Pastatai, kuriuose saugu kvėpuoti: pandemija privertė tobulinti vėdinimą

2021 m. gruodžio 30 d.

„Structum“ redakcija.

portalas@structum.lt

Per pasaulį bangomis keliaujanti COVID-19 pandemija pastebimai paveikė biurų pastatų vėdinimo sistemas. Įprastai šių pastatų patalpų klimato projektavimo specialistai remiasi patalpų komforto indeksais, tačiau jie negali pateikti patenkinamų rezultatų pandemijos kontekste. Taip pat svarbu  suvaldyti ir aerozolių plitimą bei teršalų dalelių kiekį patalpų ore.

Aneta Vaitkienė, Giedrė Linden

Kone svarbiausias būdas sumažinti patalpų oro teršalų ar teršalų, įskaitant bet kokius ore esančius virusus, koncentracijas yra padidinti ventiliaciją – į patalpas patenkančio lauko oro kiekį. Tinkamos lauko oro apimties tiekimo į patalpas užtikrinimas gali padėti sumažinti ore esančių teršalų, įskaitant viruso daleles, koncentraciją patalpose. Tinkama ventiliacija taip pat sumažina paviršiaus užteršimą, pašalindama dalį viruso dalelių, kol jos sklando ore ir leidžiasi ant paviršių. Nors to ir nepakanka norint garantuotai apsisaugoti nuo COVID-19, tačiau, kombinuojant su kitomis praktikomis, aktyvesnis vėdinimas gali būti dalis patalpose esančių žmonių apsaugos plano.

Kai neįmanoma patenkinti didesnio vėdinimo reikalavimų, naudojama antroji iš pripažintų efektyviausiomis praktikų – sumažinti žmonių, esančių pastate ar tam tikrose patalpose, skaičių.

Nepriklausomai nuo numatytos viruso plitimo mažinimo strategijos, jo dalelės patalpų ore dažnai pasiskirsto pernelyg nenuspėjamai. Be to, niekada nėra tikslių duomenų, kiek būtent patalpose esančių žmonių konkrečiu laiko momentu yra užsikrėtę ir platina virusą. Todėl bandymas nuspėti viruso užterštumo pasiskirstymą, pavyzdžiui, naudojant įprastus ištraukiamosios ventiliacijos projektavimo metodus (kuriems reikia žinoti šaltinio vietą ir užteršimo greitį), yra bergždžias, o skaičiavimuose dažniausiai remiamasi neatsižvelgiančia į tikrovę teorine prielaida, kad ore esančių dalelių pasiskirstymas yra maždaug vienodas.

Iškilo galingesnės ventiliacijos poreikis

JAV ligų kontrolės ir prevencijos centro tyrėjai pateikė skaičiavimų duomenis, skirtus biurų pastatams su nekontroliuojama natūralia ventiliacija. Tuo laikotarpiu, kai natūraliai vėdinamoje patalpoje yra atidarytas langas, užsikrėtimo rizika apskaičiuota kone dvigubai mažesnė, palyginti su intervalu, kai langas uždarytas. Tad šaltuoju metų laiku, kai, siekiant išsaugoti patalpų šilumą, langai kur kas rečiau atveriami vėdinant, infekcijos rizika biuruose su natūraliu vėdinimu yra maždaug dvigubai didesnė nei vasarą. Rekomenduojama šaltuoju metų laiku patalpas vėdinti intensyviai sukeliant skersvėjį ir paskatinant greitesnį oro cirkuliavimą bei padidinant vėdinimo intensyvumą. Vienas tokių būdų – kryžminė ventiliacija, kai oras cirkuliuoja ne viename lygmenyje. Pavyzdžiui, atidaryti langus priešingose namo pusėse ir laikyti atviras kambarių duris, taip pat galima atidaryti langus skirtinguose namo aukštuose. Ventiliacija gali pagerėti net ir naudojant vieną langą, iš dalies atidarius jo viršutinę ir apatinę varčią.

