Как соседствуют COVID-19 и климатическое оборудование в доме

В настоящее время человечество стоит перед глобальной проблемой, связанной с распространением по всей планете коронавирусной инфекции COVID 19. Совсем недавно, ВОЗ в первых числах марта официально объявила, что в мире наступает пандемия. Каждый день во всех странах мира фиксируются новые вспышки очагов заболевания, и до сих пор многие не знают, будет ли конец этой пандемии в ближайшие недели или месяцы.

В нашей стране, к сожалению, многие относятся к COVID 19 как к обычному гриппу или ОРВИ. Многие «утешают» себя, что «всего 3%» заболевших умерло от этой болезни, и все они старше 60 лет. Статистика по заболеванию меняется, и уже некоторые страны преодолели барьер смертности в 10%, как это видно на примере Италии.

Приведем пример недавнего прошлого, вернемся на 100 лет назад, когда в мире бушевала «испанка», унесшая по предварительным данным от 30 до 50 млн человеческих жизней, обогнав при этом количество погибших на фронтах Первой мировой войны.

Хотя считается, что медицина далеко ушла в разработка препаратов против опасных заболеваний, с вирусами бороться сложно, практически невозможно. Вспомним ВИЧ, грипп, оспу, клещевой энцефалит, препараты есть, но вирус не остановить, только через вакцинацию можно снизить риск распространения заболевания.
Вирусы всегда меньше по размерам, чем классические бактерии. Все известные вирусы имеют микроскопический размер в диапазоне от 20 до 300 Нм. Это означает, что отфильтровать в обычных условиях вирус визуально в воздухе не получится.
Все инфекционные течения известных болезней человека могут иметь разнообразные причины, в том числе они представлены как бактерии, болезнетворные грибки и разнообразные вирусы. Последние в свою очередь убивают как хорошие бактерии и разнообразные грибы, так и домашних, лесных животных, и растений. По сути, это «идеальный убийца», который состоит исключительно из клеток.
Новая коронавирусная инфекция оказалась намного живучей, так, проведённые опыты американских врачей показали, что на металле COVID 19 сохраняет свою живучесть в течение 5 суток. Отмечены многочасовая «живучесть» инфекции на коробках из-под картона, пластика, нержавейки. Диапазон жизни инфекции от 4 часов до 5 дней. Но это еще не окончательные исследования, ученые подозревают, что COVID 19 может жить дольше, исследования продолжаются до сих пор.

Это интересные факты из истории вирусов

Воздушные схемы передачи вирусов

Принято считать, что традиционный пик классических инфекций гриппа и ОРВИ приходится на зимний период года. В зимний период года организм человека имеет ослабленный иммунитет, который в свою очередь подвергается «атакам» со стороны вирусов. Именно в холодное время года человек большую часть времени проводит в помещении. Температура внутри комнаты будет для вирусов идеальной, и массовое скопление людей будет отличным источником миграции вновь образовавшихся вирусов. Закрытые окна и благоприятная атмосфера будут главными условиями обитания вирусов. Летний период года все окна распахнуты настежь, и поэтому вирусам практически «нечего делать» внутри помещения. Работоспособное климатическое оборудование в зимний период года является единственным источником подачи внутрь помещения чистой воздушной массы и удаления грязного. Вот здесь появляются проблемы, так ли опасен вирус?

Проблема первая – рециркуляция

Как указывалось, выше, вирус сохраняет свою жизнеспособность минимум 3-4 часа. Давайте теперь попробуем рассчитать, за какое примерно время можно будет заразить людей в здании, если в одном из помещений находится больной COVID 19 и одновременно работает вентиляционное оборудование. В общественных зданиях, примерная скорость воздуха внутри вентиляционной конструкции составляет от 2 до 5 м/с. Возьмем для примера здание, которое имеет длину не более чем 100 метров. Для правильного расчета кратности воздуха возьмем значение 3 в один час. Нехитрыми расчетами максимум через 42-46 минут по всему зданию распространяется вирус. Жизнеспособность вне одного носителя составляет 3 часа. То есть, в зданиях с рециркуляцией воздуха заразиться высокий шанс будет практически для всех.

Проблема вторая – регенеративные теплообменники

Для эффективной экономии энергоресурсов в здании предусмотрена система утилизации и сбора тепла, предусмотренные для вытяжного воздуха. Эта задача оправданная и необходимая. Однако, все имеющиеся конструкции регенеративных тепловых конструкций обменников построены по принципу сбора или аккумуляции теплого воздуха с функциональной попеременной задачей нахождения в участке расположения вытяжного воздуха (то есть, сама по себе воздушная масса уже получила заражение), и одновременным присутствием холодного воздуха (очищенные приточные воздушные массы). Такая комбинация создаёт прекрасные условия для переносчика заболевания. В настоящее время нет методов эффективной дезинфекции работающей части конструкции колеса в модульной части вращающегося теплового участка обменника. Это говорит о том, что данная конструкция должна быть максимально ограничена в работе.

Для альтернативного решения проблемы, рекомендуется использовать пластинчатые теплообменники (рекуперативные), или же допускается эксплуатация тепловых насосов. К слову, последние виды конструкций – это безопасный вариант на сегодняшний день, поскольку сама приточная система вытяжки и оборудование могут быть удалены на допустимое расстояние друг от друга, а перетекание образовавшегося в процессе работы загрязненного воздуха в принципе нереально в силу физических особенностей.

