Hingamisteede takistus. Kopsu takistus. Õhuvool. Laminaarvoolus. Turbulentne vool. Laminaarne õhuvool Arvutused ja faktid

Kui vedelik voolab läbi suletud kanali, näiteks toru või kahe lameda plaadi vahel, võib olenevalt vedeliku kiirusest ja viskoossusest esineda kas kahte tüüpi voolu: laminaarne vool või turbulentne vool. Laminaarne vool kipub esinema madalamatel kiirustel, allpool künnist, mille juures see muutub turbulentseks. Turbulentne vool on vähem korrapärane voolurežiim, mida iseloomustavad keerised või väikesed vedelikuosakeste paketid, mille tulemuseks on külgmine segunemine. Mitteteaduslikus mõttes on laminaarne vool sile, samas kui turbulentne vool on ebaviisakas .

Seos Reynoldsi numbriga

Voolu tüüp, mis toimub vedelikus kanalis, on oluline vedeliku dünaamika probleemide korral ning seejärel mõjutab seda soojus- ja massiülekanne vedelikusüsteemides. Mõõtmeteta Reynoldsi arv on oluline parameeter võrrandites, mis kirjeldavad, kas täielikult arenenud voolutingimused põhjustavad laminaarset või turbulentset voolu. Reynoldsi arv on vedeliku inertsiaaljõu ja nihkejõu suhe: kui kiiresti vedelik liigub võrreldes selle viskoossusega, olenemata vedelikusüsteemi skaalast. Laminaarne vool tekib tavaliselt siis, kui vedelik liigub aeglaselt või vedelik on väga viskoosne. Suurendades Reynoldsi arvu, näiteks suurendades vedeliku voolukiirust, läheb vool laminaarselt turbulentsele voolule üle laminaar-turbulentse üleminekuvahemiku Reynoldsi numbrite teatud vahemikus, olenevalt vedeliku väikestest häirete tasemetest või voolusüsteemi puudused. Kui Reynoldsi arv on väga väike, palju väiksem kui 1, siis voolab vedelik Stokesi ehk hiiliva voolu, kus vedeliku viskoosses jõus domineerivad inertsiaalsed jõud.

Reynoldsi arvu konkreetne arvutamine ja laminaarse voolu toimumise väärtus sõltuvad voolusüsteemi geomeetriast ja voolustruktuurist. Üldine näide voolust läbi toru, kus Reynoldsi arv on antud

R e = ρ u D H μ = u D H ν = Q D H ν A , (\displaystyle \mathrm (Re) =(\frac (\rho uD_(\text(H)))(\mu ))=(\frac ( uD_(\tekst(H)))(\nu ))=(\frac (QD_(\text(H)))(\nu A)),) D H tähistab toru hüdraulilist läbimõõtu (m); K tähistab mahulist voolukiirust (m3/s); See on toru ristlõikepindala (m2); U on vedeliku keskmine kiirus (SI ühikud: m/s); μ tähistab vedeliku dünaamilist viskoossust (Pa s = N s / m 2 = kg / (m s)); ν on vedeliku kinemaatiline viskoossus, ν = μ/r (m2/s); ρ tähistab vedeliku tihedust (kg/m3).

Selliste süsteemide puhul tekib laminaarne voog, kui Reynoldsi arv on alla kriitilise väärtuse ligikaudu 2040, kuigi üleminekuvahemik on tavaliselt vahemikus 1800 kuni 2100.

Välispindadel esinevate hüdraulikasüsteemide puhul, nagu voolud vedelikus hõljuvate objektide ümber, saab objekti ümbritseva voolu tüübi ennustamiseks kasutada muid Reynoldsi arvude määratlusi. Osakeste Reynoldsi arvu Re p kasutatakse näiteks vedelas vedelikus suspendeeritud osakeste jaoks. Sarnaselt torude vooluga toimub laminaarne vool tavaliselt madalamate Reynoldsi arvude korral, samas kui turbulentne vool ja sellega seotud nähtused, nagu pöörised, esinevad kõrgemate Reynoldsi arvude korral.

Näited

Laminaarse voolu levinud rakendus on viskoosse vedeliku sujuv voolamine läbi toru või toru. Sel juhul muutub voolukiirus nullist maksimumi seintel piki anuma ristlõike keskpunkti. Laminaarse voolu vooluprofiili torus saab arvutada, jagades voolu õhukesteks silindrilisteks elementideks ja rakendades neile viskoosset jõudu.

Teine näide oleks õhuvool üle lennuki tiiva. Piirdekiht on väga õhuke õhukiht, mis asub tiiva (ja lennuki kõigi teiste pindade) pinnal. Kuna õhul on viskoossus, kipub see õhukiht tiiva külge kinni jääma. Kui tiib liigub läbi õhu edasi, voolab piirkiht kõigepealt sujuvalt üle aerodünaamilise tiiva voolujoonelise kuju. Siin on vool laminaarne ja piirkiht on laminaarne kiht. Prandtl rakendas laminaarse piirkihi kontseptsiooni aerodünaamilistel pindadel 1904. aastal.

laminaarsed voolutõkked

Laminaarset õhuvoolu kasutatakse õhuhulka eraldamiseks või õhus levivate saasteainete piirkonda sisenemise vältimiseks. Laminaarseid õhupuhastiid kasutatakse teaduse, elektroonika ja meditsiini tundlikest protsessidest tuleneva saaste kõrvaldamiseks. Õhkkardinaid kasutatakse sageli kaubanduslikes seadetes, et soojendatud või jahutatud õhk saaks läbi ukseavade voolata. Laminaarvoolureaktor (LFR) on reaktor, mis kasutab laminaarset voolu keemiliste reaktsioonide ja protsessimehhanismide uurimiseks.

Reostuse vähendamiseks kõrgklassi puhastes ruumides kasutatakse spetsiaalseid ventilatsioonisüsteeme, milles õhuvool liigub ülevalt alla ilma turbulentsita, s.t. laminaarne. Laminaarse õhuvoolu korral ei haju inimeste ja seadmete mustuseosakesed mööda ruumi laiali, vaid kogunevad põranda lähedale.


Õhuvoolu muster "Turbulent Cleanroom" jaoks	Õhuvoolu muster "Laminar Flow Cleanroom" jaoks

Konstruktsioonid

Üldiselt sisaldavad puhtad ruumid järgmisi põhielemente:

piiravad seinakonstruktsioonid (karkass, ruloo- ja klaasitud seinapaneelid, uksed, aknad);

tihendatud paneel- ja kassettlaed sisseehitatud rasterlampidega;

antistaatilised põrandad;

Puhta tsooni põrandakate Clean-Zone tarnitakse standardsete rullidena, mis on professionaalselt paigaldatavad seinast seina katva põrandana, luues püsiva ja vältimatu mustuse püüduri.

õhu ettevalmistamise süsteem (sissepuhke-, väljatõmbe- ja retsirkulatsiooni ventilatsiooniagregaadid, õhuvõtuseadmed, õhujaoturid lõppfiltritega, õhujuhtimisseadmed, anduriseadmed ja automaatikaelemendid jne);

puhaste ruumide insenerisüsteemide juhtimissüsteem;

õhulukud;

ülekandeaknad;

Puhtaruumi läbirääkimised

filtri- ja ventilaatorimoodulid puhaste ruumide sees puhaste tsoonide loomiseks.

Elektroonikatööstus on üks suurimaid puhaste ruumide tarbijaid maailmas. Selles tööstusharus on puhtuse taseme nõuded kõige rangemad. Nende nõuete pideva kasvu trend on viinud kvalitatiivselt uute lähenemisviisideni puhta keskkonna loomisel. Nende lähenemiste olemus on isoleerivate tehnoloogiate loomine, s.t. teatud koguse puhta õhu füüsilisel eraldamisel keskkonnast. See eraldamine, tavaliselt hermeetiliselt suletud, kõrvaldas ühe kõige intensiivsema saasteallika – inimeste – mõju. Isolatsioonitehnoloogiate kasutamisega kaasneb automatiseerimise ja robotiseerimise laialdane kasutuselevõtt. Puhasruumide kasutamisel mikroelektroonikas on oma eripärad: esiplaanile kerkivad nõuded õhukeskkonna puhtusele aerosooliosakeste suhtes. Kõrgendatud nõuded esitatakse ka puhta ruumi maandussüsteemile, eriti staatilise elektri puudumise tagamise osas. Mikroelektroonika eeldab kõrgeimate puhtusklasside puhaste ruumide loomist koos perforeeritud tõstepõrandate paigaldamisega õhuvooluliinide parandamiseks, s.o. voolu ühesuunalisuse suurendamine.

Puhtad tootmisrajatised peavad tagama tingimused tootmise maksimaalseks puhtuseks; tagada sisemise mahu isolatsioon; sissepääs puhastesse ruumidesse spetsiaalse vestibüüli (värava) kaudu.

