Filtracja powietrza jako obrona przed atakiem terrorystycznym

Systemy filtracji powietrza mogą stanowić ważny element obrony przed atakiem terrorystycznym z użyciem broni chemicznej lub biologicznej. Artykuł zawiera ogólny wstęp na temat biologicznych i chemicznych środków najczęściej branych pod uwagę w atakach terrorystycznych i stanowi pomoc dla użytkowników i projektantów w analizie ryzyka i decyzjach zarządzania budynkiem. Omówiono zabezpieczenia systemów HVAC oraz rodzaje filtrów powietrza odpowiednie do zatrzymywania zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych.

1. Wstęp

Z przeprowadzonych przez CBOS na początku lipca 2003 r badań wynika, że 68% Polaków obawia się, iż w skutek obecności naszych żołnierzy w Iraku Polska może stać się celem zamachów terrorystycznych, organizowanych przez islamskich fundamentalistów. Od czerwca odsetek respondentów obawiających się ataku terrorystów wzrósł o 15 punktów procentowych, zamachu nie obawia się 23% ankietowanych.
Broń biologiczna jest najtańsza i najłatwiejsza do pozyskania przez terrorystów. Według raportu ONZ koszt zniszczenia tzw. siły żywej na kilometr kwadratowy za jej pomocą wynosi dolara, podczas gdy przy użyciu broni chemicznej 600 dolarów, broni nuklearnej 800 dolarów i 2000 dolarów przy użyciu broni konwencjonalnej.
Systemy filtracji powietrza w budynkach mogą stanowić istotny element obrony w wypadku terrorystycznego ataku z użyciem broni biologicznej lub chemicznej, wprowadzonej do budynku z powietrzem z zewnątrz.
Artykuł ten zawiera ogólny wstęp na temat biologicznych i chemicznych środków najczęściej branych pod uwagę w atakach terrorystycznych oraz omówienie zabezpieczeń instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych stosowanych w USA i może stanowić pomoc dla użytkowników budynków i projektantów w analizie ryzyka i rozwiązań technicznych oraz decyzjach zarządzania.

2. Środki biologiczne
Centrum Kontroli Chorób (CDC) w USA ustanowiło podział czynników biologicznych pod względem łatwości wprowadzenia do środowiska człowieka i powodowanej śmiertelności. Rząd USA uważa większość czynników biologicznych (bakterie, wirusy, toksyny) za silną, niezawodną i efektywną broń.
Najczęściej wymieniane jako broń biologiczna masowego rażenia MCBW (mass casualty bioweapon) są bakterie wąglika, zatrucie jadem kiełbasianym, dżuma, ospa prawdziwa, tularemia oraz wirusowa gorączka krwotoczna.
Wymiary bakterii mieszczą się w przedziale od 0,3 μm do 35 μm a wirusów od 0,01 μm do 0,3 μm. Bakterie i wirusy występują w środowisku w postaci aerozolu zawieszonego w powietrzu. Cząstki aerozolu o wymiarach 0,5 μm ÷ 5 μm są zatrzymywane w płucach, cząstki mniejsze są wdychane lecz w większości są wydychane, cząstki większe o wymiarach 5 μm ÷ 15 μm zatrzymywane są w nosie i gardle i nie dostają się do płuc a cząstki większe od 15 μm ÷ 20 μm osiadają na podłożu.
Inną formą broni biologicznej są toksyny, które są trującymi substancjami wytwarzanymi przez zwierzęta, rośliny lub mikroorganizmy. W odróżnieniu od bakterii i wirusów nie rozmnażają się. Najbardziej prawdopodobnym sposobem dostarczania ich do organizmu człowieka jest respirabilny aerozol, zanieczyszczona żywność lub woda.
Stosowanie toksyn jako masowej broni biologicznej jest ograniczone z powodu trudności w wytworzeniu ich w dostatecznej ilości oraz niestabilności toksyn w aerozolu powietrznym.
Aktualnie nie ma możliwości wykrywania i identyfikacji toksyn w powietrzu. Podstawową zasadą w ich zwalczaniu jest procedura czyszczenia przy użyciu środków chemicznych takich jak domowe środki wybielające w różnych stężeniach. Mydło, woda a nawet tylko woda jest skuteczna w usuwaniu toksyn ze skóry, odzieży i wyposażenia pomieszczeń.

