Mikrobiální mikroklima budov

Článek se zabývá analýzou mikrobiální kvality vzduchu v komerčních administrativních prostorách a v čistých prostorách pro zdravotnické účely. Na základě provedeného měření je konstatováno, že vzduchotechnické zařízení může kvalitu vzduchu zlepšovat i zhoršovat a splnění podmínek mikrobiální čistoty v čistém prostoru není zdaleka jen otázkou správného návrhu vzduchotechniky.

Parametry nízké energetické náročnosti budov, které jsou obsaženy v požadavcích na stavby s téměř nulovou spotřebou energie, vedou k instalacím nuceného větrání i v budovách, kde dříve bylo zvykem větrání přirozené. Nucené větrání s sebou přináší mnohé výhody, ale také jistá rizika, zejména hygienická, kdy při nedostatečné údržbě může vzduchotechnické zařízení být zdrojem i distributorem mikrobiální kontaminace vzduchu. Provedli jsme sadu měření mikrobiální kvality v různých budovách s různými výsledky.

Požadavky na mikrobiální mikroklima

V České republice upravuje podmínky mikrobiálního mikroklimatu vyhláška č. 6/2003 Sb., která stanovuje metodu měření i přípustné limity pro pobytové místnosti staveb. Požadovaná odběrová metoda pro posouzení přítomnosti bakterií i plísní je s využitím aeroskopu a limit pro obě kategorie činí 500 KTJ/m³ vzduchu. Stav vnitřního ovzduší je ovšem závislý na prostředí venkovním, kde výskyt bakterií i plísní během roku kolísá ve velkém rozmezí, takže není snadné tuto podmínku splnit. Navíc k tomu přistupují vnitřní zdroje, zejména v důsledku přítomnosti lidí nebo potravin. Vždy se samostatně hodnotí CPM = celkové množství mikroorganismů, které reprezentuje bakterie a plísně. Pokud mezi sebou porovnáme předpis EUR 14988 a Vyhlášku č. 6/2003 Sb. zjistíme, že požadavek podle Vyhlášky č. 6/2003 Sb. spadá podle EUR 14988 do kategorie nízkého až středního znečištění. Lékařské a zejména farmaceutické prostory mají specifické požadavky, které jsou cca o dva řády přísnější a požaduje se podle druhu prostoru koncentrace 0 až 200 KTJ/m³ vzduchu.

Velkoprostorová kancelář s chladicími trámy

S nástupem velkroprostorových kanceláří se vzduchotechnika rozšířila i do administrativních budov. Kromě nuceného větrání je běžná i funkce chlazení, takže vzduchotechnika zajišťuje klimatizaci. Provedli jsme měření mikrobiálního mikroklimatu v administrativní budově v Olomouci, kde komfort pracovního prostředí zajišťuje kombinovaný systém klimatizace s chladicími trámy. Měření bylo provedeno v pracovní den v půli měsíce června, který byl v roce 2017 nadprůměrně teplý. Venkovní koncentrace byly také poměrně nízké, 100 KTJ/m³ CPM a 170 KTJ/m³ plísní. Podlaží je podle obr. 1 členěno na 2 velkoprostorové kanceláře s východní a západní fasádou. Uprostřed jsou komunikační prostory a hygienické a provozní zázemí pro zaměstnance.

