Wpływ wentylacji na warunki zdrowotne w pomieszczeniach

W celu określenia wzajemnych powiązań pomiędzy wentylacją w budynkach nieprzemysłowych a zdrowiem człowieka powstała grupa EUROVEN, zrzeszająca ekspertów z różnych dziedzin nauki: medycyny, toksykologii, epidemiologii i nauk technicznych.

Dokonali oni przeglądu badań naukowych opublikowanych w recenzowanych pismach naukowych i opracowali wnioski, opisujące poziom obecnej wiedzy dotyczącej wpływu wentylacji na zdrowie.

Każde z badań naukowych oceniane było przez dwóch ekspertów. Uwzględniono różne typy budynków nieprzemysłowych: biura, szkoły, budynki mieszkalne itp. Definicję zdrowia przyjęto za Światową Organizacja Zdrowia (W HO1948) jako stan dobrego samopoczucia pod względem fizycznym, psychicznymi i społecznym, a nie tylko jako stan, w którym brak jest objawów chorobowych. W związku z tak szeroką definicją zdrowia w ocenie uwzględniono badania, w których studiowano wpływ wentylacji nie tylko na zdrowie, ale także na warunki komfortu i wydajność pracy. Pojęcia „wentylacja” używano zarówno w celu określenia wydatku wentylacji, jak i typu systemu wentylacji.

Dokonano recenzji 105 opublikowanych badań naukowych, z których odrzucono aż 61, gdyż publikacje te nie zawierały wystarczających informacji dotyczących zależności miedzy wentylacją a zdrowiem, miały niekompletne dane pomiarowe lub nie przeprowadzono w nich poprawnej analizy statystycznej wyników, a także ponieważ nieprawidłowo zakładano, że powietrze zewnętrzne jest nie zanieczyszczone, że systemy wentylacji i klimatyzacji nie są źródłem zanieczyszczeń lub że obciążenia powietrza zanieczyszczeniami pochodzącymi od elementów konstrukcji i wyposażenia budynku są podobne w poszczególnych budynkach, w których prowadzono badania. Spośród pozostałych badań wyodrębniono 14 publikacji, które były źródłem podstawowych informacji z zakresu zagadnień dyskutowanych przez grupę EUROVEN, a dotyczących w szczególności wpływu wentylacji na kształtowanie warunków klimatu wewnętrznego w pomieszczeniach oraz wpływu klimatyzacji na warunki komfortu cieplnego (tabela 4.13).

Tob. 4.13 Prace badawcze zawierające podstawowe informacje dotyczące wpływu wentylacji na kształtowanie warunków klimatu wewnętrznego w pomieszczeniach

Autorzy badań Podstawowe wyniki badań

Berg-Munch i in.1586, Cain i in.1983, Fänger1988 Iwashita i in.1990, Yaglou i in.19“

badania eksperymentalne dotyczące wydatku wentylacji, w celu kontroli jakości powietrza w pomieszczeniach, gdzie głównym źródłem emisji

zanieczyszczeń są ludzie

< M ? “J,Yaglou 1951 badania eksperymentalne dotyczące wydatku wentylacji, w celu kontroli jakości powietrza w pomieszczeniach, gdzie głównym źródłem emisji

zanieczyszczeń jest dym tytoniowy Gunnarsen1997, Knudsen i in.1997,

Knudsen i in.1998

badania eksperymentalne dotyczące wydatku wentylacji, w celu kontroli jakości powietrza w pomieszczeniach, gdzie głównym źródłem emisji

zanieczyszczeń są materiały konstrukcji i wyposażenia budynku Ujörkroth i in.1998 badania eksperymentalne wykazujące, że elementy składowe systemu

wentylacji i klimatyzacji mogą pogorszyć jakość powietrza w pomieszczeniu

wmnö?y,i, Rogot i in.'997 badania zależności pomiędzy śmiertelnością a brakiem klimatyzacji przy występowaniu wysokich temperatur zewnętrznych powietrza

Bverett i Kipp m\ Nardell i in.199‘ badania wskazujące, że wzrost wydatku wentylacji może zmniejszyć ryzyko infekcji

aut. Wargocki P Sundell J B ischof W Brundrett G Fänger P O Gyntelberg F Hanssen S O Harrison P Kckermg A Seppänen O W outers P tłum. Medyńska B red. Wargocki P Gierczycka E

128 ŚRODOWISKO WEWNĘTRZNE

Ponadto wyodrębniono 30 publikacji które zawierały dostateczne informacje dotyczące wpływu wentylacji na zdrowie, warunki komfortu i wydajność pracy (tabela 4.19 i 4.20).

