Čištění jednotek VZT

Vzduchotechnika se stává stále více nutnou součástí celého systému zajištění potřebné kvality vnitřního prostředí budov a součástí provozu musí být vždy pravidelná údržba a čištění. Protože u nás neexistují jednoznačně stanovené právně závazné požadavky na tuto činnost, je převzatá evropská norma ČSN EN 15780 určitým vodítkem, kdy k čištění přistoupit, jakou metodu zvolit i jak provádět kontrolu. Autoři vychází z požadavků uvedené normy, ale hlavním přínosem článku jsou uváděné poznatky z praxe. Zjištění mikrobiální kontaminace zaneseného vzduchotechnického potrubí a zvolené způsoby jeho čištění.
V článku je zpracováno velmi aktuální téma. Čištění vzduchotechniky není vždy jednoduchá záležitost a je dobré, že pracoviště autorů nabízí v této problematice pomoc.

 Recenzent: Zuzana Mathauserová

Úvod

Vnitřní prostředí budov je definováno nejen požadavky tepelně-vlhkostního mikroklima, ale taktéž kvalitou vnitřního vzduchu, tzv. IAQ (Indoor Air Quality). Mezi základní složky IAQ, které mají zásadní vliv na hygienickou nezávadnost vnitřního prostředí, patří mikrobiální, aerosolové a toxické mikroklima. Vzhledem k tomu, že vnitřní prostředí v budovách (zejména vnitřní prostředí velkých shromažďovacích prostorů, čistých prostorů apod.) je tvořeno systémy vzduchotechniky, dlouhodobá kvalita vnitřního vzduchu záleží zejména na čistotě těchto systémů. Článek popisuje optimální postupy při čištění jednotek vzduchotechniky v souladu s ČSN EN 15780.

Legislativa

Z hlediska IAQ rozlišujeme dvě základní skupiny vnitřního prostředí staveb, a to prostředí pracovních prostorů a prostředí pobytových místností a obytných prostorů. Aby byly dodrženy požadované hygienické limity na komplexní řešení IAQ, je nutné zajistit optimální postup čištění vzduchotechnických systémů, které uvedené vnitřní IAQ zajišťují.

Platný, ale nezávazný návod jak v praxi postupovat, představuje ČSN EN 15780 Větrání budov – Vzduchovody – Čistota vzduchotechnických zařízení. Norma stanovuje všeobecné požadavky a postupy nezbytné pro hodnocení a udržování čistoty vzduchotechnických zařízení včetně:

• klasifikace třídy čistoty,
• hodnocení potřeby čištění,
• stanovení četnosti čištění,
• výběr čisticí metody,
• hodnocení výsledku čištění.

V rámci této normy jsou definovány tři třídy čistoty, které se používají pro různé druhy budovy a typy zařízení. Podle přílohy A lze jednotlivé třídy čistoty aplikovat způsobem uvedeným v tab. 1.

Prezentovaná norma definuje nejen kvalitativní požadavky na danou přijatelnou úroven čistoty, ale taktéž ve své příloze uvádí doporučení, respektive příklad plánu čištění a doporučené třídy těsnosti vzduchotechnických jednotek, potrubních rozvodů apod.

Proto, aby byla zajištěna alespoň minimální pravděpodobnost požadované třídy čistoty vzduchotechnického zařízení během jeho provozu, je v normě prezentována tabulka doporučených intervalů kontroly podle třídy čistoty, viz tab. 2.

Norma tabulku doplňuje odkazem, že vzduchotechnické jednotky vybavené zvlhčováním nebo adiabatickým chlazením, či jednotky umístěné v oblasti s mírným nebo vlhkým klimatem, by měly být kontrolovány nejméně 2× ročně, bez ohledu na využití budovy. Taktéž kontrola a údržba fitrů by měla být prováděna v souladu s doporučením výrobce*)^.

Normou prefrerovaná metoda měření třídy čistoty vychází z finského způsobu odsávací-měřicí metody, kdy se výsledek měření získává tzv. gravimetrickým vyhodnocením množství prachu v g/m² kontrolované plochy jednotky, potrubí apod. V normě (při posuzování třídy čistoty) používaný pojem „přijatelná úroveň čistoty“, je přijatelná úroveň usazeného prachu nového vduchovodu při předání díla zhotovitele uživateli. V praxi toto odpovídá znečištění, které je považováno za přípustné. Tyto třídy čistoty jsou uvedeny v tab. 3.

