273
274
276
226

Zagadnienia świeżego i przefiltrowanego powietrza dla pomieszczeń mieszkalnych, biurowych, obiektów użyteczności publicznej i zakładów pracy w aspekcie prawidłowej techniki wentylacji pomieszczeń


Dlaczego świeże i przefiltrowane powietrze? Odpowiedź jest prozaicznie prosta – takie właśnie powietrze jest potrzebne, aby człowiek mógł prawidłowo funkcjonować podczas pracy jak i w fazie odpoczynku. Funkcje biologiczne organizmu ludzkiego potrzebują właśnie takiego świeżego i przefiltrowanego powietrza, aby podczas jego inhalacji, czyste a nie zanieczyszczone powietrze dostawało się do płuc. Pewne wymagania naszych Instytucji (SANEPID) , co do których możemy się odnieść, jako do minimalnych warunków dostarczania świeżego powietrza na osobę lub odpowiedniej ilości tego świeżego powietrza na (1) m²/ powierzchni pomieszczeń, dają pewien komfort ale, jak wiemy, brak jest takich rozwiązań systemowych, w których mamy 100% pewność, że to świeże powietrze jest wprowadzane do pomieszczeń w odpowiedniej ilości i jakości.
Należałoby podjąć rozważania, które pozwolą nam zrozumieć istotę i mechanizm zagrożenia zdrowotnego oraz jak realizować i tworzyć systemy wentylacyjne, aby te zagrożenia zlikwidować. Poszczególne zagadnienia dotyczące techniki świeżego powietrza i zagrożeń, należy omówić w tak przejżysty sposób, aby wyciągnąć wnioski z tego opracowania. Autor starał się zebrać dostępną wiedzę i w sposób klarowny połączyć całkiem daleko od siebie zagadnienia w jedna i spójną całość reprezentującą i wiążącą poniższe tematy tego opracowania wymieniowe poniżej:
1. Wpływ złej jakości powietrza na alergiczne reakcje człowieka,
2. Określenie elementów zanieczyszczających powietrze,
3. Omówienie zasad niezbędnej wentylacji w aspekcie niezbędnego zapotrzebowania na świeże powietrze oraz konieczności filtracji powietrza świeżego i recyrkulacyjnego,
4. Omówienie techniki skutecznej i taniej filtracji,
5. Wnioski,
6. Postulaty.
1.
Stały rozwój naszej cywilizacji oraz dążenie do podnoszenia poziomu komfortu w pomieszczeniach, w których przebywamy ustala coraz wyższe wymagania na świeże przefiltrowane powietrze. Po za tym zwiększa się z roku na roku grupa ludzi, która będąc ofiarą rozwoju cywilizacyjnego, jest poważnie wrażliwa na działanie alergenów. Właśnie zła wentylacja pomieszczeń i nieodpowiednio filtrowana jakość powietrza jest przyczyną powstawania alergii.
Czym jest alergia?
Substancje obojętne dla większości ludzi u alergików powodują prawdziwą burzę reakcji chorobowych: kichanie, kaszel, łzawienie, ale także dużo poważniejsze objawy wymagające pilnej pomocy lekarskiej. Taka właśnie, niewspółmiernie silna w stosunku do przyczyny, reakcja obronna organizmu osoby uczulonej nazywana jest alergią.
Szczególnym zaś rodzajem tej choroby, objawiającym się natychmiastowym reagowaniem na kontakt z czynnikiem uczulającym (tutaj szybkość reakcji jest mierzona w sekundach lub minutach), jest alergia atopowa. ATOPIA, to choroba o mechanizmie natychmiastowym, związana z dziedziczną skłonnością do nadmiernego wytwarzania przeciwciał rodzaju IgE, w stosunku do niektórych, powszechnie występujących antygenów. Badania kliniczne wskazują na genetyczny charakter choroby. Ryzyko zachorowania na alergię jest większe u osób z obciążeniem rodzinnym, tzn. kiedy jedno z rodziców lub obydwoje cierpią z powodu niesprawnie działającego systemu odpornościowego. Na udział czynnika genetycznego w rozwoju alergii wskazuje także 70-cio procentowe ryzyko ujawnienia się choroby u bliźniąt jednojajowych, a mniejsze (20÷30%) u zwykłego rodzeństwa. Jeden z „genów alergii” jest prawdopodobnie ulokowany w chromosomach płciowych, ponieważ prawdopodobieństwo wystąpienia uczulenia u dzieci jest większe w przypadku alergii matki, niż w przypadku gdy choruje ojciec - i co ciekawe - częściej chorują chłopcy niż dziewczynki.
Obecnie wiadomo, że za alergię odpowiedzialnych jest wiele genów i są one rozsiane po całym genomie ludzkim. Produkty tych genów – białka - współpracują ze sobą, a efekty tej współpracy można obserwować w postaci objawów chorobowych osoby uczulonej. Trwają intensywne prace nad poznaniem pełnego obrazu „genów alergii”. Niewykluczone, że w przyszłości możliwa będzie także reperacja błędów genetycznych rzeczywistych przyczyn choroby.
Drugim w kolejności warunkiem rozwoju alergii, jest udział czynnika środowiskowego, czyli alergenu. W tej dziedzinie badania naukowe skoncentrowane są na poznaniu budowy chemicznej i sposobów działania alergenów na organizm człowieka. Zadanie to jest ogromne, ponieważ postęp technologiczny oprócz wszystkich korzyści jakie nam daje, wnosi także w nasze otoczenie mnóstwo wcześniej nie znanych substancji, które mogą okazać się alergenami. Jest to prawdopodobna przyczyna stale rosnącej liczby alergików na świecie. Jedną z ważniejszych i najczęściej notowanych chorób alergicznych jest uczulenie na roztocze kurzu domowego oraz pyłki roślin.
Syndrom chorych pomieszczeń i budynków wiąże się z podstawowym zagadnieniem braku prawidłowo działającej wentylacji doprowadzającej i filtrującej świeże powietrze. Prawie 90% swojego czasu na dobę człowiek spędza w pomieszczeniach czy to mieszkalnych, czy to w miejscu pracy lub innych pomieszczeniach użyteczności publicznej. Z wymienionych powyżej, jedne z najważniejszych są pomieszczenia mieszkalne, gdzie przebywają najwięcej czasu wszyscy członkowie rodziny (dorośli, dzieci, osoby stare, osoby chore oraz zwierzęta domowe). Dlatego jest bardzo ważne, aby zrozumieć istotę i potrzebę prawidłowego doprowadzenia świeżego powietrza do pomieszczeń oraz zrozumieć zagrożenia wynikające z braku powyższego.
2.
Do najbardziej szkodliwych zanieczyszczających czynników w powietrzu można zaliczyć:
- zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego (skażenia przemysłowe z okolicznych zakładów, pyły, zarodniki roślin),
- zanieczyszczenia emitowane w procesie produkcji, materiałów budowlanych budynków oraz materiałów wykończeniowych zainstalowanych w danym środowisku przebywania człowieka,
- zanieczyszczenia wytwarzane podczas procesów wynikających z obecności człowieka (spalanie gazu, palenie tytoniu, sprzątania, gotowania, prac remontowych, etc.),
- zanieczyszczenia mikrobiologiczne (kurz, grzyby, drożdżaki, pleśnie, bakterie, odpady zwierzęce, itp.).
Celem zrozumienia tych zanieczyszczeń powietrza, rozwińmy powyższe tematy bardziej szczegółowo poniżej.
Zanieczyszczenia mikrobiologiczne
Powietrze pomieszczeń mieszkalnych zawiera zanieczyszczenia mikrobiologiczne występujące w postaci bioaerozolu, czyli zawieszonych cząsteczek biologicznych. Znajdują się w nim różnorodne, pochodzące z wielu źródeł mikroorganizmy i cząsteczki substancji organicznych. Ich obecność może spowodować poważne zagrożenia dla życia. Stopień zagrożenia przebywających ludzi zależy od wieku, stanu zdrowia, trybu życia, sprawności układu immunologicznego i predyspozycji uwarunkowanych genetycznie ludzi. Głównymi czynnikami warunkującymi jakość powietrza jest działanie alergenów i endotoksyn oraz innych chorobotwórczych czynników wymienionych poniżej:
- drobnoustrojowe składniki kurzu
Kurz (pył) jest zbiorem cząstek stałych o zróżnicowanych kształtach i rozmiarach (0,001-100 μm), które mogą być zawieszone w powietrzu w postaci bioaerozolu lub osadzać się na różnych powierzchniach w postaci pyłu wysedymentowanego. Kurz zawieszony w powietrzu, a zwłaszcza cząstki o rozmiarach poniżej 5 μm tworzące tzw frakcję respirabilną, mogąca potencjalnie przenikać w głąb płuc, stwarzając zagrożenie zdrowotne zarówno w mieszkaniach, jak i w pomieszczeniach przemysłowych. Kurz występujący w powietrzu w pomieszczeniach mieszkalnych, określany często jako „kurz domowy”, jest w przeważającej większości pochodzenia organicznego i składa się z: cząstek pochodzenia drobnoustrojowego (komórki bakterii, zarodniki i strzępki grzybów, wirusy, toksyny drobnoustrojowe), cząstek ciała i wydalin owadów (prusaków, muchówek i innych) oraz drobnych pajęczaków (roztoczy kurzu domowego z gatunków Dermatophyagoides pteronyssinus i Dermatophyagoides farinae), cząstek pochodzących z ludzi i zwierząt domowych (naskórek, włosy, sierść, wydaliny), cząstek pochodzenia roślinnego (fragmenty rośłin ozdobnych, pyłki kwiatowe), drobnych fragmentów tkanin i wyposażenia mieszkań, resztek pokarmowych i innych składników cząstek nieorganicznych. Zawieszony w powietrzu (aerogenny) kurz może być przyczyną licznych chorób układu oddechowego, skóry i spojówek, które mają najczęściej podłoże alergiczne (uczuleniowe) lub toksyczne, a zwłaszcza imunotoksyczne (polegające na zaburzeniu funkcji układu odpornościowego przez niektóre składniki kurzu o wysokiej aktywności biologicznej). Do najczęstszych chorób alergicznych, które mogą być wywołane przez kurz, należą: astma oskrzelowa (w tym specyficzna postać astmy wywoływana przez kurz domowy), alergiczny całoroczny nieżyt nosa, alergiczny sezonowy nieżyt nosa (pyłkowica), alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych (AZPP), alergiczne zapalenie oskrzeli, pokrzywka, wyprysk powietrzno-pochodny, alergiczne zapalenie spojówek. Narażenie na kurz może także prowadzić do chorób imunotoksycznych jak: syndromu toksycznego wywołanego pyłem organicznym (Organic Dust Toxic Syndrom, Odys), mikotoksykoz (chorób wywoływanych przez trujące metabolity grzybów), bisynozy (choroby wywoływanej przez pył bawełny, gorączki nawilżaczowej. Według współczesnych poglądów, narażenie na kurz zawierające szkodliwe składniki jest jednym z przyczyn przewlekłego zapalenia oskrzeli oraz choroby określanej jako „syndrom chorego budynku” (sick house syndrom, building-related disease). U osób narażonych na kurz stwierdza się często podrażnienia błon śluzowych (Muccous Membrane Irritation, MMI). Rzadziej natomiast kurz może być przyczyną chorób zakaźnych, nowotworowych oraz pylic (które spotyka się przeważnie w środowisku przemysłowym, w wyniku narażenia na szkodliwe czynniki nieorganiczne takie jak krzemionka, azbest)
-roztocza, saprofity