2.1. Bakterie i wirusy

Wąglik jest chorobą odzwierzęcą. Czynnikiem etiologicznym jest laseczka wąglika (Bacillus
Anthracis), wytwarzająca zarodniki odporne na działanie tlenu. Laseczki bakterii mają około 1 μm średnicy i 3 μm ÷ 5 μm długości a zarodniki średnicę 2 μm ÷ 6 μm. Zakażenie następuje przez kontakt przez skórę, drogą pokarmową lub przez układ oddechowy. Obecnie nie jest znany żaden system wykrywania i ostrzegania o obecności tych bakterii.
Zatrucie jadem kiełbasianym jest chorobą wywołaną przez bakterie Clostridium botulinum, powodującą paraliż układu oddechowego i mięśni. Choroba na ogół jest przenoszona przez zanieczyszczoną żywność, nie opisano przeniesienia zakażenia z człowieka na człowieka. Dostępne są antytoksyny skuteczne w likwidowaniu ostrych objawów choroby aż do całkowitego wyzdrowienia w ciągu kilku miesięcy.

Dżuma jest chorobą wywołaną przez bakterie Yersinia pestis, które zakażają limfę, krew lub płuca. Wprowadzenie bakterii do środowiska człowieka może nastąpić przez dyspersję aerozolu. Przenoszenie choroby z jednej osoby na drugą może nastąpić drogą kropelkową w bezpośrednich kontaktach. Profilaktyka po narażeniu jest możliwa.

Ospa prawdziwa (czarna) jest chorobą wywołaną przez wirusy Variola i przenoszoną przez duże i małe krople respirabilne. Do zakażenia dochodzi drogą powietrzną. Wirusy ospy brane są pod uwagę przez terrorystów z powodu dużego zagrożenia życia, szczególnie w populacjach o małej odporności oraz łatwości przenoszenia w powietrzu.
Śmiertelność występuje w około 30% przypadków. Wśród ludzi narażonych na ospę szczepionka może zmniejszyć zagrożenie lub nawet zapobiec chorobie jeśli podana jest w ciągu 3 dni po narażeniu.
Tularemia jest chorobą spowodowaną przez bakterie Francisella tularensis o wymiarach średnicy 0,2 μm i długości 0,2 μm ÷ 0,7 μm. Może być dostarczona przez terrorystów do środowiska człowieka w postaci aerozolu. Przenoszenie przez ludzi nie jest możliwe.

Gorączka krwotoczna należy do grupy chorób wywołanych przez kilka rodzin wirusów zakaźnych. Naukowcy uważają, że te rodzaje wirusów są trudne do wyhodowania i w związku z tym mniej prawdopodobne jest stosowanie ich w atakach terrorystycznych.

Gruźlica jest chorobą spowodowaną przez prątki gruźlicy Mycobacterium tuberculosis unoszone w kropelkach wody zawartej w powietrzu. Do zakażenia dochodzi drogą kropelkową. Bakterie wprowadzane są do organizmu człowieka przez układ oddechowy i gromadzą się w płucach. Większość ludzi wystawiona na działanie bakterii nie zaraża się, bakterie zalegają w stanie uśpienia w pęcherzykach płucnych.
Prawdopodobnie nie jest brana pod uwagę jako broń biologiczna.

