В нашей стране у многих людей есть мнение о несущественности данного заболевания: «очередной грипп», «умирают всего три процента», «умирают только люди с сопутствующими заболеваниями» и т. д.
Я приведу только несколько фактов, которые лично для меня были неожиданными и показывающими глобальную опасность коронавирусной инфекции для всех людей:

Вирус гриппа 1918–1919 годов, который получил название «Испанка», унес от 50 до 100 миллионов жизней и быстро обошел Первую Мировую войну по масштабу жертв.

  • Если вы считаете, что за сто лет медицина сильно ушла вперед и сегодня такие эпидемии невозможны, то спешу вас разочаровать — до сих пор лекарство против вирусов не найдено. Человечество научилось эффективно лечить заболевания, передаваемые бактериями (туберкулез, сифилис, холера, столбняк, чума и т. д.) с помощью антибиотиков. Но вот вирусные болезни (грипп, ВИЧ, гепатит, оспа, клещевой энцефалит, корь и т. д.) до сих пор тайна для нашей медицины. Лечение вирусных болезней сегодня, это использование только метода вакцинации, то есть, по сути, самостоятельная выработка организмом защиты от вирусов. Другие методы малоэффективны.
     
  • Вирусы значительно меньше бактерий. Большинство изученных вирусов имеют размер от 20 до 300 нм. Это значит отфильтровать вирусы из воздуха крайне сложно или даже невозможно.
     
  • Инфекционные болезни человека могут иметь различные причины: бактерии, грибки, вирусы. Вирусы в свою очередь убивают любые бактерии, грибы, животных, растения. То есть вирусы это «идеальные убийцы» всего, что состоит из клеток.
     
  • Эксперты из национального института аллергии и инфекционных заболеваний США провели исследование вируса COVID-19. Результаты экспериментов показали, что новый тип коронавируса способен сохранять жизнеспособность в воздухе в течение трех часов. Вирус COVID-19 может «выживать» на таких поверхностях, как пластик и нержавеющая сталь до 72 часов, в отличие от картона, где он функционирует не дольше суток, и меди, где он сохраняется максимум в течение четырех часов.

 

 

Воздушные пути передачи

Традиционно гриппом и ОРВИ, которые тоже вызывается вирусами, люди болеют в зимнее время года. В качестве основной версии объяснения этого факта высказывается мнение, что именно зимой организм человека ослаблен и поэтому становится легкой добычей для вирусов, всегда присутствующих вокруг человека. Однако прошу обратить внимание на еще один факт: в зимний период года люди чаще всего проводят время в закрытых помещениях. Температура в помещениях комфортна для вирусов, расстояние между людьми минимально, поэтому зимой опасность заражения максимально высока. Как правило, летом окна открыты, и происходит воздухообмен помещений с повышенной кратностью, а концентрация вирусов и других микроорганизмов снижена. Зимой окна закрыты, системы вентиляции являются основным средством подачи свежего воздуха в помещения и удаления загрязненного. Вот тут то и появляются множество проблем.

 

Проблема 1: Рециркуляция

Как было отмечено выше, вирус COVID-19 способен сохранять жизнеспособность в воздухе в течение трех часов. Теперь давайте посчитаем, за какое время системы вентиляции с рециркуляцией способны заразить все здание, если в одном из помещений появляется больной вирусом? Скорость воздуха в воздуховодах общественных зданий около 2–5 м/с. Здания условно возьмем 100 метров длиной. Кратность воздухообмена примем 3 в час. Итого максимум через 42 минуты вирус гриппа распространится по всему зданию. А жизнеспособность вне носителя он сохраняет в течение трех часов. То есть в зданиях с рециркуляцией вытяжного воздуха, шансов остаться здоровыми у людей нет.

 

Проблема 2: Регенеративные теплообменники

Утилизация тепла вытяжного воздуха это необходимый процесс для экономии энергоресурсов. Даже не обсуждается тот факт, что это оправдано и необходимо. Однако регенеративные теплообменники, принцип действия которых основан на аккумуляции теплоты и попеременном нахождении в зоне теплого воздуха (вытяжной зараженный воздух) и холодного воздуха (чистый приточный воздух), являются прекрасными переносчиками заражения. По-видимому, методов быстрой дезинфекции рабочего колеса вращающегося теплообменника не придумать, поэтому их применение должно быть ограничено (рис. 1).

Коронавирусная инфекция и системы вентиляции общественных зданий. 3/2020. Фото 1
Рис. 1. Схема утилизации тепла вытяжного воздуха (и заражения приточного) с помощью вращающихся теплообменников.

