Mikrobiální mikroklima budov (III)

Otopné plochy a mikrobiální mikroklima
Datum: 11.1.2016  |  Autor: Ing. Olga Rubinová, Ph.D., Ing. Marcela Počinková, Ph.D., Ing. Pavel Raputa, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, Ústav technických zařízení budov  |  Recenzent: Ing. Libor Kalhotka, Ph.D., Agronomická fakulta Mendelovy univerzity v Brně

Otopná tělesa stejně jako jiná technická zařízení v budovách a obecně každé vybavení v budově vyžaduje občasnou údržbu a očištění. Zatímco u povrchů podlah, nábytku, výplní otvorů, zařizovacích předmětů, apod. je pravidelný úklid obvykle dodržován, prvky otopných soustav, včetně těch koncových v interiéru, jsou velmi často zanedbávány. Cílem tohoto dílu je seznámení s výsledky měření provedených v rámci experimentů zaměřených na mikrobiální zatížení otopných těles různých konstrukčních provedení ve veřejných budovách a rodinných domech.

1. Úvod

Požadavky na mikrobiální mikroklima

Mikrobiální mikroklima je dáno mikroorganismy obsaženými v daném prostoru. Z hlediska hodnocení uvádí metodiku a limitní hodnoty vyhláška 6/2003 Sb. ze dne 16. prosince 2002, kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb, a to těmito dvěma hledisky:

  • V objektech, na něž se vyhláška vztahuje, je nepřípustný viditelný nárůst plísní na zdech a povrchu pobytových místností. Za prokázaný růst plísní na povrchu se ve sporných případech považuje i nález potvrzený odběrem a kultivací na živné půdě.
  • Mimo prostory vyžadující zvýšené nároky na čistotu je stanovena maximální koncentrace bakterií 500 KTJ/m3 vzduchu a maximální koncentrace plísní 500 KTJ/m3 vzduchu. Odběr se provádí aeroskopem podle standartního operačního postupu uvedeného v příloze vyhlášky nebo kultivací na živné půdě. KTJ/m3 značí kolonie tvořící jednotky na jeden metr krychlový vzduchu, udává koncentraci mikroorganismů ve vzduchu.
Tab. 1 Kategorie znečištění ovzduší vnitřního prostředí dle EUR 14988 – koncentrace směsné populace bakterií a směsné populace plísní v ovzduší pobytových místností a domácností
Kategorie znečištěníPobytové místnostiDomácnosti
Bakterie
KTJ/m3
Plísně
KTJ/m3
Bakterie
KTJ/m3
Plísně
KTJ/m3
Velmi nízké< 50< 25< 100< 50
Nízké< 100< 100< 500< 200
Střední< 500< 500< 2500< 1000
Vysoké< 2000< 2000< 10000< 10000
Velmi vysoké> 2000> 2000> 10000> 10000

Diagnostikou stavu budov z hlediska mikrobiální čistoty se v environmentální sekci zabývá i Evropská komise, která v dokumentu EUR 14988 zveřejnila tyto statistické výsledky z mnoha šetření v širokém prostoru EU. Výsledky shrnuje tabulka 1, která vytváří klasifikaci nikoli z hlediska zdravotního rizika, ale pouze třídí dosažené výsledky koncentrace plísní a bakterií v objemové jednotce vnitřního vzduchu. Mikroorganismy jsou obsaženy v běžném prachu, kterým jim skýtá potřebné živiny. Zjištěné hodnoty počtu plísní se pohybují od 1000 do 100 000 KTJ (kolonií tvořících jednotky) v 1 g prachu.

Za hygienické limity jsou považovány koncentrace směsné populace bakterií a směsné populace plísní do a včetně kategorie znečistění střední. Z porovnání hodnot podle užívání prostoru lze vidět, že vzduch v domácnostech vykazuje výrazně vyšší znečištění.

Mikroorganismy a jejich vliv na zdraví člověka

Na kvalitě vzduchu, který vdechujeme, velmi záleží. Dospělý člověk jej denně potřebuje přibližně 12 000 litrů. Bakterie a mikroskopické vláknité houby – plísně jsou významnými alergeny hned za roztoči, prachem a alergeny domácích živočichů. Z hygienického hlediska je závadná i produkce toxických látek. Ty jsou produkovány jak bakteriemi, tak plísněmi. Na rozdíl od ostatních škodlivin v interiéru (mimo roztočů) se mohou mikroorganismy v různých místech či zařízeních ve vnitřním prostředí kumulovat. Charakteristickým rysem mikroorganismů vyskytujících se v budovách je schopnost přežívat a růst i na velmi malém množství živin a za vhodných teplotních a vlhkostních podmínek se velmi rychle množit. S pohybujícím se vzduchem se mohou dostávat do ovzduší vnitřního prostředí a mohou být inhalovány. Uživatelé objektů tak mohou být vystaveni jejich nadměrnému působení. Tab. 2 uvádí výběr plísněmi produkovaných mykotoxinů a jejich vliv na živý organismus.