Są to organizmy cudzożywne odżywiające się związkami organicznymi pochodzącymi z rozkładu martwych szczątków roślin i zwierząt niezdolne do ich samodzielnego zsyntetyzowania ze związków nieorganicznych na drodze fotosyntezy lub chemosytezy. Ważne ogniwo gwarantujące ponowne włączenie pierwiastków odżywczych do obiegu materii w ekosystemie (estuenci). Roztocza występują w rodzinie gruszczykowatych (Pirolaceae), np. korzeniówka pospolita (Montropa hypopitys) i storczykowatych (Orchidaceae), np. gnieźnik leśny (Neottia nidus-avis) czy żłobik koralowaty (Corallrhiza trifida). Saprofity odżywiają się martwą substancją organiczną, natomiast pasożyty żyją w ścisłej zależności od żyjących organizmów.
Roztocze kurzu domowego, to niewielkie pajęczaki występujące powszechnie w kurzu pomieszczeń mieszkalnych, a szczególnie w miejscach do spania, w pościeli, meblach tapicerskich, wykładzinach, dywanach, a także w zabawkach pluszowych, którymi bawią się nasze pociechy.
Największe znaczenie kliniczne wśród roztoczy mają dwaj najliczniej spotykani przedstawiciele rodziny Pyroglyphidae: Dermatophagoides pteronyssinus i D. farinae. Długość ciała tych roztoczy nie przekracza 0,4 mm. W optymalnych warunkach wilgotności (70÷80% wilgotności względnej) i temperatury (20÷30oC), cykl rozwojowy trwa ok. 1 miesiąca i obejmuje następujące stadia rozwojowe: jajo, larwa, protonimfa, tritonimfa i formy dorosłe. Samice składają w ciągu życia od 70 do 100 jaj. W dogodnych warunkach rozwoju, np. w łóżku lub na dywanie położonym w wilgotnym i ciepłym pokoju, liczebność populacji może się szybko powiększać – w 1 g kurzu stwierdzano nieraz dziesiątki tysięcy okazów tych roztoczy.
Wszystkie aktywne stadia rozwojowe tych roztoczy są keratynofagami, tzn. odżywiają się złuszczonymi komórkami naskórka człowieka i zwierząt. Brak pożywienia nie zagraża roztoczom, ponieważ naskórek, który gubimy codziennie w dużych ilościach, może stanowić nieraz połowę objętości domowego kurzu.
Do tej pory ustalono istnienie kilkudziesięciu substancji wytwarzanych przez roztocze, które mają charakter antygenów. Najsilniejszy potencjał uczulający mają alergeny odkryte w drobinach kału roztoczy, oznakowane symbolami Der p 1, Der f 1. Są one prawdopodobnie zwykłymi enzymami trawiennymi tych stawonogów. Nieco słabszą siłę działania mają całe roztocze lub fragmenty ich ciała, odłamane szczecinki, wylinki itp. Drobiny te unosząc się wraz z kurzem (np. podczas trzepania pościeli) są wdychane - i u ludzi wrażliwych powodują natychmiastową – atopową reakcję alergiczną. Typowymi objawami alergii atopowej są: zapalenie błon śluzowych nosa (rhinitis), spojówek (conjunctivitis), wyprysk atopowy (eczema atopicum) a często także atopowa astma oskrzelowa (asthma bronchiale).
Do rodziny pajęczaków należą także świerzbowce z rodzajów Psorroptes, Chorloptes, Sarcoptes, Cytodites, Notoedres. Długość tych pajęczaków od 01,÷0,8 mm. Żywią się naskórkiem skóry lub płynami ustrojowymi. Większość świerzbowców występuje kosmopolitycznie, niektóre gatunki związane są z określonymi zwierzętami domowymi, często jednak przenoszą się na innych żywicie lub na człowieka. Świerzbowce pasożytujące w skórze lub naskórku wywołują schorzenia zwane ogólnie świerzbem, stanem za[palnym skóry, wypadaniem sierści, nadżerkami, strupami itp. Świerzb uznany został w latach 90 w Polsce za chorobę społeczną. Gatunek Sarcoptes scabiei występuje w licznych odmianach np.: Scarcoptes scabiei varcaris – świerzbowiec drążący psi. Inne gatunki to m.in. świerzbowiec pęcinowy (Chorioptes bovis) atakujący przeżuwacze, konie, króliki, świerzbowiec drążący koci (Notoedres cali) pasożytujący na kotach, koniach, psach i ludziach. Są też gatunki świerzbowca pasożytujące wewnątrz ciała żywiciela, m.in. świerzbowiec płucny (Cytodites nudus), występujący u ptaków kurowatych w płucach, oskrzelach i w workach powietrznych. Wywoływać on może stany zapalne dróg oddechowych ptaków, a nawet przypadki śmiertelne
- odchody i wydzieliny oraz fragmenty tkanek ssaków, ptaków i insektów
Domowe zwierzęta a dokładnie ich sierść, złuszczony naskórek, ptasie pióra, ślina, wysuszone odchody, wydzieliny czy jad mogą być przyczyną alergii. Niektóre osoby reagują na obicia starych mebli, do których użyto końskiego włosa, lisich czapek i futer ze zwierząt, czy włóczkę produkowaną z sierści kóz i królików. Alergeny zwierzęce mogą unosić się w powietrzu lub przylegać do ubrań, mebli, dywanów i zasłon i stają się elementem kurzu. Np. alergeny kota są lotne i lepkie. Do szczególnych przypadków należy alergia na rozwielitki zawarte w pokarmie dla rybek akwariowych. W przypadku owadów i pajęczaków alergenem mogą być ich części ciała i ich odpady
- pyłki roślinne