Rõhk puhtas ruumis peaks olema suurem kui atmosfäärirõhk, mis aitab tolmu sealt välja suruda. Õhulukus puhutakse tolmuosakeste eemaldamiseks personaliriietust.

Puhastes ruumides tekivad laminaarsed õhuvoolud ning seadmete pöörlevate ja liikuvate osade tekitatud turbulentsed voolud on vastuvõetamatud. On vaja tagada, et seal ei oleks kuumutatud asju, mis aitavad kaasa konvektsioonivoolude tekkele.

Tavaliselt kasutatakse võre põrandat ja võre lage.

Puhtad ruumid sisaldavad minimaalselt seadmeid

Kuna puhaste ruumide tootmine on väga kallis, kasutatakse kohalikke tolmueemaldustsoone.

Üks tõhusaid viise puhaste ruumide komplekside loomisel kulude vähendamiseks on puhasruumi tsoneerimine lokaalseteks piirkondadeks, mis võivad üksteisest erineda nii õhupuhtusklassi kui ka funktsionaalse otstarbe poolest (ainult tootekaitse ehk nii toote kui ka keskkonna kaitse).

Seega saab madala puhtusklassiga puhta ruumi sees tehnoloogilise protsessi kriitiliste piirkondade kohale luua puhtaid tsoone, mille puhtusklass on kõrgem kui ruum, kus need asuvad.

Puhaste tsoonide peamine eesmärk:

kindlaksmääratud õhuparameetrite säilitamine kohalikus tööruumis;

toote kaitsmine keskkonnamõjude eest.

Vastavalt standardis GOST R ISO 14644-1-2000 antud määratlusele on puhas tsoon määratletud ruum, kus õhus lendlevate osakeste kontsentratsiooni kontrollitakse, konstrueeritakse ja käitatakse, et minimeerida osakeste sisenemist, vabanemist ja kinnipidamist piirkonda, ning võimaldades vajadusel kontrollida muid parameetreid, nagu temperatuur, niiskus ja rõhk.

Puhtaid tsoone saab ehitada struktuurselt kas puhta ruumi üldise ventilatsioonisüsteemi osana või iseseisvate toodetena.

Esimest meetodit kohaldatakse siis, kui puhaste tsoonide asukoht määratakse puhta ruumi loomise projekteerimisetapis ja seda ei saa kogu selle tööperioodi jooksul muuta, samuti kui on vaja varustada ruumi õhuga. puhta tsooni tööruum.

Teine meetod hõlmab puhaste tsoonide asukoha muutmise võimalust, mis annab suuremad võimalused tehnoloogilise protsessi muutmiseks ja seadmete uuendamiseks. Sel juhul saab iseseisvate toodetena kujundatud puhtad tsoonid kinnitada puhta ruumi jõustruktuuride külge või olla mobiilsed autonoomsed tooted, mida saab puhtas ruumis teisaldada.

Kõige sagedamini kasutatakse puhtaid tootmistingimusi minimaalse personaliga, kasutades poolautomaatseid masinaid. Sageli kasutatakse kohalikke paigaldusi. Viimasel ajal on hakatud kasutama klastriinstallatsioone.

Tehnilised andmed:

1 ülim rõhk puhtas, tühjas ja degaseeritud kambris, Pa 1,33x10-3

2 Rõhu taastumise aeg 1,33x10-3 Pa, min 30

3 Töökambri mõõdud, mm Läbimõõt Kõrgus 900 1000

4 Plasmavoolu eraldamisega metallkatoodidega plasmakiirendite arv (SPU-M), tk

5 Plasmavoolu eraldamisega grafiitkatoodidega (IPU-S) impulssplasma kiirendite arv, tk

6 Laiendatud iooniallikate arv puhastamiseks ja abistamiseks (RIF tüüp), 1

7 Aluspindade kuumutamine, 0С 250

8 Tehnoloogiline varustus: Üksik planetaarkomplekt, tk. Topeltplaneet, tk 1 1

9 Protsessi gaasi sissepritsesüsteem

10 Protsessi juhtimis- ja juhtimissüsteem

11 Kõrgvaakumpumpamine: kaks paralleelselt töötavat difusioonipumpa NVDM-400 võimsusega 7000 l/s

12 Forevakuumpumpamine: AVR-150 forevakuumseade võimsusega 150 l/s

13 Maksimaalne vaakumseadme tarbitav elektrienergia, kW, mitte rohkem kui 50

14 Vaakumseadmega hõivatud pind, m2 25

Kirjeldus:

Haigla operatsiooniruumid
Õhuvoolu juhtimine

Viimastel aastakümnetel on nii meil kui ka välismaal sagenenud nakkustest põhjustatud mäda-põletikulised haigused, mida Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) definitsiooni järgi nimetatakse tavaliselt haiglanakkusteks (HAI). Haiglainfektsioonidest põhjustatud haiguste analüüs näitab, et nende esinemissagedus ja kestus sõltuvad otseselt haigla ruumide õhukeskkonna seisundist. Operatsiooniruumides (ja tööstuslikes puhastes ruumides) vajalike mikrokliima parameetrite tagamiseks kasutatakse ühesuunalisi õhujaoturid. Õhukeskkonna seire ja õhuvoolude liikumise analüüsi tulemused näitasid, et selliste jaoturite töö tagab vajalikud mikrokliima parameetrid, kuid sageli halvendab õhu bakterioloogilist puhtust. Kriitilise piirkonna kaitsmiseks on vajalik, et seadmest väljuv õhuvool säilitaks sirguse ja ei kaotaks oma piiride kuju, see tähendab, et vool ei peaks laienema ega kokku tõmbuma kaitstud ala kohal, kus kirurgilist operatsiooni tehakse.

Operatsiooniruumid on haiglahoone struktuuri üks kriitilisemaid lülisid nii kirurgilise protsessi olulisuse kui ka selle edukaks läbiviimiseks ja lõpuleviimiseks vajalike spetsiaalsete mikrokliima tingimuste tagamisel. Siin on bakteriosakeste eraldumise allikaks peamiselt meditsiinipersonal, kes on ruumis liikudes võimeline tekitama osakesi ja vabastama mikroorganisme. Siseõhku sattuvate osakeste intensiivsus oleneb inimeste liikuvusastmest, temperatuurist ja õhu kiirusest ruumis. Nosokomiaalsed infektsioonid kipuvad operatsioonisaalis liikuma õhuvooludega ning alati on oht tungida opereeritava patsiendi kaitsmata haavaõõnde. Vaatluste põhjal on ilmne, et ventilatsioonisüsteemide ebaõigesti korraldatud töö põhjustab nakkuse intensiivset kuhjumist lubatust kõrgemale tasemele.

Erinevate riikide spetsialistid on juba mitukümmend aastat välja töötanud süsteemilahendusi õhutingimuste tagamiseks operatsioonisaalides. Ruumi juhitav õhuvool ei pea mitte ainult omastama mitmesuguseid kahjulikke aineid (soojus, niiskus, lõhnad, kahjulikud ained) ja säilitama vajalikke mikrokliima parameetreid, vaid tagama ka rangelt kehtestatud alade kaitse nendesse sattuvate nakkuste eest, st vajaliku. siseõhu puhtus. Piirkonda, kus tehakse invasiivseid sekkumisi (tungimine inimkehasse), võib nimetada operatsioonitsooniks või "kriitiliseks". Standard määratleb sellise ala kui "töösanitaarkaitsetsooni" ja tähendab selle all ruumi, kus asuvad operatsioonilaud, instrumentide ja materjalide abilauad, seadmed, samuti steriilses riietuses meditsiinipersonal. On olemas mõiste "tehnoloogiline tuum", mis viitab alale, kus tootmisprotsesse viiakse läbi steriilsetes tingimustes, mis on oma tähenduses korrelatsioonis tegevuspiirkonnaga.

Vältimaks bakteriaalsete saasteainete tungimist kõige kriitilisematesse piirkondadesse, on sõelumismeetodeid laialdaselt kasutatud nihkeõhuvoolu kasutamise kaudu. Loodi erinevaid laminaarse õhuvoolu õhujaoturite konstruktsioone ja termin "laminaarne" muudeti hiljem "ühesuunaliseks" vooluks. Praegu võib puhastes ruumides õhujaotusseadmetele leida mitmesuguseid nimetusi, näiteks “laminaar”, “laminaarlagi”, “töölagi”, “puhta õhu operatsioonisüsteem” jne, mis nende olemust ei muuda. Õhujaotur on ehitatud laekonstruktsiooni ruumi kaitsevööndi kohale ja võib olla erineva suurusega sõltuvalt õhuvoolust. Sellise lae soovitatav optimaalne pindala peaks olema vähemalt 9 m2, et katta tööala täielikult laudade, seadmete ja personaliga. Madalatel kiirustel nihutav õhuvool tuleb kardinana ülalt alla, lõigates ära nii kirurgilise sekkumise tsooni aseptilise välja kui ka steriilse materjali keskkonnast edasikandumise tsooni. Õhk eemaldatakse ruumi alumisest ja ülemisest tsoonist üheaegselt. Laekonstruktsiooni on sisse ehitatud HEPA filtrid (klassi H järgi), millest läbib sissepuhkeõhk. Filtrid püüavad elusosakesed kinni, kuid ei desinfitseeri.