2.2 Toksyny
Niektóre toksyny, takie jak np. Staphylococcal enterotoxin B (SE ), nawet w bardzo małych dawkach mogą wywołać chorobę ale stosunkowo duże dawki są konieczne aby spowodować śmierć. Spośród około 400 znanych toksyn 17 określane jest jako „najbardziej toksyczne” (wszystkie wytwarzane przez bakterie), 73 jest określane jako „wysokotoksyczne” (12 wytwarzane przez bakterie, 5 przez rośliny a pozostałe przez zwierzęta i inne organizmy żywe), 305 jest określane jako „średniotoksyczne” (20 wytwarzane przez bakterie, 31 przez rośliny, pozostałe przez inne organizmy żywe).
„Wysokotoksyczne” mogą mieć zastosowanie w atakach terrorystycznych w budynkach i w otwartej przestrzeni, „średniotoksyczne” mogą mieć zastosowanie w zamachach lub bezpośrednich atakach na człowieka. Najbardziej niebezpieczne są toksyny proteinowe, wytwarzane przez bakterie lecz są trudne do wyprodukowania na dużą skalę. Najbardziej znane i rozpowszechnione z nich to toksyny jadu kiełbasianego, enterotoksyny gronkowca, błonicy i egzotoksyny tężca.
Toksyny pochodzenia roślinnego są zwykle łatwe do wytworzenia w większych ilościach przy minimalnych kosztach. Typową toksyną roślinną jest rycyna.

3. Środki chemiczne
Środki chemiczne stosowane przez terrorystów mieszczą się w szerokim zakresie od wytwarzanej specjalnie broni chemicznej do przemysłowych toksycznych chemikaliów.
Wyprodukowana broń chemiczna może być przechowywana od kilku miesięcy do 50 lat, w zależności od czystości i warunków składowania. Środki chemiczne mogą być dostarczane metodami niewybuchowymi np. w otwartych zbiornikach z gazem, otwartych zbiornikach z ciekłymi substancjami pozostawionymi do odparowania, przez generator aerozolu, zbiorniki natryskowe lub przez małe ładunki wybuchowe. Na ogół mają tendencję do zanikania i rozprzestrzeniania bez interwencji człowieka w czasie od kilku godzin do kilku tygodni.
Ze względu na sposób oddziaływania na człowieka rozróżnia się środki chemiczne działające na układ nerwowy, krwionośny, środki parzące, dławiące, łzawiące, obezwładniające i psychotropowe. Niektóre czynniki są gazami, inne dostarczane są w postaci aerozoli.
Środki chemiczne działające na układ nerwowy mogą dostać się do organizmu człowieka przez wdychanie, wraz z pokarmem lub przenikają przez skórę. Efektem ich działania są nieskoordynowane reakcje mięśni spowodowane paraliżem a nawet śmierć. Najczęściej wymieniane to:
- Tabun (GA) jest brązowawo-bezbarwną cieczą, dającą bezbarwną parę. GA jest pierwszą bronią chemiczną, wynalezioną przez Niemców przed I Wojną Światową,
- Sarin (GB), jest bezwonny i bezbarwny, łatwo odparowuje,
- Soman (GD), jest cieczą bezbarwną, dającą bezbarwną parę. Soman jest najbardziej trujący z czynników G, z powodu łatwej penetracji do układu nerwowego,
- V (VX, VX2) są to ciecze oleiste o wysokiej temperaturze wrzenia. Są bardzo trujące.
Niewielka ilość wydobywającej się pary stwarza najwyższe niebezpieczeństwo.
Środki działające na układ krwionośny wprowadzane są do organizmu człowieka głównie przez wdychanie. Większość z nich zawiera związki cyjanowe. Zaliczają się do nich takie związki chemiczne jak cyjanowodór (AC), chlorocyjan (CK), arsenowodór (S.A). Mogą być rozprzestrzeniane przy użyciu pocisków, rakiet, bomb lub rozpylane przez samoloty.

Środki parzące oddziaływują zarówno na zewnętrzną jak i wewnętrzną część ciała. Powodują zapalenia, poparzenia i ogólne uszkodzenia tkanek. Występują w postaci bezbarwnej cieczy lub gazu.

Środki dławiące, takie jak fosgen CG, dwufosgen DP, podrażniają i powodują stan zapalny tkanki układu oddechowego od nosa do płuc, powodując uczucie dławienia.
CG jest bezbarwnym gazem o zapachu podobnym do świeżo skoszonej trawy, po raz pierwszy użyty był podczas I Wojny Światowej.

Środki łzawiące (CS, CS1, CS2, CSX, CR, CN) powodują silne łzawienie i podrażnienia skóry, czasami powodują mdłości i wymioty. Stosowane na zewnątrz mają przejściowe działanie, wewnątrz budynków może spowodować choroby a nawet śmierć.

Środki obezwładniające powodują czasową niezdolność fizyczną i psychiczną. Różnią się tym od innych środków chemicznych, że dawka śmiertelna jest wiele razy większa od dawki obezwładniającej.

4. Zabezpieczenia systemów wentylacji i klimatyzacji
W USA opracowano zalecenia dotyczące zabezpieczeń systemów wentylacji i klimatyzacji mające na celu ograniczenie skutków użycia broni C/B (chemiczno – biologicznej). Zalecenia te dotyczą szczególnie budynków użyteczności publicznej i powinny być stosowane zarówno w procesie projektowania nowych budynków, jak również przystosowania istniejących instalacji do nowych wymagań. Zaleca się:
- w budynkach użyteczności publicznej wyposażenie przewodów nawiewnych i wywiewnych w szybkozamykające się i szczelne przepustnice, które mogą być uruchamiane ręcznie przez strażnika stojącego przy każdym ważnym wejściu,
- instalacja wentylacyjna powinna zapewniać następujący układ ciśnień w pomieszczeniach: w pomieszczeniach niepublicznych powinno panować nadciśnienie w stosunku do pomieszczeń publicznych oraz w stosunku do atmosfery,
- czerpnie powietrza powinny być lokalizowane na dachach budynków a jeśli znajdują się na poziomie gruntu powinny być stale nadzorowane. Może to być zrealizowane przez obudowanie czerpni pełnymi solidnymi ścianami, ekranami, zainstalowanie kamer oraz oświetlenia,
- szczególne zabezpieczenie klatek schodowych (ze względu na dużą koncentrację ludzi) przez zastosowanie nawiewu powietrza w dolnej części klatki schodowej oraz wysokoskutecznych filtrów powietrza,
- instalowanie filtrów powietrza we wszystkich przewodach powietrza zewnętrznego i recyrkulacyjnego. Filtry mogą być instalowane szeregowo w głównym ciągu lub na obejściu (włączenie w wypadku konieczności filtracji C/B).
System monitorowania (wykrywania) obecności czynników biologicznych w powietrzu aktualnie nie jest możliwy, możliwość wykrywania środków chemicznych jest ograniczona z powodu małych koncentracji substancji w powietrzu, różnorodności zagrożeń, fałszywych alarmów.

5. Rodzaje filtrów powietrza
Poza wyżej omówionymi zabezpieczeniami instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych istotną rolę jako zabezpieczenie przed bronią C/B mogą spełnić systemy filtracji powietrza. Poniżej omówione zostały podstawowe rodzaje filtrów, których charakterystyka jest odpowiednia do zatrzymywania bakterii, wirusów oraz zanieczyszczeń gazowych.

