Zdravotné riziko vyplývajúce zo vzduchotechnických zariadení

Význam vzduchotechnických zariadení z hľadiska ich hygienicko-technického stavu sa do povedomia ľudí dostal najmä v ostatných rokoch. Pozornosť sa často zameriavala len na ich správnu funkčnosť a dobrý technický stav, zatiaľ čo kontrola hygieny a potrebná dezinfekcia sa zanedbávali. Zariadenia sa vo väčšine prípadov prevádzkujú aj viac rokov bez toho, aby sa aspoň na dostupných a viditeľných miestach realizovalo čistenie. Tak vzniká živná pôda pre škodlivé mikroorganizmy a šíriteľov chorôb, zvyšuje sa požiarne riziko alebo sa znižuje výkon jednotlivých súčastí.

Priemerný človek strávi viac ako polovicu svojho života v uzavretom priestore, väčšinou na pracovisku. V súčasnosti sa – aj vďaka vstupu veľkokapacitných kancelárií do pracovného sveta – oveľa viac pracovísk umelo vetrá alebo klimatizuje. Vzduch vo vnútornom priestore je pre človeka hodnotovo porovnateľný s jedlom a vodou, ak nie hodnotnejší. Za jeho zásobovanie a, samozrejme, aj kvalitu zodpovedajú inštalované vetracie alebo klimatizačné zariadenia.

Dnes sú známe mnohé choroby, ktoré spôsobuje pobyt ľudí v uzavretých a klimatizovaných priestoroch, napr. horúčka zo zvlhčovačov, legionelóza, ale aj astma, rôzne infekcie a alergia. Často sa však u ľudí prejavujú rôzne symptómy, pri ktorých sa nedá jednoznačne určiť presná diagnóza, čo sa v odbornej terminológii označuje ako „Syndróm chorých budov“ (SBS). Zvýšenie nespokojnosti a chorobnosti u zamestnancov má za následok zvýšenú práceneschopnosť, resp. zníženú produkciu výrobkov, čo v globálnom meradle vedie aj k zvýšeniu nákladov firiem a podnikov. Výnimkou sú asi len zdravotnícke zariadenia, nemocnice, budovy potravinárskeho a farmaceutického priemyslu, kde sa vyžaduje vysoká kvalita vnútorného vzduchu.

Biologické zaťaženie vnútorného vzduchu
Vo svetle dopadajúcom cez okná do našich miestností možno vo vzduchu pozorovať množstvo poletujúcich čiastočiek. Tieto jemne rozptýlené čiastočky, ktoré sa označujú ako aerosóly, môžu pri ich zvýšenej koncentrácii vo vzduchu alebo pri dlhšom čase expozície vyvolať u ľudí choroby alebo alergie.

Všade tam, kde sa nachádzajú usadeniny, nahromadený prach a vlhkosť, sa môžu v závislosti od teploty a prúdenia vzduchu usídliť a rozmnožovať mikroorganizmy. Z hľadiska hygieny vzduchu sú najdôležitejšie baktérie, plesne a kvasinky. Morfológia baktérií je jednoduchá – môžu mať rôzne tvary od gulí cez tyčinky až po špirály. Plesne a kvasinky zase existujú v početných formách, ktoré môžu byť viac alebo menej škodlivé pre organizmus. Tieto organizmy môžu vyvolať prejavy choroby u ľudí už svojou existenciou, ale aj tvorbou spór alebo produktmi vznikajúcimi pri rozklade baktérií.

Mikroorganizmy – druh, zdroje a šírenie
Vzduch predstavuje prostredie, v ktorom sa mikroorganizmy rozmnožujú a určitý čas aj zdržiavajú. Zdrojom organizmov vyskytujúcich sa vo vzduchu sú vždy pôda, voda alebo iné mikroorganizmy. Počet a druh mikroorganizmov závisí od koncentrácie, v ktorej sa do vzduchu dostanú, veľkosti čiastočiek, času stráveného vo vzduchu, viacerých faktorov podporujúcich ich výskyt a rast, ale aj od škodlivých účinkov pôsobiacich na ne a ich samotnej odolnosti proti škodlivým vplyvom.