Praegu pööratakse kogu maailmas palju tähelepanu õhu desinfitseerimise probleemidele haiglates ja muudes asutustes, kus on bakteriaalse saaste allikaid. Dokumentides esitati nõuded operatsiooniruumi õhu desinfitseerimise vajaduse kohta, mille osakeste inaktiveerimise efektiivsus on vähemalt 95%, samuti õhukanalid ja kliimasüsteemi seadmed. Kirurgilise personali poolt vabanenud bakteriosakesed sisenevad pidevalt ruumiõhku ja kogunevad sinna. Tagamaks, et osakeste kontsentratsioon siseõhus ei saavutaks maksimaalset lubatud taset, on vajalik õhukontroll. Sellist jälgimist tuleb teha pärast kliimaseadmete paigaldamist, hooldust või remonti, st puhta ruumi töörežiimis.

Disainerite seas on levinud sisseehitatud laetüüpi ülipeente filtritega ühesuunaliste õhujaoturite kasutamine operatsioonisaalides. Suuremahulised õhuvoolud lähevad ruumis madalal kiirusel alla, lõigates kaitstud ala keskkonnast välja. Kuid paljud spetsialistid ei tea, et need lahendused ei ole piisavad õhu desinfitseerimise piisava taseme säilitamiseks kirurgiliste protseduuride ajal.

Fakt on see, et õhujaotusseadmeid on üsna palju, millest igaühel on oma rakendusala. Operatsiooniruumide puhasruumid oma “puhta” klassis jaotatakse puhtusastme järgi klassidesse, olenevalt nende otstarbest. Näiteks üldkirurgilised operatsiooniruumid, südamekirurgia või ortopeedilised operatsiooniruumid jne. Igal konkreetsel juhul on puhtuse tagamiseks oma nõuded.

Esimesed näited õhujaoturite kasutamisest puhastes ruumides ilmusid 1950. aastate keskel. Sellest ajast on saanud traditsiooniliseks õhu jaotamine puhastes tootmisruumides läbi perforeeritud lae, kui on vaja osakeste või mikroorganismide väikest kontsentratsiooni. Õhuvool liigub läbi kogu ruumi ruumala ühes suunas ühtlase kiirusega, tavaliselt 0,3–0,5 m/s. Õhk tarnitakse läbi kõrge efektiivsusega õhufiltrite panga, mis asub puhastusruumi laes. Õhuvarustus on korraldatud põhimõttel, et õhukolb liigub allapoole läbi kogu ruumi, eemaldades saasteained. Õhu eemaldamine toimub läbi põranda. Seda tüüpi õhu liikumine aitab kaasa aerosoolide saasteainete eemaldamisele, mille allikateks on personal ja protsessid. Selline ventilatsioonikorraldus on suunatud puhta õhu tagamisele ruumis, kuid nõuab suuri õhuvoogusid ja on seetõttu ebaökonoomne. Klassi 1000 või ISO klassi 6 (ISO klassifikatsioon) kuuluvate puhaste ruumide puhul võib õhuvahetusmäär olla vahemikus 70 kuni 160 korda tunnis.

Seejärel ilmusid oluliselt väiksemate mõõtmete ja madalate kuludega ratsionaalsemad moodultüüpi seadmed, mis võimaldasid valida õhu etteandeseadme vastavalt kaitseala suurusele ja ruumi vajalikele õhuvahetuskiirustele, olenevalt otstarbest. tuba.

Laminaarsete õhujaoturite töö analüüs

Laminaarseid vooluseadmeid kasutatakse puhastes tootmisruumides ja need on mõeldud suure õhuhulga jaotamiseks, pakkudes spetsiaalselt projekteeritud lagesid, põrandakatteid ja ruumirõhu reguleerimist. Nendel tingimustel on laminaarsete voolujaoturite töö tagatud vajaliku ühesuunalise voolu tagamiseks paralleelsete voolujuhtmetega. Kõrge õhuvahetuskiirus aitab säilitada sissepuhkeõhuvoolus isotermilistele lähedased tingimused. Suure õhuvahetusega õhujaotuseks mõeldud laed tagavad oma suure pindala tõttu väikese õhuvoolu algkiiruse. Põranda tasemel asuvate väljatõmbeseadmete töö ja õhurõhu reguleerimine ruumis minimeerivad retsirkulatsioonivoolu tsoonide suuruse ning põhimõte "üks läbimine ja üks väljapääs" on hõlpsasti rakendatav. Hõljuvad osakesed surutakse vastu põrandat ja eemaldatakse, seega on nende retsirkulatsiooni oht väike.

Selliste õhujaoturitega operatsioonisaalis töötamisel muutub olukord aga oluliselt. Operatsiooniruumides õhu bakterioloogilise puhtuse vastuvõetava taseme säilitamiseks on arvutatud õhuvahetuse väärtused tavaliselt keskmiselt 25 korda tunnis või isegi vähem, see tähendab, et need ei ole võrreldavad tööstusruumide väärtustega. Stabiilse õhuvoolu säilitamiseks operatsioonisaali ja külgnevate ruumide vahel hoitakse selles tavaliselt ülerõhku. Õhk eemaldatakse läbi väljalaskeseadmete, mis on sümmeetriliselt paigaldatud ruumi alumise tsooni seintesse. Väiksemate õhuhulkade jaotamiseks kasutatakse reeglina väikese pindalaga laminaarseid vooluseadmeid, mis paigaldatakse ruumi keskel asuva saare kujul ainult ruumi kriitilise ala kohale. kasutades kogu lagi.

Vaatlused näitavad, et sellised laminaarsed seadmed ei taga alati ühesuunalist voolu. Kuna pealevoolu ja ümbritseva õhu temperatuuri (5–7 °C) vahel on peaaegu alati erinevus, langeb toiteseadmest väljuv jahedam õhk alla palju kiiremini kui isotermiline ühesuunaline vool. See on üldkasutatavates hoonetes kasutatavate laehajutite puhul tavaline nähtus. On eksiarvamus, et laminaarpõrandad tagavad stabiilse ja ühesuunalise õhuvoolu sõltumata asukohast või kasutusviisist. Tegelikult suureneb reaalsetes tingimustes madala temperatuuriga vertikaalse laminaarse voolu kiirus põrandale lähenedes. Mida suurem on sissepuhkeõhu maht ja madalam selle temperatuur ruumiõhu suhtes, seda suurem on selle voolu kiirendus. Tabel näitab, et 3 m 2 pindalaga laminaarsüsteemi kasutamine temperatuuride erinevusega 9 ° C suurendab õhukiirust kolmekordselt juba 1,8 m kaugusel tee algusest. Õhu kiirus toiteseadme väljalaskeava juures on 0,15 m/s ja operatsioonilaua tasemel ulatub 0,46 m/s. See väärtus ületab vastuvõetava taseme. Paljud uuringud on juba ammu tõestanud, et liigse sissevoolukiiruse korral on võimatu säilitada selle "ühesuunalisust". Eelkõige Salvati (1982) ja Lewis (Lewis, 1993) läbiviidud õhu juhtimise analüüs operatsioonisaalides näitas, et mõnel juhul põhjustab suure õhukiirusega laminaarsete vooluseadmete kasutamine õhuvoolu taseme tõusu. õhu saastumine kirurgilise sisselõike piirkonnas, millega kaasneb nakkusoht.