Tab. 2 Některé mykotoxiny a jejich vliv na živý organismus
ToxinProducent toxinuNegativní účinky na organismus
AflatoxinyAspergillus flavusRespirační nádorová onemocnění
Ochratoxinydruhy Apergillus a PenicilliumKarcinogenní
Patulindruhy Apergillus a PenicilliumZásah do molekul DNA
Trichotecenydruhy Stachybotrys a TrichodermaKarcinogenní

Rozhodně není cílem vytvořit v běžných budovách vnitřní prostředí bez mikroorganismů. Nadměrně používaná desinfekce (likvidace vegetativní formy mikroorganismů) či sterilizace (zahubení veškerých mikroorganismů včetně jejich spor) prostředí a povrchů může mít z dlouhodobého hlediska negativní dopad na člověka. Jeho imunitní systém oslabuje, ztrácí schopnost rychlé reakce a může neadekvátně alergickými projevy reagovat i na neškodné podněty. Cílená a soustavná likvidace mikroorganismů má smysl v prostředích, kde by jejich působení na člověka či technologii mělo negativní dopady (operační sály, farmaceutická výroba apod.). Mikroorganismy detekované na pevných površích nemusí být vždy shodné s mikroorganismy detekovanými z ovzduší.

2. Experimentální sledování vybraných otopných ploch

Mikroorganismy na površích otopných těles

V rámci tohoto experimentálního sledování bylo cílem srovnat výsledky stěrů z povrchů různých otopných těles situovaných v podobném prostředí. Ve stejný den v lednu 2014 byly z vybraných otopných ploch ve veřejných prostorách chodeb FAST VUT v Brně pomocí kontaktních otisků (Dipslide Labm) odebrány vzorky pro kultivaci bakterií a pro kultivaci plísní. Hodnoty byly po kultivaci (celkové počty 3 dny při 30 °C; plísně 5 dní při 25 °C) přepočteny a vyjádřeny jako KTJ (kolonie tvořící jednotky) na m2.

Obr. 1 Deskové otopné těleso v hygienickém provedení a z něho odebrané a vykultivované vzorky bakterií (na žluté destičce) a plísní (na růžové destičce) na chodbě školní budovyObr. 1 Deskové otopné těleso v hygienickém provedení a z něho odebrané a vykultivované vzorky bakterií (na žluté destičce) a plísní (na růžové destičce) na chodbě školní budovyObr. 1 Deskové otopné těleso v hygienickém provedení a z něho odebrané a vykultivované vzorky bakterií (na žluté destičce) a plísní (na růžové destičce) na chodbě školní budovyObr. 1 Deskové otopné těleso v hygienickém provedení a z něho odebrané a vykultivované vzorky bakterií (na žluté destičce) a plísní (na růžové destičce) na chodbě školní budovy
Obr. 2 Přepočtené výsledky kultivace mikroorganismů z různých ploch z různých prostor budov fakulty stavební VUT
Obr. 2 Přepočtené výsledky kultivace mikroorganismů z různých ploch z různých prostor budov fakulty stavební VUT

Sledovanými otopnými tělesy byly:

  • Deskové otopné těleso s lamelou na chodbě budovy E1 (cca 13 let staré).
  • Deskové otopné těleso bez lamel v provedení hygiene na chodbě budovy E2 (cca 2 roky staré).
  • Článkové otopné těleso litinové s čelní plochou na chodbě budovy D (staré více jak 10 let).
  • Podlahový konvektor bez ventilátoru s výměníkem s Al lamelami ve spojovacím krčku budovy D.

Pro informační srovnání byly provedeny stěry i z běžných ploch interiéru budovy.

Bakteriální zatížení sledovaných otopných těles deskových i článkového odpovídá dalším sledovaným plochám v interiéru budovy. Výrazně vyšší jsou počty bakterií u podlahového konvektoru, kde byly rovněž detekovány 3 rody plísní a jejich byly významnější než u ostatních otopných těles.