Spośród tych artykułów, 21 opisuje badania naukowe przeprowadzone w Europie, a 9 w USA. Aż 17 publikacji dotyczy badań przeprowadzonych w krajach skandynawskich:

w Danii, Finlandii, Norwegii i Szwecji. Badania opublikowano w 17 recenzowanych pismach naukowych z zakresu zarówno nauk technicznych, jak i medycyny, epidemiologii, higieny przemysłowej i alergologii. Obejmują one badania przeprowadzone w ponad 1000 budynkach różnego typu (biura, budynki użyteczności publicznej, szkoły, budynki mieszkalne, więzienia, domy opieki społecznej), w których w sumie przebywało ponad 65000 osób, w tym dzieci, dorośli i osoby starsze.

Oprócz 2 publikacji (Jaakkola i in.1991, Menzies i in.1993), wyniki badań w skazują że wzrost wydatku wentylacji (tj. ilości świeżego powietrza nawiewanego do budynków) wpływa na poprawę jakości powietrza, zmniejsza występowanie dolegliwości zdrowotnych określonych mianem SBS i absencji chorobowej oraz zwiększa wydajność pracy w biurach (tabela 4.14).

Tab.4.1 Badania naukowe, w których studiowano zależność pomiędzy wydatkiem wentylacji tj. ilości świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczeń a zdrowiem, warunkami komfortu i wydajnością pracy

brak danych Wzrost ilości roztoczy przy zmniejszonym wydatku wenty­

lacji H o g e iin.1994 Bloki więzienne

o 2 1 2 celach wydatkach wentylacji i zbyt dużej liczbie osób przebywa­

jących w celach _

cd. tab.4.14.

brak danych Znaczny wzrost występowania dolegliwości zdrowotnych SBS

brak danych W zrost dolegliwości zdrowot­

nych SBS przy zmniejszonym wydatku wentylacji

Menzies i in.1993 Biurowiec (4) 14 i 30 I/(s-osobę) co stanowiło tylko 7% Milton i in/ 000 Biurowiec (40) 12 i 24 l/(sosobę) 800+900 ppm

i 600 ppm

Biurowiec (160) <13,6 l/(s osobe) i

>13,6 l/(S'OSobę)

brak danych Zwiększona ilość roztoczy przy niskich wydatkach wentylacji Wilinder i in.1998 Szkoła (12) 0,5+5,2

wymiany/godz (1,1+9 l/(s-osobę)); średnio:

1,9 wymiany/godz (4,4 l/(s-osob?))

brak danych Niski wydatek wentylacji związany ze zmniejszeniem

130 ŚRODOWISKO WEWNĘTRZNE

brak danych Zmniejszenie ilości roztoczy i wilgotności względnej przy

Tab. 4.15 Badania naukowe określające związek pom iędzy warunkami zdrowia i komfortu, a typem i stanem higieny systemu wentylacyjnego

Autorzy badań Typ budynku

Mniej dolegliwości zdrowotnych w budynkach z wentylacją naturalną i mechaniczną

Wzrost zachorowań na grypę przy występowaniu recyrkulacji

Fisk i in.1*" Biurowiec (12) Naturalna (3), mechaniczna (3) i klimatyzacyjna (6)

Wyższe ryzyko dolegliwości zdrowotnych SBS w budynkach z klimatyzacją niż w budynkach

Większe ryzyko wystąpienia dolegliwości zdrowotnych SBS w budynkach klimatyzowanych w porównaniu z budynkami z wentylacją naturalną; w budynkach z wentylacją mechaniczną ryzyko to nie jest większe niż w budynkach z wentylacją naturalną