В качестве альтернативы можно применять рекуперативные (пластинчатые) теплообменники или тепловые насосы. Тепловые насосы самый безопасный вариант, поскольку приточная установка и вытяжная могут быть разнесены друг от друга на значительное расстояние и перетекание загрязненного воздуха в принципе невозможно.

Коронавирусная инфекция и системы вентиляции общественных зданий. 3/2020. Фото 2
Рис. 2. Схема утилизации тепла вытяжного воздуха безопасным пластинчатым теплообменником.

 

Проблема 3: Организация воздухообмена в помещении

Не секрет, что при проектировании минимально необходимого количества воздуха, подаваемого в конкретное помещение, используют метод ПДК. То есть ведется расчет, сколько мы должны добавить свежего воздуха в помещение, чтобы разбавить выделяющие вредности (например CO2) до концентрации ПДК. Ключевое слово — разбавить. ПДК по инфекционным микроорганизмам не существует, поэтому разбавление загрязненного воздуха в три или десять раз ни к чему не приведет, он все равно остается заразным. Какой же выход? Выход в создании в помещении потоков воздуха без их перемешивания. Например, подача свежего воздуха непосредственно в зону дыхания человека (рис. 3).

Коронавирусная инфекция и системы вентиляции общественных зданий. 3/2020. Фото 3
Рис. 3. Подача свежего воздуха в зону дыхания

 

Проблема 4: Неработающие системы вентиляции

Это классическая российская проблема, когда системы вентиляции смонтированы, но по факты выключены. Причин может быть миллион: от безграмотности эксплуатирующего персонала: «Мы включаем вентиляцию на пять минут и проветриваем!», до многочисленных технических проблем в виде повышенного шума, замороженных теплообменников, сгоревших вентиляторов, не смонтированной автоматики и т. д. Поэтому люди сидят в душных помещениях без воздухообмена и гарантированно заражаются друг от друга.

 

Проблема 5: Переток загрязненного воздуха

Источником заражения воздуха в зданиях являются люди, поэтому необходимо соблюдать принцип разделения помещений на условно чистые и загрязненные. Например, если совершенно случайно человек с инфекцией попал в помещение, то системы вентиляции не должны загрязненный воздух через двери или любые другие проемы подавать из этого загрязненного в другие, например коридор. Необходимо создавать разряжение в условно загрязненных помещениях и подпор свежего воздуха в условно чистые. Чтобы при открывании дверей чистый воздух попадал в загрязненные помещения, но не наоборот.

 

Проблема 6: Выброс зараженного воздуха

Как правило, вне воздуха помещений болезнетворные вирусы не живут. Солнечная радиация, низкие отрицательные температуры убивают вирусы достаточно быстро. Однако в теплые и пасмурные дни теоретически возможно заражение людей от вытяжных систем. Поэтому необходимо принять меры по максимально высокому выбросу загрязненного воздуха системами вытяжной вентиляции.

Коронавирусная инфекция и системы вентиляции общественных зданий. 3/2020. Фото 4
Рис 4. Выброс вытяжного воздуха выше зоны турбулентности здания.

Точки выброса загрязненного воздуха должны быть как можно дальше от мест забора приточного воздуха и мест нахождения людей. Кроме того, во избежание попадания в здание удаленного зараженного воздуха вытяжные шахты должны иметь высоту, превышающую высоту зоны турбулентности, образуемой ветрами вокруг здания. Не лишними будут системы ультрафиолетового обеззараживания вытяжного воздуха. Если есть риск попадания загрязненного воздуха в приточной воздухозабор, то и на приточном воздухе нужно ставить УФ установки.

Коронавирусная инфекция и системы вентиляции общественных зданий. 3/2020. Фото 5
Рис 5. Схема обеззараживания воздуха УФ излучателями.

 

Выводы и рекомендации

1. Вирусные инфекции будет с человечеством всегда. Регулярно будут происходить вспышки очередного мутированного гриппа, и нам нужно научиться жить с этой проблемой.

2. Воздух, а в нашем случае системы вентиляции, являются главными путями передачи вирусов от человека к человеку. Поэтому грамотное их функционирование обеспечивает сдерживание эпидемий.

3. Рециркуляция в системах вентиляции и кондиционирования резко увеличивает риск заражения. Поэтому предпочтительнее системы прямоточной вентиляции.

4. Затапливающая вентиляция, индивидуальные местные приточные и вытяжные системы уменьшают риск заражения.

5. Регенеративные теплообменники увеличивают риск заражения. Предпочтение нужно отдавать пластинчатым теплоутилизаторам или тепловым насосам. То есть приточный и вытяжной воздух не должны смешиваться.

Эксклюзив СОК