CIK_1.pdf

Kryteria wyboru układu klimatyzacyjnego dla bloku operacyjnego

Mieczysław Porowski

Edward Szczechowiak

Instytut Inżynierii Środowiska

Politechnika Poznańska

ul. Piotrowo 3A

60-965 Poznań

1. Wprowadzenie

Na etapie projektowania układu klimatyzacyjnego dla bloku operacyjnego w szpitalach

występuje – w odróżnieniu od układów klimatyzacyjnych innych pomieszczeń – szereg

specyficznych uwarunkowań. Specyfika ta wynika tutaj ze szczególnych wymagań dla

układów klimatyzacyjnych bloków operacyjnych, w szczególności utrzymania odpowiedniej

czystości, parametrów termodynamicznych powietrza, stabilności pól prędkości, układu

ciśnień i niezawodności działania.

Struktury układów klimatyzacyjnych dla sal operacyjnych są zatem bardziej złożone i

obejmują dodatkowo wielostopniowe układy filtracji, regulatory przepływu, podział na strefy

regulacji parametrów, bardziej zaawansowany technologicznie monitoring i układy

sterowania, a także dodatkowe elementy instalacyjne – klapy rewizyjne, przepustnice o

podwyższonej szczelności, tłumiki w wykonaniu higienicznym.

Wybór układu klimatyzacyjnego dla bloku operacyjnego wymaga zatem od projektanta

identyfikacji i rozważenia szeregu kryteriów, w szczególności klasy czystości, wielkości

obciążeń, jakości regulacji i strategii sterowania, niezawodności, poziomu hałasu,

uwarunkowań architektonicznych i konstrukcyjnych oraz kosztów inwestycyjnych i

eksploatacyjnych. Zagadnienia te są przedmiotem dalszych rozważań.

2. Układy funkcjonalne bloków operacyjnych

Punktem wyjścia analizy wyboru układu klimatyzacyjnego dla bloku operacyjnego jest układ

funkcjonalny pomieszczeń oraz ich wyposażenie technologiczne. Standardy w zakresie

układu funkcjonalnego pomieszczeń obejmują:

• sale operacyjne z pomieszczeniami bezpośredniego zaplecza,

• sale wybudzeniowe,

• sterylizatornie,

• korytarze czyste, brudne,

• układ śluz.

Bezpośrednio z salami operacyjnymi są funkcjonalnie powiązane pomieszczenia

przygotowania pacjenta i pomieszczenia przygotowania lekarzy oraz niekiedy podręczne

sterylizatornie. W przypadku małych bloków operacyjnych przy braku sali wybudzeniowej,

funkcję tej sali pełnią pomieszczenia przygotowania pacjenta. W takich przypadkach

projektuje się na ogół oddzielne pomieszczenia wprowadzania pacjenta i wprowadzenia

pacjenta, przy czym pomieszczenie wyprowadzenia pacjenta pełni wówczas funkcję sali

wybudzeniowej. Przykładowy układ funkcjonalny pomieszczeń bloku operacyjnego

przedstawiono na rys. 1. Również ważny jest sposób konstruowania wnętrza sal operacyjnych

i ich wyposażania. Aktualne tendencje, to stosowanie specjalizowanych modułów

montażowych, zapewniających wyższą jakość sal operacyjnych (rys. 2).

Rys. 1 . Układ funkcjonalny pomieszczeń bloku operacyjnego (przykład)

Rys. 2 . System modułów do montażu sal operacyjnych

3. Wymagania dla wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń bloku operacyjnego

Kryterium nadrzędnym wyboru układu klimatyzacyjnego dla bloku operacyjnego jest

spełnienie wymagań normatywnych w zakresie:

• czystości powietrza i udziału powietrza zewnętrznego,

• parametrów termodynamicznych powietrza,

• pola prędkości,

• układu ciśnień,

• poziomu hałasu.

