MOŽNÉ ŠÍRENIE SA OCHORENIA COVID 19 PROSTREDNÍCTVOM KLIMATIZÁCIE
MOŽNÉ ŠÍRENIE SA OCHORENIA COVID 19 PROSTREDNÍCTVOM KLIMATIZÁCIE
Ing. Vladimír Orovnický, Daikin CE, s.r.o., Bratislava
Je zaujímavé ako sa pohľad na vzduch v poslednom období mení a obavy z toho, čoho sa nadýchneme, v akých priestoroch rozhodujú o tom, na ktoré miesta sa vyberieme a ktorým sa vyhneme. Preto aj všetky systémy, ktoré nejakým spôsobom upravujú vzduch vzbudzujú v nás obavy. Na otázku či právom alebo neprávom ja určite jednoznačne neodpoviem. Téma možného šírenia vírusov prostredníctvom vzduchu a následná infekcia je hrozba, ktorá tu určite existuje. Medializuje sa množstvo informácií ako je klimatizácia nebezpečná, čo však nie je úplne pravdivé tvrdenie.
Vznikli otázky
Prvý zásadný omyl je to, že pod pojmom klimatizácia sa nenachádza jeden identický systém ale pomerne veľa rôznych riešení prakticky šitých na mieru každému priestoru. Je potrebné aby aspoň v krátkosti každá správa v médiách naznačila, čo sa pod tým označením skrýva. Je to komplexný systém slúžiaci na úpravu a výmenu vzduchu alebo je to „klimatizačná“ jednotka slúžiaca na lokálnu úpravu teploty vzduchu bez prívodu čerstvého vzduchu.
Následne si môžeme položiť otázku, či takéto systémy sa môžu stať bariérou pre rozširovanie vírusových ochorení, alebo im môžu napomáhať v rozširovaní. Odpoveď na túto otázku bude zamestnávať množstvo odborníkov určite ešte pomerne dlhú dobu.
Komplexnosť tejto témy skúsim objasniť
na intenzívne medializovanom prípade z Číny
V reštaurácii X v meste Guangzhou Čína došlo k nakazeniu návštevníkov. V období od 26. januára do 06. februára bol detekovaný vírus Covid 19 u 10 členov 3 rôznych rodín (A, B, C). Ich cestovateľská anamnéza bola negatívna. Spätným skúmaním kontaktov a miest sa zistilo, že rodiny navštívili dňa 24. januára na čínsky nový rok reštauráciu X. Konkrétne príznaky boli detegované u osoby A1 dňa 26. januára, takže sa predpokladá, že od tejto osoby sa následne infikovali ďalšie osoby z rodiny A, B, C.
Štúdia č.1 bez použitia experimentálnej metódy
Kompletnú správu a zoznam autorov nájdete na: wwwnc.cdc.gov/eid/article/26/7/20-0764_article.cdc.gov/eid/article/26/7/20-0764_article
Uvádza sa v nej, že Reštaurácia X je klimatizovaná päť podlažná budova. Reštauračná časť na 3 podlaží zaberá plochu 145 m². Vzdialenosť medzi jednotlivými tabuľami stolov je asi 1m. Rodiny A a B sa nachádzali v reštaurácii s prekrývajúcim sa časovým úsekom 53 minút a rodiny A a C s prekrývajúcim sa úsekom 73 minút. Nad stolom C sa nachádzala podstropná klimatizačná jednotka. 24. januára bolo v reštaurácii celkom 91 osôb (83 zákazníkov, 8 členný personál).
Spomedzi 83 zákazníkov bolo ochorením COVID-19 infikovaných 10 osôb; zvyšných 73 bolo bolo umiestnených v karanténe. Počas tohto obdobia sa nevyskytli žiadne príznaky nakazenia. Vzorky výteru z klimatizačného zariadenia (3 z výstupu vzduchu a 3 z nasávania) boli negatívne na Covid 19.
Na základe preskúmania potenciálnych prenosových ciest dospeli k záveru, že najpravdepodobnejšou príčinou tohto ohniska bola kvapôčková infekcia. Prenos vírusu v tomto ohnisku nie je možné vysvetliť iba prenosom kvapôčok. Väčšie kvapôčky (> 5 μm) môžu zostať vo vzduchu iba na krátku dobu a cestovať iba na krátke vzdialenosti, zvyčajne <1 m. Vzdialenosť medzi pacientom A1 a osoby z iných stolov, najmä osoby od stola C, boli všetky > 1m. Silný prúd vzduch z klimatizačného zariadenia by však mohol unášať kvapôčky na dlhšiu vzdialenosť. Autori tiež konštatujú, že štúdia má obmedzenia. Neuskutočnili experimentálnu štúdiu simulujúcu vzdušnú prenosovú trasu.