Pyłki są delikatnym pyłem, wytwarzanym przez drzewa, krzewy, trawy, kwiaty i inne rośliny. Pyłek ten może się przenosić nawet na duże odległości (do 300 km) i jest roznoszony przez wiatr. Pyłki roślin owadopylnych (np. chryzantem, stokrotek, begonii) wywołują alergie u osób, które z nimi się stykają. Pyłki wiatropylne uwalniają do otoczenia ogromne ilości pyłku, który wraz z powietrzem atmosferycznym jest wprowadzany do pomieszczenia. Do najczęstszych pyłków należą: Leszczyna (Corylus), Olsza, olcha (Alnus), Cis (Taxus), Wierzba biała, wierzba pospolita, wierzbina (Salix alba), jesion (Fraxinus), Topola (Populus), Brzoza (Betula2 działa głownie na układ oddechowy. W zależności od wielkości stężeń i czasu trwania ekspozycji, NO2 może spowodować zmiany w czystości płuc, zmiany morfologiczne, osłabienie mechanizmu obronnego organizmu, obrzęk, a przy wysokich stężeniach - śmierć. Dla przytoczenia poziom stężenia NO2 na wysokości palnika gazowego jest około 2000ug/m3 , w pomieszczeniu piecyków gazowych (łazienki) 700-940 ug/m3. Dla porównania, ludzie palący papierosy narażeni są na ekspozycję tlenków azotu od 160-500 ug/m3 z jednego wypalonego papierosa. Jak należy wywnioskować jakość wentylacji tych pomieszczeń ma niebagatelny wpływ na stopień zagrożenia zdrowia.(1)
- Wadliwa instalacja wentylacji lub jej brak, zła jakościowa filtracja powietrza zewnętrznego (świeżego) lub zbyt duża recyrkulacja zużytego powietrza (obiegi zamknięte) jak i otwarte okna (nie filtrowana infiltracja zewnętrznego powietrza), powodują dodatkową kumulację lotnych zanieczyszczeń z powietrza atmosferycznego, które dodatkowo zwiększają stopień zagrożenia zanieczyszczeniami (pyły, organiczne substancje lotne (mVOC) oraz mikroorganizmów i ich zarodników) w pomieszczeniach gdzie przebywają ludzie.
3.
Zagadnienia zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniach oraz powietrza świeżego w środowisku projektantów, inwestorów i użytkowników instalacji wentylacji i klimatyzacji oraz agencji rządowych, co do których jest obowiązek nadzoru i wymagań techniki jakości powietrza, jest mało znany. Zrozumienie istoty zagrożeń wynikających ze złej jakości powietrza jakie jest wdychane przez ludzi w pomieszczeniach mieszkalnych jak i w pracy oraz innych pomieszczeń użyteczności publicznej jest najważniejszym przesłaniem i zadaniem dla grupy osób i agencji rządowych, aby te zagadnienia społeczne (kryterium zdrowotne) były rozwiązane w prawidłowy i skuteczny dla zdrowia ludzkiego sposób.
Powyższe tematy zagrożenia zanieczyszczeniami w powietrzu świeżym jak i z materiałów budowlanych i innych w pomieszczeniach, można rozwiązać w następujący sposób:
2.
A).
Zainstalować prawidłowo funkcjonującą wentylację mechaniczną, która w sposób efektywny usunie zanieczyszczenia w pomieszczeniu. W przypadku budynków mieszkalnych zdecydowanie zamienić wentylacje grawitacyjną na wentylację mechaniczną nawiewno-wywiewną. Ten warunek (połowicznie bo bez wentylacji wywiewnej) już się znalazł się w nowym Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury (7) z dnia 12 kwietnia 2002 roku. (Dz.U. Nr. 75 ,poz. 690) rozdział 6 – wentylacja § 155 p.3 (wraz z załącznikiem pkt. 2.3.2 ) –„W przypadku zastosowania w pomieszczeniach okien, drzwi balkonowych i innych zamknięć otworów zewnętrznych o dużej szczelności, uniemożliwiającej infiltracje powietrza zewnętrznego w ilości niezbędnej do potrzeb wentylacyjnych, należy przewidzieć nawiewną wentylację mechaniczną …” Oczywiście już zapomniano o wentylacji wywiewnej. Jakkolwiek, to nowe rozwiązanie techniczne, będzie się wiązało ze wzrostem kosztów budowy takich instalacji nawiewno-wywiewnych, ale taka właśnie jest potrzeba kryterium zdrowotnego. Nawiew świeżego powietrza dla tych pomieszczeń także musi być prawidłowo filtrowany celem eliminacji zanieczyszczeń z zewnątrz. Powrót instalacji powracającego powietrza natomiast, realizowałby zadanie usuwania wszelkich powstałych zanieczyszczeń w pomieszczeniach (otwarcie okien i przewiew pomieszczeń, niestety nie wystarczą ze względu na okresowy charakter tej czynności). Inne budynki natury przemysłowej i użyteczności publicznej z samej swojej natury taką wentylację nawiewno-wywiewną muszą mieć zainstalowana i sprawnie działającą. Tutaj także należy nadmienić uwagę, że operatorzy budynków posiadających już działającą wentylację lub klimatyzację, nie przywiązują dostatecznej uwagi do jej częstej konserwacji dotyczącej czyszczenia i wymiany filtrów. Częsta i okresowa wymiana filtrów, jest podstawowym warunkiem zmniejszenia stężenia zanieczyszczeń w powietrzu oraz ich odpowiednia jakość filtracji, na co konserwatorzy systemów wentylacyjnych nie zwracają dostatecznej uwagi.
Ostatnio pokazuje się dosyć dużo artykułów dotyczących stanu zanieczyszczeń kanałów wentylacyjnych (3 ) oraz sposobu ich czyszczenia. Problem zgoła jest gdzie indziej. Obecne stosowana technika łączenia kanałów wentylacyjnych w Polsce jest z lat 60-tych (łączenie na ramki). Dolna stopka części ramki zainstalowana jest we wewnętrznej stronie kanału wentylacyjnego, co jest kieszenią i miejscem gromadzenia się wszelkich zanieczyszczeń jakie są w powietrzu (patrz rysunek poniżej). Zgromadzone pyły i inne zanieczyszczenia wraz ze wzrostem temperatury i wilgotności powietrza w kanale wentylacyjnym, są znakomitym miejscem na rozwój bakterii ,grzybów i pleśni co potem może spowodować tzw. „syndrom chorych budynków” BSD (Building Syndrom Disease).