Mikrobiální znečištění není normou přímo definováno, nicméně jej lze posuzovat na základě hodnot prezentovaných vyhláškou č. 6/2003 Sb. Zde je uvedeno, že požadavky na kvalitu vnitřního prostředí staveb s vyjímkou prostorů vyžadujících nároky na zvýšenou čistotu se pokládají za splněné, nepřekročí-li koncentrace bakterií 500 KTJ/m³ vzduchu a koncetrace plísní nebude vyšší jak 500 KTJ/m³ vzduchu. Všimněme si, že zde nejsou uvedeny jednobuněčné organizmy, a to kvasinky. Uvedené limity se vtahují k aeroskopickému měření vzduchu posuzovaného vnitřního prostoru, nejedná se tedy o hodnoty stěru např. na vnitřních stěnách vzduchotechnické jednotky.

Realita

V této chvíli nejsou dostupné relevantní údaje o vztahu mezi mikrobiálním osídlením vzduchovodů a mikrobiální koncentrací ve vnitřním prostředí. Je však známo, že množení bakterií probíhá geometrickou řadou a rovněž růst plísní v příhodných podmínkách s nadnulovou teplotou a dostatkem živin je rychlý. Prach ve vzduchovodech poskytuje pro jednoduché organizmy živnou půdu a mikrobiologickým vyšetřením bylo zjištěno, že ve vstupních filtrech VZT jednotek je za provozu zachyceno až 70 tis. KTJ plísní na 1 m² filtrační plochy. Při protržení filtrační tkaniny nebo špatném utěsnění filtru, by tento bioaerosol kontaminoval potrubí a proudící vzduch.

V rámci výzkumu na Fakultě stavební VUT v Brně, Ústavu TZB, jsou prováděny experimenty vztahující se k čistotě vnitřního prostředí. Jedním z nich je vysledování i výše popsaného vztahu. V současné době je možné validně kvantifikovat pouze situace, kdy pro zajištění mikrobiálního mikroklima v čistém prostoru musí být mikrobiální kontaminace v prostoru vzduchotechnické jednotky eliminována na maximální hodnoty. Např. na vnitřní stěně VZT jednotky za vstupním filtrem (1. stupněm filtrace), jsou měřeny a zjištěny v běžném provozu koncentrace 25 KTJ bakterií a 4 KTJ plísní na 10 cm^{2 jeho filtrační plochy.}

Standardní (neustále se opakující) pohled na znečištěné části vzduchotechnické jednotky po 6 až 8 měsících provozu je uveden na obr. 1. Prezentovaná jednotka slouží pro klimatizace aseptického operačního sálu a jeho nejbližšího zázemí. Další komentář zdůrazňující nutnost pravidleného čištění není potřeba.

Vzhledem k velké ploše opláštění může být celkové množství znečištění hygienickým rizikem pro kontaminaci vnitřního prostoru. V současné době není známa bezpečná úroven mikrobiálního znečištění vzduchotechniky, která by nebyla hygienickým rizikem pro vnitřní prostředí a nezpůsobila by nárůst KTJ mikroorganizmů v interiéru nad vyhláškou požadovaný limit. Pravděpodobně taková úroven ani neexistuje.

Jediným prostředkem zajištění kvality mikrobiálního mikroklimatu budov vybavených vzduchotechnikou je její pravidelná a pečlivá údržba spojená s čištěním, které odstraní všechen přítomný aerosol, a tím i aerosol živý. V hygienicky závažných případech bude vhodné mechanické čištění spojit s dezinfekcí, která pak dokáže zajistit – jak bylo ověřeno – i nulovou kontaminaci vnitřního povrchu VZT jednotky.

Praxe

Než bude provedena analýza vlastního postupu čištění, uvádíme pro představu některé výsledky z měření počtu živých organizmů vyskytujících se v pravidelně čištěném vzduchotechnickém zařízení obsluhujícím čisté prostory.

Vzduchotechnická jednotka je vybavena na straně přiváděného vzduchu dvěma stupni filtrace. Na straně odváděného vzduchu je jako ochrana deskového rekuperátoru osazen hrubý filtr třídy G4. První stupeň je tvořený kapsovým filtrem třídy G4, druhý stupeň filtrace je kapsový filtr třídy F8. Na obr. 2 je vizuálně prezentován stav znečištění odvodní filtrační komory a v ní osazeného hrubého filtru G4.

Z uvedených jednotlivých filtrů byly odebrány vzorky filtrační tkaniny plošného rozměru 25 cm², a to jak ze špinavé strany, tak z čisté strany filtru (obr. 3).

