Nejnavštěvovanější odborný portál
pro stavebnictví a technická zařízení budov
estav.tvnový videoportál

Množství CO2 jako měřítko rizika přenosu infekce koronaviry a další pokyny pro větrání

Číselný faktor charakterizující riziko infekce koronaviry nesouvisí jen s koncentrací CO2 ve vzduchu, podle které se volí intenzita větrání. Rozhodují i další parametry, které lze při řízení režimu větrání využít a riziko udržovat na zvoleném limitu.

Úvod

V masových médií se pozornost od infekcí koronaviry přesunula z větší části k jiným tématům. Přispívá k tomu i to, že nákaz a úmrtí významně ubylo. Přesto zde riziko je a nikdo nemá jistotu, že se neobjeví jiná varianta virů. I proto výzkum v této oblasti intenzívně pokračuje a objevují se poznatky, které lze poměrně dobře a rychle uplatnit i v technické praxi, konkrétně při návrhu větracích zařízení a řízení jejich provozu. Intenzita větrání odpovídající běžným hygienickým požadavkům s ohledem na koncentraci CO2 nemusí být v některých případech s ohledem na výši rizika infekce dostačující, přitom v jiných případech může i její nedodržení být postačující. Protože změna intenzity větrání ovlivňuje i potřebu tepla na případné přihřívání vzduchu, snižování rizika infekce úzce souvisí i s vytápěním a zdroji tepla. Při vysokých intenzitách větrání jsou i maximálně zatíženy výměníky tepla zajišťující zpětné získávání tepla z odváděného vzduchu, snižuje se jejich účinnost a i s tímto faktorem je nutné počítat.

Přečtěte si také Decentní decentrální větrání Přečíst článek

Faktory ovlivňující riziko infekce

Berlínský Hermann Rietschel Institut na základě měření proudění vzduchu a s využitím detekce pohybu částic pomocí světelné projekce a vysokorychlostních kamer vyvinul zjednodušený rizikový model určující pravděpodobnost infekce z aerosolů ve vzduchu v místnosti. Jako indikátor se nepoužívá koncentrace CO2, ale dávka CO2 odvozená z průběhu koncentrace CO2 v posuzovaném prostoru, doby pobytu osoby v něm, z fyzické aktivity osoby, tedy intenzity dýchání a z použití/nepoužití ochranné roušky, respirátoru.

Model je založen na již ověřeném modelu infekční dávky, vyhodnocení 25 zdokumentovaných ohnisek a nových matematických výpočtech. V současnosti probíhá v posluchárnách Technické univerzity Berlín provozní test. Ohnisko infekce je definováno jako jakákoli infekce, kdy jedna osoba nakazí více než jednu další osobu. Zkoumané případy pocházejí nejen z Německa, ale i z dalších míst celého světa.

Stanovením DNA viru u infikovaných lidí bylo možné přesně určit, kdo koho nakazil. Důležitými údaji jsou například spolehlivý počet všech nakažených během propuknutí infekce, přesný počet přítomných, kdo na jakých místech a jak dlouho byl a co přesně původci nákazy i nakažení dělali. Nesmí chybět informace o provozním stavu větrání.

Ke stanovení konkrétního doporučení k prevenci, jako je maximální počet lidí v místnosti nebo nezbytný proud čerstvého vzduchu, použili vědci základní rovnice popisující dynamiku infekce, které byly vyvinuty v 50. a 70. letech 20. století.

Obr. Porovnání (bezrozměrového) rizikového faktoru xr ze zjednodušeného modelu rizika pro různé každodenní situace. Délka pobytu se v jednotlivých případech liší. Předpokládá se plný pracovní nebo školní den, návštěva kina nebo restaurace je odpovídajícím způsobem kratší. Referenční hodnota je xr = 1 platí pro půlhodinový pobyt v supermarketu s rouškou. Hodnota xr je nezávislá na variantách viru. [1]
Obr. Porovnání (bezrozměrového) rizikového faktoru xr ze zjednodušeného modelu rizika pro různé každodenní situace. Délka pobytu se v jednotlivých případech liší. Předpokládá se plný pracovní nebo školní den, návštěva kina nebo restaurace je odpovídajícím způsobem kratší. Referenční hodnota je xr = 1 platí pro půlhodinový pobyt v supermarketu s rouškou. Hodnota xr je nezávislá na variantách viru. [1]
 
Obr. Vliv různých preventivních opatření uplatněných na ohnisko infekce. Červený sloupec představuje virovou zátěž, respektive rizikový faktor. Modré sloupce potenciál snížení faktoru rizika šíření infekce různými opatřeními. [1]
Obr. Vliv různých preventivních opatření uplatněných na ohnisko infekce. Červený sloupec představuje virovou zátěž, respektive rizikový faktor. Modré sloupce potenciál snížení faktoru rizika šíření infekce různými opatřeními. [1]

Z obrázku je zřejmé, že i při kombinaci různých opatření uplatněných na ohnisku nákazy se nelze infekci zcela vyhnout a může dojít k infekcím, pokud je virová zátěž dostatečně vysoká. Malé zvýšení virové zátěže faktorem 10, např. z 108 na 109, by se pravděpodobně mohlo kompenzovat nošením obličejových masek a pravidelným větráním (viz modré sloupce „face mask“ + „1000 ppm“). Je-li možné se vyhnout vstupu zdroje viru do místnosti, je to nejúčinnější preventivní opatření.