Przekrój (ramki pokazanej obok na rysunku) profila kanału wentylacyjnego wyraźnie wskazuje na jej dolny element ramki, który znajduje się wewnątrz kanału wentylacyjnego (kanał jest mocowany pomiędzy dolną podstawę ramki a jej górną częścią ). Rysunek pokazuje przykładową ramkę typu Nexus 25. Na rynku Polskim jest kilkanaście typów używanych ramek, ale zasadniczo ich konstrukcja jest podobna co do charakteru parametru kształtu. Stosowany kształt tych ramek jest głównym winowajcą gromadzenia się zanieczyszczeń w kanałach wentylacyjnych (w ich miejscu łączenia się pomiędzy kanałami) a co za tym idzie, nawiewanych zanieczyszczeń z kanału do pomieszczeń, zwiększając stopień zanieczyszczenia biologicznego powietrza.
Zdecydowana większość projektantów instalacji wentylacji, inspektorów nadzoru wykonywanych instalacji wentylacyjnych, inwestorów oraz Instytucji nadzorujących inwestycje pod względem sanitarno-epidemiologicznym (SANEPID) nie zdaje sobie sprawy, że wszystkie inne kraje o dużym postępie rozwoju technologicznego już 10 lat temu odstąpiły od takiej techniki łączenia kanałów, ponieważ problem zanieczyszczonych kanałów nie dał się rozwiązać w sposób dostatecznie łatwy. Obecnie montowanych (według powyższej techniki łączenia) kanałów wentylacyjnych i ich akcesorii (przepustnice, tłumiki, itp.) – nie da się wyczyścić w sposób dokładny i satysfakcjonujący do standardów czystości powietrza.
Nowoczesna technika łączenia kanałów wentylacyjnych i ich akcesorii (tłumiki, przepustnice, filtry, itp.) polega na technice wywijania końcówki kanału wentylacyjnego w ten sposób aby uzyskać kołnierz do łączenia kanałów i akcesorii na zewnątrz kanału i pozostawić wewnętrzną część kanału gładką, co nie pozwala w miejscu łączenia się kanałów wentylacyjnych na gromadzenie się jakichkolwiek zanieczyszczeń. (patrz rysunek poniżej)

Nowoczesny system łączenia kanałów wentylacyjnych, według techniki TDC, TDF (Transverse Duct Connection, Transverse Duct Flance) lub podobnych, pokazany na powyższym rysunku (po lewej stronie rysunku ), pokazuje jak połączenie i kołnierz jest wykonane z tego samego jednorodnego kawałka blachy, bez zadr, szczelin i jakichkolwiek miejsc gdzie zanieczyszczenia w powietrzu (pył, kurz i inne) mogą się zbierać, działając na szkodę systemu wentylacyjnego i użytkowników pomieszczeń. Prawa strona rysunku pokazuje istotne różnice techniczne. Jak widać, obecnie stosowane ramki do kanałów poprzez swoją konstrukcję wewnętrznego profila, mają miejsce na gromadzenie się wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń, wilgoci, siedliska bakterii, grzybów i pajęczaków. Profile typu TDC, są otwarte i takich miejsc nie posiadają. Są higienicznie czyste. Profil TDC posiada w Polsce atest higieniczny, o które tak postuluje autor (1). Jeśli inwestor, projektant wentylacji i SANEPID, podczas uzgadniania projektu wentylacji – postawiłby taki warunek: wykonywania kanałów wentylacyjnych w technice TDC – nie mielibyśmy syndromu „chorych budynków” oraz nie stwarzalibyśmy zagrożenia w instalacjach wentylacyjnych. Problem znikłby, tak jak znikł w zasadzie w innych krajach używających tej technologii łączenia kanałów i akcesorii (UK, USA, Japonia i inne). Niestety, brak wiedzy i zrozumienia tak istotnej przyczyny powstawania zanieczyszczeń w kanałach wentylacyjnych jak stosowanie ramki do łączenia kanałów i sposobu ich rozwiązania poprzez eliminację ramki i zastosowanie gładkich połączeń typu TDC,TDF lub innych, jest głównym powodem powyższej sytuacji powstawania zanieczyszczeń w technice wentylacji budynków.
B).
Zainstalować odpowiednio skuteczne filtry klasy C, Q, R, S, które filtrowałyby zewnętrzne jak i wewnętrzne (recyrkulacja) powietrze do wymaganych standardów jakościowych.