Dospeli k záveru, že v tomto ohnisku bol prenos kvapôčok vyvolaný klimatizáciou. Kľúčovým faktorom infekcie bol smer prúdenia vzduchu.
Obr.1 Rozmiestnenie stolov a sedenie infikovaných rodín, v červenom krúžku sa nachádzajú infikované osoby, prázdny krúžok označuje osoby, ktoré sa neinfikovali
Štúdia č.2 s použitím experimentálnej metódy
Kompletnú správu a zoznam autorov nájdete na: www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.16.20067728v1
Po zozbieraní demografických údajov, cestovateľskej histórie, expozičnej histórie a príznakov infikovaných jedincov sa tiež získal pôdorys a návrh klimatizácie a ventilačného systému reštaurácie s hodinovými údajmi o počasí z 24. januára. Záznam z bezpečnostnej kamery v reštaurácii bol použitý na analýzu personálnych interakcií (vylúčil bližší osobný kontakt infikovaných osôb) a použitie protipožiarnych dverí v reštaurácii (simuloval sa tak prívod čerstvého vzduchu). Miestnosť má objem 431m³ a je bez prívodu čerstvého vzduchu. Nástenné odsávacie ventilátory v danom čase neboli v prevádzke. V prevádzke bol len odsávací ventilátor na toalete. Prísun vzduchu bol možný len infiltráciou, protipožiarnymi dverami a vstupným výťahom. Rozloženie stolov v miestnosti bolo voči predchádzajúcej štúdii odlišné. Miesto osôb vzhľadom na prísnu karanténu sa použili figúry, ktoré simulovali tepelné zisky. Vo figurínach boli umiestnené žiarovky, ktoré simulovali teplotné zisky osôb. Na stoloch boli simulované tepelné zisky z horúcich jedál tiež pomocou žiaroviek umiestnených na stoloch . Videozáznam potvrdil že v daný deň nakoľko bol čínsky nový rok boli v reštaurácii pridané ďalšie stoly kvôli zvýšeniu kapacity.
Obr č.2 Detailná analýza vybavenia reštaurácie z hľadiska prúdenia vzduchu.
Fialovou farbou je označený "pacient 1". Červenou farbou sú označený nakazení návštevníci. Zlatou farbou zákazníci, ktorí sa nenakazili
Pomocou merania sa najprv odmeral prietok a rýchlosť prúdenia vzduchu cez klimatizačnú jednotku a následne sa simuloval celkový pohyb vzduchu v miestnosti. Prostredníctvom figuranta A1 bol distribuovaný stopovací plyn, ktorý simuloval vydychovanie infikovaných bio aerosólov. Výsledky experimentu s rozpadom stopovacieho plynu ukazujú, že v danej miestnosti v čase medzi 16:00 do 17:00 bola iba 0,77 násobná výmena vzduchu za hodinu a medzi 18:00 -19:30 len 0,56 násobná. Pre objem 431 m³ a 89 ľudí to zodpovedá prívodu vonkajšieho vzduchu 3,744 m³/h a 2,772 m³/h na osobu. Vytváranie pomerne izolovaných častí je aj podporené meraniami etánu, kde najvyššia koncentrácia infikovaného vzduchu je v zóne ABC ale dochádza aj k miešaniu s inými zónami. Videozáznam vylúčil priamy kontakt osôb, alebo dotyk s kontaminovanými predmetmi. Ako už bolo napísané žiadny pracovník obsluhy alebo iný návštevník sa nenakazil. Je dôležité poznamenať, že naše výsledky nepreukazujú, že prenos aerosólu na veľké vzdialenosti SARS-CoV-2 sa môže vyskytovať v akomkoľvek vnútornom priestore, ale tento prenos sa môže vyskytnúť v preplnenom a zle vetranom priestore.
Epidemiologická analýza, experimentálne merania rôznych indikátorov na mieste a simulácia prietoku vzduchu podporujú pravdepodobnosť rozšírenia sa vírusu SARS-Cov-2 prostredníctvom aerosólového rozptylu v zle vetranej a preplnenej reštaurácii X 24. januára 2020.