Tab. 3 Přepočtené výsledky kultivace vzorků z otopných těles
Otopné tělesoBakterie
KTJ/m2
Plísně
KTJ/m2
Rod
Deskové otopné těleso budova E110600nedetekovány
Deskové otopné těleso budova E2181003125Penicillium
Článkové otopné těleso budova D43751800Penicillium
Rhizopus
Podlahový konvektor spojovací most budovy D5875011900Aspergillus
Penicillium
Rhizopus
Obr. 3 Přepočtené výsledky kultivace mikroorganismů z podlahových konvektorů veřejných a neveřejných budov
Obr. 3 Přepočtené výsledky kultivace mikroorganismů z podlahových konvektorů veřejných a neveřejných budov

Na základě výsledků předchozího experimentu byly provedeny odběry vzorků z podlahových konvektorů v dalších veřejných budovách a v budovách neveřejných. Byla použita identická metodika odběrů, tj. pomocí kontaktních otisků.

Sledovanými otopnými tělesy byly:

  • Podlahový konvektor bez ventilátoru v komunikačních prostorách budovy divadla v centru města (v provozu cca 2 roky).
  • Podlahový konvektor v prostoru studovny v pavilonu univerzitní knihovny (v provozu cca 4 roky).
  • Podlahový konvektor v rodinném domě Brno-Řečkovice (stáří cca 10 let).
  • Deskové otopné těleso v rodinném domě Brno-Řečkovice.
  • Podlahový konvektor v rodinném domě Brno-Lesná (stáří cca 2 roky).
  • Deskové otopné těleso v rodinném domě Brno-Lesná.

Oba rodinné domy byly obývány čtyřčlennými rodinami bez domácích zvířat. Otopné soustavy byly provozovány jako nízkoteplotní.

 
Obr. 4 Podlahový konvektor a z něho odebrané a vykultivované vzorky bakterií (na žluté destičce) a plísní (na růžové destičce)Obr. 4 Podlahový konvektor a z něho odebrané a vykultivované vzorky bakterií (na žluté destičce) a plísní (na růžové destičce)Obr. 4 Podlahový konvektor a z něho odebrané a vykultivované vzorky bakterií (na žluté destičce) a plísní (na růžové destičce)Obr. 4 Podlahový konvektor a z něho odebrané a vykultivované vzorky bakterií (na žluté destičce) a plísní (na růžové destičce)
Tab. 4 Přepočtené výsledky kultivace mikroorganismů z podlahových konvektorů veřejných budov a podlahových konvektorů a deskových těles budov bez přístupu veřejnosti
Otopné tělesoBakterie
KTJ/m2
Plísně
KTJ/m2
Rod
Podlahový konvektor divadla7875039400Penicillium
Rhizopus
Podlahový konvektor studovny univerzitní knihovny557002500Penicillium
Podlahový konvektor rodinného domu Brno-Řečkovice185005100Aspergillus
Deskové těleso rodinného domu Brno-Řečkovice78001500Aspergillus
Podlahový konvektor rodinného domu Brno-Lesná13750nedetekovány
Deskové těleso rodinného domu Brno-Lesná44001900Rhizopus

Vyšší počty mikroorganismů byly zaznamenány u všech podlahových konvektorů ve veřejných budovách. Konvektor sám o sobě není zdrojem mikroorganismů, ale jeho konstrukční řešení spojené s nedostatečnou údržbou pomáhá vytvořit prostředí s dostatkem živin. Provozování soustav v nízkoteplotním režimu je ve vyhovujícím rozmezí teplot pro růst mikroorganismů. I umístění těchto těles je ve vztahu ke zdrojům mikrobiálního zatížení nepříznivé, u podlah je koncentrace mikrobů vyšší. Mikroorganismy z podlahových konvektorů spolu s částečkami prachu jsou prouděním vzduchu vnášeny do interiéru budov. Ačkoliv podlahové konvektory s ventilátorem nebyly experimentálně sledovány, lze očekávat, že koncentrace mikroorganismů ve veřejných budovách nebudou u těles bez údržby výrazněji odlišné a naopak jejich distribuce do interiéru budov bude zvýšená. Z nalezených druhů plísní jsou plísně rodu Rhizopus v obytném prostředí méně častým druhem, jsou náročnější na vyšší teplotu a vlhkost, při přemnožení mají vysoký alergenní potenciál.

Růst mikroorganismů na otopné ploše

Cílem dalšího experimentu bylo vytvořit náhled na průběh kontaminace otopné plochy po vyčištění běžným čisticím prostředkem pro úklid v domácnosti, bez antimikrobiální složky. Deskové otopné těleso ve veřejně přístupném prostoru bylo po provedení stěru očištěno a v následném období (po 14, 21, 28 a 35 dnech) sledováno. Stěry byly odebírány stěrovými houbičkami (3M) z prostor lamel a získané vzorky po úpravě kultivovány. Byly použity dvě kultivační látky a to PCA agar pro kultivaci bakterií a agar s antibiotikem pro kultivaci plísní. Vzorky pro kultivaci bakterií byly kultivovány 3 dny při teplotě 30 °C a vzorky pro kultivaci plísní po dobu 5 dní při teplotě 25 °C.