Rysunek powyżej reprezentuje typowy system wentylacji nawiewno-wywiewnej z recyrkulacją powietrza powrotnego. W komorze mieszania świeże powietrze jest filtrowane przez standartowy filtr FSP a powietrze powrotne jest filtrowane poprzez filtr FWP. Oba filtry w praktyce są filtrami zgrubnymi (klasa A1, B1). Gdyby do tych filtrów został dołożony moduł Filtra Super Dokładnego FSD (klasy C, Q) – otrzymalibyśmy spełnienie warunku filtrowania wszystkich zanieczyszczeń w powietrzu z zewnątrz oraz recyrkulacyjnego .Dodatkową opcją może być instalacja takiego filtra FSD (Klasy C, Q) w centrali wentylacyjnej (Patrz postulat do Ministra Infrastruktury).
Jaki ma być filtr FSD super dokładny o klasie dokładności filtrowania C, Q? Zdecydowanie filtr elektrostatyczny. Filtry takie są proste w obsłudze i konserwacji. Generalnie nie zajmują dużo miejsca, więc jest łatwość instalacji i konserwacji. Skuteczność takich filtrów dochodzi do 99÷100% i spełniałyby one zdrowotne wymagania co do jakości powietrza w obiegu wentylacyjnym budynku. W tabeli poniżej zgodnie z normą (8) ustalono klasy jakości filtrów obowiązujące w naszej technice wentylacji. Jak widać w tabeli tylko klasy C, Q, R, S są odpowiednimi klasami, co do których można powiedzieć, że utrzymają odpowiednie standardy jakości powietrza dla wentylacji pomieszczeń. Przedział, który by satysfakcjonował użytkowników pomieszczeń mieści się pomiędzy 95÷100 % czystości powietrza.
KLASY JAKOŚCI FILTRÓW

Poniżej przedstawiono zgodnie z norma (8) przykłady zastosowań filtrów powietrza w poszczególnych klasach jakości powietrza filtrowanego, gdzie:
Klasa A1, A2 - w instalacjach wentylacji i klimatyzacji w przypadkach jednostopniowego oczyszczania powietrza
- w instalacjach wentylacji i klimatyzacji wymagających wielostopniowego oczyszczania jako filtr wstępny
Klasa B1, B2 - w instalacjach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń o przeciętnych wymaganiach czystości powietrza (np hotele, restauracje, domy towarowe, sale koncertowe, teatry, kina. centrale telefoniczne) jako ostatni stopień filtracji
- w instalacjach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń o wysokich wymaganiach czystości powietrza jako filtr wstępny przed filtrami o wyższej skuteczności filtracji
Klasa – C - w instalacjach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń o wysokich wymaganiach czystości powietrza (np szpitale, apteki, pomieszczenia produkcyjne przemysłu spożywczego, włókien sztucznych. kabiny lakiernicze i suszarnie, pomieszczenia maszyn matematycznych, pomieszczenia czyste klasy M7. M6.51), jako ostatni stopień filtracji
- w instalacjach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń o wysokich wymaganiach czystości powietrza przed filtrami aerozoli koloidalnych
Klasa – Q - w instalacjach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń czystych klasy M6, M5.51) (np. pomieszczenia maszyn matematycznych, pomieszczenia produkcyjne elektroniki, optyki, mechaniki precyzyjnej przemysłu fermentacyjnego, produkcji filmów, sterylne sale operacyjne) jako ostatni stopień filtracji
Klasa – R - w instalacji wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń czystych klasy M5. M4.51) (np. produkcja leków i surowic, hodowla grzybni, produkcja taśm filmowych i magnetycznych, pomieszczenia produkcyjne mikroelektroniki, siłownie jądrowe) jako ostatni stopień filtracji
Klasa – S - w instalacjach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń czystych klasy M4. M3.51) (np. wysoko sterylne stanowiska i kabiny operacyjne) jako ostatni stopień filtracji
- w instalacjach wentylacji wywiewnej z siłowni jądrowych, laboratoriów izotopowych, pomieszczeń radioaktywnych i toksycznych, oddziałów zakaźnych i stacji dezynfekcyjnych