Mikroorganizmy sa dostávajú do vzduchu vo forme bioaerosólov (aerosóly, ktoré sa tvoria čiastočkami živej hmoty – aeroplanktónom), a to:

• ako izolované čiastočky,
• naviazané na pevných časticiach (častice zeme, prach, šupiny kože),
• obsiahnuté v kvapkách [1].

Ako izolované čiastočky sa do vzduchu uvoľňujú najmä spóry plesní. Ich odolnosť proti svetlu a schopnosť rozmnožovať sa na relatívne suchej živnej pôde im zabezpečuje pomerne ľahké rozširovanie vo vzduchu. Baktérie a kvasinky sa dostávajú do vzduchu naviazané na tuhé častice, napr. šupiny kože, prach, časti rastlín, vlasy, perie, vlákna z oblečenia. Prieskumy napr. preukázali, že odumieranie mikroorganizmov v prachu prebieha mimoriadne dlho, a preto sa dá očakávať remobilizácia späť do vzduchu, pokiaľ nebudú pôsobiť iné škodlivé faktory [1]. Zvlášť dôležité sú kvapky vody ako nositelia mikroorganizmov (choroboplodných zárodkov). Mikrobiálne osídlená je skoro každá forma vlhkosti, pričom najväčšie množstvo kvapiek sa uvoľňuje z „rozbúrenej“ hladiny, napr. z mora, fontán, zo zariadení techniky prostredia (chladiace veže a chladiace zariadenia, ako aj vodné zvlhčovače). V kvapkách sú zárodky chránené pred vysúšaním, pričom takto sa môžu prenášať vzduchom aj baktérie, ako napr. legionely.

V závislosti od poveternostných podmienok (prúdenie vzduchu, slnečné žiarenie atď.) a výšky sa mikroorganizmy vo vonkajšom vzduchu vyskytujú v koncentráciách od 10 do 10 000 KTJ/m3. Vo vnútornom vzduchu sa koncentrácia mikroorganizmov pohybuje okolo 100 až 1 000 na m3 vzduchu, pri zvýšenej aktivite môže byť aj vyššia.

Aerosóly (baktérie, plesne, kvasinky, vírusy, pele atď.) predstavujú biologickú kontamináciu vzduchu vo vnútornom prostredí budov. Môžu vznikať priamo v samotnej miestnosti, pričom príčinou ich vzniku môže byť napr. vlhké murivo alebo nedostatočne vetraný priestor, alebo sa do vnútorného vzduchu dostávajú činnosťou vetracieho alebo klimatizačného zariadenia.

Hygiena vzduchotechnických zariadení a ich vplyv na kvalitu vnútorného vzduchu
Úlohou vzduchotechnických zariadení je zabezpečiť dostatočný prísun vzduchu do uzavretej miestnosti v požadovanom množstve a kvalite pre príslušnú činnosť, aby sa zachovala pohoda a zdravie užívateľov priestoru. Pod slovom „hygiena“ sa rozumie ochrana zdravia a zdravotnícka starostlivosť, čo pre vnútorné priestory znamená udržiavanie alebo tvorbu prostredia na ochranu zdravia užívateľov.

