Air humidification in hospitals – water quality as the key to air quality
Iwona Skoczko1, Agnieszka Malesińska2, Michał Kubrak2
1Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku, Politechnika Białostocka
2Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska
Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, 2026 (3), 3-14, DOI: https://doi.org/10.65545/COW.2026.03.01
Słowa kluczowe: nawilżanie powietrza, HVAC, jakość wody, szpitale, aerozol biologiczny, uzdatnianie wody
Streszczenie
Nawilżanie powietrza w obiektach ochrony zdrowia stanowi istotny element systemów HVAC, wpływający zarówno na komfort użytkowników, jak i na bezpieczeństwo mikrobiologiczne środowiska wewnętrznego. W praktyce projektowej i eksploatacyjnej zagadnienie to jest najczęściej analizowane z perspektywy parametrów powietrza (wilgotność względna, temperatura), natomiast rzadziej uwzględnia się jakość wody zasilającej instalacje nawilżania. Tymczasem w systemach generujących aerozol wodny skład fizykochemiczny i mikrobiologiczny wody może bezpośrednio oddziaływać na jakość powietrza w pomieszczeniach szpitalnych.
W artykule omówiono znaczenie wilgotności względnej w środowisku szpitalnym, przegląd technologii nawilżania oraz mechanizmy przenoszenia zanieczyszczeń wodnych do powietrza. Sformułowano wymagania jakościowe dla wody zasilającej systemy parowe i adiabatyczne oraz wskazano konsekwencje projektowe i eksploatacyjne niewłaściwego uzdatniania. Wykazano, że jakość wody powinna być traktowana jako krytyczny element bezpieczeństwa sanitarnego instalacji HVAC w obiektach ochrony zdrowia.
Pobierz artykuł w formacie PDF
Pobierz cały numer w formacie PDF
Keywords: air humidification, HVAC, water quality, hospitals, bioaerosol, water treatment
Abstract
Air humidification in healthcare facilities constitutes an important component of HVAC systems, affecting both occupant comfort and the microbiological safety of the indoor environment. In design and operational practice, this issue is most often analysed from the perspective of air parameters (relative humidity, temperature), while the quality of the water supplying humidification systems is less frequently considered. However, in systems generating water aerosols, the physicochemical and microbiological composition of the water may directly influence indoor air quality in hospital spaces.
This article discusses the significance of relative humidity in the hospital environment, provides an overview of humidification technologies, and describes the mechanisms by which waterborne contaminants can be transferred into the air. Quality requirements for water supplying steam and adiabatic systems are defined, and the design and operational consequences of inadequate water treatment are identified. It is demonstrated that water quality should be regarded as a critical element of sanitary safety in HVAC installations within healthcare facilities.
Download the article in PDF format
Download the entire issue in PDF format
Bibliografia / Bibliography
ASHRAE (2023)ASHRAE handbook. HVAC Applications (SI edition). American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
Aganovic, A., Bi, Y., Cao, G., Kurnitski, J., & Wargocki, P. (2022). Modeling the impact of indoor relative humidity on the infection risk of five respiratory airborne viruses. Scientific Reports, 12(1), 11481. https://doi.org/10.1038/s41598-022-15703-8
ASHRAE (2020) ASHRAE Positions on Infectious Aerosols. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.
Balthazar, P., & Ismail, M. A. (2018). Ultrasonic Humidifier Applications in HVAC system. Evolutions in Mechanical Engineering.
Bayvel, L. P., & Orzechowski, Z. (1993). Liquid atomization. Taylor & Francis.
Blachere, F. M., Lindsley, W. G., Pearce, T. A., Anderson, S. E., Fisher, M., Khakoo, R., Meade, B. J., Lander, O., Davis, S., Thewlis, R. E., Celik, I., Chen, B. T., & Beezhold, D. H. (2009). Measurement of Airborne Influenza Virus in a Hospital Emergency Department. Clinical Infectious Diseases, 48(4), 438–440. https://doi.org/10.1086/596478
Charkowska, A., Różycki, A., Lenarski, R., & Sobierajska, A. (2016). Projekt wytycznych projektowania, wykonania, odbiorów i eksploatacji systemów wentylacji i klimatyzacji obiektów służby zdrowia – cz. 2. Rynek Instalacyjny, 9, 52–57.
Dietrich, A. M., Yao, W., & Gallagher, D. L. (2022). Exposure at the indoor water–air interface: Fill water constituents and the consequent air emissions from ultrasonic humidifiers: A systematic review. Indoor Air, 32(11). https://doi.org/10.1111/ina.13129
Dietrich, A. M., Yao, W., Gohlke, J. M., & Gallagher, D. L. (2023). Environmental risks from consumer products: Acceptable drinking water quality can produce unacceptable indoor air quality with ultrasonic humidifier use. Science of The Total Environment, 856, 158787. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158787
Guarnieri, G., Olivieri, B., Senna, G., & Vianello, A. (2023). Relative Humidity and Its Impact on the Immune System and Infections. International Journal of Molecular Sciences, 24(11), 9456. https://doi.org/10.3390/ijms24119456
Lefebvre, A. H., & McDonell, V. G. (2017). Atomization and Sprays (2. wyd.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781315120911
Marr, L. C., Tang, J. W., Van Mullekom, J., & Lakdawala, S. S. (2019). Mechanistic insights into the effect of humidity on airborne influenza virus survival, transmission and incidence. Journal of The Royal Society Interface, 16(150), 20180298. https://doi.org/10.1098/rsif.2018.0298
Minister Zdrowia. (2022). Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 26 marca 2019 r. w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinny odpowiadać pomieszczenia i urządzenia podmiotu wykonującego działalność leczniczą. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20190000595
Noti, J. D., Blachere, F. M., McMillen, C. M., Lindsley, W. G., Kashon, M. L., Slaughter, D. R., & Beezhold, D. H. (2013). High Humidity Leads to Loss of Infectious Influenza Virus from Simulated Coughs. PLoS ONE, 8(2), e57485. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0057485
Pantelic, J., Sze-To, G. N., Tham, K. W., Chao, C. Y. H., & Khoo, Y. C. M. (2009). Personalized ventilation as a control measure for airborne transmissible disease spread. Journal of The Royal Society Interface, 6(suppl_6). https://doi.org/10.1098/rsif.2009.0311.focus
Polski Komitet Normalizacyjny (2019) PN-EN 16798-1 Charakterystyka energetyczna budynków.
Polski Komitet Normalizacyjny (2016) PN-EN ISO 14644 Pomieszczenia czyste i powiązane środowiska kontrolowane.
Sehulster, L., Chinn, R. Y. W., CDC, & HICPAC. (2003). Guidelines for environmental infection control in health-care facilities. Recommendations of CDC and the Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee (HICPAC). MMWR. Recommendations and Reports: Morbidity and Mortality Weekly Report. Recommendations and Reports, 52(RR-10), 1–42.
VDI (2008) DIN 1946-4 Wentylacja i klimatyzacja w budynkach ochrony zdrowia.
VDI (2016) VDI 6022 Wentylacja i klimatyzacja, technika budynków i urządzeń – Wymagania higieniczne dla urządzeń i instalacji klimatyzacyjnych.
World Health Organization (2010). Who guidelines for indoor air quality: Selected pollutants. WHO.
Yao, W., Dal Porto, R., Gallagher, D. L., & Dietrich, A. M. (2020). Human exposure to particles at the air-water interface: Influence of water quality on indoor air quality from use of ultrasonic humidifiers. Environment International, 143, 105902. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105902
Yao, Y. (2016). Research and applications of ultrasound in HVAC field: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, 52–68. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.222
Yıldırım, C., & Solmuş, İ. (2014). A parametric study on a humidification–dehumidification (HDH) desalination unit powered by solar air and water heaters. Energy Conversion and Management, 86, 568–575. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.06.016