Po odběru byl proveden standardní postup homogenizace vzorků fyziologickým roztokem. Byla provedena ředící sada, poté byly naočkovány Petriho misky se živnou půdou včetně komplexní kultivace vzorků v inkubátoru při 30 °C po dobu 72 hodin. Vybrané ukázky z kultivace jsou uvedeny na obr. 4.

Výsledky jsou zachyceny v grafech 1, 2 a 3.

Z výše uvedených poznatků jasně vyplývá, že kvalitní filtrace vzduchu je velmi významným nástrojem pro snížení kocentrace jak pevného aerosolu, tak i pro významnou elminaci počtu mikroorganizmů v přiváděném vzduchu. Aby byla filtrace vzduchu účinná, je nutné taktéž zabránit rozmnožování mikroorganizmů v samotném vnitřním prostoru vzduchotechnické jednotky. Z praktických zkušeností při čistění tohoto typu zařízení je možné kvalifikovaně konstatovat, že mezi nejvýznaměji kontaminované místa jednotky patří filtrační komory, zvlhčovací komory a chladicí komory včetně eliminátorů kapek. V další kapitole je zjednodušeně popsán ověřený postup čištění vnitřního prostoru vzduchotechnické jednotky.

Praktický postup čištění vzduchotechnické jednotky v reálném provozu

ČSN EN 15780 ve své příloze B uvádí příklad plánu čištění pro případ znečištění suchým prachem. Zárověň ale, v případě, že hodnocení ukazuje na potřebu čištění, hovoří o nutnosti vypracování konkrétního plánu čištění. Plán čištění předpokládá znalosti:

• požadované činnosti (např. čištění výměníků, odtékání kondezátu apod.),
• cíle (tj. např. dosažení návrhového průtoku vzduchu a tepelného výkonu),
• úkoly (např. kartáčování a vysávání, aplikace rozpouštědel apod.).

Vzduchotechnickými jednotkami se zaobírá příloha C až G. Např. v informativní příloze E je uvedeno: „Čistota zvlhčovačů a souvisejících součástí (u VZT jednotek nebo vzduchovodů) je zásadní pro správnou hygienu, neboť vlhkost značně podporuje množení mikroorganizmů. Stav zvlhčovačů je dobrým ukazatelem potřeby čištění,…“. Uvedený text potvrzuje zcela intuitivně odvoditelný vzájemný vztah čištění a čistoty, nicméně je v praxi zcela běžné, že teprve až vzniknou nevyhovující parametry mikrobiální kontaminace v prostoru, následně se řeší kontaminace a čištění systému VZT, který daný prostor obsluhuje.

Z hlediska postupu čištění vzduchotechnické jednotky jako celku, lze komplexní postup definovat následovně:

• demontáž použitých filtrů,
• demontáž eliminátoru kapek,
• mechanické číštění,
• mokré čištění,
• chemické čištění,
• zpětná montáž vyčištěného eliminátoru kapek,
• montáž nových „čistých filtrů“.

Pro mechanické (suché) čištění je nejčastěji, podle stupně zanešení jednotky pevnými látkami, používáno hrubé čištění kartáčem, následně jemné čištění zametením a vysátím. Pro čištění výměníků (chladič, ohřívač, zpětné získávání tepla apod.) se běžně používá mechanické čištění stlačeným vzduchem. Nejčastější prvky mechanického čištění jsou prezentovány na obr. 5. U mechanického čištění platí pravidlo, že metoda hrubého, či jemného čištění odpovídá stupni znečištění jednotky.

Mokré čištění následuje po mechanickém suchém čištění a jeho úcelem je odstranit všechny mechanické a kapalné částice, které jsou viditelné pouhým okem. Např. se jedná o čištění všech povrchů jednotky, rámu, opláštění, ventilátorů, výměníku, vana na kondezát (velmi důležitá je zvlhčovací komora) apod. Mokré čištění se provádí podle stupně znečištění a typu využití vzduchotechnické jednotky, buď pouze čistou vodou o pokojové teplotě, či roztokem vody a čisticího prostředku o pokojové teplotě s nutným následným druhým omytím čistou vodou. Po mokrém čištění se jednotka musí vytřít do „sucha“.

Po mokrém čištění následuje tzv. chemická fáze čištění, kdy je na předem vyčištěný povrch vnitřních částí jednotky aplikovaná chemikálie. Cílem je maximálně možná eliminace mikrobiálních struktur ve vnitřní části jednotky – dezinfekce jednotky. Nejčastěji se jedná o směs vody a dezinfekčního prostředku, aplikace se provádí rozstřikem mlhy roztoku do všech částí jednotky. Důležitým faktorem je nevynechat, žádné kouty, výměníky, záhyby apod. Po aplikaci se jednotka uzavře a nechá po předem daný čas dezinfekce působit.