Z měření na vyšetřovaných ohniscích infekce bylo odvozeno, že ke vzniku pozorované míry virových onemocnění byla nutná virová zátěž alespoň 108 (počet kopií viru v 1 ml vzduchu). Virová nálož odhadnutá z výtěru může nadhodnocovat zátěž člověka prostřednictvím aerosolu, protože člověk je obecně považován za infekčního, nezávisle na přenosové metodě, když virová zátěž z výtěru je 106 virových kopií/ml. Virová emise infikované osoby je dominantním ovlivňujícím faktorem, ale významný vliv mají tři další aspekty:

  • situační aspekty
  • osobní aspekty vnímavých osob
  • preventivní opatření.

Vyšší aktivita, jako je například zpěv nebo fyzická aktivita, sama o sobě nemusí nutně vést k šíření infekce. Přitom i nižší aktivita může být zdrojem nákazy, pokud jsou jiné stavy nepříznivé, např. vysoká virová nálož, neúčinná preventivní opatření aj.

Doba vystavení riziku nákazy je důležitá

Měření okamžité koncentrace CO2 v místnosti je dobrým měřítkem pro posouzení kvality vzduchu a stanovení potřeby, kdy větrat, ale nepostačuje k posouzení míry rizika infekce. Neboť neexistuje limit, tj. bezpečný práh CO2 pro šíření infekce. Proto vědci navrhli jako indikační prostředek použít dávku vdechnutého CO2 za dobu, po kterou je člověk této koncentraci vystaven. Tento indikátor nyní vědci testují v posluchárnách TU Berlín. Indikátor mimo jiné umožňuje využití aplikace pro chytré telefony, která každému studentovi vytvoří osobní rizikový profil v závislosti na délce jeho pobytu v různých prostorech s různou koncentrací CO2.

Matematicky popsaný rizikový model mohou využívat nejen další výzkumníci, ale je vhodný i pro specialisty odpovídající za hygienu, ventilační techniku a management budov, pořadatele akcí aj.

Intenzita výměny vzduchu udává, jak často se za určité časové období vymění celý objem vzduchu v místnosti. Objemový průtok udává, kolik neznečištěného čerstvého vzduchu je přiváděno na osobu a dobu pobytu. A to poskytuje informace pro stanovení dávky CO2, a tedy předpokládaného rizika infekce pro dimenzování ventilačních systémů a řízení jejich provozu. Riziko infekce není možné řídit jen na základě intenzity větrání.

logo
Obr. Zjednodušená pomůcka pro určení rizika infekce koronaviry v místnosti v závislosti na střední hodnotě koncentrace CO₂ během doby pobytu v místnosti, doby pobytu v místnosti, úrovni fyzické aktivity a na použití ochranné pomůcky. Pomůcka je volně k použití na https://hri-pira.github.io/co2/
Obr. Zjednodušená pomůcka pro určení rizika infekce koronaviry v místnosti v závislosti na střední hodnotě koncentrace CO2 během doby pobytu v místnosti, doby pobytu v místnosti, úrovni fyzické aktivity a na použití ochranné pomůcky. Pomůcka je volně k použití na
https://hri-pira.github.io/co2/.
 

Zdroje

  1. SARS-CoV-2 Aerosol Transmission Indoors: A Closer Look at Viral Load, Infectivity, the Effectiveness of Preventive Measures and a Simple Approach for Practical Recommendations. Martin Kriegel 1, Anne Hartmann 1, Udo Buchholz 2, Janna Seifried 2, Sigrid Baumgarte 3, Petra Gastmeier 4. 1 Hermann-Rietschel-Institut, Technical University of Berlin, Germany; 2 Department for Infectious Disease Epidemiology, Robert Koch Institute, Berlin, Germany; 3 Local Health Authority “Hamburg-Nord”, Hamburg, Germany; 4 Institute for Hygiene and Environmental Medicine, Charité-University Medicine Berlin. (https://mdpi-res.com/d_attachment/ijerph/ijerph-19-00220/article_deploy/ijerph-19-00220-v3.pdf)
  2. Praktische Anwendung von vereinfachten Prognose-modellen zur Einschätzung des Infektionsrisikos über Aerosol bei SARS-CoV-2 und der Effektivität von nichtmedizinischen Präventivmaßnahmen, Anne Hartmann 1, Petra Gastmeier 2, Martin Kriegel 1. 1 Technische Universität Berlin, Hermann-Rietschel-Institut, 2 Charité-Universitätsmedizin Berlin, Institut für Hygiene und Umweltmedizin. (https://www.ggberlin.de/public/GGN_01-2022_praxisempfehlungen_hri-tub_charite.pdf)
  3. Corona-Maßnahmen: Auf die CO2-Dosis kommt es an. (https://www.tga-fachplaner.de/tags/meldungen)
 
 
Reklama