Konieczność zmiany zbioru pojęć i teorii tworzących podstawy wiedzy o wentylacji budynków

Wyniki pomiarów, badań i symulacji wskazywały, że wirusy są uwalniane drogami oddechowymi (podczas oddychania, mówienia, śpiewania, kichania, kaszlu itd.) w mikrokropelkach (aerozolach) o wielkości umożliwiającej utrzymanie i dryfowanie w powietrzu. Stwierdzono, że przy typowych prędkościach powietrza w pomieszczeniach wewnętrznych krople o wielkości poniżej 100 µm mogą się unosić w powietrzu i być przenoszone na odległość kilkudziesięciu metrów. Stwarza to ryzyko, że osoby korzystające z takich pomieszczeń mogą wdychać wirusy, powodujące infekcje i choroby, nawet w odległości większej niż 1–2 m od zakażonej osoby.

Wytyczne wielu międzynarodowych i krajowych organów rekomendowały mycie rąk, zachowanie dystansu społecznego i zapobieganie zakażeniom kropelkowym (kichanie, kaszel) w odległości do 2 m. Dotyczyło to też WHO, która nie uznawała transmisji infekcji drogą powietrzną. Autorzy wspomnianego powyżej artykułu podkreślili, że mycie rąk i zachowanie dystansu społecznego są niezbędne, ale jednocześnie niewystarczające, aby zapewnić ochronę przed migracją wirusów w mikrokropelkach uwalnianych z dróg oddechowych do powietrza przez zakażone osoby. Artykuł ten rozpoczął dyskusję, które doprowadziła do zmiany stanowiska wielu organów, w tym WHO, dotyczącego rozprzestrzeniania się wirusa drogą powietrzną.

Kolejny artykuł przygotowany pod kierunkiem prof. Lidii Morawskiej, opublikowany w maju 2021 roku, pt. A paradigm shift to combat indoor respiratory infection. Building ventilation systems must get much better („Science”, 2021, 372(6543), p. 689–691), zawiera wezwanie do zmiany paradygmatu, w oparciu o który projektuje się instalacje w budynkach zapewniające dostateczną jakość powietrza. W szczególności dotyczy to uznania, że ryzyko infekcji drogą powietrzną powinno być częścią wymagań dotyczących jakości powietrza w budynkach i że jednym z zadań wentylacji budynków powinno być ograniczenie ryzyka rozprzestrzeniania się wirusów drogą powietrzną w przestrzeniach zamkniętych.

Jego autorzy podkreślają, że od dziesięcioleci tworzono przepisy i inwestowano spore środki w bezpieczeństwo żywności, warunki sanitarne i wodę pitną do celów zdrowia publicznego. Natomiast zapobieganie chorobom przenoszonym drogą powietrzną i zakażeniom wirusowym, takim jak np. grypa sezonowa i COVID-19, nie ma odpowiednich regulacji prawnych oraz wytycznych dotyczących projektowania i eksploatacji budynków w zakresie powietrza wewnętrznego, którym oddychamy. Stanowi to znaczne przeoczenie w obecnie istniejącym prawie.

Autorzy apelują zatem o dokonanie szybkiej zmiany paradygmatu w sposobie postrzegania i rozwiązywania problemu przenoszenia infekcji dróg oddechowych, aby chronić ludzi przed niepotrzebnym cierpieniem i stratami ekonomicznymi. Należy zacząć od uznania, że zapobieganie infekcjom dróg oddechowych, podobnie jak zmniejszenie liczby chorób przenoszonych przez wodę lub żywność, jest problemem możliwym do rozwiązania. Podkreślają również, że większość nowoczesnych konstrukcji budowlanych powstała w czasach, gdy nie brano pod uwagę możliwości przenoszenia patogenów drogą powietrzną. Tym samym nowoczesne budynki nie mają zwykle rozwiązań zapobiegających takiemu ryzyku, poza służbą zdrowia czy laboratoriami i niektórymi obiektami przemysłowymi. Przez dziesięciolecia architekci i inżynierowie koncentrowali się bowiem głównie na komforcie termicznym, usuwaniu zapachów, kosztach inwestycji, zużyciu energii i innych kwestiach związanych z wydajnością energetyczną budynków, mimo że istnieją badania, które wykazują, że poprawa jakości powietrza w budynkach będzie przynosiła wymierne korzyści ekonomiczne nawet w okresie międzypandemicznym (niższe ryzyko absencji chorobowych, ogólna poprawa samopoczucia, lepszy sen, większa wydajność pracy i lepsze wyniki w nauce).

Istnieją mocne dowody na to, że sposoby projektowania, eksploatacji i konserwacji budynków wpływają na obniżenie ryzyka przenoszenia chorób. Kluczowym środkiem inżynieryjnym zapobiegania takim chorobom jest wentylacja wspomagana filtracją i dezynfekcja powietrza. Autorzy artykułu przypominają, że wprawdzie obowiązują przepisy budowlane, wytyczne i normy dotyczące wentylacji, których muszą przestrzegać architekci i inżynierowie budowlani, ale ich celem jest przede wszystkim usuwanie zanieczyszczeń powietrza obecnych w pomieszczeniach wewnętrznych i zapewnienie określonego poziomu jakości powietrza odczuwanego przez ludzi, a nie warunki zdrowotne użytkowników pomieszczeń. Uzyskuje się to poprzez określenie minimalnych współczynników wentylacji i innych środków zapewniających akceptowalną jakość powietrza wewnętrznego. Funkcjonują wytyczne i przepisy dotyczące komfortu cieplnego, określono wartości progowe CO₂ i zakres wilgotności względnej, a także zalecenia dotyczące poziomu benzenu, tlenku węgla, formaldehydu i innych chemikaliów. Nie ma jednak żadnych wytycznych ani norm dotyczących wentylacji, które umożliwiałyby kontrolowanie stężenia patogenów w powietrzu wewnętrznym. Żaden z dokumentów, w tym wytyczne WHO nt. jakości powietrza, nie zawiera zaleceń ani standardów dotyczących zmniejszania w powietrzu wewnętrznym liczby bakterii lub wirusów uwalnianych przez ludzi przy oddychaniu i mogących stanowić ryzyko infekcji.

Dlatego autorzy apelują, aby ponownie zdefiniować zadania wentylacji, która ma umożliwiać również usuwanie zanieczyszczeń biologicznych i patogenów z powietrza. W takim wypadku wskaźniki wentylacji dot. infekcji powinny być oparte na analizie ryzyka, a nie, jak obecnie, na wartościach bezwzględnych. Intensywność emisji wirusów jest różna w zależności od fizjologii dróg oddechowych, stadium choroby, rodzaju aktywności oddechowej (mówienie, śpiew, ćwiczenia). Ponadto przyszłe systemy wentylacyjne powinny zapewniać wyższy strumień powietrza wentylacyjnego i umożliwiać rozprowadzenie czystego, zdezynfekowanego powietrza tak, aby docierało ono do strefy przebywania ludzi, a nawet bezpośrednio w pobliże strefy oddychania. Powinny to być systemy wentylacji na żądanie (DCV). Intensywność wentylacji powinna być różna dla poszczególnych miejsc w zależności od wykonywanych tam czynności i aktywności oddechowej (np. wyższa na siłowniach niż w kinie). Dostępne są już modele umożliwiające jej predykcję.

Regulacja systemów wentylacji poprzez rzeczywiste zapotrzebowanie oraz ich elastyczność to czynniki niezbędne do kontrolowania nie tylko ryzyka zakażeń, ale także zużycia energii. Projekty budynków powinny optymalizować jakość środowiska wewnętrznego pod kątem zdrowia i komfortu w sposób energooszczędny. Tam, gdzie nie będzie możliwe zwiększenie wentylacji do poziomu, który zmniejszy ryzyko zakażeń, niezależnie od jakości systemu wentylacyjnego należy stosować oczyszczanie powietrza, w tym filtrację i dezynfekcję. Funkcje te mogą pełnić urządzenia z filtracją i dezynfekcją za pomocą UV na stałe zamontowane w systemach HVAC lub przenośne oczyszczacze powietrza o wysokiej efektywności porównywalnej z HEPA, ale nie niższej niż 80%.

Autorzy artykułu uważają, że jednym z warunków sukcesu stosowania wspomnianych rozwiązań jest informowanie użytkowników budynków o warunkach jakości powietrza w pomieszczeniach. Można to uzyskać np. poprzez montaż czujników sygnalizujących stan powietrza. Jednocześnie stosowanie takich czujników będzie zmuszało właścicieli budynków do zapewnienia użytkowników, że wysoka jakość powietrza będzie zawsze gwarantowana.

Autorzy zachęcają do intensyfikacji badań nad tymi zagadnieniami. Wskazują, że należy rozszerzyć wytyczne WHO dotyczące jakości powietrza, tak aby uwzględniały one patogeny przenoszone drogą powietrzną i potrzebę kontrolowania ryzyka infekcji dróg oddechowych tą drogą. Niektóre kraje mają normy dot. jakości powietrza wewnętrznego, ale żadna z nich nie uwzględnia kontroli rozprzestrzenienia patogenów drogą powietrzną. Ponadto w większości krajów, w których obowiązują standardy dot. jakości powietrza wewnętrznego, nie ma procedur zapewniających ich stosowanie. Kompleksowe standardy wentylacji powinny być opracowane przez organizacje inżynierskie, takie jak np. ASHRAE i REHVA.

Należy zachęcać do wdrażania certyfikatów wentylacji, podobnie jak ma to miejsce w przypadku certyfikacji żywności. Konieczne jest powszechne stosowanie urządzeń informujących o stanie powietrza wewnętrznego, tak aby społeczeństwa były świadome znaczenia jego jakości. Istniejące technologie czujników jakości powietrza wewnętrznego mają ograniczenia i potrzebne są dalsze badania w celu opracowania alternatywnych systemów wskaźników.

Na zakończenie artykułu autorzy wskazują, że zmiana paradygmatu w zakresie wentylacji budynków ma dziś znaczenie podobne do tego, jakie w XIX wieku miała powszechna w brytyjskich miastach organizacja dostaw wody i budowa scentralizowanych systemów kanalizacyjnych. W XXI wieku takim wyzwaniem jest wentylacja budynków.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!