Wymagania w tym zakresie szeroko omówione są w literaturze [3,4,5]. Podstawowe

wymagania zestawiono w tablicy 1 dla standardowych pomieszczeń bloku operacyjnego.

Tablica 1 . Wymagania dla wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń bloku operacyjnego [3,4,5]

Nazwa pomieszczenia

Klasa

czysto-

ści 1)

Minimalna

krotność

wymian

[1/h] 2)

Tempe-

ratura

[ ° C]

Wilgotność

względna

[%]

Maks.

prędkość

powietrza

[m/s]

Układ

ciśnień

[%]

Poziom

hałasu

[dB(A)]

Sale operacyjne:

- wysokoaseptyczne

III

system

wyporowy

12 ÷ 15

22 ÷ 25

40 ÷ 60

0,4 ÷ 0,5

0,4

(0,15 ÷ 0,2) 3)

0,2

+20

+10

30/35 4)

30/35

- aseptyczne, septyczne

- zabiegowo-operacyjne

Pomieszczenia przygoto-

wania chorego

12 ÷ 15

22 ÷ 25

40 ÷ 60

0,2

+15

30/35

Pomieszczenia przygoto-

wania lekarzy

22 ÷ 25

40 ÷ 60

0,2

+10

35/40

Sale wybudzeniowe

22 ÷ 25

0,2

+15

30/35

Korytarze czyste

20 ÷ 25

40 ÷ 60

0,2

35/40

Korytarze brudne

20 ÷ 25

40 ÷ 60

0,2

-5

35/40

Sterylizatornie w zespole

operacyjnym

20 ÷ 25

40 ÷ 60

0,2

+10

35/40

1) Klasy wg wytycznych polskich: I - 70 JTK/m 3 , II - 300 JTK/m 3 , III - 700 JTK/m 3 ;

Niemiecka norma DIN 1946, T. 4 ze względów higienicznych i septycznych wyróżnia 2 klasy pomieszczeń

szpitalnych:

• I klasa pomieszczeń – wysokie, lub szczególnie wysokie wymagania (10-100 JTK/m 3 ),

• II klasa pomieszczeń – zwykłe wymagania (200-300 JTK/m 3 ).

2) Recyrkulacja na warunkach [6, 7];

3) W strefie przebywania ludzi (personelu);

4) Od wentylacji / od wszystkich źródeł hałasu.

4. Kryteria wyboru układu klimatyzacyjnego

Wymagania normatywne dla wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń bloku operacyjnego są

podstawowym, lecz nie jedynym kryterium wyboru układu klimatyzacyjnego. Analiza

zagadnienia pozwala tutaj wyszczególnić następujące, często powiązane ze sobą kryteria:

• funkcja, ilość i klasa czystości sal operacyjnych,

• obciążenia, ilość powietrza, udział powietrza wewnętrznego,

• wielkość i wymiary gabarytowe centrali klimatyzacyjnej i innych urządzeń,

• uwarunkowania architektoniczne,

• zintegrowanie z pozostałym wyposażeniem sali operacyjnej,

• jakość regulacji i strategia sterowania,

• niezawodność działania i dotrzymania parametrów,

• poziom hałasu (głośności),

• zużycie energii, koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.

Funkcja i klasa czystości sali operacyjnej determinuje w praktyce rodzaj zastosowanego

systemu rozdziału powietrza, ilość powietrza, liczbę stopni i jakość filtracji, wymiary centrali

klimatyzacyjnej, jakość obudowy sali operacyjnej. Realizacja funkcji celu możliwa jest pod

warunkiem zastosowania odpowiedniego układu obróbki powietrza (w tym filtracji powietrza

– tabl. 2) decydującego o jakości powietrza nawiewanego.