Проблема третья - организационная часть воздухообмена в здании/помещении

Как правило, при проектировании климатического оборудования и для расчета минимально допустимого объема воздуха используют метод расчета ПДК. Этот метод необходим для расчета, чтобы понять, какое количество воздуха нужно подать в помещение, чтобы можно было разбавить выделения вредных веществ, например, того же СО2, до необходимой концентрации того же ПДК. Здесь необходимо обратить на одно ключевое слово, нужно разбавить, а как такового ПДК по инфекционным микроорганизмам в природе не существует. Таким образом, разбавляя воздух в 3,5 или 10 раз, он все равно останется заразным. Какой в таком случае будет выход из ситуации? В настоящее время есть один проверенный способ, это создание в помещении одного формата воздушных масс – без перемешивания. Например, классический способ подачи воздуха в зону местонахождения человека.

Проблема четвертая – неработающее климатическое оборудование

К слову, в России есть такая форма работы и обслуживания вентиляционного оборудования, установленного во многих зданиях, но фактически выключено. Причин может быть сотни тысяч: кто-то забыл включить прибор, кто-то экономит на электроэнергии кто-то считает лишним включать вентиляцию в здании. Отсутствие воздуха, как следствие душные рабочие кабинеты, и, если есть один больной коронавирусом, он перезаражает всех в течение нескольких часов и без принудительного воздухообмена.

Проблема пятая - переток загрязненного воздуха

Один человек или сообщество людей являются источниками потенциального заражения, который передается, как правило классическим воздушно-капельным путём. Поэтому, в офисах предусмотрены перегородки и защитные экраны. Все помещения в одном и том же здании, условно делят на чистые и грязные. К примеру, человек, зараженный инфекцией, совершенно случайно попал внутрь одной из комнат в здании. Действующее климатическое оборудование не должно по идее подавать воздух через входные группы, предусмотренные техпланом, например, через двери одной квартиры из загрязненной комнаты в другую, не связанную едиными конструкциями климатического оборудования, например, в проходную комнату или коридор. В этой ситуации нужно создавать так называемое разряжение, в помещениях со статусом загрязненные, и подпирать свежими воздушными массами в условно чистые комнаты или офисные помещения. Такая система нужна для того, чтобы чистый воздух подавался в условно зараженный тип комнаты, а не наоборот.

Проблема шестая - как осуществляется выброс воздуха, имеющий признаки зараженности

Рассмотрим ситуацию, когда в здании и отдельно взятом помещении. Вне участков нахождения воздушных масс в комнатах, как известно, болезнетворные микробы долго не живут. Вирусы, которые хоть и имеют свою природу, эффективно убивает как чрезмерно низкая температура, интенсивное влияние солнечной радиации, сверхвысокая температура воздуха, в том числе искусственным путем. Все внешние факторы «уничтожают» вирусы очень быстро. Однако, есть опасность, что в тёплые и пасмурные деньки есть вероятность того, что теоретически возможно заражение людей. В данном случае необходимо проработать меры по обеспечению максимально быстрого выброса загрязненных воздушных масс, работающими комплексами и установками для вытяжной вентиляции.

Все возможные точки максимального выброса в окружающую среду загрязненного воздуха должны быть предельно отстранены или удалены от зон эксплуатации, где осуществляется забор приточного воздуха, а также не должно быть нахождение людей и животных. При проектировании климатического оборудования, необходимо сконструировать вытяжную шахту (колодец) такой высоты и размером, чтобы она превышала габаритный размер участка или зоны турбулентности, которые образуются вокруг шахты за счет естественных природных воздушных масс. Для дополнительного обеззараживания рекомендуется как в зоне подачи воздуха, так и в зоне выброса устанавливать ультрафиолетовые обеззараживающие установки.

Общие выводы и рекомендации

Вирусные инфекции, как в легкой, так и в тяжёлой форме, всегда будут спутниками человечества. Вспышки инфекций будут, как очаговые, так и локальные, и глобальные. Человечеству нужно жить с этим, и учиться управлять инфекцией, не давая последней «разгуливаться» по миру.
Воздух будет главным источником распространения инфекции, в нашем случае, через современное климатическое оборудование. Заражение от человека к человеку будет осуществляться через зараженный воздух внутри помещения. Грамотное функционирование всех участков и узлов климатических систем внутри одного здания, сдерживает распространение инфекции и локализует опасность.
Риск заражения внутри здания возможно за счет наличия конструкций затапливающего вентиляционного оборудования приточной и вытяжной системы.
Принцип рециркуляции, как и принцип общего кондиционирования будет чрезмерно резко увеличивать случаи и всевозможные риски заражения. В данном случае эффективным решением будет монтаж прямоточной конструктивной части для вентиляции.
Риск заражения внутри помещения возможно за счет наличия регенеративного теплового участка конструкции обменника. Желательно отдавать предпочтение при монтаже климатических установок пластинчатым конструкциям теплоутилизаторов или аналоговых конструкций тепловых насосов. В этом случае, ни приточные массы воздуха, ни тем более вытяжной принцип не должны ни в коем случае смешиваться.