Sandariuose pastatuose su priverstine oro apykaita šios problemos nebelieka – vėdinimas gali būti vienodai geras ištisus metus, kad ir kokia būtų išorinio oro temperatūra. Tačiau darosi svarbu nustatyti greitį, kuriuo turėtų būti į patalpas tiekiamas lauko oras. Standartiškai jis nustatomas žmonių veiklai naudojamose patalpose pamatavus CO2 lygį. Jei ventiliacija palaiko jį žemesnį nei 1000 ppm, ji gali būti laikoma tinkama. Tačiau toms patalpoms, kuriose yra didesnis darbuotojų aktyvumas, kur jie daugiau juda ar dažniau kalba, šitokiu būdu iškvėpdami į aplinką daugiau aerozolių, oro apykaitos greitis turėtų būti padidintas.

Papildomos oro valymo priemonės

Papildomi filtrai ir oro valytuvai, tokie kaip UV valikliai arba fotokatalitinė oksidacija, pašalinantys virusu užterštas daleles iš recirkuliuojamo oro, gali būti montuojami tiesiai į esamą vėdinimo sistemą arba kaip atskiri patalpų įrenginiai, papildantys esamą ventiliaciją.

Europos šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo asociacijų federacija (REHVA) rekomenduoja nenaudoti centralizuotos recirkuliacijos, nes standartiniai oro filtrai šiose sistemose nėra veiksmingi filtruojant virusines medžiagas, kurių matmenys jiems yra per maži. Palyginti, SARS-CoV2 viruso dydis siekia 0,060–0,140 μm, tad toli gražu ne kiekvienas oro valymo filtras yra pakankamai tankus, kad šias daleles sulaikytų. Įdiegus didelio efektyvumo kietųjų dalelių oro (HEPA) filtrus, būtų galima pašalinti kai kurias virusų užkrėstas daleles. Deja, esamose sistemose juos ne visada būna paprasta sumontuoti, tad prireikia atlikti papildomus vėdinimo sistemos pakeitimus, siekiant, kad būtų užtikrintas didesnis slėgio kritimas, o oro srautas nepakistų.

Filtrai – nuo pačių mažiausių detalių

Jau antrus metus savo gniaužtuose visą pasaulį laiko koronavirusas. Todėl vis dažniau kalbama apie papildomų apsaugos priemonių diegimo būtinybę. Viena jų – virusų gaudyklės, montuojamos šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (ŠVOK) sistemose. Virusologai tvirtina, kad jos gali sustabdyti koronaviruso plitimą.

Dar pernai Niujorko gubernatorius Andrew Cuomo paskelbė, kad šio miesto prekybos centrai negalės atsidaryti, kol neįsidiegs aukštos kokybės dalelių oro filtrų, galinčių sugauti COVID-19 ligą sukeliančius virusus. A. Cuomo kalbėjo apie HEPA filtrus, kurie turi aukščiausią MERV įvertinimą – nuo 17 iki 20. Iššifravus MERV reiškia „mažiausio efektyvumo atskaitos vertė“, kitaip – tai yra vienetas, kuriuo vertinamas filtrų gebėjimas sulaikyti mažas daleles. MERV vertinimo skalė yra nuo 1 iki 20 – kuo skaičius didesnis, tuo filtras veiksmingesnis.

Aukščiausios kokybės HEPA filtrai jau naudojami ligoninėse, siekiant sterilumo operacinėse ir kontroliuojant infekcines ligas. Jie gali pašalinti 99,97 % dulkių, žiedadulkių, pelėsių, bakterijų ir kitų oru keliaujančių dalelių, kurių dydis yra nuo 0,3 mikrono. Palyginkime: manoma, kad COVID-19 sukeliantys virusai yra nuo 0,06 iki 1,3 mikrono.

Tiesa, įdiegti jau esamose ŠVOK sistemose HEPA ar bet kokį kitą filtrą, kokybiškesnį nei rekomenduojamas sistemos gamintojo, gali būti rizikinga. Tai gali sumažinti sistemos veiksmingumą, nes mažesnės poros HEPA filtruose apsunkina oro išstūmimą. Naudojant tankius filtrus, gresia sumažinti veiksmingumą ir perkrauti ventiliatorių, taip suprastinant oro kokybę viduje. Tai būtų priešingas rezultatas nei norima.

