Bezpośredni i pośredni wpływ wilgotności względnej powietrza na zdrowie w pomieszczeniach został naukowo rozpoznany i potwierdzony w badaniach przeprowadzonych w ostatnich dziesięcioleciach. W niniejszym rozdziale można znaleźć wybór dwóch istotnych prac naukowych.

Podsumowanie najważniejszych wyników stanowi przystępny przegląd dla osób niebędących specjalistami z dziedziny medycyny i stanowi solidną podstawę do uzasadnienia korzyści płynących z zapewnienia minimalnej wilgotności powietrza w celu ochrony użytkowników budynków oraz do wdrożenia tych rozwiązań podczas projektowania nowych budynków lub ich renowacji.

Wpływ wilgotności względnej na zdrowie dróg oddechowych dzieli się na bezpośredni i pośredni: wpływ bezpośredni dotyczy mechanizmów obronnych organizmu człowieka, które zapobiegają przedostawaniu się cząstek chorobotwórczych do dróg oddechowych i ich namnażaniu się w nich. Obejmują one funkcję filtrującą nosa, procesy samoczyszczenia błony śluzowej dróg oddechowych, reakcje immunologiczne, a także inne reakcje obronne i procesy rozkładu. W przeanalizowanych źródłach literaturowych uznaje się za zasadniczo przyjętą prawdę ( ), że niska wilgotność powietrza prowadzi do osłabienia naturalnych funkcji oczyszczających błon śluzowych oraz mechanizmów obronnych organizmu. Najczęściej podawana optymalna wartość wilgotności względnej powietrza pod kątem odporności immunologicznej wynosi od 40 do 60 procent.

Ilustracja: Mechanizmy transportu wdychanych cząstek w drogach oddechowych. (Źródło: RWTH Aachen)

Współczynnik wilgotności względnej ma również pośredni wpływ na żywotność patogenów oraz na zdolność zawieszania się (czas zawieszenia) kropelek zawierających zarazki. Ogólnie rzecz biorąc, klimat otoczenia wpływa na ryzyko zakażenia: Temperatura i wilgotność powietrza mają wpływ na właściwości aerozoli. Wirusy są przenoszone w aerozolach, które składają się z małych kropelek cieczy, rozpuszczonych soli i białek. W suchych warunkach aerozole szybciej się kurczą, stają się lżejsze i dłużej unoszą się w powietrzu. Ponadto temperatura i wilgotność powietrza wpływają na stabilność i żywotność wirusów. W zależności od typu wirusa wpływ wilgotności względnej powietrza jest jednak różnie analizowany w literaturze. Na przykład wirusy grypy ulegają maksymalnej inaktywacji przy średniej wilgotności względnej, a koronawirusy – przy średniej do wysokiej wilgotności względnej. Wysoka wilgotność względna zasadniczo skraca czas zawieszenia cząstek i aerozoli w powietrzu, jednak należy jej unikać ze względu na ryzyko rozwoju mikroorganizmów i powstawania pleśni.

Ilustracja: Wpływ warunków klimatycznych otoczenia na czas zawieszenia aerozoli i żywotność wirusów. (Źródło: RWTH Aachen)

Cząsteczki obecne w powietrzu mogą powodować podrażnienia oczu i infekcje spojówek. Nienaruszony film łzowy chroni powierzchnię oczu przed czynnikami środowiskowymi oraz zapobiega dolegliwościom i dyskomfortowi. Analiza prac naukowych pokazuje, że przy niskiej wilgotności powietrza z jednej strony zmniejsza się produkcja filmu łzowego, a z drugiej strony znacznie wzrasta częstotliwość mrugania. W porównaniu z idealnym zakresem wilgotności powietrza wynoszącym 50–80 procent gęstość komórek kubkowych spojówki, w których powstaje film łzowy, znacznie spada przy niskiej wilgotności względnej powietrza. Również przegląd literatury wskazuje na statystycznie istotne powiązania między suchym powietrzem a zaburzeniami skóry. Suche powietrze w pomieszczeniach może znacznie ograniczyć funkcję ochronną skóry. Przez łamliwy i popękany naskórek mogą przedostawać się cząsteczki, wywołując stany zapalne i dermatozy. Przewlekłe choroby skóry mogą ulec pogorszeniu. W źródłach literaturowych stwierdzono znaczące zaburzenia skóry przy badanych poziomach wilgotności powietrza poniżej 50 procent.