Õhuvoolu kiiruse sõltuvus pindalast
laminaarpaneel ja sissepuhkeõhu temperatuur

	Õhukulu, m 3 / (h. m 2)	Rõhk, Pa	Õhukiirus paneelist 2 m kaugusel, m/s
	Õhukulu, m 3 / (h. m 2)	Rõhk, Pa	3 °С T	6 °С T	8 °С T	11 °С T	NC
Üksik paneel	183	2	0,10	0,13	0,15	0,18	<20
	366	8	0,18	0,20	0,23	0,28	<20
	549	18	0,25	0,31	0,36	0,41	21
	732	32	0,33	0,41	0,48	0,53	25
1,5-3,0 m2	183	2	0,10	0,15	0,15	0,18	<20
	366	8	0,18	0,23	0,25	0,31	22
	549	18	0,25	0,33	0,41	0,46	26
	732	32	0,36	0,46	0,53	-	30
Rohkem kui 3 m2	183	2	0,13	0,15	0,18	0,20	21
	366	8	0,20	0,25	0,31	0,33	25
	549	18	0,31	0,38	0,46	0,51	29
	732	32	0,41	0,51	-	-	33

T - toite- ja välisõhu temperatuuri erinevus

Kui vool liigub, on algpunktis õhuvoolu jooned paralleelsed, seejärel muutuvad voolu piirid, kitsenedes põranda suunas ja see ei suuda enam kaitsta laminaarse voolu mõõtmetega määratud ala. üksus. Õhukiirusel 0,46 m/s haarab vool ruumist väheliikuva õhu. Kuna ruumis eraldub pidevalt bakteriosakesi, segunevad nakatunud osakesed toiteplokist tuleva õhuvooluga, kuna nende vabanemise allikad töötavad pidevalt ruumis. Seda soodustab õhuringlus, mis tuleneb ruumis olevast surveõhust. Operatsiooniruumide puhtuse säilitamiseks vastavalt standarditele on vaja tagada õhu tasakaalustamatus, kuna sissevool ületab heitgaasi 10%. Liigne õhk liigub külgnevatesse vähempuhastesse ruumidesse. Kaasaegsetes tingimustes kasutatakse operatsioonisaalides sageli hermeetilisi lükanduksi, millel pole kuhugi minna, see ringleb kogu ruumis ja see viiakse tagasi toiteseadmesse, kasutades sellesse sisseehitatud ventilaatoreid edasiseks puhastamiseks ja ruumi sekundaarseks tarnimiseks; . Ringlev õhk kogub ruumi õhust kõik saastunud osakesed ja võib toitevoolu lähedal liikudes seda saastada. Voolu piiride rikkumise tõttu segatakse sellesse ümbritsevast ruumist õhku ja patogeensed osakesed tungivad steriilsesse tsooni, mida peetakse kaitstuks.

Suur liikuvus soodustab surnud nahaosakeste intensiivset eraldumist meditsiinitöötajate kaitsmata nahapiirkondadelt ja nende sisenemist otse kirurgilise sisselõike sisse. Teisest küljest tuleb märkida, et nakkushaiguste arengut operatsioonijärgsel perioodil põhjustab patsiendi hüpotermiline seisund, mis intensiivistub suurenenud liikuvusega külma õhuvooluga kokkupuutel.

Seega võib laminaarse vooluga õhuhajuti, mida traditsiooniliselt kasutatakse puhtas ruumikeskkonnas ja on efektiivne, kahjustada tavapärases operatsiooniruumis toimimist.

See vestlus kehtib laminaarse voolu seadmete kohta, mille keskmine pindala on umbes 3 m 2 - optimaalne tööpiirkonna kaitsmiseks. Ameerika nõuete kohaselt ei tohiks õhuvoolu kiirus laminaarpaneelide väljalaskeava juures ületada 0,15 m/s, see tähendab, et 1 ft 2 (0,09 m 2) paneeli pindalast peaks ruumi voolama 14 l/s õhku. Meie puhul on see 466 l / s (1677,6 m 3 / h) ehk umbes 17 korda / h. Operatsiooniruumide õhuvahetuse standardväärtuse kohaselt peaks see olema 20 korda tunnis, 25 korda tunnis, seega 17 korda tunnis vastab täielikult nõuetele. Selgub, et väärtus 20 korda tunnis vastab ruumile, mille maht on 64 m 3.

Tänapäevaste standardite kohaselt peaks standardse operatsioonitoa (üldkirurgia) pindala olema vähemalt 36 m2. Ja nõuded keerukamate operatsioonide (kardioloogilised, ortopeedilised jne) operatsioonisaalidele on palju kõrgemad ja sageli võib sellise operatsioonisaali maht ületada 135–150 m 3. Nende juhtumite õhujaotussüsteem nõuab oluliselt suuremat pinda ja õhuvõimsust.

Suuremates operatsioonisaalides õhuvoolu korraldamisel tekib probleem voolu laminaarsuse säilitamisel väljumistasapinnast operatsioonilaua tasapinnani. Õhuvoolu käitumise uuringuid on tehtud mitmes operatsioonisaalis. Erinevatesse ruumidesse paigaldati laminaarvoolupaneelid, mis jaotati pindala järgi kahte rühma: 1,5–3 m 2 ja üle 3 m 3 ning paigaldati eksperimentaalsed kliimaseadmed, mis võimaldasid sissepuhkeõhu temperatuuri muuta. Viidi läbi sissetuleva õhu voolukiiruse korduvad mõõtmised erinevate vooluhulkade ja temperatuurimuutuste juures, mille tulemused on näha tabelist.

Ruumi puhtuse kriteeriumid

Õiged otsused operatsiooniruumide õhujaotuse korraldamisel: toitepaneelide ratsionaalse suuruse valimine, sissepuhkeõhu standardse vooluhulga ja temperatuuri tagamine - ei garanteeri ruumi õhu absoluutset desinfitseerimist. Operatsioonitubade õhu desinfitseerimise küsimus tõstatus teravalt rohkem kui 30 aastat tagasi, kui pakuti välja erinevad epidemioloogilised meetmed. Ja nüüd on haiglate projekteerimise ja toimimise kaasaegsete regulatiivsete dokumentide nõuete eesmärk õhu desinfitseerimine, kus HVAC-süsteeme esitletakse peamise viisina nakkuste leviku ja kuhjumise vältimiseks.

Näiteks peab standard oma nõuete peamiseks eesmärgiks desinfitseerimist, märkides: "õigesti kavandatud HVAC-süsteem minimeerib viiruste, bakterite, seente eoste ja muude bioloogiliste saasteainete leviku õhu kaudu" ning HVAC-süsteemid mängivad olulist rolli kontrolli all hoidmisel. infektsioonid ja muud kahjulikud tegurid. Rõhutatakse nõuet operatsioonisaali kliimaseadmetele: "õhuvarustussüsteem peab olema konstrueeritud nii, et bakterite sattumine steriilsetesse kohtadesse koos õhuga oleks minimaalne, säilitades samal ajal maksimaalse puhtuse taseme ülejäänud operatsioonisaalis."

Normatiivdokumendid ei sisalda aga otseseid nõudeid erinevate ventilatsioonimeetodite desinfitseerimise efektiivsuse määramiseks ja jälgimiseks ning projekteerijatel tuleb sageli tegeleda otsingutegevusega, mis võtab palju aega ja hajutab tähelepanu põhitöölt.

Meie riigis on haiglahoonete HVAC-süsteemide projekteerimise kohta üsna palju erinevat regulatiivset kirjandust ja kõikjal kõlavad nõuded õhu desinfitseerimiseks, mida paljudel objektiivsetel põhjustel on projekteerijatel praktiliselt raske rakendada. See eeldab mitte ainult tänapäevaste desinfitseerimisseadmete tundmist ja nende õiget kasutamist, vaid, mis kõige tähtsam, siseõhu keskkonna edasist õigeaegset epidemioloogilist seiret, mis annab aimu HVAC-süsteemide töökvaliteedist, kuid kahjuks ei teostata alati. Kui puhaste tööstusruumide puhtust hinnatakse osakeste (näiteks tolmuosakesed) olemasolu järgi, siis meditsiinihoonete puhaste ruumide õhu puhtuse näitajaks on elusad bakterid või kolooniaid moodustavad osakesed, mille lubatud tasemed on antud. sisse. Nende tasemete hoidmiseks tuleks regulaarselt jälgida õhukeskkonda mikrobioloogiliste näitajate osas, mille puhul on vaja neid lugeda. Õhu puhtuse hindamiseks kasutatavate mikroorganismide kogumise ja loendamise metoodikat ei ole veel üheski reguleerivas dokumendis esitatud. On oluline, et mikroobiosakeste loendamine toimuks operatsioonitoas, st operatsiooni ajal. Aga selleks peab valmis olema õhujaotussüsteemi projekteerimine ja paigaldus. Süsteemi desinfitseerimise taset või tõhusust ei saa kindlaks teha enne, kui see operatsiooniruumis tööle hakkab, seda saab teha ainult mitme tööprotsessi tingimustes. See tekitab inseneridele suuri raskusi, sest kuigi uuringud on vajalikud, on need vastuolus haigla epideemiavastase distsipliiniga.

Õhkkardin

Operatsiooniruumis vajalike õhutingimuste tagamiseks on oluline õhu sissevoolu ja eemaldamise ühistöö korralikult korraldada. Toite- ja väljatõmbeseadmete ratsionaalse positsioneerimisega operatsiooniruumi saab õhuvoolu olemust parandada.