Obr. 5 Průběh kontaminace deskového otopného tělesa mikroorganismy (barevné body jsou různá místa odběru)
Obr. 5 Průběh kontaminace deskového otopného tělesa mikroorganismy (barevné body jsou různá místa odběru)
 

Z obr. 4 je zřejmé, že u tohoto deskového tělesa bylo původních hodnot kontaminace bakteriemi dosaženo cca po necelých 40 dnech, přičemž nárůst plísní je pomalejší. Z průběhu trendu je vidět, že počet bakterií narůstá geometrickou řadou, jak odpovídá charakteru jejich množení

3. Závěr

Otopná tělesa, která svým konstrukčním řešením jsou schopna akumulace prachových částic, vytvářejí živnou půdu pro růst a množení mikroorganismů. V nízkoteplotním provozu nelze uvažovat s pravidelnou termickou desinfekcí. Nízkoteplotní systémy s provozem otopné vody pod 50 °C naopak mohou poskytnout vhodné rozmezí teplot pro růst mezofilních mikroorganismů. Důsledněji je třeba dbát na údržbu takovýchto otopných těles především v budovách veřejných, kde bylo zjištěno jejich mikrobiologické zatížení výrazně vyšší. V prostorách se zvýšenými nároky na vnitřní prostředí z hledisek hygienických, nejsou bez častého, řádného a pravidelného čištění takto konstruované typy těles vhodné vůbec.

Článek byl zpracován s přispěním projektu specifického výzkumu FAST-S-15-2620 Sběr a analýza mikrobiálních struktur ve vybraných prostorách při běžném provozu užívání staveb.

Literatura

  • [1] ČESKO: Vyhláška č. 6/2003 Sb. kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb, 4/2003 Sbírka zákonů 4/2003.
  • [2] KLÁNOVÁ, K. Standardní operační postupy pro vyšetřování mikroorganismů v ovzduší a pro hodnocení mikrobiologického znečištění ovzduší ve vnitřním prostředí. Acta hygienica, epidemiologica et microbiologica číslo 1/2002, Státní zdravotní ústav v Praze, 2001, ISSN 0862-5956
  • [3] RAPUTA, P. Diplomová práce. Otopné plochy a mikrobiální mikroklima, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, 2015
  • [4] KLÁNOVÁ, K. Plísně v domě a bytě. Grada Publishing, a.s., 2013, ISBN 978-80-247-4790-3
  • [5] WANNER H. U. a kol. Biological Particles in Indoor Environment, EUR 14988 EN, 1993 v ed. Indoor air quality & its impact on man, Report No. 12
 
Komentář recenzenta
Ing. Libor Kalhotka, Ph.D., Agronomická fakulta Mendelovy univerzity v Brně
Posuzovaná práce se věnuje velmi zajímavému tématu vztahu mikrobiální kontaminace otopných zařízení a mikroklimatu v prostorách veřejných budov a domácností. Srozumitelnou formou seznamuje čtenáře z řad odborné nemikrobiologické veřejnosti i laiků s touto problematikou včetně výsledků vlastních experimentů.
English Synopsis
Microbial Environment in Buildings (III)

Radiators as well as other technical equipment in buildings, and generally any equipment in a building, require occasional maintenance and cleaning. While on the surfaces of floor, furniture, windows, doors, hygienic facilities, etc. there is usually held regular cleaning, elements of heating systems, including the end elements in the interior, are often neglected. The aim of this work is to familiarize with the results of measurements carried out within the framework of experiments focused on microbial load of different constructional designed radiators located both in public buildings and private homes.

 

Hodnotit:  

Datum: 11.1.2016
Autor: Ing. Olga Rubinová, Ph.D., Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, Ústav technických zařízení budov   všechny články autoraIng. Marcela Počinková, Ph.D., Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, Ústav technických zařízení budov   všechny články autoraIng. Pavel Raputa, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, Ústav technických zařízení budovRecenzent: Ing. Libor Kalhotka, Ph.D., Agronomická fakulta Mendelovy univerzity v Brně



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcích 


 
 
 

Aktuální články na ESTAV.czOstrov chce v Hornické ulici vybudovat byty pro senioryVIDEO: Dům jako dětská stavebnice – skládací systém zdivaNepodceňujte údržbu plastových oken. Předejdete problémům s izolací nebo kováním