Biologiczne parametry klimatu pomieszczeń mieszkalnych i biurowych – regulacja za pomocą gruntowego wymiennika ciepła

dr Bogumiła SzponarBoreas s.c. Architektura i Bioklimat Budynków

Narastanie liczby alergii w XXI wieku

co piąta osoba ma katar sienny

co piąte dziecko w wieku szkolnym ma astmę

co szóste - choruje na alergiczne zmiany skórne

co dwudziesta osoba ma napady pokrzywki

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

% lu

dnoś

ci

1900 1960 2000 2030

?

W Polsce

aż 72% ludności miejskiej uskarża się na katar

sienny. Objawy te wiążą się najczęściej z

występowaniem grzybów pleśniowych, roztoczy i

alergenów zwierząt domowych.

Alergia i alergeny

reakcja immunologiczna, w wyniku której pojawiają się objawy odpowiedzi odpornościowej (immunologicznej), następującej wskutek powtarzającego się kontaktu z alergenami - zwykle nieszkodliwymi substancjami, stale obecnymi w środowisku człowieka

zwykle nieszkodliwe substancje, stale obecne w środowisku człowieka, np. zarodniki grzybów pleśniowych sierść zwierząt kurz pyłki roślin pożywienie jady owadów leki .....

Jak dochodzi do rozwoju alergii?

Alergia jest uwarunkowana wielogenowym defektem genetycznym

Wpływ środowiska zewnętrznego ma istotne znaczenie w uruchomieniu sekwencji reakcji immunologicznych prowadzących do alergii

Kurz - siedziba alergenówzarodniki grzybów domowych

Do rozwoju wszystkie grzyby potrzebują:

pokarmu - podłożem może byc każdy materiał organiczny i wiele nieorganicznych

wilgoci - juz od 55% w powietrzu. Jeśli raz zasiedlą np. drewno, potem same wytwarzają juz wodę na swoje potrzeby

temperatury - poniżej 0ºC grzyby przetrwają, ale się nie rozwijają, zaś 60ºC zabija wiekszość z nich

Penicillium

Stachybotrys

Aspergillus

Aspergillus niger

Aspergillus

O biologii grzybów zarodniki w powietrzu

atak na podłoże

całkowity rozkład podłoża

produkcja owocnika

A

AA

Reakcja alergiczna

A

AA

A

A

A

A

AA

A

A

A

alergenw środowisku

przeciwciała IgEwiążą alergen

ugrupowanie Ag-IgEprzyłącza się do komórki tucznej

i powoduje uwalnianiez niej substancji chemicznychwywołujących widoczneobjawy alergii

Powikłania alergiiDo czego może doprowadzić nie leczona alergia?

Astma w momencie kontaktu oskrzeli z alergenem występują skurcze

mięśniówki oskrzeli, wydzielanie gęstego śluzu, obrzęk i stan zapalny.

Oskrzela chorego na astmę doprowadzają do płuc znacznie mniej powietrza, chory odczuwa duszność. Jest tym faktem podenerwowany, co dodatkowo wzmaga zapotrzebowanie na tlen.

Powietrzu przedzierającemu się przez zwężone meandry oskrzeli towarzyszy świszczący oddech

Badania markerów drobnoustrojów w przedszkolach w różnych strefach klimatycznych

Badania składu mikrobiologicznego powietrza przez oznaczanie markerów bakterii, grzybów i endotoksyn w kurzu sedymentującym w przedszkolach na terenach miejskich i wiejskich w Polsce, Szwecji i Jordanii

Metodami chemicznymi i analitycznymi oznaczyliśmy markery bakterii i grzybów pleśniowych

lato -

Wroclawlato -

Kobierzyce zima -

Wroclawzima -

Kobierzyce

przedszkole

podworko0

5000

10000

15000

20000

25000

ng e

rgos

tero

lu/1

mg

kurz

u

Polska

Grzyby i spory grzybow w powietrzu

w przedszkolu i na podrworku

sommar -

Lundsommar -

Höör vinter -

Lundvinter -

Höör

inne

ute0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

ng e

rgos

tero

l per

1m

g of

dam

m

Sverige

Luftburna svampar och sporer

INNE - UTE

summer -

Ammansummer -

Sahab winter -

Ammanwinter -

Sahab

indoor

outdoor0

100

200

300

400

500

600

700

800

J ordan

Airborne fungi and spores

INDOOR and OUTDOORng e

rgost

ero

l per

1 m

g

dust

summer -

citysummer -

village winter -

citywinter -

village

Sweden

J ordan0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Airborne fungi and spores in dust

