často projevuje kondenzace par na chladnějším povrchu lehacích ploch (rosný bod). Názorným příkladem je orosení sklenice při jejím přenesení na předzahrádku restaurace. Venkovní teplý vzduch obsahuje velké množství par, které na chladném povrchu kondenzují. Obdobný proces probíhá i na chladné matraci. Vlivem gravitačních sil pak vlhkost proniká do materiálu. Odvod vlhkosti z vysoké skladby materiálu je komplikovaný a při neprodyšné podložce může docházet i k plesnivění lůžka (viz dále). Jestliže dochází ke kumulaci vlhkosti v matracích, dochází v nich k rozvoji mikroskopických houbových organismů a bakterií. Pěnové sendviče pak získávají odér zatuchlosti a musí se běhen dvou let vyměnit. U pružinových matrací dochází jen k „opocení“ pružinové kostry, která se po víceletém používání projeví lehkou korozí drátu per, která je patrná při renovaci starých lůžek. Tato vlhkost se ale s ohledem na volný prostor a vzdušnost příhraní snáze odvětrá a v matraci se vlhkost nehromadí, proto není ani zásadním zdrojem biologických rizik. 


 Rizikem matrací v bytovém prostředí je rozvoj roztočů podmíněný větší vlhkostí lehací plochy. Zdrojem vlhkosti může být kumulace různých zdrojů vlhkosti v objemných matracích. Příčinou může být vlhké prostěradlo či přikrývka nebo rosný bod při odlišném stavu vnějšího a vnitřního prostředí. Faktor kondenzace par v materiálu je nyní pilotně ověřován na Mendelu Brno. Při experimentu info (Jančová, V.) bylo do malých vzorků pěn (130 x 180 x 40 mm) injektováno malé množství vody (20 ml.). Tekutina se pak z malých (prostorově otevřených) vzorků odpařila do prostoru nejdříve za dva až tři dny info. Velkou nevýhodou oblíbených objemných matrací je prostý fakt, že s ohledem na svou hmotnost a rozměr neumožňují větrání na slunci a sanitární očistu. Větrání na slunci je nevhodné i s ohledem na rychlou degradaci pěn vlivem UV záření. Zjevná je pak výhodnost dříve běžných dělených matrací (eped info) z klasických materiálů, které jsou lehké a dají se vyvětrat na slunci. U rekreačních objektů s krátkodobým pobytem nemusí být nemoderní systém dělených matrací ani z ergonomických důvodů na škodu - z hygienického hlediska je pak výtečný. 


Při konstrukci matrace z pěnových materiálů je nutné využít dvojí pružení, které napomáhá vratným procesům pěn a částečně eliminuje důsledky jejich degradace. Pružinové matrace naopak řeší dvojí pružení v samotné konstrukci matrace, a proto mohou být použity i na pevném roštu. U osob s větší hmotností lze ale také doporučit podpůrné pružné lamely roštu pro zlepšení zdvihu pružinové kostry po usednutí na lůžko. Pro volbu vhodné matrace je ovšem určující vlastnost pružin (tvar pružin, průměr drátu, počet vinutí apod.). Dělené matrace z pružinových koster byly zavrženy „ortopedickými hledisky“, ale žádná rizika při vhodném umístění opěrných bodů těla zdravému člověku nepřináší. Jejich nespornou výhodu je lehkost při manipulaci, která umožňuje větrání a výbornou čistitelnost lehací plochy. Zejména u dětského nábytku jde o nutnou prevenci proti roztočům aj. mikroorganismům (slunce, mráz). U dětských lůžek je z hlediska uváděných faktorů požadavek nedělené pěnové matrace spíše nevhodný (viz biologické faktory a lůžka mladých). 


Častá diskuse je vedena ohledně polštáře a podepření hlavy. Zde je nutno opět konstatovat, že speciální polštáře mají smysl, jsou-li pro konkrétní případ naordinovány ortopedem. V opačném případě je nejvhodnější staletími ověřený polštář plněný peřím, který si spáč upraví adekvátně k zvolené poloze spánku a během noci si jej podvědomě upravuje dle okamžité potřeby, prostým smačkáním polštáře pod hlavu nebo jeho odsunutím. K chvále klasické přírodní náplně patří, že si své „prostorové“ vlastnosti udrží mnohem déle než náhražkové materiály a je relativně dobře čistitelná.  Klasický polštář je výhodný i pro seniory, kterým slouží při podepření v různých pozicích (příjem léků, četba knihy, při polohování lůžka apod.). Speciální podhlavník nebo polštářek musí být doporučen pro konkrétní zdravotní problém ortopedem nebo fyzioterapeutem.

                                                                                                                                                                              i   nfo




Autorem textu je Doc. Ing. Dr. Petr Brunecký

Živočich se stálou krevní teplotou; teplota jeho těla není závislá na teplotě okolního prostředí

Tvorba tepla spojená s tvorbou energie při pohybu člověka

Jokl, M. Zdravé obytné a pracovní prostředí

Jokl, M. Zdravé obytné a pracovní prostředí
Jokl, M. Teorie vnitřního prostředí budov 

Jokl, M. Zdravé obytné a pracovní prostředí

Difuse probíhá u propustných membrán na základě rozdílných koncentrací na vnější a vnitřní straně membrány.  Dosud neexistuje syntetický materiál schopný odvádět vlhkost pouze jedním (ideálním) směrem ven. 

Údaj byl zřejmě stanoven jako celkový odvod par dýcháním i pocením.

Za noc tato hodnota představuje asi půl litru vody, což je reálné jen v horečnatém stavu nebo při stresu.

Není žádná metodika pro zkoušení ortopedických matrací. Zkouší se výhradně materiálové vlastnosti. Lůžka speciálního   určení (nemocnice apod.) jsou podrobována klinickým testům.

Sochorová M., Sorpce vlhkosti z lidského těla do matrace, Mendelu Brno. 2013

Prostá metoda založená na změně váhy simulačních vzorků před spánkem a po spánku.

V prostředí experimentu se pohybovala relativní vlhkost v rozmezí 34 -54 % a teplota  21 - 23°C)

Epeda -  francouzský výrobce pružinových koster pro lehací plochy – vynalezena 1914, v lůžku běžně po roce 1929