Operatsiooniruumides on võimatu kasutada nii kogu laepinda õhu jaotamiseks kui ka põrandapinda õhu eemaldamiseks. Põrandakatted on ebahügieenilised, kuna määrduvad kiiresti ja neid on raske puhastada. Mahukad, keerulised ja kallid süsteemid pole kunagi leidnud rakendust väikestes operatsioonisaalides. Nendel põhjustel on kõige ratsionaalsem laminaarpaneelide "saar" paigutus kriitilise ala kohal koos väljatõmbeavade paigaldamisega seinte alumisse ossa. See võimaldab simuleerida tööstusliku puhta ruumiga sarnaseid õhuvoogusid odavamalt ja vähem tülikamalt. Edukaks osutunud meetod on kaitsebarjääri põhimõttel töötavate õhkkardinate kasutamine. Õhkkardin sobib hästi sissepuhkeõhuvooluga kitsa õhukesta kujul suurema kiirusega, mis on spetsiaalselt korraldatud ümber lae perimeetri. Õhkkardin töötab pidevalt väljatõmbe jaoks ja takistab saastunud välisõhu sisenemist laminaarsesse voolu.

Õhkkardina toimimise mõistmiseks tuleks ette kujutada operatsioonituba, mille ruumi neljale küljele on paigutatud väljatõmbekate. Lae keskel asuvalt “laminaarsaarelt” tulev sissepuhkeõhk langeb ainult allapoole, laienedes laskudes seinte külgede suunas. See lahendus vähendab retsirkulatsioonitsoone, seisvate alade suurust, kuhu kogunevad patogeensed mikroorganismid, ning takistab ka laminaarse voolu segunemist ruumiõhuga, vähendab selle kiirendust ja stabiliseerib kiirust, mille tulemusena allavoolu katab (lukustub) kogu steriilne ala. See aitab eemaldada kaitsealalt bioloogilisi saasteaineid ja isoleerida seda keskkonnast.

Joonisel fig. Joonisel 1 on kujutatud standardset õhkkardina disaini, mille pilud on ruumi perimeetri ümber. Heitgaaside korraldamisel piki laminaarse voolu perimeetrit see venib, laieneb ja täidab kogu kardina sees oleva tsooni, mille tulemusena välditakse “kitsendavat” efekti ja stabiliseerub laminaarse voolu vajalik kiirus.

Jooniselt fig. Joonisel 3 on näidatud korrektselt projekteeritud õhkkardinaga tekkiva tegeliku (mõõdetud) kiiruse väärtused, mis näitavad selgelt laminaarse voolu ja õhukardina koostoimet ning laminaarvool liigub ühtlaselt. Õhkkardin välistab vajaduse paigaldada kogu ruumi perimeetrile mahukas väljatõmbesüsteem, selle asemel et paigaldada seintesse traditsiooniline õhupuhasti, nagu operatsioonisaalides kombeks. Õhkkardin kaitseb piirkonda otse kirurgilise personali ja laua ümber, vältides saastunud osakeste naasmist esmasesse õhuvoolu.

Pärast õhkkardina projekteerimist tekib küsimus, millist desinfitseerimise taset on võimalik selle töö käigus saavutada. Halvasti kujundatud õhkkardin ei ole tõhusam kui traditsiooniline laminaarvoolusüsteem. Disainiviga võib olla suur õhukiirus, kuna selline kardin "tõmbab" laminaarvoolu liiga kiiresti ehk juba enne tööpõrandale jõudmist. Voolu käitumist ei pruugita kontrollida ja võib tekkida oht, et saastunud osakesed lekivad põranda tasandilt tööalale. Samamoodi ei suuda madala imemiskiirusega õhkkardin laminaarset voolu tõhusalt blokeerida ja võib selle sisse tõmmata. Sel juhul on ruumi õhukonditsioneer sama, mis ainult laminaarse õhuvarustusseadme kasutamisel. Projekteerimisel on oluline õigesti määrata kiirusvahemik ja valida sobiv süsteem. See mõjutab otseselt desinfitseerimisomaduste arvutamist.

Vaatamata õhkkardinate ilmsetele eelistele ei tohiks neid pimesi kasutada. Operatsiooni ajal õhkkardinate tekitatud steriilne õhuvool ei ole alati vajalik. Õhu desinfitseerimise taseme tagamise vajadus tuleks otsustada koos tehnoloogidega, kelle rolliks peaks antud juhul olema konkreetsete operatsioonidega tegelevad kirurgid.

Järeldus

Vertikaalne laminaarne vool võib sõltuvalt töötingimustest käituda ettearvamatult. Puhastes tootmispiirkondades kasutatavad laminaarsed voolupaneelid ei suuda üldjuhul tagada operatsioonisaalides vajalikku desinfitseerimist. Õhkkardinasüsteemid aitavad korrigeerida vertikaalsete laminaarsete voolude liikumismustrit. Õhkkardinad on optimaalne lahendus operatsioonisaalide õhukeskkonna bakterioloogilise kontrolli probleemile, eriti pikkade kirurgiliste operatsioonide ajal ja nõrgenenud immuunsüsteemiga patsientidel, kellele õhu kaudu levivad infektsioonid kujutavad erilist ohtu.

Artikli koostas A. P. Borisoglebskaja, kasutades ajakirja ASHRAE materjale.

Sõltuvalt ventilatsioonimeetodist nimetatakse ruumi tavaliselt:

a) turbulentselt ventileeritud või ruumidmitteühesuunaline õhuvool;

b) laminaarse või ühesuunalise õhuvooluga ruumid.

Märge. Professionaalses sõnavaras domineerivad terminid

"turbulentsed õhuvool", "laminaarne õhuvool".

Sõidurežiimid ma olen õhk

Sõidurežiime on kaksõhk: laminaarne? ja rahutu?. Laminar? Režiimi iseloomustab õhuosakeste järjestatud liikumine mööda paralleelseid trajektoore. Voolus segunemine toimub molekulide läbitungimise tulemusena. Turbulentses režiimis on õhuosakeste liikumine kaootiline, segunemine on tingitud üksikute õhuhulkade läbitungimisest ja toimub seetõttu palju intensiivsemalt kui laminaarses režiimis.

Statsionaarse laminaarse liikumise korral on õhuvoolu kiirus punktis konstantne suuruse ja suuna poolest; turbulentse liikumise ajal on selle suurus ja suund ajas muutuv.

Turbulents on väliste (voolu sisse kantud) või sisemiste (voolus tekitatud) häirete tagajärg?. Turbulents ventilatsioonivoolud on tavaliselt sisemist päritolu. Selle põhjuseks on keeriste tekkimine, kui vool liigub ümber ebatasasuste?seinad ja esemed.

Vundamentide kriteerium? turbulentne režiim on Rhea number?Nolds:

R e = uD / h

Kus Ja - keskmine õhukiirus sisse toas;

D - hüdrauliliselt? ruumi läbimõõt;

D= 4S/P

S - ristlõike pindala ruumid;

R - põiki ümbermõõt ruumi osad;

v- kinemaatiline?õhu viskoossuse koefitsient.

Rhea number? Nolds, mille kohal abutmendi turbulentne liikumine?selgelt nimetatakse kriitiliseks. Sest ruumidesse see on võrdne 1000-1500, siledate torude puhul - 2300. V ruumidesse õhu liikumine on tavaliselt turbulentne; filtreerimisel(puhastes ruumides)võimalik laminaarsena?, ja tormiline? režiimis.

Viimase kümne aasta jooksul on Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) määratluse kohaselt nii välismaal kui ka meil kasvanud mäda-põletikuliste haiguste arv, mis on tingitud nakkustest, mis on saanud nimetuse "hospitaalinfektsioonid" (HAI). Haiglainfektsioonidest põhjustatud haiguste analüüsi põhjal võib öelda, et nende kestus ja esinemissagedus sõltuvad otseselt haigla ruumide õhukeskkonna seisundist. Operatsiooniruumides (ja tööstuslikes puhastes ruumides) vajalike mikrokliima parameetrite tagamiseks kasutatakse ühesuunalisi õhujaoturid. Nagu näitavad keskkonnaseire ja õhuvoogude analüüsi tulemused, võib selliste jaoturite töö tagada vajalikud mikrokliima parameetrid, kuid mõjutab negatiivselt õhu bakterioloogilist koostist. Kriitilise tsooni vajaliku kaitsetaseme saavutamiseks on vajalik, et seadmest väljuv õhuvool ei kaotaks oma piiride kuju ja säilitaks liikumise sirguse ehk teisisõnu ei tohiks õhuvool kitseneda ega laieneda. kaitseks valitud tsoon, kus asub kirurgiline laud.