5.1 Filtry aerozoli koloidalnych, tzw. filtry HEPA
Filtry HEPA (High Efficiency Particulate Filter), stosowane są jako ostatni stopień filtracji powietrza doprowadzanego do pomieszczeń o wysokich wymaganiach czystości lub do oczyszczania powietrza usuwanego na zewnątrz z bakterii, wirusów aerozoli radioaktywnych itp. w instalacjach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń czystych np. salach operacyjnych, jałowych oddziałach transplantacji, pomieszczeniach produkcji leków i surowic, w przemyśle elektronicznym, optycznym, mechaniki precyzyjnej, spożywczym, fermentacyjnym, produkcji taśm filmowych i magnetycznych, siłowniach jądrowych itp. Elementy filtracyjne wykonywane są w postaci kaset płaskich lub klinowych. Konstrukcję kasety stanowi ramka metalowa lub drewniana, w której materiał filtracyjny ułożony w harmonijkę przedzielony jest elementami dystansowymi. Jako materiał filtracyjny stosowane są bibuły filtracyjne ze sprasowanych submikronowych włókien szklanych lub supercienkich włókien syntetycznych. Wykonywane są jako przewodowe, przeznaczone do łączenia z przewodami wentylacyjnymi lub ścienne, przeznaczone do instalowania w przegrodach budowlanych (ścianach, stropach) lub bezpośrednio w kratkach wentylacyjnych.
Stosowana prędkość filtracji wynosi od 0,01 m/s do 0,05 m/s, a prędkość odniesiona do powierzchni czołowej filtru w granicach 1m/s ÷ 2 m/s. Opór początkowy, w zależności od konstrukcji i rodzaju materiału wynosi od 100 Pa do 250 Pa a graniczny opór końcowy, przy którym konieczna jest wymiana filtrów wynosi od 400 Pa do 600 Pa.
Filtry te charakteryzują się skutecznością do 99,997 % dla cząstek 0,3 μm.
Większość znanych bakterii mieści się w przedziale wymiarowym 0,2 μm ÷ 5 μm a wirusów 0,01μm ÷ 0,3μm. Wirusy nie występują samodzielnie, zwykle przyczepione są do bakterii lub do większych obiektów np. kropel wody o wymiarach 0,5 μm ÷ 5 μm.

5.2 Filtry wysokoskuteczne
zbudowane są podobnie do filtrów HEPA. Elementy filtracyjne mogą być wykonane jako kasetowe lub kieszeniowe. Wkłady filtracyjne stanowią płyty lub ramy czołowe, do których przymocowana jest większa liczba kieszeni wykonanych z różnych materiałów począwszy od włóknin z tworzyw syntetycznych a skończywszy na włókninach papieropodobnych. Stosowana prędkość przepływu powietrza przez materiał filtracyjny jest niska i zawiera się w granicach 0,1 m/s ÷ 0,3 m/s a prędkość odniesiona do powierzchni czołowej filtru, w zależności od ilości i głębokości kieszeni od 1m/s do 4 m/s. Początkowe opory, w zależności od konstrukcji i zastosowanego materiału wynoszą od 50 Pa do 200 Pa a opory końcowe wynoszą od 300Pa do 400 Pa. Skuteczność tego rodzaju filtrów np. dla bakterii Anthrax (o wymiarze 1μm) wynosi od 90 ÷ 99 % i blisko 100% dla zarodników (2μm) lecz dla mniejszych bakterii chorobotwórczych i kropel wody zawierających wirusy o wymiarach w zakresie 0,2 ÷ 0,5 μm skuteczność spada do 60 ÷ 95 %. Filtry te mogą być stosowane jeżeli nie jest wymagana filtracja cząstek poniżej 1 μm. W porównaniu z filtrami HEPA charakteryzują się mniejszymi kosztami inwestycyjnymi i mniejszym zużyciem energii.