Čo to znamená pre naše podnikanie ?
Sme hrozba ?
V danej reštaurácii bola nameraná maximálne 0,77 násobná úroveň výmenu vzduchu za hodinu, čo je približne 3,744 m³/h na osobu. V našich podmienka je minimálna požiadavka pre stravovacie zariadenia 5 násobná výmena vzduchu za hodinu a 30 m³/h na osobou. Čiže sa dá povedať, že daná reštaurácia bola absolútne bez vetrania. A v tomto prostredí bola prevádzkovaná klimatizačná jednotka pracujúca len s recirkulačným vzduchom. Prechod vírusu cez jednotku nebol zaznamenaný. Vytvorenie infikovanej obálky v najvzdialenejšej časti miestnosti ABC bol dôsledkom nedostatočného vetrania. Premiešavanie vzduchu medzi jednotlivými zónami sedenia bolo zaznamenané, ale nebola zaznamenaná infekcia inej osoby v tejto zóne.
Škoda, že nie sú k dispozícii údaje o tom, ako by vyzeralo prúdenie vzduchu pokiaľ by boli odsávacie ventilátory v prevádzke. A aké boli dôvody nefunkčnosti týchto ventilátorov, či to bola porucha alebo jednoducho neboli zapnuté.
Jednoznačne to poukazuje na fakt, že nemôžeme aplikovať nejaké všeobecné prehlásenie, že prevádzka klimatizácie, alebo vzduchotechniky je nejakou obrovskou hrozbou. Ja osobne vidím oveľa väčšiu hrozbu v jednoduchom vypnutí takýchto systémov. Áno, za určitých okolností môže zvýšiť riziko infekcie, ale prevádzka takýchto zariadení je riadená nami, takže najväčším rizikom je zlyhanie ľudského faktora. Človek môže špatne alebo nedôsledne vyhodnotiť podmienky prevádzky takýchto zariadení. Veľkou výzvou môže byť do budúcna úprava takýchto systémov na režim „pandemickej prevádzky“ ktorý eliminuje prípadné ľudské zlyhania a povýši potrebu zatlačenia energeticky efektívnej prevádzky takýchto systémov na nižšiu úroveň. Pretože prísun 100% čerstvého vzduchu a adekvátna úprava mikrolimatických podmienok v budovách môžu zabezpečiť zníženie rizika infekcie. Určite pri množstve existujúcich systémov musí byť vykonaná rekonštrukcia, čo samozrejme vyžaduje investičné náklady na druhej strane znížená miera infekcie môže našej spoločnosti znížiť aktuálne ohromné ekonomické škody. Pretože dôraz na strategické budovy ako sú napríklad nemocnice, školy, škôlky či rôzne iné dôležité inštitúcie má obrovský význam. Pokiaľ dokážeme aj v dobe pandémie zabezpečiť prevádzku so zníženým rizikom, môže to mnohým ľudom výrazne uľahčiť život. Celkovo programové vyhlásenie vlády podporuje obnovu budov takže stálo by za úvahu hlavne v tých strategicky dôležitých budovách okrem zníženia energetickej náročnosti sa pozrieť aj na zníženie vírusového rizika. Samozrejme klimatizácia a vzduchotechnika je súčasťou väčšieho celku budov a eventuálne opatrenia by mali byť prijímané komplexne.
Pre jasné posúdenie vírusového rizika pre klimatizáciu a vzduchotechniku
bude potrebné uskutočniť ešte pomerne veľa experimentálnych meraní a štúdií, ale ja osobne do budúcna vidím možnosť toho, že práve takéto systémy pri správnom návrhu a servisovaní skrývajú v sebe obrovský potenciál ochrany pre obyvateľov budov.
Obr.3 Simulovaná disperzia jemných kvapôčok vydychovaných z pacienta A1 (fialová farba ), ktoré sú spočiatku koncentrované v obale oblačnosti zóny ABC. Jemné kvapôčky sa nakoniec rozptýlia do iných zón prostredníctvom výmeny vzduchu a nakoniec sa odstraňujú pomocou ventilátora z toalety. Zóna ABC má jednoznačne vyššiu koncentráciu jemných kvapôčok ako zóna mimo ABC. Ostatní infikovaní pacienti sú uvedení červenou farbou a iní neinfikovaní zlatou farbou.
Viac informácií nájdete v časopise Správy 5/2020