Tablica 2 . Właściwa i maksymalna dopuszczalna koncentracja zanieczyszczeń pyłowych i bakterio-

logicznych powietrza na nawiewie do sal operacyjnych przy trzystopniowej filtracji (EU5, EU9 i R lub

) - wg DIN 1946 T. 4

Klasa filtra

III stopnia

Koncentracja cząstek stałych w

powietrzu ≥ 0,5 µ m/m 3

Koncentracja zanieczyszczeń

mikrobiologicznych w powietrzu

[JTK /m 3 ]

Właściwa

Graniczna

Właściwa

Graniczna

Filtr S (EU12-EU13)

4 000

10 000

Filtr R 1) (EU11)

40 000

100 000

Filtr R 2) (EU11)

400 000

1 000 000

1) penetracja filtra 0,1% wg DIN 1946 Teil 4

2) penetracja filtra wynosi 2% wg DIN 24 184

Przy założeniu nawiewu powietrza sterylnego, co jest możliwe przy zastosowaniu

odpowiedniej klasy filtrów powietrza, o jakości powietrza w strefie pola operacyjnego

decyduje głównie rozkład źródeł emisji zanieczyszczeń oraz system rozdziału powietrza.

Głównym emitorem zanieczyszczeń w sali operacyjnej jest zespół operacyjny, a ilość

emitowanych mikroorganizmów zależy od następujących czynników:

• rodzaju operacji,

• liczby osób w sali operacyjnych,

• aktywności zespołu operacyjnego,

• dyscypliny higienicznej członków zespołu operacyjnego,

• środków zapobiegawczych, w tym odzieży ochronnej zespołu operacyjnego.

Nawet przy stosowaniu sterylnej odzieży ochronnej każda osoba wchodząca w skład zespołu

operacyjnego emituje 1 500 ÷ 50 000 mikroorganizmów i pyłów w ciągu minuty. Wynika

stąd z jednej strony postulat maksymalnego ograniczenia emisji mikroorganizmów w

obszarze pola operacyjnego w celu zmniejszenia obciążeń dla klimatyzacji, a z drugiej strony

wniosek, iż system klimatyzacyjny jest bardzo ważnym, lecz nie jedynym czynnikiem

decydującym o wynikowej czystości mikrobiologicznej powietrza w obszarze stołu

peracyjnego.

Dla sal wysokoaseptycznych (transplantacje, poparzenia, operacje serca, operacje mózgu),

gdzie dominować powinien przepływ wyporowy w strefie pola operacyjnego, możliwe są trzy

skuteczne w praktyce systemy rozdziału powietrza: kabina operacyjna, strop nawiewny z

kurtyną wzdłuż obwodu (folia, szyba szklana) lub strop nawiewny z recyrkulacją. Niekiedy

strop recyrkulacyjny wyposażony jest dodatkowo w kurtynę wzdłuż obwodu. Rozwiązanie w

tym zakresie firmy WEISS Klimatechnik przedstawiono na rys. 3. Każdorazowo efekt

wyporowy nad polem operacyjnym uzyskuje się poprzez zwiększoną prędkość powietrza,

hermetyzację oraz wydłużenie strumienia wyporowego.

Rys. 3 . Strop nawiewny z recyrkulacją i kurtyną firmy WEISS Klimatechnik [1]

Dla sal aseptycznych i septycznych standardem w zakresie rozdziału powietrza jest klasyczny

strop nawiewny nad polem operacyjnym, natomiast dla sal zabiegowo-operacyjnych również

nawiewniki skośne. Oryginalnym i bardzo ekonomicznym rozwiązaniem systemu rozdziału

powietrza dla sal septycznych i zabiegowych jest układ dwóch zamontowanych równolegle

nawiewników sufitowych nad polem operacyjnym firmy Stifab Farex, w którym jądro

strumienia powietrza sterylnego obejmuje pole operacyjne. Rozwiązanie to przedstawiono na

rys. 4.

Rys. 4 . Nawiewniki pola operacyjnego firmy

STIFAB FAREX [ 2 ]

a) nawiewnik, montaż,

b) rozdział powietrza

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: