TVOC – co to je, jaké jsou hodnoty a jak je správně číst

Na displeji svítí TVOC 320. Je to dobře nebo špatně?

Odpověď vás nepotěší: záleží na tom, co máte za senzor. Stejné číslo znamená na modulu se SGP30 něco úplně jiného než na ENS160, a na SGP41 dokonce něco jiného ve vaší ložnici a v dílně, kde pájíte.

V tomto článku se dozvíte, jak podle čísla rozhodnout, zda je vše v pořádku, jestli otevřít okno, nebo utéci z místnosti.

Co je TVOC a čím se liší od VOC

VOC jsou těkavé organické látky – benzen, formaldehyd, toluen, terpeny z dřeva, ethanol z čističe, výpary z čerstvě vytištěného ABS. Každá z nich má vlastní chování i vlastní toxikologii.

TVOC je jejich součet. Zkratka z „Total VOC“. Místo abyste měřili padesát látek zvlášť, dostanete jedno číslo.

Tady je ale hned první háček, kterým se liší tenhle článek od většiny textů o TVOC. Součet chemicky nesourodých látek nemá zdravotní význam. Nízké TVOC může skrývat vysokou koncentraci jedné nebezpečné látky, vysoké TVOC může být z terpenů z dřevěného obkladu, které vám nic neudělají. TVOC je prostě jen indikátor změny.

A to je přesně ten důvod, proč se hodnoty vykládají tak nejednotně.

Jaké jsou hodnoty TVOC

Nejcitovanější stupnice pochází od německého Umweltbundesamt (UBA) z roku 2007 a dělí laboratorně naměřené TVOC do pěti stupňů. Tuhle tabulku najdete prakticky všude, včetně datasheetů senzorů:

Tahle stupnice ale už oficiálně neplatí…

V lednu 2025 ji UBA spolu s Ausschuss für Innenraumrichtwerte nahradily podstatně střízlivějším přístupem. Místo pěti stupňů jsou nově dvě čísla: referenční hodnota 950 µg/m³ (95. percentil z německé studie GerES V) a medián 270 µg/m³ jako orientace, kde se běžné byty reálně pohybují. Důvod změny je ten, o kterém píšu výš – součet VOC nemá dost silný zdravotní podklad na to, aby z něj šlo dělat pětistupňovou škálu s doporučeními.

Datasheety senzorů to zatím nedohnaly. ScioSense v dokumentaci k ENS160 dodnes odkazuje na verzi z roku 2007.

Obě tabulky mají ale jeden společný problém. Platí pro laboratorní měření podle ISO 16000-6 a ne pro čidlo za pár stovek.

Co měří váš senzor?

MOX senzory, které máme v bastlířských projektech, fungují na principu vyhřívané vrstvy oxidu kovu. Redukující plyny jí snižují odpor. Čidlo tedy vidí jeden souhrnný signál a nemá šanci rozlišit, co ho způsobilo.

Co z toho firmware vyrobí, se liší výrobce od výrobce. Tohle je podle mě nejužitečnější tabulka celého článku:

Z tabulky plyne jedna věc, kterou stojí za to zvýraznit. Převádět ppb ze SGP30 na mg/m³ a porovnávat s tabulkou od UBA nejde. SGP30 udává ethanolový ekvivalent, ne skutečné TVOC podle ISO 16000-6. Přepočet ppb na mg/m³ navíc závisí na molární hmotnosti látky, kterou doma zřejmě neznáte 🙂.

Jako trend to funguje skvěle. Jako absolutní hodnota ne.

VOC index: proč 100 neznamená „dobrý vzduch“

Sensirion šel u novějších čidel jinou cestou než u SGP30. Místo předstírané koncentrace vydává VOC Index v rozsahu 1 až 500, a hodnota 100 odpovídá průměrnému složení vzduchu v daném prostoru za posledních 24 hodin.

To je zásadní rozdíl. Index se sám kalibruje na prostředí, ve kterém běží.

Prakticky to znamená:

• Stovka v ložnici a stovka v dílně s páječkou (nebo v ložnici s páječkou) jsou dvě úplně jiné koncentrace
• Hodnoty nad 100 znamenají zhoršení proti zdejšímu normálu, pod 100 zlepšení
• Dvě stejná čidla v jedné místnosti budou ukazovat různě, pokud byla zapnutá jinak dlouho
• Po delší souvislé zátěži se index sám vrátí k průměru, protože ji začne brát jako pozadí
• Po zapnutí trvá pár hodin, než dává index smysl

Sensirion to sám přirovnává k lidskému nosu. Po chvíli v místnosti smrad přestanete vnímat, i když tam pořád je. Čidlo dělá totéž, jen mu to trvá hodiny místo minut.

Pro hlídání „stalo se něco“ je to ale lepší než falešně přesné ppb. Pro otázku „je tu zdravý vzduch“ to nestačí.

CO₂ekv a eCO2: proč to není měření CO₂

Ve spojení s MOX čidly narazíte na veličinu CO₂ekv, anglicky eCO2 nebo CO2eq. Vypadá to, že jedno čidlo umí VOC i oxid uhličitý.

Neumí. MOX senzor na CO₂ vůbec nereaguje.

Co se děje: firmware vezme naměřený signál VOC a vodíku a přes statistickou úvahu z něj odhadne, kolik by tak asi mohlo být CO₂. Vychází to z předpokladu, že v obývané místnosti roste obojí současně, protože zdrojem jsou lidé. ScioSense tomu říká „reverse metabolic rule“.

Dokud tenhle předpoklad platí, výsledek je použitelný. Rozbije se ve chvíli, kdy se v místnosti objeví VOC bez lidí. Nastříkejte deodorant do prázdné místnosti a eCO2 vyletí, i když tam nikdo nedýchá. Naopak při zavřeném okně a klidném sezení může CO₂ reálně stoupat rychleji, než odhad ukáže.

Pokud vás CO₂ zajímá doopravdy, chcete NDIR nebo fotoakustické čidlo. O SCD41 jsem psal v samostatném článku.

IAQ a AQI: tři různé věci, které si lidi pletou

Zkratky AQI a IAQ se používají zmateně, protože se za nimi skrývají tři nezávislé stupnice.

IAQ od Bosche

BME680 a BME688 přes knihovnu BSEC vydávají IAQ v rozsahu 0 až 500. Je to proprietární index Bosche, počítaný z odporu plynového čidla a z vlhkosti, a stejně jako VOC Index od Sensirionu se sám kalibruje na prostředí. Žádná norma za ním nestojí, takže IAQ 80 z BME680 a VOC Index 80 ze SGP41 spolu nemají nic společného.

AQI-UBA na čidlech ENS160

ENS160 vydává AQI v rozsahu 1 až 5. Tohle není venkovní AQI, jak ho znáte z aplikací. Je to zařazení naměřeného TVOC do těch pěti stupňů od UBA z tabulky výš. Pořád tedy mluvíme jen o těkavých látkách, prach ani oxidy dusíku v tom nejsou.

Český index kvality ovzduší (IKO)

Venku u nás platí něco úplně jiného. ČHMÚ ve spolupráci se Státním zdravotním ústavem provozuje index kvality ovzduší, který má šest stupňů ve třech barvách semaforu:

Počítá se ze 3hodinových klouzavých koncentrací SO₂, NO₂ a PM10, v letní sezóně od dubna do září navíc i přízemního ozonu. Vztažné hodnoty vycházejí z doporučení WHO – 200 µg/m³ pro NO₂, 350 µg/m³ pro SO₂, 120 µg/m³ pro ozon a 90 µg/m³ pro PM10.

Všimněte si, co v tom seznamu chybí. VOC ani TVOC nejsou součástí IKO vůbec. Venkovní index a vnitřní VOC index tedy nejsou dvě verze téhož, ale dvě zcela odlišné veličiny, které se náhodou jmenují podobně.

Aktuální hodnoty máte na mapě ČHMÚ.

Jak TVOC měřit doma

Pár praktických poznámek, které v datasheetech bývají schované vzadu:

• Nechte čidlo běžet. Samokalibrační algoritmy potřebují historii. Vypínání na noc kvůli spotřebě vám index rozhází.
• Umístění rozhoduje víc než typ čidla. Ne na přímé slunce, ne k topení, ne do průvanu u okna.
• Silikony čidlo ničí. Siloxany z těsnicích hmot a některých kosmetik trvale otravují měřicí vrstvu.
• Sledujte průběh, ne okamžitou hodnotu. Skok po nastříkání čističe je informace, absolutní číslo v jednu chvíli většinou ne.
• Nepoužívejte to jako detektor plynu. Tahle čidla nejsou bezpečnostní prvek.

Z hotových modulů je dneska nejuniverzálnější SEN66 od Sensirionu, který kombinuje VOC index, NOx index, pevné částice, CO₂, teplotu a vlhkost v jednom pouzdře. Levnější cestou je stavba s modulem SEN5x. Kompletní projekt včetně krabičky a napojení na Home Assistant najdete v článku o open-source měřiči kvality vzduchu.

Shrnutí

Když si z článku odnesete jednu věc, ať je to tahle: nejdřív zjistěte, jakou veličinu vaše čidlo vlastně vydává, a teprve pak hledejte tabulku hodnot. Většina zmatku kolem TVOC vzniká tím, že se index z jednoho čidla porovnává s tabulkou platnou pro laboratorní měření.

A pokud vám číslo vyskočí, řešení je stejné už sto let. Otevřít okno a najít zdroj.

Kam dál

Tenhle článek řeší, jak číst hodnoty. Pokud vás zajímá fyzika samotných čidel, toxikologie jednotlivých látek nebo pevné částice, Antonín Vojáček k tomu napsal na automatizace.hw.cz jedenáctidílný seriál, který jde do podstatně větší hloubky. Začít můžete samostatným článkem o VOC indexu, tady je celý seriál:

• 1. Co sledovat a měřit
• 2. Jak ji měřit
• 3. Čím ji měřit
• 4. Multisenzory a nanomateriály
• 5. Co jsou PM částice
• 6. Senzory PM částic
• 7. CO2
• 8. Principy senzorů CO2
• 9. Test měření CO2
• 10. TVOC – limity a zdravotní souvislosti
• 11. Principy TVOC/VOC senzorů

Zdroje k hodnotám v tomto článku: Bekanntmachung des Umweltbundesamtes, Bundesgesundheitsblatt 2025, 68:190–200; datasheety Sensirion SGP30, SGP40 a SGP41; ScioSense ENS160; metodika indexu kvality ovzduší ČHMÚ.