5.3 Filtry z węglem aktywnym
stosowane są do adsorbcji gazowych zanieczyszczeń powietrza.
Charakterystyczną cechą tego zjawiska jest krańcowo mała wielkość cząstek, średnice cząsteczek gazowych wynoszą jedynie od 0,0002 μm do 0,0006 μm. Podczas gdy jako miano stężeń pyłu przyjęto mg/m3 lub liczbę ziaren z/m3, to dla gazowych składników w mieszaninie z powietrzem stosuje się jednostkę miary ppm (parts per million), co odpowiada cm3/m3. Przy przeliczeniach 1 ppm = masa molowa / objętość molowa w mg/m3.
Adsorbcja dotyczy procesów na granicy fazy gazowej i stałej, podczas których występuje wzrost stężenia gazów przy powierzchni ciała stałego. Ciało, na którego powierzchni osadzają się cząsteczki gazu nosi nazwę adsorbentu, substancja adsorbowana - adsorbatu. W technice filtracji powietrza wentylacyjnego najczęściej stosowanym adsorbentem jest węgiel aktywny, gdyż nie adsorbuje wodoru, tlenu, azotu oraz wyczuwalnych ilości pary wodnej i tym samym nie jest szkodliwym adsorbentem. Węgiel aktywny wytwarzany jest drewna, węgla kamiennego lub skorup orzecha kokosowego. Przy produkcji węgla aktywnego steruje się procesem technologicznym tak, aby uzyskać możliwie rozwiniętą powierzchnię wewnętrzną, przede wszystkim dzięki zwęglaniu w obojętnej atmosferze i następnie utlenianiu w wysokiej temperaturze, podczas którego usuwane są niezwęglone cząstki z kapilar. Wielkości charakterystyczne węgla aktywnego mają następujące orientacyjne wartości: gęstość objętościowa od 0,5 g/cm3 do 0,9 g/cm3, gęstość właściwa substancji od 1,7 g/cm3 do 2,7 g/cm3, gęstość nasypowa od 300 g/cm3 do 500 g/dm3, porowatość ά od 0,52 do 0,75, średnica porów od 1nm do 2 nm, wewnętrzna powierzchnia czynna od 600 do 1200 m2/g. Aby zwiększyć zdolność adsorbcyjną węgla stosowane jest preparowanie, polegające na stworzeniu powinowactwa względem określonej substancji i impregnowaniu nadającym węglowi zdolność chemisorbcji. Najczęściej stosowanymi impregnatami są miedź, srebro, cynk i t rójetylenodwuamina molibdenu.
Istnieje kilka możliwości stosowania adsorbentu węglowego, a mianowicie:
- luźne warstwy nasypowe z pręcików o średnicy około 3 mm i długości 5 mm, przy grubości
warstwy od 20 do 50 mm, upakowane w kasetach filtracyjnych,
- papier lub włóknina z węglem aktywnym, który jest wprowadzony do masy medium
filtracyjnego już w czasie produkcji, papier plisowany w harmonijkę i włóknina mocowane
są w kasetach,
- pałeczki spiekane z węgla aktywnego.
Czas trwania kontaktu w filtrach węglowych wynosi od 0,15 do 0,2 sekundy przy prędkości przepływu około 0,3 m/s. Typowa działka filtracyjna o wymiarach 610 x 610 x 305 mm waży około 72 kg, dla ułatwienia wymiany stosowane są działki o wymiarach 610 x 305 x 305 mm. Ze względu na dużą masę konieczne jest przewidzenie odpowiednich działań przez architekta i konstruktora. Przy prędkości czołowej 1 m/s spadek ciśnienia wynosi około 400 Pa .Aby zapobiec zaczopowaniu wewnętrznych powierzchni przez ziarna pyłu, powodującym zmniejszenie zdolności adsorbcji, należy stosować wielostopniową, wysokoskuteczną wstępną filtrację powietrza. Filtry węglowe są skuteczne dla większości znanych środków stosowanych jako broń C/B.

5.4 Filtry bakteriobójcze
Wielu producentów oferuje mało i średnioskuteczne filtry, w których materiał filtracyjny jest nasycony środkiem bakteriobójczym. Jakkolwiek nie ma zgody na stosowanie tych filtrów wszędzie, jednak zaleca się stosowanie ich w budynkach mieszkalnych.
Aby zniszczyć mikroorganizmy konieczny jest bezpośredni kontakt ze środkiem bakteriobójczym. W miarę obłożenia filtru pyłem kontakt ten jest utrudniony i skuteczność niszczenia mikroorganizmów szybko maleje. Brak jest informacji potwierdzonych badaniami o skuteczności niszczenia lub neutralizowania mikroorganizmów zatrzymywanych w złożu filtracyjnym.