Ilustracja: Czerwone oznaczenia wskazują obszar wysokiej stabilności wirusów przy różnych poziomach wilgotności powietrza. (Źródło: RWTH Aachen)

W podsumowaniu przeglądu literatury RWTH Aachen doszła do wniosku, że przy średniej wilgotności względnej powietrza można znacząco zmniejszyć problemy zdrowotne związane z układem oddechowym, oczami i skórą, a tym samym związane z nimi nieobecności w pracy. Według naukowców w pomieszczeniach zamkniętych należy zatem w idealnym przypadku zapewnić wilgotność względną w zakresie od 40 do 60 procent. Jednocześnie naukowcy zwracają uwagę, że wilgotność względną należy rozpatrywać indywidualnie dla każdego z badanych kryteriów. Dotyczy to w szczególności inaktywacji różnych typów wirusów (patrz rys. 3). Zalecenie konkretnego przedziału docelowego może zatem zawsze stanowić jedynie kompromis.

Ogólnie rzecz biorąc, kompromis polegający na utrzymaniu średniego przedziału wilgotności względnej powoduje jednak najmniej negatywnych skutków dla człowieka i jego zdrowia.

Film: Wywiad z dr inż. Kaiem Rewitzem na temat wyników przeglądu literatury przeprowadzonego przez RWTH Aachen.

Badania przeprowadzono w Centrum Inżynierii Wirtualnej (ZVE) Instytutu Fraunhofera IAO w Stuttgarcie, a dodatkowo uzupełniono je ankietą internetową we współpracy z kierunkiem studiów „Zarządzanie obiektami” na Uniwersytecie Technicznym HTW w Berlinie.

W ramach badania w jednej z części ZVE zastosowano trzy bezpośrednie nawilżacze powietrza typu DRAABE NanoFog Evolution, które zapewniały stałą minimalną wilgotność powietrza na poziomie około 40 procent wilgotności względnej. Ankietę wśród użytkowników biur przeprowadzono w ciągu kilku miesięcy, podczas których atomizer/nawilżacz był okresowo włączany i wyłączany. Wyniki ankiety porównano z innymi obszarami budynku, w których nie stosowano dodatkowego nawilżania powietrza.

Ilustracja: Atomizer/nawilżacz bezpośredni Condair w użyciu w Fraunhofer IAO

W odpowiedzi na pytanie dotyczące odczuwania wilgotności powietrza ujawniły się znaczne różnice w ocenie poszczególnych scenariuszy: przy aktywnym nawilżaniu powietrza wilgotność w żadnym momencie nie jest postrzegana jako zbyt niska. Jeśli nawilżanie powietrza nie jest aktywne lub nie występuje, ponad 40% użytkowników biur odczuwa dyskomfort spowodowany zbyt suchym powietrzem. Średnio różnica między nawilżonymi a nienawilżonymi powierzchniami biurowymi wynosiła około 16% wilgotności względnej. Zwiększenie wilgotności powietrza wywołuje u użytkowników biura pozytywne odczucia i większą satysfakcję ze środowiska pracy. Ponad 50% respondentów ocenia ponadto klimat w pomieszczeniu jako bardzo orzeźwiający.

Ilustracja: Zbyt niska wilgotność powietrza jest odczuwana jako uciążliwa (źródło: Fraunhofer IAO)

Błony śluzowe dróg oddechowych pełnią ważną funkcję ochronną i samoczyszczącą. Lepkość błon śluzowych ma decydujący wpływ na to, jak szybko patogeny są usuwane z organizmu. Im szybciej to następuje, tym mniejsze jest ryzyko zachorowania.

Badania kliniczne wykazują, że do sprawnego oczyszczania dróg oddechowych niezbędna jest wystarczająco wysoka wilgotność powietrza, wynosząca co najmniej 30%. Wyniki badania potwierdzają wpływ suchego powietrza na błony śluzowe: 54% pracowników w biurach bez atomizera/nawilżacza zgadza się ze stwierdzeniem, że podczas pracy często odczuwają suchość w drogach oddechowych. W miejscach pracy wyposażonych w systemy nawilżania powietrza skargi na wysuszenie dróg oddechowych zmniejszają się o ponad jedną trzecią, do 35%.

Ilustracja: Wysuszone drogi oddechowe (źródło: Fraunhofer IAO)

Szczególnie w przypadku grup zawodowych, które muszą dużo mówić, długotrwałe używanie głosu wiąże się z dużym ryzykiem wystąpienia zaburzeń głosu. Ogólnie zaleca się, aby w miejscach pracy, gdzie mówi się dużo, minimalna wilgotność powietrza wynosiła 40 procent.

Badanie Fraunhofera potwierdza również w tym przypadku wyraźną tendencję, że przy niskiej wilgotności powietrza mogą nasilać się problemy z głosem: W środowiskach pracy bez nawilżania powietrza prawie jedna trzecia (29 procent) osób często cierpi na problemy z głosem. Natomiast jeśli powietrze jest stale nawilżane, tylko 18 procent osób zgłasza częste problemy z głosem.

Ilustracja: Problemy z głosem (źródło: Fraunhofer IAO)