Mendell i in.lvv6 Biurowiec (12) Naturalna (3), mechaniczna (3) i klimatyzacyjna (6)

Częstsze występowanie dolegliwości zdrowotnych SBS w budynkach klimatyzowanych w porów­

naniu 7. hudvnkami z wentylacją naturalną J

Sieber i in .'” ‘> Biurowiec (89) Klimatyzacja Wzrost ryzyka dolegliwości układu oddechowego gdy kanały wentylacyjne były zanieczyszczone i gdy następowało wykraplanie wody w systemie

wentylacyjnym __

S k o v iin .1W Biurowiec (14) Naturalna oraz mechaniczna

Występowanie dolegliwości zdrowotnych SBS w budynkach z wentylacja mechaniczna bardziej powszechne niż w budynkach z wentylacją

Brak zwiększenia ryzyka dolegliwościami zdrowotnych SBS w budynkach z wentylacją mechaniczną. Brak zwiększenia r y z y k a

dolegliwościami SBS przy recyrkulacji powietrza^

--- • • ” 1992

Zweers t m. Biurowiec (61) Naturalna (21), mechaniczna (15) i klimatyzacyjna (25)

Występowanie dolegliwości zdrowotnych SbS bardziej powszechne w budynkach klimatyzo- wanych niż w budynkach z wentylacją naturalną

i mechaniczną. ___

Wyniki badań dotyczących wpływu typu i stanu higieny systemu wentylacji i klimatyzacji na zdrowie ludzi wskazują, źe ryzyko wystąpienia dolegliwości zdrowotnych określonych mianem SBS jest wyższe w budynkach klimatyzowanych niż w budynkach z wentylacją naturalną lub m echaniczną że ryzyko występowania infekcji rośnie, gdy system wentylacji jest wyposażony w działający układ do recyrkulacji powietrza oraz że zanieczyszczone systemy wentylacji i klimatyzacji powodują wzrost dolegliwości zdrowotnych określonych mianem SBS (tabela 4.15). Należy jednak zauważyć, że większość z omawianych badań wykonywana była z im ą na wiosnę lub jesienią i nie uwzględnione są zatem korzyści płynące z klimatyzacji w okresie letnim, kiedy utrzymuje ona warunki komfortu cieplnego (tabela 4.13) i jakość powietrza na wysokim poziomie poprzez regulację temperatury i wilgotności w pomieszczeniu. Wyniki zaprezentowane w tabelach 4.14 i 4.15 podsumowano w postaci następujących wniosków:

1. Wentylacja ma wpływ na kształtowanie warunków komfortu (określonych przez jakość powietrza w pomieszczeniach), zdrowotnych (określonych przez intensywność dolegliwości określonych mianem SBS, liczbę stanów zapalnych, liczbę infekcji, objawów astmy, alergii, oraz przez kilkudniową absencję chorobową). Ma ona najprawdopodobniej również wpływ na wydajność pracy.

2. Zwiększenie wydatku świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczeń biurowych poprawia jakość powietrza. Wydatek poniżej 25 l/s na osobę w biurach zwiększa ryzyko wystąpienia dolegliwości zdrowotnych określonych mianem SBS oraz kilkudniowej absencji chorobowej, a także może zmniejszyć wydajność pracy biurowej. Podobne zależności m ogą dotyczyć również budynków szkolnych, ale ilość danych z tego typu budynków jest niewystarczająca do sformułowania ogólnych wniosków.

3. Na podstawie badań w krajach skandynawskich stwierdzono, że wydatek wentylacji w budynkach mieszkalnych powyżej 0,5 wymiany na godzinę obniża ryzyko występowania roztoczy. W związku z tym, że znana jest dobrze zależność pomiędzy występowaniem astmy i alergii a obecnością roztoczy, wydatek wentylacji poniżej 0,5 wymiany na godzinę może powodować wzrost ryzyka wystąpienia objawów alergii.