5.5 Promienniki UV
Promieniowanie ultrafioletowe mieści się w zakresie długości fal między światłem widzialnym a promieniowaniem X i klasyfikuje się następująco:
- UV-A znane jako światło czarne, o najdłuższej fali i niskiej penetracji przez ciało,
- UV-B o mniejszej długości fal i dużej przenikalności przez ciało, przedłużone działanie może prowadzić do uszkodzenia skóry (rumień) i wzroku (zapalenie spojówki lub rogówki),
- UV-C o długości fali 253,7 nanometrów, charakteryzuje się niską przenikalnością przez ciało, jest absorbowane przez zewnętrzną warstwę skóry. Dłuższa ekspozycja na działanie UV-C może spowodować zaczerwienienie i podrażnienie oczu.
Promieniowanie UV-C jest stosowane jako środek bakteriobójczy w obiektach służby zdrowia, produkcji żywności, niszczenia odpadów od ponad 50 lat. Promieniowanie UVC wnika do wnętrza bakterii, wirusów, pleśni modyfikując ich DNA a w konsekwencji zapobiega ich rozwojowi i niszczy je. Efektywność niszczenia jest zależna od wielkości zastosowanej dawki promieniowania, która jest funkcją intensywności promieniowania w μW/cm2 oraz czasu oddziaływania w sekundach. Od kilku lat promienniki UVC zaczęto stosować w technice wentylacji i klimatyzacji do dezynfekcji tac ociekowych kondensatu i wężownic urządzeń chłodniczych, Obecnie rozważa się stosowanie promienników UVC jako ochrony przed atakiem terrorystycznym z użyciem broni biologicznej. Opierając się na wynikach badań uznano, że zniszczenie bakterii np. wąglika wymaga dawki promieniowania UV-C od 5000 ÷ 9000 μW/s cm2, a zarodników do 22000 μW/s cm2.
Zalecana prędkość przepływu powietrza 1,5 ÷ 2 m/s a temperatura powietrza powyżej 7oC. Przy niższych temperaturach wzrasta znacznie zużycie energii elektrycznej. Przy prędkościach przepływu powyżej 2,5 m/s zaleca się stosowanie urządzeń zamykających (w pewnych odstępach czasu), umożliwiających dłuższy czas ekspozycji na UVC.
Ważnym czynnikiem jest utrzymanie czystości promienników, gdyż zanieczyszczenie lamp zmniejsza ich skuteczność.
Promienniki UV-C mają więc zdolność niszczenia mikroorganizmów w strumieniu przepływającego powietrza oraz dezynfekcji powierzchni filtrów. Nie nadają się natomiast do dezynfekcji filtrów HEPA, z powodu ich głębokości i gęstości upakowania medium filtracyjnego. Promienniki UV-C powinny być stosowane jako urządzenie uzupełniające system filtracji powietrza w ochronie przed atakiem terrorystycznym.
Producenci oferują promienniki przeznaczone do instalowania w przewodach wentylacyjnych lub w dużych przestrzeniach otwartych.