Haiglahoone struktuuris nõuavad operatsiooniruumid suurimat vastutust, mis on tingitud kirurgilise protsessi tähtsusest ja selle protsessi edukaks läbiviimiseks ja lõpuleviimiseks vajalike mikrokliima tingimuste tagamisest. Peamiseks erinevate bakteriosakeste vabanemise allikaks on meditsiinitöötajad ise, kes ruumis liikudes tekitavad osakesi ja vabastavad mikroorganisme. Uute osakeste ilmumise intensiivsus ruumi õhuruumi sõltub temperatuurist, inimeste liikuvusastmest ja õhu liikumise kiirusest. Nosokomiaalne infektsioon liigub reeglina operatsioonisaalis õhuvooludega ning selle tungimise tõenäosus opereeritava haavatavasse haavaõõnde ei vähene kunagi. Nagu vaatlused on näidanud, põhjustab ventilatsioonisüsteemide ebaõige korraldamine tavaliselt nii kiiret infektsiooni kogunemist ruumis, et selle tase võib ületada lubatud normi.

Väliseksperdid on juba mitukümmend aastat püüdnud välja töötada süsteemseid lahendusi, et tagada operatsioonisaalides vajalikud õhutingimused. Ruumi sisenev õhuvool ei pea mitte ainult säilitama mikrokliima parameetreid, assimileerima kahjulikke tegureid (kuumus, lõhn, niiskus, kahjulikud ained), vaid ka säilitama valitud alade kaitse nakatumise võimaluse eest ja tagama seetõttu vajaliku tööpuhtuse. ruumi õhk. Piirkonda, kus tehakse invasiivseid operatsioone (tungimine inimkehasse), nimetatakse "kriitiliseks" ehk operatsioonitsooniks. Standard määratleb sellise tsooni kui "töötamise sanitaarkaitsetsooni"; see mõiste tähendab ruumi, kus asuvad operatsioonilaud, seadmed, instrumentide lauad ja meditsiinipersonal. On olemas selline asi nagu "tehnoloogiline tuum". See viitab alale, kus tootmisprotsesse viiakse läbi steriilsetes tingimustes, seda piirkonda saab sisuliselt korreleerida operatsioonisaaliga.

Vältimaks bakteriaalse saastumise tungimist kõige kriitilisematesse piirkondadesse, on laialt levinud õhuvoolu nihke kasutamisel põhinevad sõelumismeetodid. Selleks on välja töötatud erineva konstruktsiooniga laminaarse õhuvoolu õhujaoturid. Hiljem hakati "laminaar" nimetama "ühesuunaliseks" vooluks. Tänapäeval leiate puhaste ruumide õhujaotusseadmete jaoks mitmesuguseid nimetusi, näiteks "laminaarlagi", "laminaar", "puhta õhu operatsioonisüsteem", "töölagi" ja teised, kuid see ei muuda nende olemust. Õhujaotur on ehitatud laekonstruktsiooni ruumi kaitstud ala kohale. See võib olla erineva suurusega, see sõltub õhuvoolust. Sellise lae optimaalne pindala ei tohiks olla väiksem kui 9 m2, et see saaks ala täielikult katta laudade, personali ja seadmetega. Väikeste portsjonitena väljatõrjuv õhuvool liigub aeglaselt ülevalt alla, eraldades nii kirurgilise kokkupuute tsooni aseptilise välja, tsooni, kuhu kantakse steriilne materjal keskkonnatsoonist. Kaitstava ruumi alumisest ja ülemisest tsoonist eemaldatakse õhk üheaegselt. Lakke on sisse ehitatud HEPA filtrid (klassi H järgi), mis lasevad neist läbi õhu voolata. Filtrid püüavad ainult elusad osakesed kinni ilma neid desinfitseerimata.

Viimasel ajal on globaalsel tasandil hakatud tähelepanu pöörama haiglaruumide ja muude bakteriaalsete saasteainete allikaid sisaldavate asutuste õhukeskkonna desinfitseerimise küsimustele. Dokumentides on sätestatud nõuded, et operatsiooniruumides, mille osakeste deaktiveerimise efektiivsus on 95% või kõrgem, on vajalik õhk desinfitseerida. Samuti desinfitseeritakse kliimasüsteemi seadmed ja õhukanalid. Kirurgilise personali poolt vabanenud bakterid ja osakesed satuvad pidevalt ruumiõhku ja kogunevad sinna. Selleks, et kahjulike ainete kontsentratsioon ruumis ei jõuaks maksimaalselt lubatud piirini, on vaja pidevalt jälgida õhukeskkonda. See juhtimine toimub tõrgeteta pärast kliimasüsteemi paigaldamist, remonti või hooldust, st kui puhas ruum on kasutusel.

Projekteerijate jaoks on juba tavapäraseks saanud ülipeente ühesuunaliste sisseehitatud laetüüpi filtritega õhujaoturite kasutamine operatsioonisaalides.

Suuremahulised õhuvoolud liiguvad aeglaselt mööda ruumi allapoole, eraldades nii kaitstud ala ümbritsevast õhust. Paljud spetsialistid ei muretse aga selle pärast, et nendest lahendustest üksi ei piisa kirurgiliste operatsioonide ajal vajaliku õhu desinfitseerimise taseme säilitamiseks.

Õhujaotusseadmete jaoks on välja pakutud suur hulk disainivõimalusi, millest igaühel on konkreetses valdkonnas oma rakendus. Spetsiaalsed operatsiooniruumid oma klassi sees jagunevad alamklassideks olenevalt nende otstarbest vastavalt puhtusastmele. Näiteks südamekirurgia, üld-, ortopeedilised operatsiooniruumid jne. Igal klassil on omad nõuded puhtuse tagamiseks.

Puhaste ruumide õhujaoturid võeti esmakordselt kasutusele eelmise sajandi 50ndate keskel. Sellest ajast alates on õhujaotus tööstusruumides muutunud traditsiooniliseks juhtudel, kui on vaja tagada mikroorganismide või osakeste vähendatud kontsentratsioon, seda kõike tehakse perforeeritud lae kaudu. Õhuvool liigub ühes suunas läbi kogu ruumi ruumala, kusjuures kiirus jääb ühtlaseks - ligikaudu 0,3 - 0,5 m/s. Õhk tarnitakse läbi kõrge efektiivsusega õhufiltrite rühma, mis asuvad puhastusruumi laes. Õhuvool toimub õhukolvi põhimõttel, mis liigub kiiresti alla läbi kogu ruumi, eemaldades kahjulikud ained ja saasteained. Õhk eemaldatakse läbi põranda. See õhuliikumine võib eemaldada protsessidest ja personalist pärinevad aerosoolsaasteained. Sellise ventilatsiooni korraldamise eesmärk on tagada operatsiooniruumi õhu vajalik puhtus. Selle puuduseks on see, et see nõuab suurt õhuvoolu, mis ei ole ökonoomne. Klassi ISO 6 (vastavalt ISO klassifikatsioonile) või klassi 1000 puhaste ruumide puhul on lubatud õhuvahetuskiirus 70-160 korda tunnis. Hiljem tulid nende asemele tõhusamad moodultüüpi seadmed, millel on väiksemad mõõtmed ja madalad kulud, mis võimaldab valida õhuvarustusseadme vastavalt kaitsetsooni suurusele ja vajalikele õhuvahetuskursitele ruumis, sõltuvalt selle suurusest. eesmärk.

Laminaarsete õhuhajutite töö

Laminaarsed vooluseadmed on mõeldud kasutamiseks puhastes tootmisruumides suurte õhuhulkade jaotamiseks. Teostamiseks on vaja spetsiaalselt projekteeritud lagesid, ruumirõhu reguleerimist ja põrandakatteid. Kui need tingimused on täidetud, loovad laminaarsed voolujaoturid kindlasti vajaliku ühesuunalise voolu paralleelsete vooluliinidega. Tänu suurele õhuvahetuskursile säilivad sissepuhkeõhuvoolus isotermilistele lähedased tingimused. Laialdase õhuvahetusega õhujaotuseks mõeldud laed tagavad oma suure pindala tõttu madala käivitusvoolukiiruse. Ruumi õhurõhu muutuste juhtimine ja väljatõmbeseadmete töö tulemus tagab õhuringluse tsoonide minimaalse suuruse toimimise. Hõljuvad osakesed kukuvad põrandale ja eemaldatakse, muutes ringlussevõtu praktiliselt võimatuks.

Kuid operatsioonisaalis töötavad sellised õhusoojendid mõnevõrra erinevalt. Et mitte ületada operatsiooniruumide õhu bakterioloogilise puhtuse lubatud taset, on õhuvahetuse väärtused arvutuste kohaselt umbes 25 korda tunnis ja mõnikord isegi vähem. Teisisõnu, need väärtused ei ole võrreldavad tööstusruumide jaoks arvutatud väärtustega. Stabiilse õhuvoolu säilitamiseks operatsioonisaali ja külgnevate ruumide vahel hoitakse operatsiooniruumis positiivset rõhku. Õhk eemaldatakse väljalaskeseadmete kaudu, mis on paigaldatud sümmeetriliselt alumise tsooni seintesse. Väiksemate õhuhulkade jaotamiseks kasutatakse väiksema pindalaga laminaarseid vooluseadmeid, mis paigaldatakse otse ruumi kriitilise tsooni kohale, mitte kogu lae alla.