„HEPA filtravimas ne visada bus įmanomas ar praktiškas, – CNN paaiškino Harvardo universiteto aplinkos sveikatos tyrėjas Josephas Gardneras Allenas. – Egzistuoja kiti filtrai, galintys atlikti šią užduotį. Dabar ŠVOK rekomenduojamas filtras yra MERV 13.“

Arrow Up | HD photo by Henry & Co.

Svarbu nepakenkti

Tokių oro valymo įrenginių, kaip UV oro valytuvai, taikymo galimybė taip pat ribojama per prietaisą praleidžiamo oro kiekiu. Įrodyta, kad UV šviesa laboratorinėmis sąlygomis yra veiksminga dezaktyvuojant įvairius virusus, įskaitant ir koronavirusus. Tačiau yra ir neigiamas aspektas: naudojant UV lempas, gali susidaryti ozonas ir kiti kenksmingi šalutiniai produktai, tad galimas neigiamas poveikis patalpose esančių žmonių sveikatai, prieš įrengiant tokius valytuvus, turėtų būti visapusiškai įvertintas.

Laboratoriniai ir modeliavimo tyrimai taip pat atskleidė, kad blogiau vėdinamose patalpose gali būti efektyvu naudoti patalpos viršuje esančio oro apdorojimą UV spinduliais, skleidžiamais lokaliai sumontuotų įrenginių. Šis metodas parankus tuo, kad nepriklauso nuo oro įrenginiu praeinančio oro srauto, o prietaisai gali būti sumontuoti už palyginti nedidelę kainą.

Kiekviena iš čia aptartų inžinerinės patalpų oro kokybės kontrolės priemonių turi savo privalumų ir trūkumų, ir nė viena jų nėra pajėgi visiškai panaikinti užkrato perdavimo rizikos. UV spinduliuotė turi nemažo potencialo kaip metodas, žymiai sumažinantis užkrato perdavimo riziką, ypač prastai vėdinamose patalpose. Tačiau realaus gyvenimo scenarijuose jo veiksmingumas prieš SARS-CoV-2 dar turi būti įrodytas.

Oro jonizacija – nauja technologija, tačiau yra neišspręstų rūpesčių dėl jos poveikio patalpų oro kokybei, visų pirma dėl ozono susidarymo, ir mažai įrodymų, kad ji veiksminga prieš virusus. Kad į esamą pastato vėdinimo sistemą būtų sumontuoti oro filtrai, kurių veiksmingumo pakanka viruso dalelėms sustabdyti, greičiausiai reikės papildomų ventiliacijos sistemos pakeitimų. Be to, būtina bent atsižvelgti į slėgio kritimo pokyčius visoje sistemoje. Galima naudoti nepriklausomus filtrų blokus, tačiau, norint padidinti jų poveikį didesnėse erdvėse, naudinga suprasti oro srauto modelius erdvėje. Tačiau būtent filtrų technologija mokslininkų laikoma turinčia didžiausią potencialą. Ji efektyviai sumažina užsikrėtimo riziką ir nepadaro jokio neigiamo poveikio patalpose esantiems žmonėms, ypač tuo atveju, jei yra profesionaliai sumontuota ir tinkamai prižiūrima.

Saugiausia vėdinimo sistema

Standartiškai daugelio biurų pastatų vėdinimo sistemos subalansuotos mechaniškai, jų pagrindinis tikslas – kontroliuojamai tiekti šaltą ar šiltą orą, užtikrinant tinkamą patalpų oro kokybę. Tačiau kartu jos gali pagelbėti ir užkertant kelia teršalų plitimui bei viruso perdavimui.