5.6 Filtry elektrostatyczne z promiennikami UV
Ten mieszany system filtracji składa się z filtru elektrostatycznego z zainstalowanym przed nim promiennikiem UV-C. Elementy filtrów te wytwarzane są w różnych kształtach i wymiarach, jako płaskie lub w kształcie V. Charakteryzują się niskim oporem przepływu. Przy prędkości 2,5 m/s opór czystego filtru wynosi około 40 Pa a skuteczność około 95% dla cząstek 1 μm, dla cząstek 0,3 ÷ 0,5 μm skuteczność spada odpowiednio do 75% i 33%.
Filtry elektrostatyczne zasilane są prądem o wysokim napięciu i niskim natężeniu. Napięcie dla strefy jonizującej wynosi od 8 do 12 kV zaś dla strefy osadczej od 4 do 6 kV. Elektrodami emitującymi są najczęściej siatki z drutów wolframowych a elektrody osadcze zwykle wykonane są z blachy aluminiowej o grubości od 0,8 do 1 mm, odstęp między elektrodami wynosi od 6 do 8 mm. Mogą być również wykonywane jako filtry działkowe, w których medium filtracyjne stanowi włóknina o grubości warstwy od 25 do 50 mm z umieszczoną w niej siatką metalową, pełniącą rolę elektrody jonizującej a ramka metalowa pełni rolę drugiej elektrody. Obecnie stosowane są w laboratoriach, szpitalach do zatrzymywania bakterii a także w palarniach do usuwania dymu tytoniowego.

Podsumowanie
Stosowanie różnych opcji filtracji powietrza, omówionych wyżej, w połączeniu z innymi zabezpieczeniami instalacji wentylacji i klimatyzacji zmniejsza prawdopodobieństwo utraty życia oraz zagrożenia ludzi w budynku, spowodowanych przez wprowadzenie z powietrzem zanieczyszczeń biologicznych i chemicznych. Dobór zabezpieczeń i kombinacji systemu filtracji powietrza powinien być poprzedzony wnikliwą analizą podatności budynku na zagrożenie.

mgr inż. Krystyna Rutkowska
COBRTI INSTAL
Na podstawie artykułu: "Defensive Filtration"
ASHRAE Journal 12/2002


POLECAMY "INSTAL" NR 1/2004



1 numer miesięcznika INSTAL z roku 2004 można nabyć za pośrednictwem www.wentylacja.com.pl w cenie 14 zł za egzemplarz. Wystarczy kliknąć na: ZAMÓWIENIE (prosimy o podanie danych adresowych: imię, nazwisko, firma, stanowisko, ulica, miasto, kod, ilość zamawianych egzemplarzy).
Spis treści "INSTAL" nr 1/2004:
- Olgierd Romanowski Energooszczędny budynek - jak gospodarować ciepłem w Unii Europejskiej
- Wolfgang Stein O podzielnikach kosztów inaczej!
- Egidijus Juodis Doświadczenia określania poziomów zużycia energii w budynkach na Litwie i Łotwie
- Czesław Wachnicki Ocena stanu prawnego rozliczania kosztów dostawy ciepła w budownictwie wielorodzinnym
- Paweł Michnikowski Podzielniki kosztów ogrzewania - błąd wskazania w warunkach przewymiarowanych grzejników
- Dobra passa trwa...
- Mieczysław Dzieżgowski Regulacja eksploatacyjna układu pomp sieciowych w systemie ciepłowniczym pracującym w warunkach regulacji ilościowo-jakosciowej
- Wojciech Koral Wplyw konfiguracji pompowni lokalnych na wskaźniki jednostkowego zużycia wody i energii
- Normalizacja
- Andrzej Chmielowski Światowy rynek domowych podgrzewaczy wody użytkowej
- Edmund Nowakowski Opory przepływu wody w zaworach grzejnikowych
- Nowe wyroby i systemy
- Michał Świsłowski Dmuchawy Roots'a ROBUSCHI®
- Krystyna Rutkowska Filtracja powietrza jako obrona przed atakiem terrorystycznym
- Roman Wichowski Biomasa podstawowym źródłem energii odnawialnej w Szwecji. Cz. II
- Dariusz Lipiak ClO2 dwutlenek chloru jako czynnik zwalczający Legionellę
- Wykaz targów oraz konferencji branżowych, nad którymi miesięcznik "Instal" objął patronat prasowy w 2004 roku
- Wiadomości
- Przegląd prawny
- Wynalazki i wzory użytkowe zgłoszone w Polsce
- Przegląd dokumentacyjny czasopism