Vplyv vzduchotechnických zariadení na pohodu užívateľov
Stavebné konštrukcie ovplyvňujú podmienky vnútorného prostredia, a to obvodovým plášťom budovy, presvetľovacími plochami a ich orientáciou, úpravami vnútorných povrchov, zariadením miestností, ako aj samotnou technikou budovy – systémom vykurovania a vzduchotechnického zariadenia. Samotné vzduchotechnické zariadenia zodpovedajú najmä za tepelnú pohodu užívateľov, čistotu a hygienickú kvalitu vzduchu, ako aj za vnímanú kvalitu vzduchu.
Vzduchotechnické zariadenia nesmú:
•    byť zdrojom hygienicky podozrivých substancií,
•    prenášať podozrivé substancie z priestoru do iných priestorov (cirkulácia vzduchu),
•    ohrozovať svojou činnosťou zdravie užívateľov (prievan, hluk).
Vzduchotechnické zariadenia majú:
•    znižovať obsah škodlivých látok obsiahnutých v privádzanom vonkajšom vzduchu,
•    dostatočne odvádzať vznikajúce látky z priestoru,
•    svojou činnosťou zabezpečovať pohodu užívateľov priestoru [2].

Komponenty vetracích a klimatizačných sústav ako zdroje mikrobiologického znečistenia vzduchu
Ako sa už uviedlo, úlohou zariadení na vetranie a klimatizáciu priestorov je zabezpečovať požadovanú kvalitu vnútorného vzduchu, a nie naopak – prispievať k jej zhoršeniu. Rast mikroorganizmov a pôvodcov chorôb je možný všade tam, kde sa nachádzajú nečistoty a vlhkosť, ktoré pre ne predstavujú živnú pôdu. Z toho vyplýva, že aj v neudržiavaných VZT zariadeniach existuje mnoho možností mikrobiálneho osídľovania. Nemecká smernica VDI 6022 „Hygienické požiadavky na vzduchotechnické zariadenia – kancelárske a zhromažďovacie priestory“ obsahuje špecifikáciu výkonov inšpekcie a údržby pre jednotlivé stavebné komponenty z hľadiska zachovania ich hygieny.

Obr. 2 Základné body merania pri odbornej hygienickej kontrole podľa smernice VDI 6022

Prívod vonkajšieho a odvod odpadového vzduchu
Komponent pre nasávanie vzduchu – jeho tvar a umiestnenie – zodpovedá za kvalitu vonkajšieho vzduchu, ktorý sa dostáva do vetracej alebo klimatizačnej jednotky. Množstvo nečistôt (napr. upchatie lístím), prachu, zápachu a odpadových plynov z okolitej premávky, ktoré sa dostanú do jeho vnútra, závisí od vzájomnej polohy nasávacieho potrubia a budovy. Navyše, keď sa do potrubia dostane vplyvom poveternostných podmienok voda či sneh, môžu spolu vytvárať na povrchu biofilm, a tak poskytnúť vhodnú živnú pôdu pre rast mikroorganizmov.

Podľa spomínanej smernice sa čistiace a údržbárske práce majú vykonávať pravidelne raz do roka, prípadne podľa posúdenia konkrétnej realizácie a umiestnenia prívodu vzduchu. Rovnako treba preskúšať funkčnosť súčastí zariadenia na ochranu proti prenikaniu vody (napr. protidažďové žalúzie). Druhou dôležitou podmienkou pri navrhovaní umiestnenia prívodného potrubia je vzdialenosť potrubia na odvod odpadového vzduchu. Treba nevyhnutne dodržať predpísanú vzdialenosť na strane odvádzaného vzduchu a zároveň dbať na nebezpečenstvo vyplývajúce z chladiacich zariadení umiestnených blízko nasávania. V prípade, že je chladiaca voda kontaminovaná napr. legionelou, aerosóly vznikajúce pri jej činnosti, ktoré obsahujú túto baktériu, môžu prenikať cez nasávacie potrubie do VZT zariadenia. Tu sa môžu zachytiť na stenách vzduchovodov, vo zvlhčovačoch alebo sa priamo šíriť do vnútorného prostredia [1].