Vaatluste põhjal ei suuda sellised laminaarsed õhujaoturid alati tagada ühesuunalist voolu. Kuna sissepuhkeõhuvoolu ja välisõhu temperatuuride erinevus 5-7 °C on vältimatu, langeb toiteseadmest väljuv jahedam õhk palju kiiremini kui ühesuunaline isotermiline vool. See on üldkasutatavatesse ruumidesse paigaldatud laehajutite puhul tavaline nähtus. Arvamus, et laminaarpõrandad tagavad igal juhul ühesuunalise stabiilse õhuvoolu, olenemata sellest, kus ja kuidas neid kasutatakse, on ekslik. Tõepoolest, reaalsetes tingimustes vertikaalse madala temperatuuriga laminaarse voolu kiirus suureneb, kui see laskub põranda poole.

Sissepuhkeõhu mahu suurenemisega ja selle temperatuuri langusega ruumiõhu suhtes suureneb selle voolu kiirendus. Nagu on näidatud tabelis, suureneb tänu laminaarsele süsteemile, mille pindala on 3 m 2 ja temperatuuride erinevus 9 ° C, õhu kiirus 1,8 m kaugusel väljalaskeavast kolm korda. Laminaarsest seadmest väljumisel on õhu kiirus 0,15 m/s ja operatsioonilaua piirkonnas 0,46 m/s, mis ületab lubatud piiri. Paljud uuringud on juba ammu tõestanud, et sissevoolu suurema kiirusega ei säili selle "ühesuunalisus".

	Õhukulu, m 3 / (h m 2)	Rõhk, Pa	Õhukiirus paneelist 2 m kaugusel, m/s
	Õhukulu, m 3 / (h m 2)	Rõhk, Pa	3 °С T	6 °С T	8 °С T	11 °С T	NC
Üksik paneel	183	2	0,10	0,13	0,15	0,18	<20
	366	8	0,18	0,20	0,23	0,28	<20
	549	18	0,25	0,31	0,36	0,41	21
	732	32	0,33	0,41	0,48	0,53	25
1,5 – 3,0 m2	183	2	0,10	0,15	0,15	0,18	<20
	366	8	0,18	0,23	0,25	0,31	22
	549	18	0,25	0,33	0,41	0,46	26
	732	32	0,36	0,46	0,53	–	30
Rohkem kui 3 m2	183	2	0,13	0,15	0,18	0,20	21
	366	8	0,20	0,25	0,31	0,33	25
	549	18	0,31	0,38	0,46	0,51	29
	732	32	0,41	0,51	–	–	33

Lewise (1993) ja Salvati (1982) õhu juhtimise analüüs operatsioonisaalides leidis, et mõnel juhul suurendab suure õhukiirusega laminaarsete vooluseadmete kasutamine õhusaaste taset kirurgilise sisselõike piirkonnas, mis võib põhjustada selle nakatumist.

Õhuvoolu kiiruse muutumise sõltuvus sissepuhkeõhu temperatuurist ja laminaarpaneeli pindala suurusest on toodud tabelis. Kui õhk liigub lähtepunktist, kulgevad voolujooned paralleelselt, siis muutuvad voolu piirid, toimub kitsenemine põranda poole ja seetõttu ei suuda see enam kaitsta õhuvoolu mõõtmetega määratud ala. laminaarse voolu üksus. Kiirusega 0,46 m/s püüab õhuvool kinni ruumis väheliikuva õhu. Ja kuna bakterid sisenevad ruumi pidevalt, sisenevad saastunud osakesed toiteseadmest väljuvasse õhuvoolu. Seda soodustab õhu retsirkulatsioon, mis tekib ruumi õhurõhu tõttu.

Operatsiooniruumide puhtuse säilitamiseks vastavalt standarditele on vaja tagada õhu tasakaalustamatus, suurendades sissevoolu 10% rohkem kui väljalasketoru. Liigne õhk siseneb külgnevatesse, töötlemata ruumidesse. Kaasaegsetes operatsioonisaalides kasutatakse sageli tihendatud lükanduksi, siis ei pääse liigne õhk välja ja ringleb ruumis, misjärel viiakse see sisseehitatud ventilaatorite abil tagasi toiteplokki, seejärel puhastatakse filtrites ja suunatakse uuesti tuba. Ringlev õhuvool kogub ruumi õhust kõik saastunud ained (kui see liigub toitevoolu lähedale, võib see seda saastada). Kuna voolu piire rikutakse, on vältimatu ruumi õhu segunemine ja sellest tulenevalt kahjulike osakeste tungimine kaitstud steriilsesse tsooni.

Suurenenud õhu liikuvus toob kaasa surnud nahaosakeste intensiivse koorimise meditsiinitöötajate avatud nahapiirkondadest, misjärel need sisenevad kirurgilise sisselõike juurde. Kuid teisest küljest on nakkushaiguste tekkimine operatsioonijärgsel rehabilitatsiooniperioodil patsiendi hüpotermilise seisundi tagajärg, mis süveneb külma õhu liikuva vooluga kokkupuutel. Seega võib hästi töötav traditsiooniline laminaarvooluga õhuhajuti puhtas ruumis olla nii kasulik kui ka kahjulik tavapärases operatsioonisaalis tehtava operatsiooni ajal.

See funktsioon on tüüpiline laminaarvooluseadmetele, mille keskmine pindala on umbes 3 m2 - optimaalne tööpiirkonna kaitsmiseks. Ameerika nõuete kohaselt ei tohiks õhuvoolu kiirus laminaarse vooluseadme väljalaskeava juures olla suurem kui 0,15 m/s, see tähendab, et 0,09 m2 alalt peaks ruumi sisenema 14 l/s õhku. Sel juhul voolab 466 l/s (1677,6 m 3 / h) ehk umbes 17 korda tunnis. Kuna operatsiooniruumide õhuvahetuse standardväärtuse kohaselt peaks see olema 20 korda tunnis, vastavalt - 25 korda tunnis, siis vastab 17 korda tunnis täielikult nõutavatele standarditele. Selgub, et 64 m 3 mahuga ruumi jaoks sobib väärtus 20 korda tunnis.

Praeguste standardite kohaselt peaks üldkirurgia pindala (standardne operatsioonituba) olema vähemalt 36 m 2. Suuremad nõudmised esitatakse aga keerukamateks operatsioonideks (ortopeedilised, kardioloogilised jne) mõeldud operatsioonisaalidele, sageli on selliste operatsioonitubade maht ca 135 - 150 m 3 . Sellistel juhtudel on vaja suurema pindala ja õhumahuga õhujaotussüsteemi.

Kui õhuvool on ette nähtud suurematele operatsioonisaalidele, tekitab see probleemi laminaarse voolu säilitamisel väljalasketasandist operatsioonilauale. Õhuvoolu uuringud viidi läbi mitmes operatsioonisaalis. Igasse neist paigaldati laminaarpaneelid, mille võib asustatud pindala järgi jagada kahte gruppi: 1,5 - 3 m 2 ja üle 3 m 2 ning ehitati eksperimentaalsed kliimaseadmete paigaldused, mis võimaldavad teil väärtust muuta. sissepuhkeõhu temperatuur. Uuringu käigus mõõdeti sissetuleva õhuvoolu kiirust erinevate õhuvooluhulkade ja temperatuurimuutuste juures; need mõõdud on näha tabelis.

Operatsioonitubade puhtuse kriteeriumid

Ruumi õhuringluse ja -jaotuse nõuetekohaseks korraldamiseks on vaja valida toitepaneelide ratsionaalne suurus, tagada sissepuhkeõhu standardne voolukiirus ja temperatuur. Need tegurid ei taga aga absoluutset õhu desinfitseerimist. Rohkem kui 30 aastat on teadlased lahendanud operatsioonisaalide desinfitseerimise küsimust ja pakkunud välja erinevaid epidemioloogilisi meetmeid. Tänapäeval seisavad haiglaruumide toimimise ja projekteerimise kaasaegsete regulatiivsete dokumentide nõuded silmitsi õhu desinfitseerimise eesmärgiga, kus peamine viis nakkuste kuhjumise ja leviku tõkestamiseks on HVAC-süsteemid.

Näiteks standardi kohaselt on selle nõuete põhieesmärk desinfitseerimine ja see ütleb, et "õigesti kavandatud HVAC-süsteem minimeerib viiruste, seente eoste, bakterite ja muude bioloogiliste saasteainete leviku õhus", mis mängib olulist rolli tõrjes. infektsioonidest ja muudest kahjulikest teguritest, mida HVAC-süsteem mängib. See määratleb siseruumide kliimaseadmetele esitatavad nõuded, mille kohaselt õhuvarustussüsteemi konstruktsioon peaks minimeerima bakterite tungimist koos õhuga puhastesse piirkondadesse ja säilitama ülejäänud operatsioonisaali kõrgeima võimaliku puhtuse taseme.