Z našich zkušeností s čištěním VZT jednotek obsluhujících čisté prostory nemocničního charakteru jasně vyplývá, že při pravidelné údržbě a komplexním čištění zařízení dochází k významnému poklesu (cca o 50 %) problémů s validací a měřeným počtem mikroorganizmů např. stěry nebo aeroskopem. Pravidelností se v tomto případě rozumí (na základě konkrétního zařízení a charakteru obsluhovaného prostoru) bezpodmínečné dodržování časového harmonogramu čištění. Minimální interval pro čisté prostory je čtvrtletně, pro méně náročné prostory minimálně pololetní provedení komplexního čištění a výměny filtrů.

Vliv konstrukce VZT jednotky

Intezitu znečištění VZT jednotky a snadnost jejího čistění významně ovlivňuje její konstrukce. Například se jedná o odtok kondenzátu řešený zapuštěnou nebo nezapuštěnou vanou, ohřívač, chladič s eliminátorem kapek, volnou komoru. Významné jsou i takové detaily, jako je například provedení svaru okolo trubky odvádějící kondenzát, viz obr. 8. a 9.

Metody a postupy čištění

Při čištění vzduchotechnických jednotek je důležitý i výběr správné metody a postupu. V tomto případě byly testovány 3 základní přístupy pro vyčištění vzduchotechnické jednotky:

• ruční čištění,
• čištění tlakovou vodou,
• čištění tlakovým vzduchem.

Testování bylo opět provedeno na vzduchotechnické jednotce, viz obrázek 7. Test byl proveden pro zjištění nejvhodnější metody z hlediska jejich výsledného vlivu na čistotu jednotky. Ke znečištění jednotky se použily jemné prachové částice, které byly dávkovány do proudícího vzduchu jednotkou. V rámci této simulace došlo k roznesení a usazení částic do všech míst jako za reálného provozu jednotky.

Ruční čištění

U ručního čištění závisí výsledek na celkové konstrukci a uspořádání vzduchotechnické jednotky a také na pečlivosti a odbornosti pracovníků. Jakékoli šroubové spoje představují problematicky čistitelná místa, kterým se musí věnovat delší doba na vyčištění. V některých případech tato místa nejdou vyčistit vůbec a stávají se tak zdrojem šíření plísní, kvasinek a bakterií, viz obrázek 10.

V extrémních případech vyčnívají z plechu dovnitř do jednotky špičky TEX vrutů, případně jsou zde jiné ostré hrany z nezačištěných plechů od rámů výměníků apod. V těchto případech hrozí při nepozornosti i vážné zranění pracovníka včetně možné infekce rány. Uvedené nedokonalosti konstrukce/montáže jednotky značně prodlužují dobu čištění a čištění znesnadňují. Bohužel v současné době se jedná o technický standard mnoha výrobků. Ruční metodou nelze vyčistit lamely výměníků a místa, kam se nedostane lidská ruka. Musí se také počítat s tím, že u větších zařízení je nutno vlézt do jednotky a v případě neodborného počínání je možné zařízení poškodit.

Obecně lze říci, že ruční čištění je ze všech tří testovaných metod nejefektivnější a lze jím dosáhnou téměř kompletního vyčištění vzduchotechnické jednotky.

Čistění tlakovou vodou

Při čištění tlakovou vodou je nahrazena fyzická práce použitím vhodného tlakového čističe, kterým je omyta celá vnitřní plocha jednotky. Tato metoda není vhodná pro čištění celé vzduchotechnické jednotky. Při čištění touto metodou zůstává v jednotce poměrně velké množství vody, která než je setřena, může poškodit citlivé elektronické zařízení v jednotce, zatéct za těsnění do vnitřního pláště jednotky, kde způsobí korozi apod. Z tohoto důvodu je možné čištění tlakovou vodou použít jen v komorách, které mají vany na odvod kondenzátu. Také je potřeba dát pozor na tlak vody, aby např. neponičil lamely výměníků.

Čištění tlakovou vodou nelze doporučit jako metodu pro kompletní vyčištění jednotky a jeho použití je možné pouze v odůvodněných případech (čištění lamel chladiče a eliminátoru kapek).