Komory centrálnej vzduchotechnickej jednotky
Vnútorné steny skríň zariadenia sa podľa smernice majú skontrolovať raz ročne z hľadiska znečistenia a raz za pol roka z hľadiska tvorby vlhkosti. Na usadeninách prachu a nečistôt sa môžu usídľovať mikroorganizmy a pri vhodných podmienkach (napr. pri zvýšenej vlhkosti) sa môžu rozmnožovať a uvoľňovať do upravovaného vzduchu; rozpadové produkty zase môžu spôsobovať zápach. Je ťažké definovať hraničné hodnoty pre takéto znečistenie. Procesy, ako napr. zbieranie nečistôt z definovanej plochy a stanovenie ich množstva alebo testovanie a následná sterilizácia povrchov v laboratórnych podmienkach, nám nedokážu jasne definovať, koľko choroboplodných zárodkov sa v konečnom štádiu uvoľní do vzduchu.

Zariadenie sa podľa smernice VDI 6022 môže označiť za čisté, ak sú plochy v styku so vzduchom úplne vyzametané. Pritom nepostačuje len zametenie zariadenia akoukoľvek metlou, ale podľa druhu znečistenia sa plochy musia utrieť na vlhko, mechanicky vykefovať alebo sa použije vysokotlakový čistiaci prístroj. Treba tiež sanovať skorodované plochy vhodnými opatreniami, ale s ohľadom na to, aby sa do častí zariadenia na rozvod vzduchu nedostali zdraviu škodlivé látky.

Filtre vzduchu
Filtre vzduchu ako súčasť vzduchotechnického zariadenia sú najdôležitejším komponentom na zabezpečenie dokonalého stavu kvality vnútorného vzduchu. Starajú sa o značné zníženie zaťaženia vzduchu mikroorganizmami, prachom a nečistotou.

V rámci VZT zariadenia majú filtre dve funkcie, podľa čoho sa vyberá trieda filtrov. Filtre umiestnené na prívode vonkajšieho vzduchu slúžia ako predfiltre (trieda min. F5, odporúča sa F7) na ochranu častí zariadenia vzduchotechnickej jednotky pred zanášaním nečistôt. Konečné filtre sa umiestňujú na výstupe upraveného vzduchu z jednotky do vzduchovodnej siete (trieda min. F7, odporúča sa F9), aby sa vylúčil prenos nežiaducich častíc do vnútorného vzduchu. Samotné filtre však pri vyššom zaťažení alebo dlhších prestojoch môžu byť zdrojom znečistenia rozvádzaného vzduchu. Nahromadenie rôznych organických látok môže viesť k zápachu a je živnou pôdou pre mikrobiologické osídľovanie, následkom čoho sa do privádzaného vzduchu dostávajú produkty látkovej výmeny alebo spóry. Trvalá vlhkosť vzduchu nad 90 % môže napr. viesť k silnému mikrobiologickému osídľovaniu.

Z dôvodu preventívnej ochrany sa podľa smernice odporúča vymieňať filtre najneskôr po 24 mesiacoch, a to aj v prípade, že sa neprekročil tlakový rozdiel. Skúsenosti z praxe však ukazujú, že interval na výmenu filtra by sa mal skrátiť na max. 12 mesiacov [3].

Triedy filtrácie a ich účinnosť v závislosti od veľkosti častíc

Zvlhčovače vzduchu a odlučovače kvapiek
Zvlhčovacie zariadenia majú za úlohu upravovať mieru vlhkosti privádzaného vzduchu, v dôsledku čoho prinášajú do zariadenia vlhkosť v podobe pary alebo rozstrekujúcej vody, čím ovplyvňujú aj rast mikroorganizmov. Na vlhčenie vzduchu sa môžu použiť dva druhy zariadení: vodné alebo parné. Konštrukcie zvlhčovačov, ktoré pracujú s cirkulačnou vodou, obsahujú nádrže s vodou s určitým časom prestoja. Pri parných zvlhčovačoch sú časy prestoja relatívne krátke, keďže zariadenie pracuje vždy s čerstvou vodou. Vo vode používanej na zvlhčovanie (vo vode práčok), ako aj v stojatom kondenzáte v kondenzačnej vaničke sa nachádzajú choroboplodné zárodky, odkiaľ sa mikroorganizmy obsiahnuté v kvapkách vody (tzv. kvapalný bioaerosól) môžu samotným rozstrekovaním a rozprašovaním vody šíriť do ďalších častí zariadenia a následne privádzať do miestnosti. Voda využívaná na zvlhčovanie by mala byť zmäkčená a z hľadiska výskytu choroboplodných zárodkov musí spĺňať kvalitatívne parametre pitnej vody. Rovnako treba zamedziť tvorbe vodných rias a améb vo vode zvlhčovača, keďže tieto jednobunkové organizmy sú hostiteľmi baktérií, napr. legionely.

