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向美国疾病与控制预防中心(CDC)报告的军团病病例数在过去20年里一直呈上升趋势(https://bit.ly/3rhUPzz)。随着案件数量的不断增加,管理与房屋管道系统相关的风险的需求也在增加。
近年来,……有所增加军团菌随着多个利益攸关方——政府组织、水务公司、卫生专业人员、地方司法管辖区、标准规范机构、行业组织、制造商、工程师、学术学者、军团菌顾问、水处理专业人士等。这些涉众举行会议,参加研讨会,创建标准,开发指导方针,建立最佳实践,撰写研究论文,制造产品,并引入模型代码变更。
通过利益相关者的个人努力,对细菌及其传播有了足够的了解,可以成功地控制房屋管道系统的生长;然而,随着报告病例的持续增加,有必要全面实施涉及多个利益攸关方的控制战略。
大多数可用的资源和标准只关注设施运营人员的水管理计划和行动。虽然这当然是管理风险的关键组成部分,但它忽略了综合管道设计在支持关键水管理原则方面可以产生的巨大影响。设计专业人员对管理风险至关重要。在深入研究如何管理系统设计中的风险之前,了解影响住宅管道安全的趋势是很重要的。
完美风暴
内部和外部因素都是导致美国军团病病例增加的原因。
供水基础设施老化。美国每年大约发生24万起水管破裂事件(https://bit.ly/3raGvc4)。根据美国水务协会(AWWA)的数据,在未来20年里,维修和更换旧水管将花费超过1万亿美元(https://bit.ly/3IM46pf)。水管断裂的残余影响包括细菌污染和细菌腐蚀,导致有利于水传播病原体增殖的栖息地。在安装新的基础设施之前,美国将继续在市政供水和住宅管道系统中遭受水污染。
广泛使用低流量夹具。自1992年美国能源政策法案实施以来,水的使用发生了巨大变化。这一政策使得生产和销售低流量管道装置成为减少用水的必要条件;然而,配水管道的行业标准尺寸方法没有改变。因此,饮用水服务和配水系统非常超大,创造了有利于生物膜和细菌生长的环境。
在2019冠状病毒病期间建设供水系统。冠状病毒大流行期间,建筑空置率的延长和入住率的降低助长了这场完美风暴。重新占用一个被忽视的供水系统的建筑增加了军团菌细菌的传播。
增加了诉讼。有了更深入的了解军团菌在美国,有关疏忽和责任索赔的指控有所增加。随着ANSI/ASHRAE标准188中建立的护理标准,仅仅一个军团病索赔就可能使疏忽的业主在诉讼费用和和解索赔方面花费数百万美元。
保险。随着越来越多的诉讼和索赔被提出,保险公司正在与他们的保险责任作斗争。如果建筑系统过时,一些保险公司会限制承保范围或提高免赔额(https://reut.rs/33X10zS)。其他公司则要求客户记录他们如何维护管道和冷却系统。这使得业主面临巨大的金融风险。
业主并不是唯一面临过失指控或责任索赔的人;考虑到工业研究和有关控制设计策略的建议的广泛可用性,工程师也面临着责任军团菌。
许多建筑物缺乏水管理程序。根据疾控中心的数据,十分之九军团菌通过更有效的水管理可以预防疫情(https://bit.ly/3Hb1WPE)。2017年6月,医疗保险和医疗补助服务中心(CMS)发布了一份备忘录,要求医疗机构制定并遵守符合ANSI/ASHRAE标准188的水管理计划,以降低风险军团菌在他们的供水系统中。虽然这一要求是改善公共卫生和安全的重要第一步,但它不应止步于此。不幸的是,CMS管辖范围之外的设施类型不需要制定或遵守水管理计划。如果没有这个要求,就会使在广泛的建筑类型中实施经过验证的控制策略变得更加困难。
建设成本持续增加。自2017年以来,建筑成本每年增长超过5% (https://bit.ly/3rUXXAp)。架构、工程和施工团队一直被要求评估节省成本的选择。不幸的是,不断削减成本的压力使得有效的设计概念和创新的产品开发,以管理风险,不断地从项目设计中被淘汰。
管理风险
有效管理与建设供水系统相关的风险需要所有相关人员的承诺,从业主和运营商到工程师和承包商。
风险管理必须是建筑业主的首要任务,并在项目规划的一开始就进行讨论。工程师应在早期的概念和方案设计文件中包括建议的控制措施。这确保了控制措施包括在最初的成本估算中,并创造了一个机会来讨论业主在管理方面的优先事项军团菌。
随着项目进入设计开发阶段,工程师应重点支持关键的水管理原则:
•保持室外水温军团菌
增长范围。
•防止水停滞。
•确保充分消毒。
•防止结垢、腐蚀和生物膜生长。
在施工过程中,工程师通过以下方面审查施工提交是至关重要的军团菌控制和评估所有节约成本的建议。然而,建筑成本的持续增加使得有效的设计策略和创新产品从项目中被淘汰,以节省资金。业主对管理风险的承诺对于成功实施经过验证的控制措施至关重要。
工程师必须平衡公共健康和安全、良好的工程实践、可持续性、运营效率和业主要求,同时也要有成本意识。
关注基础
良好的工程实践始于基础军团菌控制措施。这些控制措施通常几乎没有成本影响。最常见的两种控制措施是保持室外水温(冷热)军团菌生长范围和防止水滞。
不利的温度和水停滞增加了细菌和生物膜生长的可能性。维持水温的最大挑战之一是家庭热水再循环系统。如果再循环系统没有适当的平衡,远离热源(即热水器)的热水回路将难以达到或保持设计温度,而离热源最近的热水回路则始终保持设计温度。
原因是水走阻力最小的路径。为了平衡系统,在每个热水回流回路上安装阀门以产生阻力。这种阻力促使水选择另一种路径,同时仍然允许足够的流量通过电路来克服热量损失。一个适当平衡的系统将保持和提供热水快速和一致的整个建筑。
多个问题会影响系统的适当平衡:系统设计、阀门选择、调试、规模、翻新、维修或被忽视的维护。底线是大多数再循环系统不能正常工作。因此,我们在市场上有多种平衡阀技术,旨在改善系统平衡。
自动平衡阀是确保建筑物在整个系统中始终保持热水温度的最佳选择。它们提供了一个基于自定义参数的完美平衡系统,每周自动维护以防止结垢,实时监测每个回路的温度,并连续记录数据以进行验证、风险评估和合规性。
单靠系统设计是不可能消除水停滞的可能性的。然而,工程师可以通过使用良好的工程实践和制造解决方案来减少停滞的可能性,并支持定期的水交换。考虑管道路线、固定装置和管件,以尽量减少死腿,消除死角。此外,提供一种方便补救或日常冲洗的方法。例行冲洗是在低用水量期间或在很少使用的旁路、总水管、分支和出水口进行的预防措施。
一个被忽视的潜在停滞和细菌生长是在基本完工和建筑入住之间的时期。在此期间,工程师可以通过包括一个自动系统来解决停滞问题,该系统可以根据时间、温度或使用情况定期冲洗主路和支路。这确保了在建筑物无人居住的情况下定期换水,从而最大限度地减少细菌和生物膜的生长,同时保持剩余的消毒剂水平。
最小化和管理传输
军团菌通过雾化传播。被污染的水滴进入肺部,细菌在那里生长,可能导致严重的肺炎。
在建筑水系统中,雾化可以发生在淋浴、水龙头、装饰喷泉、冷却塔、加湿器等处。工程师应该考虑选择能够将产生气溶胶的可能性降到最低的管道装置。
沉积物、水垢和腐蚀为动物提供了栖息地和营养军团菌。通过精心选择设备和管道材料来解决这些问题是很重要的:
•水过滤去除沉积物,并提供
营养控制。
•水调节减少设施的水垢
用硬水。
•补充消毒允许设施控制
剩余消毒剂水平。
•选择无腐蚀的管道材料
对氯、一氯的降解免疫
我的,或者二氧化氯消毒剂
管道系统往往缺乏有效水管理所需的控制和监测能力,即使在最新和最关键的设施中也是如此。如果安装了控制和监控装置,则几乎完全需要人工监督和操作,这在很大程度上依赖于操作人员的时间、勤奋和专业知识。
工程师必须考虑设计更智能、更智能的系统,利用市场创新来简化水资源管理。这些系统自动化了基本的控制措施,使作业者能够快速响应潜在的危险系统变化,进行风险评估,并验证既定水管理计划的合规性。
综合水暖设计
美国西南部的两家长期护理机构想要控制风险军团菌无需使用连续补充消毒液处理。工程师通过采用多屏障的方法提供了全面的管道设计:
•在源头采取控制措施,包括水调理以减少水垢,超滤以控制营养物质,紫外线消毒以破坏有害物质
微生物。
•在热水器处选择无蓄能器罐的增压泵和直通膨胀罐,以降低潜在风险。
•设计热水储存和分配温度军团菌增长范围。
•选择CPVC管道用于冷热水分配。
•在冷水系统中使用“分流器”,最大限度地减少了断腿。
•在靠近固定装置的地方循环热水,以尽量减少细菌生长和存活的机会。
•提供一个智能系统,能够自动冲洗阀门,以确保定期换水,监控控制极限和连续数据记录。
•提供临时补充消毒(补救或常规)的端口。
通过有意识地将基本原则和综合策略纳入设计过程,工程师可以将新兴趋势的影响降至最低,并为建筑运营商提供成功管理风险所需的系统。
Greg Swafford, CPD, GPD,是GF管道系统(GF)的商业水技术销售经理。除了在GF工作之外,他还担任美国管道工程师协会第5区的附属联络员,并且是ASHRAE SPC 514“建筑水系统风险管理:物理,化学和微生物危害”委员会成员。在加入GF之前,他是一名管道设计师、项目经理和管道在MEP咨询公司担任部门主管近20年。联系格雷格:greg.swafford@georgfischer.com
本文的一个版本最初出现在WQL中。