1) Klasy czystości pomieszczeń wg Federal Standard 209 E

KLASY CZYSTOŚCI POMIESZCZEŃ WG FEDERAL STANDARD 209 E

Celem zobrazowania powyższej tabeli, poniżej przedstawiono zakresy wielkości różnych cząsteczek w powietrzu i ich rozmiar:

Prawie główna większość (50%) zanieczyszczeń mieści się w granicach poniżej 0.1μm dlatego tak ważnym aspektem w klasyfikacji i ustaleniu jakości powietrza jest ustalenie przez odpowiednie Rozporządzenie Ministra Infrastruktury do jakiej granicy zanieczyszczeń powinno być filtrowane powietrze w pomieszczeniach mieszkalnych i innych pomieszczeń użyteczności publicznej, ponieważ przykładowe zastosowanie klasyfikacji filtrów w normie (8) jest za mało precyzyjne i pozostawia za dużo swobody do dostawców central wentylacyjnych i projektantów, którzy nie są na ogół za bardzo wymagający nie będąc świadom zagrożeń zdrowotnych. In mniejsze cząsteczki będą wyłapywane, tym droższa będzie instalacja.
Norma filtrów powietrza (8) także pozwala w tabeli porównawczej umieszczonej poniżej określić kompatybilność filtrów pomiędzy różnymi krajami i porównać ich klasy w stosunku do polskich norm. (patrz poniższaj tabela)
PORÓWNANIE KLAS JAKOŚCI FILTRÓW Z KLASYFIKACJAMI ZAGRANICZNYMI

DIN 24 184 Typprufung von Schwebstoffiltern DIN 24 185 Prufung von Luftfiltern fur die allgemeine Raumlufttechnik
ANSI/ASHRAE St. 52.1-1992 Gravimetric and Dust-Spot Procedures for testing Air Cleaning Devices Used in General
Ventilation for Removing Particulate Matter
EUROVENT 4/5 - Method of Testing Air Filters Used in General Ventilation
EN 779:1993 - Particulate air filters for general ventilation - Requirements, testing. Marking

Jaką technikę filtracji powietrza zastosować aby była bardzo skuteczna i tania? Odpowiedź nasuwa się sama. W czasie rozwoju nowoczesnej techniki, elektrofiltry, których koszt parę lat temu był poważną barierą w stosowaniu ich w powszechnym użyciu, teraz jest ogólnodostępny. Technika działania elektrofiltra jest prosta. Poniżej przedstawiony jest opis zasady działania elektro filtra.
Nowoczesny elektrostatyczny filtr wychwytujący drobne cząstki kurzu (poniżej 50 mm) o potencjalnym działaniu przeciw alergizującym i antybakteryjnym, przeznaczony do zapewnienia wysokiej czystości powietrza i ochrony przed alergenami osobom przebywającym w mieszkaniach, pomieszczeniach medycznych, szkołach, urzędach i podobnych pomieszczeniach. Zanieczyszczone powietrze (kurz, bakterie i inne zanieczyszczenia) wsysane jest przez króciec wlotowy przez perforowany ekran, który zapewnia równomierny rozkład strumienia powietrza. Strumień ten dostarczany jest następnie do podstawowego elementu filtra, jakim jest kondensator powietrzny wysokiego napięcia (7 kV) wraz z elektrodami jonizacyjnymi. Przepływające w strumieniu powietrza zanieczyszczenia jonizują się w kontakcie z elektrodą jonizująca (zwykle ujemnie) i zostają przyciągnięte podczas kontaktu z okładką kondensatora, gdzie zostają unieruchomione, uwalniając powietrze z zanieczyszczeń. Efektywność takiego procesu filtracji powietrza, w zależności od rodzaju zanieczyszczeń jest od 95÷100%.

Filtrami elektrostatycznymi można się zająć trochę bliżej i omówić ich przeznaczenie w zastosowaniu ich do systemów wentylacji. Jest szereg różnego rodzaju filtrów elektrostatycznych, które można zaklasyfikować do grup wymienionych poniżej:
Elektrostatyczne filtry sekcyjne (urządzenia ,które są budowane z sekcji kondensatora o różnych wymiarach) i umieszczane są w urządzeniach wentylacyjnych gdzie jest wymagana filtracja o wysokiej skuteczności. Sekcje elektrofiltra mogą być częścią centrali wentylacyjnej, nawiewnika wentylacyjnego lub zamontowane w innym miejscu (np. na przewodzie wentylacyjnym zasilających pomieszczenie wymagające dużej skuteczności filtracji). Filtry tej klasy nazywają się filtrami przepływowymi i występują w obudowie lub bez. Filtry przepływowe nie posiadają własnych napędów wentylacyjnych i wykorzystują tylko przepływ powietrza już uprzednio generowany przez inny układ wentylacyjny (wentylator, centrala, etc). Przykładem takiego elektro filtra jest Antybakteryjny i Anty alergiczny Przepływowy Filtr Elektrostatyczny typu PFE-500 produkcji firmy KOSS pokazany na zdjęciu poniżej.