Podľa smernice VDI 6022 sa pri zvlhčovačoch s cirkulačnou vodou má vykonávať kontrola celkového množstva choroboplodných zárodkov raz za 14 dní, pri parných zvlhčovačoch je to raz za polrok a prítomnosť baktérie legionely sa testuje dvakrát do roka [2]. Problém výskytu patogénov vo vode na zvlhčovanie sa dá riešiť použitím biocídov alebo dezinfekciou na báze UV-žiarenia. Pri ich pridávaní sa však môžu tieto látky zaniesť aj do vnútorného prostredia. Okrem takejto dezinfekcie smernica odporúča, aby sa vane práčok a vodné systémy najneskôr po 48 hodinách bez prevádzky vypustili a vysušili.

Úlohou odlučovača kvapiek je zabrániť prenikaniu kvapiek vody, ktorá sa nestihne odpariť, do vzduchovodov. Tu často vzhľadom na vlhké prostredie dochádza k rastu plesní. Dôležitým komponentom z hľadiska mikrobiologického osídľovania sú aj kondenzačné vane a funkčné zabezpečenie odtoku kondenzátu.

Chladič
Pri činnosti chladiča môže dochádzať ku kondenzácii vody na jeho povrchu. Kondenzát sa má odviesť do kondenzačného odkvapu, odkiaľ sa môže strhávať prúdom vzduchu. Kondenzačné odkvapy môžu často skorodovať, následne sa upchať a neplniť už svoju funkciu. Vrstva kondenzátu, napr. na lamelách chladiča, podmieňuje usadzovanie prachu a nečistôt. Je dôležité tieto súčasti pravidelne čistiť; pri nedostatočnom účinku odsávania a prefukovania treba použiť vysokotlakové čistenie.

Vzduchovody
Vzduchovody sú potrubia kruhového alebo štvorhranného tvaru, ktoré sa vo veľkej miere vyrábajú z pozinkovaného plechu a slúžia na rozvod vzduchu od centrálnej jednotky do jednotlivých miestností v objekte. Niekedy predstavujú rozsiahlu distribučnú sieť, obsahujú mnoho súčastí rozvodu (ako napr. regulačné prvky, uzatváracie a protipožiarne klapky, spoje, záhyby, čistiace otvory a pod.), čo je z hľadiska poznania ich stavu, či už technického, alebo hygienického, často „veľká neznáma“ pre prevádzkovateľa. V prípade, že sa zariadenie prevádzkuje podľa predpisov, možno predpokladať, že sieť vzduchovodov zostane čistá. Na zabezpečenie takéhoto stavu je potrebná najmä starostlivosť a údržba filtrov, ako aj dobrá tepelná izolácia vzduchovodov pri prechode priestormi s nižšou teplotou vnútorného vzduchu. Pri zle izolovaných potrubiach dochádza ku kondenzácii vodnej pary a vzniknuté vlhké miesta predstavujú riziko osídľovania mikroorganizmami.

Je ťažké stanoviť hraničné hodnoty pre potreby čistenia vzduchovodov. Podľa meraní v škandinávskych krajinách sa hodnoty usadzovania prachu stanovili medzi 6,8 a 18,2 g/m². Vo Švédsku sa ako hygienický štandard udáva hodnota 1 g/m² [2].