Obr. 1 Půdorysné schéma velkoprostorových kanceláří

V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty aeroskopického vyšetření vzduchu v absolutních a relativních hodnotách. Objektivnější posouzení kvality vzduchu vyžaduje oddělení vnitřních a vnějších zdrojů, což se snadno realizuje vyjádřením poměru mezi vnitřní a vnější koncentrací I/E. Doporučená hodnota je menší než 2,0, tj. hodnota aeromikrobů v interiéru by neměla přesáhnout dvojnásobně koncentraci venkovní. Jak je z výsledků vidět, tato podmínka je velmi bezpečně splněna pro plísně, což lze přisoudit filtraci vzduchu při nuceném větrání. Spory plísní mají velikost desítek mikrometrů, proto jsou účinně zachytitelné již na filtrech M5 a lepších. Čisté prostředí kanceláří, absence volně ležících potravin, minimum květin v květináčích znamenají minimalizaci zdrojů plísní v interiéru. Na­opak bakteriologický nález je mnohem vyšší. Přestože limitní hodnoty nejsou překročeny, oproti venkovnímu vzduchu je koncentrace výrazně vyšší. To je průvodním jevem každého prostoru, kde se vyskytují lidé, kteří je do vzduchu ve velké míře emitují. Podobné měření realizované v menších kancelářích s přirozeným větráním ukázalo poměr I/E 2,4 až 4,4. Naopak v rodinných domech, kde se vyskytují běžně různá domácí zvířata, hrnkové rostliny, volně ležící potraviny, příp. koberce a jiné vhodné plochy ke kumulaci prachu, jsou koncentrace plísní zpravidla o řád vyšší než ve strohém pracovním prostředí s pravidelným úklidem a hladkými podlahami.

Kumulaci mikrobiologické zátěže ploch lze diagnostikovat otiskovou metodou, kdy sledovaný povrch je přímo kontaktně otisknut na živnou půdu, která je následně kultivována stejně, jako při jiných způsobech odběru. Na obr. 1 je fotografie živných půd s viditelnými koloniemi bakterií, na horních dvou jsou patrné i kolonie plísní. Na ploše 10 cm² je na těchto površích průměrně 38 KTJ bakterií, což je v prostorách s dlouhodobým výskytem většího počtu lidí běžné. Lidé jsou denně v kontaktu s bakteriemi či sporami plísní, ať v přírodě nebo v budovách. Vzhledem k tomu, že člověk sám je jejich zdrojem, jsou v budovách koncentrace obecně vyšší a kromě výskytu ve vzduchu je můžeme detekovat téměř na každém povrchu v interiéru.

Obr. 2 Kultivované živné půdy bakterií z povrchů administrativních prostorů o velikosti 10 cm², shora: list rostliny (vzrostlého fikusu), horní deska skříně, pracovní stůl.

Čisté prostory ve zdravotnictví

Mezi nejpřísněji hodnocené prostory patří ve zdravotnictví operační sály. Podle prováděných lékařských zákroků jsou zatříděny do tříd dle ČSN ISO 14644-1 z hlediska pevného aerosolu a podle požadavků SUKL LEK17 z hlediska mikrobiální čistoty. Hodnoty pro jednotlivé třídy uvádí tabulka 2. U mikrobiální čistoty je možné využít jak aktivní, tak pasivní metody odběru vzorků. Aktivní metoda spočívá v záchytu mikrobů na živnou půdu při nasávání vzduchu aeroskopem, zobrazuje tedy kvalitu vzduchu v dýchací zóně osob. Pasivní metoda spočívá v zachycení přirozeně sedimentujících částic na živné půdě, čímž tato metoda vystihuje, jak mikrobi dopadají na povrchy. Počtem usazených mikroorganismů v závislosti na době expozice lze odhadnout míru případné kontaminace sledované plochy [1].

Přepočet výsledků není obecně možný, jak je vidět, hodnoty spolu výrazně nekorelují, jak je patrné z výsledků v tabulce 2. K podobnému závěru dochází také [1], kde se konstatuje, že při expozičním čase 15 min. nejsou spadovou metodou detekovatelné koncentrace do cca 400 KTJ/m³, jak CPM tak plísní. Z našich měření nevyplývá tak ostrá hranice, nicméně nulové hodnoty spadu lze získat při hodnotách desítek KTJ/m³ vzduchu zachycených aktivním nasáváním. Výskyt plísní a kvasinek lze běžně eliminovat dostatečnou výměnou vzduchu s vytěsňovacím systémem distribuce vzduchu v místnosti, použitím filtrů pro mikročástice H13/U14 a samozřejmě řízeným pohybem materiálu a osob. U bakterií, které jsou menší než spory plísní a jejichž zdrojem je zejména člověk, který se v prostoru nachází, je situace složitější.