in urban and rural environment

Sweden

Poland

J ordan

ng e

rgost

ero

l per

1 m

g

dust

Gruntowy wymiennik ciepła - GWC

żwirowe gruntowe wymienniki ciepła są często używanymi elementami wentylacji i pełnowartościowej klimatyzacji obiektów użyteczności publicznej i domów jedno- i wielorodzinnych, także ze względu na swoje walory higieniczne i ekonomiczne

urządzenie GWC wykorzystywane do klimatyzacji pomieszczeń zbudowane jest według schematu „wlot powietrza zewnętrznego - złoże kamienne/żwirowe - wylot powietrza do pomieszczenia“

Powietrze dostarczane do budynku musi spełniać kryteria czystości mikrobiologicznej

Gruntowy wymiennik ciepła - GWC

Analiza markerów czystości mikrobiologicznej

przeprowadziliśmy analizy w celu określenia ewentualnego zanieczyszczenia powietrza w czasie transportu przez złoże do pomieszczenia

badaliśmy stan mikrobiologiczny powietrza oraz samego złoża, na którym podczas trwania eksploatacji osadzają się pyły i cząstki organiczne, w tym organizmy żywe

badania obejmowały analizę powietrza, tj. cząstek zatrzymywanych na filtrach założonych na wlocie i wylocie GWC oraz analizy osadów (depozytów) na samym złożu kamiennym/żwirowym, użytkowanym bez ingerencji obsługujących przez ostatnie 13 lat

Analiza markerów czystości mikrobiologicznej

Istotą tego badania jest oznaczenie całkowitej ilości bakterii i grzybów, tj. zarówno żywych (rosnących w warunkach laboratoryjnych), jak i martwych (żywe bakterie i grzyby stanowią zaledwie ok. 10% całkowitej masy drobnoustrojów w powietrzu)

Precyzja pomiaru mikroorganizmów w pomieszczeniach zamkniętych jest szczególnie istotna, gdyż obejmuje całkowitą biomasę bakterii, grzybów pleśniowych, ich zarodników oraz fragmenty ścian komórkowych, które zawierają aktywne biologicznie makrocząsteczki pochodzenia bakteryjnego, w tym endotoksyny bakteryjne

Analiza markerów czystości mikrobiologicznej

Podejściem umożliwiającym spełnienie tych wymagań jest analityczne oznaczanie chemicznych markerów mikroorganizmów – unikatowych substancji nie występujących nigdzie indziej w przyrodzie. Metoda umożliwia badanie drobnoustrojów w powietrzu wewnątrz pomieszczeń, z uwzględnieniem komórek żywych, martwych oraz ich szczątków

Analiza markerów czystości mikrobiologicznej

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

nmol

/mg

osad

u

wlot do GWC wylot do GWC

Marker bakterii i endotoksyn

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

pg e

rgos

tero

lu/m

g os

adu

wlot do GWC wylot z GWC

Marker grzybów pleśniowych

Stwierdzono nikłe ilości mikroorganizmów w powietrzu wychodzącym z GWC do pomieszczenia. Ilości wyhodowanych żywych bakterii i grzybów, i chemicznych markerów tych mikroorganizmów wykrytych metodą analityczną były znacznie niższe niż w powietrzu (na złożu) na wlocie (czerpni) do GWC

Analiza markerów czystości mikrobiologicznej- gruntowy wymiennik ciepła

Nie stwierdzono wzmożonego wzrostu bakterii ani grzybów na powierzchni złoża GWC

Badania poświadczają lepszą mikrobiologicznie jakość powietrza po przejściu przez GWC względem powietrza zewnętrznego, a więc filtrujące właściwości urządzenia i zatrzymywanie drobnoustrojów