Vzduchovody sa podľa smernice majú kontrolovať dvakrát do roka, pričom sa zisťuje množstvo usadených nečistôt, výskyt korózie a vlhkosti. Zistené nedostatky sa musia odstrániť. Na čistenie vzduchovodov sú k dispozícii dva spôsoby:

• suché čistenie kefami, stlačeným vzduchom alebo prúdom vzduchu (súčasti vzduchovodov sa musia pri tom vymontovať),
• mokré čistenie vodou, chemickými látkami rozprašovanými dýzou alebo parou (musí sa zabezpečiť vodotesné vyhotovenie vzduchovodov).

Pri použití flexibilných hadíc sú takého spôsoby nerealizovateľné a tieto časti potrubia sa musia vymeniť. Na realizáciu čistenia sa musia na vzduchovodoch zriadiť čistiace otvory s požadovanými rozmermi.

Výustky vzduchu
Predstavujú koncové prvky potrubnej siete určené na prívod alebo odvod vzduchu a majú rozhodujúci vplyv na prúdenie vzduchu v priestore, rozloženie teplôt a v neposlednom rade aj na rozloženie koncentrácie škodlivín.

Podobne ako vzduchovody aj tieto prvky sa majú preventívne chrániť pred znečistením a pravidelne kontrolovať. Aj na konštrukcii samotných výustiek sa môžu usadzovať nečistoty a prach, ktoré môžu poskytovať živnú pôdu pre rast mikroorganizmov. Pri znečistení alebo zanesení ich treba očistiť alebo vymeniť.

Záver
Úlohou vzduchotechnických zariadení je privádzať čistý vzduch do vnútorného priestoru, napriek tomu sa však pri ich navrhovaní, realizácii a samotnej prevádzke zohľadňuje ich čistota a hygiena iba v malej miere. Čistenie interiéru, umývanie podláh či utieranie prachu je v súčasnosti samozrejmosťou a mali by sme si uvedomiť, že rovnakú starostlivosť si vyžaduje aj čistenie zariadení na prívod čerstvého vzduchu. Tento článok ponúka prehľad možného mikrobiologického zaťaženia vzduchu privádzaného do miestnosti, analyzuje jednotlivé zdroje vo vzduchotechnickom zariadení a približuje návod na správnu prevádzku, údržbu a zachovanie hygieny v týchto zariadeniach podľa VDI 6022.

doc. Ing. Zuzana Vranayová, PhD., Ing. Katarína Knížová

Autorky pôsobia na Katedre teórie a techniky prostredia budov Stavebnej fakulty Technickej univerzity v Košiciach.

Foto a obrázky: archív autoriek, LG Electronics

Príspevok vznikol v rámci grantového projektu VEGA 1/3342/06 Teória tvorby vnútorného prostredia budov vo väzbe na stavebné materiály, konštrukcie a sústavy techniky prostredia.

Literatúra
1. Häfliger, E., Ashrae, P., Thies, U.: Schlecht gewartete Klimaanlagen, Teil 1 – 4. In: SPEKTRUM der Gebäudetechnik, 2001 – 2002.
2. Fisher & co, Luft-& Klimatechnik: Impulsseminar Hygiene in RLT Anlagen. Graz, 2004, 10 s.
3. Händel, C.: Hygiene in der Raumlufttechnik – Technische Lösungen, Betrieb und Instandhaltung, Stuttgart.
4. Charkowska, A.: Znečištění klimatizačního zařízení a metody jeho odstraňování. In: VVI 3/2001. Praha,
s. 129 – 133.
5. Székyová, M., Ferstl, K., Nový, R.: Vetranie a klimatizácia. Bratislava: JAGA GROUP, 2004, 422 s.
6. Nariadenie vlády SR č. 353/2006 o podrobnostiach o požiadavkách na vnútorné prostredie budov a o minimálnych požiadavkách na byty nižšieho štandardu a na ubytovacie zariadenia.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK 7/2008.