4. W budynkach z instalacją klim atyzacyjną istnieje większe ryzyko wystąpienia dolegliwości zdrowotnych określonych mianem SBS niż w budynkach z wentylacją naturalną lub m echaniczną Związane to może być miedzy innymi z takimi czynnikami jak: niewłaściwa konserwacja systemu klimatyzacji (im bardziej skomplikowany jest system klimatyzacyjny, tym większe jest ryzyko wystąpienia uszkodzeń), stosowanie materiałów budowlanych o wysokiej emisji w budynkach klimatyzowanych budowanych po wystąpieniu kryzysu paliwowego w latach 70-tych XX wieku, jak również brak możliwości otwierania okien w budynkach klimatyzowanych. Wniosek oparty jest na badaniach przeprowadzonych z im ą jesienią lub na wiosnę, nie brano więc pod uwagę korzyści płynących z klimatyzacji pomieszczeń w okresach letnich.

5. Niewłaściwa konserwacja, błędy w projektowaniu i użytkowaniu systemów wentylacji i klimatyzacji prow adzą do zwiększenia dolegliwości zdrowotnych określonych mianem SBS. Związane jest to m. in. ze zbyt m ałą odległością pomiędzy czerpnią a wyrzutnią powietrza, z brakiem częstej wymiany zabrudzonych filtrów powietrza, z brakiem czyszczenia przewodów i kanałów wentylacyjnych oraz z brakiem działań zapobiegających wykraplaniu się wody w kanałach wentylacyjnych.

*>■ Oprócz zanieczyszczeń pochodzących od ludzi, w pomieszczeniach występują również inne źródła zanieczyszczeń, takie jak elementy konstrukcji i wyposażenia budynku oraz instalacja wentylacji i klimatyzacji. Należy w miarę możliwości je usuwać oraz uwzględniać przy projektowaniu wydatku wentylacji.

132_________________________________________________________________ ŚRODOWISKO WEWNĘTRZNE

7. Ocenione publikacje naukowe dostarczają wiedzy na temat wpływu wentylacji na zdrowie, warunki komfortu i wydajność pracy. Celowe byłoby jednak przeprowadzenie dalszych badaii dotyczących związku pomiędzy wydatkiem wentylacji a zdrowiem w budynkach szkolnych i mieszkalnych, dla których dane są ograniczone oraz pomiędzy typem systemu wentylacji a efektami zdrowotnymi.

W celu znalezienia możliwych przyczyn pogarszania się jakości powietrza i występowania dolegliwości zdrowotnych w budynkach z obniżoną w entylacją a także w budynkach klimatyzowanych, sformułowano szereg hipotez opisujących rolę jaką odgrywają systemy wentylacji i klimatyzacji w kształtowaniu warunków wpływających na zdrowie ludzi przebywających w budynkach nieprzemysłowych. Oceniono 108 badań naukowych opublikowanych w recenzowanych pismach naukowych pod kątem informacji, które popierają lub odrzucają sformułowane hipotezy (tabela 4.16). Wyniki w skazują że zwiększenie wydatku wentylacji usuwa zanieczyszczenia powietrza i zmniejsza poziom alergenów, a niewłaściwa obsługa i funkcjonowanie systemów wentylacji i klimatyzacji jest potencjalną przyczyną występowania dolegliwości zdrowotnych określonych mianem SBS.

Choć wnioski te nie są oryginalne, stanowią jednak naukowe uzasadnienie faktów dobrze znanych specjalistom z dziedziny wentylacji. Do możliwych przyczyn ujemnego wpływu systemów wentylacji i klimatyzacji na zdrowie ludzi zaliczono niewłaściwy stan higieniczny tych systemów, występowanie przerw w ich pracy, brak kontroli emisji z materiałów, z których wykonano systemy wentylacyjne, stopień zużycia filtrów oraz brak kontroli wilgotności powietrza w kanałach wentylacyjnych, co powoduje wykraplanie się wody.

W skazują one na potrzebę zmian i ulepszeń przy projektowaniu i użytkowaniu systemów wentylacji i klimatyzacji.