Z hodnot v tabulce 2 je tedy vidět, že zatímco limity na počty částic jsou většinou splněny s velkou rezervou (výsledky jsou o řád menší než povolená hodnota), splnění podmínek mikrobiální čistoty je mnohdy na první pokus neúspěšné a teprve po řádné dezinfekci je limitu dosaženo, a to ještě ne vždy. Místnosti v budově označené B byly na počátku kontaminovány tak, že na povrchu stěny bylo zjištěno 100 KTJ/10 cm². Po prvním čištění a dezinfekci klesla hodnota na 30, po druhém na 22 KTJ/10 cm². Vzorky jsou odebírány otiskovou metodou bodově, nelze takto postihnout celou místnost, ale i tak dobře vypovídají o jen částečné účinnosti dezinfekce – a to se jedná o čištění rovinných, snadno dostupných ploch.

Tato neutěšená situace nás přivedla k otázce, zda samotné vzduchotechnické zařízení může být zdrojem mikrobiální kontaminace. Přestože jak VZT jednotka tak potrubí má kovový povrch, který není příznivým pro růst mikroorganismů, výsledky rozborů byly překvapující. Otiskovou metodou byly odebrány vzorky z vnitřního povrchu VZT jednotky. Na stejné odběrové ploše byly ve VZT jednotce a přilehlém potrubí na čtyřech místech zjištěny povrchové koncentrace kolem 1000 KTJ/10 cm², přičemž žaluzie pro sání vzduchu měla hodnoty o více než řád nižší. Naprosto běžné kancelářské místnosti mají i na podlahách koncentrace mnohonásobně nižší.

Koncentrace mikrobů v ovzduší nemocnic je závažná z toho důvodu, že je zde množství lidí s oslabenou imunitou, kteří se zde léčí s již jinými nemocemi a jsou tudíž náchylní na infekce, které mohou v nemocničním prostředí kromě své původní nemoci získat. Tyto infekce se označují jako nozokomiální nákazy a jejich prevence je pro úspěch celého léčebného procesu významná. Uvádí se [2], že na JIP postihují nozokomiální nákazy až 30 % pacientů a mohou mít závažný průběh. Tyto infekce vyvolávají často původci rezistentní na léky, což ještě podtrhuje význam prevence, protože nejčastější bývá postižení dýchacích cest. Pacienti s umělým dýcháním nemohou využít přirozené obranné mechanismy jako kašel nebo kýchání a jsou tudíž respiračními infekcemi zranitelní. Rovněž (běžné) podávání léků s imunosupresivním účinkem riziko propuknutí nemoci zvyšuje.

Závěr

Z provedených analýz vyplývá, že při provozu budov s lidmi nejsou hodnoty aktuálního ovzduší v budově významně vázány na vnější podmínky, pouze v zimě jsou hodnoty plísní i bakterií nižší než ve zbytku roku. Zajišťuje-li kvalitu vzduchu vzduchotechnické zařízení, pak je dominantním faktorem hygienická úroveň tohoto zařízení. I běžná komfortní klimatizace může vytvářet hygienicky vhodné prostředí, jak ukazuje příklad z administrativní budovy. Naopak i VZT zařízení v hygienickém provedení při nevhodné údržbě může mikrobiální mikroklima zhoršovat. Základem zdravého vnitřního pro­středí je tedy nejen správný návrh zařízení, ale pokud jde o čisté prostory, tak zejména jeho svědomitá údržba spojená s čištěním. Zejména v nemocničním prostředí je totiž relevantní předpokládat, že díky pravidelné dezinfekci všeho druhu se zde místo směsné populace bakterií, která je běžná v jiných budovách, budou vyskytovat vyselektované rezistentní kmeny se silným potenciálem ke kolonizaci jakéhokoli povrchu.

Ing. Olga Rubinová, Ph.D., Ing. Karolína Vyhlídalová
Autorky působí na stavební fakultě VUT v Brně, na katedře TZB.

Literatura
[1] Kunová G., Peroutková J., Pechačová M., Roubal P.: Využití aktivní a pasivní metody při monitoringu mikrobiální kontaminace ovzduší, Mlékařské listy č. 123
[2] Vincent Jean-Louis: Nozokomiální infekce na jednotce intenzivní péče, Lancet, Vol 361, 2003, č. 9374, překlad Vladimír Plesník

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB Haustechnik 2/2018.