Čistění tlakovým vzduchem

Čištění tlakovým vzduchem je obdoba čištění tlakovou vodou. Zatímco u tlakové vody jsou nečistoty odplavovány do vany na kondenzát, u tlakového vzduchu dochází pouze k ředění koncentrací nečistot a není takto možné jednotku vyčistit.

Z experimentů vyplynulo, že tlakovým vzduchem není možné jednotku komplexně vyčistit a hodí se pouze na vytěsnění nečistot z nepřístupných míst jednotky (lamely ohřívače).

Závěr

Cílem článku bylo seznámit čtenáře s výsledky praktických měření spojených s čistotou vzduchotechnických jednotek. Výstupy z těchto praktických zkoušek a měření slouží nejen k zjištění kvality procesu čištění, ale také jako technické podklady pro spolupracující soukromé výrobce těchto zařízení. Z článku je zřejmé, že bez kvalifikovaného a pravidelného servisu a údržby (čištění je ústředním faktorem údržby vzduchotechnické jednotky), není možné vzduchotechnické zařízení s ohledem na kvalitu vnitřního vzduchu bezpečně provozovat. Při zanedbání pravidelného čištění dochází ke kontaminaci nejen systému vzduchotechniky, ale i vnitřního obsluhovaného prostoru. V takovém případě se z „pomocníka pro zlepšení kvality vnitřního prostředí v uzavřeném prostoru“ stává tzv. černá skřínka, která spíše působí jako „emitátor“ mikrobiálního a aerosolového znečištění vnitřního prostoru.

S ohledem na znaleckou praxi autora a praktické zkušeností s čištěním vzduchotechnických zařízení, lze bohužel tento stav předpokládat v řadě velkých komplexů budov, kde na čistotu vzduchotechnických zařízení nejsou kladeny tak vysoké požadavky, jako ve zdravotnictví. V poslední době se na nás obracejí např. nájemci obchodních ploch ve velkých obchodních centrech, kteří si stěžují na zvýšenou nemocnost svých zaměstnanců. Typickou větou je: „Když jsme dříve byly sami v nájemních prostorách bytového domu, tak naše nemocnost byla poloviční. Prakticky jsem já, jako majitel, nemocný nebyl“. Nemusíme vysvětlovat, že uvedený jev je důsledkem šíření choroboplodných zárodků vzduchotechnikou a přímo souvisí s čistotou vzduchotechnického zařízení.

V současné době se na Ústavu TZB, Fakultě stavební VUT v Brně vyvíjí nová metoda rychlého a zjednodušeného hodnocení znečištění vzduchotechnického zařízení. Vzhledem k rozsahu problematiky a možnému prostoru psaného slova je možné se s konkrétními dotazy, případně s pomocí při řešení této problematiky obrátit na autory článku nebo na www.technikabudov.cz.

Článek vznikl za podpory výzkumu FAST 2013.

Literatura

1. RUBINA, A.; UHER, P.; HIRŠ, J.: Metodika návrhu, výroby, montáže a provozování vzduchotechnických jednotek v hygienickém provedení, spec. publikace,
   ISBN 80-903586-5-9, Litera Brno.
2. RUBINA, A.; BLASINSKI, P.: Application of theoretical knowledge in the construction of an International clinical and research center, ICRC in the area at the Faculty hospital of St. Anna in Brno, příspěvek na konferenci CLIMA 2013 – 11th REHVA World Congress and the 8th International Conference on Indoor Air Quality, Ventilation and Energy Conservation in Buildings, ISBN 978-80-260-4001-9, Society of Environmental Engineering (STP).
3. RUBINA, A.: Vzduchotechnické systémy pro čisté prostory operačních sálů, STP – územní centrum Brno,
   ISBN 978-80-02-02065-3.
4. RUBINA, A.: Čisté prostory ve zdravotnictví – Vzduchotechnika a čisté prostory – ­konference Institute for International ­Research, Praha 2014.
5. ČSN EN 15780 Větrání budov – Vzduchovody – Čistota vzduchotechnických zařízení.
6. Nařízení vlády 361/2007 Sb. ve změně 68/2010 Sb. ve změně 93/2012 Sb. a změně 9/2013 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci.
7. Vyhláška č. 6/2003 Sb., kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb.
8.  Vyhláška 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby ve znění vyhlášky 20/2012 Sb.

---

Cleaning of air handling units

Cleaning of air handling units is important for ensuring the indoor air quality. Cleaning process is described. The authors describe their own experience with ventilation system cleaning.

Keywords: ventilation, air handling units, units cleaning