Mikroorganizmy w systemach ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji powietrza (HVAC)

Wiele mikroorganizmów, szczególnie niektórych gatunków grzybów i bakterii, jest dobrze znanych z tego, że dobrze rozwijają się w ciemnych i wilgotnych środowiskach systemów HVAC. Po rozwinięciu się danej kolonii, organizmy mogą się rozprzestrzeniać po całym budynku, w którym działa system HVAC. Istnieje niebezpieczeństwo przekroczenia dopuszczalnych poziomów koncentracji patogenów na jaki mogą być narażeni ludzie jeśli systemy HVAC nie są regularnie czyszczone i konserwowane, a nawet jeśli systemy HVAC są czyszczone mogą pojawić się komplikacje: niektórych ekspertów od systemów HVAC niepokoi fakt, że podczas zabiegów czyszczących szkodliwe mikroorganizmy mogą ponownie uwalniać się do środowiska powietrznego.

Pomimo tego, że mikroorganizmy w systemach HVAC są często łagodne, niektóre z nich łączą się z poważnymi dolegliwościami, takimi jak alergie i choroby układu oddechowego. Na przykład u niektórych osób z osłabioną odpornością przebywanie w środowisku silnych mikroorganizmów wydobywających się z systemów HVAC może powodować ciężkie infekcje, prowadzące nawet do śmierci. Skutki rozwijania się życia biologicznego w systemach HVAC oraz wpływ takiego rozwoju na jakość powietrza w pomieszczeniach został dokładnie opisany przez Burgea i Battermana (1995). Nie należy zapominać o tym, że miedź może również kontrolować ogólne powstawanie biofilmu, powodując zmniejszone rozprzestrzenianie się infekcji oportunistycznych (gatunki Pseudomonas i Aeromonas, grzyby) oraz ogólnie endotoksyn Gram-ujemnych bakterii w aerozolach uwalnianych przez systemy HVAC, które mogą się przyczyniać do powstawania tzw. Zespołu Chorego Budynku (SBS). Rzeczywiście, niedawne badanie wykazało, że SBS można zmniejszyć o 20% jeśli napromieniowywanie UV jest wbudowane w systemy HVAC, także w tym wypadku wskazując, że miedź może mieć podobnie korzystne właściwości przy kontrolowaniu tego mikrobiologicznie powodowanego syndromu.

Z różnych rodzajów mikroorganizmów, najgroźniejsze są grzyby i bakterie przebywające w środowisku, w jakim działają systemy HVAC. Pewne gatunki grzybów produkują mikotoksyny, które mogą wywoływać podrażnienia, alergie, przykre zapachy i choroby. W środowisku powietrza w pomieszczeniach Morey (1988) odkrył stężenia grzybów o wahaniach wielkości sześciu rzędów (na poziomie 10-107 jednostek CFU na metr sześcienny (CFU/m3) w 21 budynkach handlowych. Nie bez znaczenia jest fakt, że najwyższy odczyt miał miejsce w odległości zaledwie 3–6 stóp od cewki chłodzącej, co wskazuje, że cewka była źródłem zanieczyszczeń.

Warto przytoczyć następujące dane dotyczące stężeń bakterii w pomieszczeniach:

– Pelikka i in. (1986) donosi o stężeniach bakterii na poziomie 80–120 CFU/m3 (2,3–3,4 CFU/ ft3) w badaniu przeprowadzonym na 4 domach i na poziomie 5–50 CFU/m3 (0,14 – 1,4 CFU/ft3) w 3 biurowcach.

– Hugenholz i Fuerst (1992) badali stężenia bakterii na dobrze utrzymanej cewce chłodzącej w zespole doprowadzającym powietrze i odkryli stężenia gatunków Blastobacter na poziomie 105–107 CFU/m3 (104–106 CFU/ft3) na radiatorach wymiennika ciepła. W dalszej części instalacji, stężenia bakterii w powietrzu wynosiły 160–1600 CFU/m3 (4,.5–45 CFU/ft3).

Ze względu na niepokój wywołany niebezpieczeństwem rozwoju mikroorganizmów w systemach HVAC oraz potencjalnym niebezpieczeństwem infekcji bakteryjnych w środowisku powietrza w pomieszczeniach, przeprowadzono różne badania w celu uzyskania lepszej zrozumienia aktywności biologicznej w środowisku, w jakim działają systemy HVAC:

– Hugenholz i Fuerst (1992) przebadali duży system wentylacyjny w budynku handlowym i odkryli duże stężenia bakterii na wszystkich cewkach chłodzących w tym systemie. Znaleziono grzyby na względnie suchych powierzchniach, takich jak niekondensujące cewki podgrzewające oraz innych powierzchniach systemu HVAC. Według tych badaczy, warunki umożliwiające rozwój biologiczny istnieją na wymiennikach ciepła we wszystkich trybach pracy, jednak najlepszymi pod tym względem powierzchniami są cewki chłodzące.

– Eksperymenty Muyshondta i in. (1998) wykazały, że zwykła cewka chłodząca zbiera znaczne ilości aerozolu. Badacze zasugerowali, że ciemne i wilgotne powierzchnie wokół cewek parownika stanowią idealne warunki na rozwój materiału biologicznego.

– Morey (1988) zasugerował, że wilgoć i środki pokarmowe w komercyjnych systemach HVAC stanowią idealne warunki dla rozwoju grzybów.

Materiały biologicznie czynne są przenoszone jako bioaerozole w środowisku powietrza w pomieszczeniach. Na tej podstawie Siegel i Walker (2001) zbadali osad aerozolu biologicznego na radiatorze i wężownicy wymiennika ciepła stosowanego powszechnie w systemach HVAC. Okazało się, że cewki chłodzące oraz wymienniki ciepła są głównymi miejscami gromadzenia się osadu z aerozoli biologicznych dla szerokiego spektrum grzybów i bakterii. Badacze doszli do wniosku, że radiatory aluminiowe na miedzianym przewodzie w wymiennikach ciepła w systemach HVAC są źródłem dużych populacji mikroorganizmów, które mogą wywoływać problemy w jakości powietrza w pomieszczeniach. Jest to prawdopodobnie spowodowane przeżywalnością mikroorganizmów na aluminiowych radiatorach, a nie na miedzianym przewodzie, jak zauważono w badaniu klamki do drzwi opisanym wcześniej (Kuhn, 1983). Zanieczyszczenia biologiczne na cewkach mogą powstawać nawet jeśli populacje mikroorganizmów w powietrzu w pomieszczeniach są względnie małe. Jest tak ze względu na olbrzymie ilości powietrza przesuwającego się po cewkach, co doprowadza do powstania po jakimś czasie osadu populacji mikroorganizmów (można przyjąć, że system chłodzenia powietrza w budynku mieszkalnym w ciągu godziny poddaje recyrkulacji powietrze znajdujące się w danym pomieszczeniu mniej więcej pięć razy). Siegel i Walker ostrzegli, że większość cewek chłodzących jest niedostępnych podczas rutynowych zabiegów czyszczących, oraz że podczas czyszczenia i konserwowania potencjalnie alergizujące i szkodliwe mikroorganizmy mogą być ponownie uwalniane do środowiska powietrza w pomieszczeniach. Preferowanym rozwiązaniem zalecanym w celu wyeliminowania tego problemu jest stosowanie elementów miedzianych lub pokrywanie czy też platerowanie elementów systemów HVAC przeciwbakteryjnym związkami miedzi.

Pobierz: przeciwbakteryjne-wlasnosci-miedzi-i-jej-stopow-w-systemach-HVAC-R.pdf (450KB)