Filtr pokazany powyżej składa się z obudowy, króćca wlotu zanieczyszczonego powietrza (przed filtrowaniem) i króćca powietrza po filtrowaniu (czyste powietrze i wolne od bakterii i innych zanieczyszczeń). W środku obudowy zamontowany jest elektrostatyczny filtr sekcyjny. Filtr ten jest montowany na instalacji wentylacyjnej nawiewnej, gdzie powietrze jest doprowadzane do danego rejonu pomieszczeń wymagających wysoki stopień czystości.



Elektrostatyczne filtry kompaktowe to filtry, które w swojej konstrukcji posiadają wentylator i w swoim działaniu są autonomiczne i nie potrzebują żadnych innych instalacji wentylacyjnych w celu ich prawidłowego działania. W wielu przypadkach nie ma potrzeby robić całej instalacji o dużej skuteczności filtracji. W takim kontekście powinny być instalowane urządzenia, których ich konstrukcja pozwala na wykonanie zadania filtracji w zakresie pojedynczej jednostki filtracyjnej, umieszczonej w danym pomieszczeniu, które wymaga zwiększonej filtracji powietrza. Są na rynku Polskim już dostępne urządzenia, które są montowane na suficie danego pomieszczenia i filtrują powietrze wewnątrz pomieszczenia poprzez zainstalowany filtr elektrostatyczny. Na rysunku poniżej można zauważyć plenum z wentylatorem. Wentylator zasysa powietrze recyrkulacyjne poprzez filtr zgrubny i przez filtr elektrostatyczny (kondensator), który dosyć skutecznie wyłapuje zanieczyszczenia. Konstrukcja filtra pokazanego poniżej wskazuje, że jest to jednostka samodzielna z własnym wentylatorem, pozwalająca na skuteczną filtrację zanieczyszczeń w pomieszczenie.
System pracy takiego filtra jest następujący: filtr nawiewa powietrze przefiltrowane pod sufitem pomieszczenia w kierunku spiralnym (każda ze stron filtra nawiewa strumień powietrza pod innym kątem) w sposób, aby powietrze zaczęło cyrkulować w pomieszczeniu. Spiralna cyrkulacja powietrza powoduje, że wszystkie zanieczyszczenia w powietrzu są zasysane do wlotu filtra powietrza. Proces ten jest powtarzany parę razy na godzinę powodując, że objętość powietrza w pomieszczeniu jest filtrowana, aż do skutku osiągnięcia wysokiego stopnia czystości. Na rysunku poniżej przedstawiono uproszczony sposób cyrkulacji powietrza.
Zaletą takich filtrów jest możliwość ich pracy bez żadnych przeróbek i adaptacji pomieszczeń.

mgr inż. Walter Kaczorowski
KOSS

Literatura:
1 A.Bukowska, M.Krogulski, A.Struśiński – Jakość powietrza w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi - Informacja Instal nr 2/2000
2 Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA)
3 Krogulski A. - Zagrożenia związane z zanieczyszczeniem przewodów wentylacyjnych – Informacja Instal nr 3/2002
4 Assessment of exposure to indor air polutants. WHO regional European Publication No. 78
5 Dutkiewicz J. - Raport - Ocena działania filtra elektrostatycznego na okoliczność pochłaniania kurzu, drobnoustrojów i endotoksyn – Instytut Medycyny Wsi – sierpień 2002
6 Foit H., Kawalerowicz M., Lubina P. - Średnie miesięczne w sezonie grzewczym liczby wymian powietrza w przypadku wentylacji naturalnej budynków mieszkalnych – Informacja Instal nr 1/2002
7 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn. 12 kwietnia 2002 (Dz. U. Nr. 75 poz. 690) – w spr. warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki….(rozdział o wentyalcji)
8 Polska Norma PN-B-76003 – Filtry Powietrza – Klasy jakości
9 Polska Norma PN-B-76002 – Połączenia urządzeń przewodów i kształtek wentylacyjnych blaszanych
10 Zarządzenie Ministra zdrowia i Opieki Społecznej z dn. 12 marca 1996 w sprawie dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia, wydzielanych przez materiały budowlane, urządzenia i elementy wyposażenia w pomieszczeniach na pobyt ludzi
11 Dz U. Nr. 87 poz 957 Rozporządzenia Ministra Środowiska z dn. 30 lipca 2001 w sprawie wprowadzanie do powietrza substancji zanieczyszczających

Komentarze

W celu poprawienia jakości naszych usług korzystamy z plików cookies. Zgodę możesz udzielić poprzez zamknięcie tego komunikatu. Jeśli nie wyrażasz zgody na przechowywanie na Twoim urządzeniu końcowym plików cookies konieczne jest dokonanie zmian w ustawieniach Twojej przeglądarki. Więcej informacji na temat plików cookies i ochrony danych osobowych znajdziesz w Polityce prywatności.