Pasaulyje naudojamos skirtingos vėdinimo sistemos. Jos gali būti klasifikuojamos kaip turinčios pastovų oro tūrį (angl. Constant Air Volume, CAV), kintantį oro tūrį (angl. Variable Air Volume, VAV) arba kontroliuojančios energijos poreikį (angl. Demand controlled ventilation, DCV). Pastaroji pagrįsta paskirstymu vėdinimo zonomis, kurių kiekviena yra valdoma, atsižvelgiant į jutiklių rodmenis. Tarkime, temperatūros jutiklių ar CO2 jutiklių. Tai leidžia kontroliuoti vėdinimo įrenginių našumą, paisant vartotojų poreikių ir atkreipiant dėmesį į pastato naudojimą arba vidaus mikroklimato sąlygas patalpose. Moderniuosiuose biurų pastatuose dažniausiai naudojami VAV arba DCV oro tiekimo sprendimai, o oro srautai paskirstomi keliais standartiniais modeliais, kurių pavyzdys galėtų būti Šiaurės šalių biurų vėdinimo sistemos. Kopenhagos (Danija) Olborgo universitete buvo atlikti populiariausių Švedijos, Danijos ir Norvegijos vėdinimo sistemų efektyvumo koronaviruso plėtros stabdymo kontekste tyrimai ir pateiktos mokslininkų rekomendacijos dėl kiekvienos iš tokių sistemų galimybių, kurios gali būti aktualios ir kitų šalių vėdinimo specialistams.

Švedijos biurų ventiliacijos sistemose lauko oras dažnai tiekiamas į kabinetus, o šalinamas iš koridorių, į kuriuos jis patenka per ventiliacines angas su įtaisytais jose vožtuvais. Šis oro apykaitos būdas gali turėti įtakos oro teršalų, o kartu su jais ir viruso dalelių, plitimui iš kabinetų į koridorius, bet ne į gretimus kabinetus. Siekiant išvengti tokios taršos, panašaus tipo vėdinimo sistemas mokslininkai rekomenduoja pertvarkyti taip, kad oras būtų tiekiamas ir šalinamas atskirai kiekvienai patalpai.

Įprasta subalansuota Danijos biurų pastatų sistema naudoja oro tiekimo ir šalinimo įrenginius kiekvienoje patalpoje. Bendri į pastatą patenkantys oro kiekiai paprastai būna tarpusavyje lygūs iš jo pašalinamiems, išskyrus tuos atvejus, kai patalpose naudojama VAV vėdinimo sistema. Tačiau tarpusavyje nelygūs būna į kiekvieną patalpą tiekiamo ir iš jos šalinamo oro tūriai, nes oras juda vidutiniu greičiu, o patalpų tūriai nėra vienodi. Tad į mažesnę patalpą dažnai būna tiekiamas šiek tiek didesnis oro srautas, kas sukuria joje didesnį slėgį, palyginti su gretima patalpa. Tokiu atveju perteklinis oro srautas per sienų nesandarumus pasiskirsto po gretimas patalpas, su savimi pernešdamas ir ore pasklidusias viruso daleles. Esant tokioms sistemoms, mokslininkai rekomenduoja kiekvienai patalpai išlyginti ištraukiamo oro srautą tiekiamo oro srauto atžvilgiu, kad jų oro slėgis tarpusavyje nesiskirtų.

Norvegijos biuruose daugiausiai paplitusi subalansuota patalpų vėdinimo sistema. Tiekimo ir šalinimo sekcijos veikia priklausomai viena nuo kitos, tad tiekiamo ir šalinamo oro kiekiai būna vienodi. Tokiose patalpose nesusidaro nei pernelyg didelis, nei pernelyg mažas spaudimas, o ir teršalai iš patalpų nepersikelia į gretimas, net jei patalpų vėdinimo poreikis būna skirtingas.

Pandemija suteikia progą tų modernių pastatų, kuriuose ir iki pandemijos buvo užtikrinama gera, visus sveikatos apsaugos reikalavimus atitinkanti patalpų oro kokybė, ventiliacijos sistemas pagerinti mažesnėmis investicijomis. Šie patobulinimai, tegu ir visiškai nepašalina viruso poveikio rizikos, gali ją gerokai sumažinti ir pristabdyti ligos plitimą.

https://structum.lt/wp-content/uploads/2022/01/soninis-baneris-IM8.gif

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *

Būk pirmas!