Normatiivdokumendid ei sisalda aga otseseid nõudeid, mis kajastaksid ruumide erinevate ventilatsioonimeetoditega desinfitseerimise efektiivsuse määramist ja kontrolli. Seetõttu tuleb projekteerimisel tegeleda otsingutega, mis võtavad palju aega ega lase põhitööd teha.

Operatsiooniruumide HVAC-süsteemide projekteerimise kohta on koostatud palju regulatiivset kirjandust, mis kirjeldab nõudeid õhu desinfitseerimisele, mida projekteerijal on erinevatel põhjustel üsna raske täita. Selleks ei piisa ainult kaasaegsete desinfitseerimisseadmete ja nendega töötamise reeglite tundmisest, tuleb ka siseõhu edasist õigeaegset epidemioloogilist jälgimist, mis loob mulje HVAC-süsteemide töökvaliteedist. Kahjuks ei järgita seda alati. Kui tööstusruumide puhtuse hindamisel lähtutakse osakeste (hõljuvate ainete) olemasolust, siis puhaste haiglaruumide puhtuse indikaatorit esindavad elusad bakterid või kolooniaid moodustavad osakesed, nende lubatud tasemed on antud. Et neid tasemeid mitte ületada, on vajalik regulaarne siseõhu seire mikrobioloogiliste näitajate osas, see eeldab mikroorganismide loendamist. Õhu puhtuse taseme hindamise kogumis- ja arvutusmetoodikat ei toodud üheski normatiivdokumendis. On väga oluline, et mikroorganismide loendamine toimuks operatsiooni ajal tööpiirkonnas. Kuid selleks on vaja õhujaotussüsteemi valmis projekteerimist ja paigaldamist. Desinfitseerimisastet või süsteemi tõhusust ei saa kindlaks teha enne operatsiooniruumis töö alustamist, see tuvastatakse vähemalt mitme toimingu käigus. Siin tekib inseneridele mitmeid raskusi, sest vajalikud uuringud on vastuolus epideemiavastase distsipliini järgimisega haigla ruumides.

Õhkkardina meetod

Korralikult korraldatud õhuvarustuse ja -eemalduse ühistöö tagab operatsioonisaalis vajalikud õhutingimused. Õhuvoolu iseloomu parandamiseks operatsiooniruumis on vaja tagada väljalaske- ja toiteseadmete ratsionaalne suhteline asend.

Riis. 1. Õhkkardina töö analüüs

Kogu laeala kasutamine õhu jaotamiseks ja kogu põranda kasutamine väljatõmbe jaoks ei ole võimalik. Põrandal olevad väljatõmbesõlmed on ebahügieenilised, kuna need määrduvad kiiresti ja neid on raske puhastada. Keerulisi, mahukaid ja kalleid süsteeme väikestes operatsioonisaalides laialdaselt ei kasutata. Seetõttu peetakse kõige ratsionaalsemaks laminaarpaneelide "saarelikku" paigutamist kaitseala kohale ja väljatõmbeavade paigaldamist ruumi alumisse ossa. See võimaldab korraldada puhaste tööstusruumidega sarnaseid õhuvoogusid. See meetod on odavam ja kompaktsem. Õhkkardinaid kasutatakse edukalt kaitsebarjäärina. Õhkkardin on ühendatud sissepuhkeõhu vooluga, moodustades suuremal kiirusel õhust kitsa “kesta”, mis on spetsiaalselt loodud piki lae perimeetrit. Selline kardin töötab pidevalt heitgaaside jaoks ja takistab saastunud välisõhu sisenemist laminaarsesse voolu.

Õhkkardina toimimise paremaks mõistmiseks võite ette kujutada operatsioonisaali, mille kõikidele neljale küljele on paigaldatud kapuuts. Õhuvool, mis pärineb lae keskel asuvast "laminaarsaarest", saab minna ainult allapoole, samal ajal laienedes põrandale lähenedes seinte külgede suunas. See lahendus vähendab retsirkulatsioonitsoone ja stagnatsioonialade suurust, kuhu kogunevad kahjulikud mikroorganismid, takistab ruumiõhu segunemist laminaarse vooluga, vähendab selle kiirendust, stabiliseerib kiirust ja blokeerib kogu steriilse tsooni allavooluga. See aitab isoleerida kaitseala ümbritsevast õhust ja võimaldab sealt eemaldada bioloogilisi saasteaineid.

Riis. Joonisel 2 on kujutatud standardset õhkkardina konstruktsiooni, millel on ruumi perimeetri ümber olevad pilud. Kui korraldate väljatõmbe piki laminaarse voolu perimeetrit, siis see venib, õhuvool laieneb ja täidab kogu kardinaaluse ala ning selle tulemusel välditakse "kitsendavat" efekti ja vajalikku kiirust. laminaarne vool stabiliseerub.

Riis. 2. Õhkkardina skeem

Joonisel fig. Joonisel 3 on näidatud õigesti kavandatud õhkkardina tegelikud õhukiiruse väärtused. Need näitavad selgelt õhukardina koostoimet ühtlaselt liikuva laminaarse vooluga. Õhkkardin võimaldab vältida mahuka väljalaskesüsteemi paigaldamist kogu ruumi perimeetri ulatuses. Selle asemel, nagu operatsioonisaalides kombeks, paigaldatakse seintesse traditsiooniline õhupuhasti. Õhkkardin kaitseb kirurgilist personali ja lauda ümbritsevat ala, vältides saastunud osakeste naasmist esialgsesse õhuvoolu.

Riis. 3. Tegelik kiirusprofiil õhkkardina ristlõikes

Millise desinfitseerimise taseme saab õhukardinaga saavutada? Kui see on halvasti konstrueeritud, ei anna see suuremat efekti kui laminaarne süsteem. Suurel õhukiirusel võite eksida, siis võib selline kardin õhuvoolu vajalikust kiiremini “tõmmata” ja tal pole aega operatsioonilauale jõuda. Kontrollimatu voolukäitumine võib ohustada saastunud osakeste tungimist kaitsealale põranda tasandilt. Samuti ei suuda ebapiisava imemiskiirusega kardin õhuvoolu täielikult blokeerida ja võib selle sisse tõmmata. Sel juhul on operatsiooniruumi õhurežiim sama, mis ainult laminaarse seadme kasutamisel. Projekteerimise käigus tuleb kiirusvahemik õigesti tuvastada ja sobiv süsteem valida. Sellest sõltub desinfitseerimisomaduste arvutamine.

Õhkkardinatel on mitmeid ilmselgeid eeliseid, kuid neid ei tohiks igal pool kasutada, sest operatsiooni ajal ei ole alati vaja tekitada steriilset voolu. Otsus nõutava õhu desinfitseerimise taseme kohta tehakse koostöös nende operatsioonidega seotud kirurgidega.

Järeldus

Vertikaalne laminaarne vool ei käitu alati ennustatavalt, mis sõltub selle kasutustingimustest. Laminaarsed voolupaneelid, mida kasutatakse puhastes tootmisruumides, ei taga sageli operatsiooniruumides vajalikku desinfitseerimist. Õhkkardinasüsteemide paigaldamine aitab kontrollida vertikaalsete laminaarsete õhuvoolude liikumismustreid. Õhkkardinad aitavad teostada bakterioloogilist õhukontrolli operatsioonisaalides, eriti pikaajaliste kirurgiliste sekkumiste ja nõrga immuunsüsteemiga patsientide pideva juuresolekul, kellele õhu kaudu levivad infektsioonid on tohutuks ohuks.

Artikli koostas A. P. Borisoglebskaja, kasutades ajakirja ASHRAE materjale.

Kirjandus

SNiP 2.08.02–89*. Avalikud hooned ja rajatised.
SanPiN 2.1.3.1375–03. Hügieeninõuded haiglate, sünnitushaiglate ja muude meditsiinihaiglate paigutamisele, projekteerimisele, seadmetele ja toimimisele.
Õppe- ja metoodilised juhised õhuvahetuse korraldamiseks haiglate osakondades ja operatsioonitubades.
Juhendavad ja metoodilised juhised nakkushaiguste haiglate ja osakondade kavandamise ja toimimise hügieeniküsimuste kohta.
SNiP 2.08.02–89* käsiraamat tervishoiuasutuste projekteerimiseks. NSVL tervishoiuministeeriumi GiproNIIZdrav. M., 1990.
GOST ISO 14644-1-2002. Puhasruumid ja nendega seotud kontrollitud keskkonnad. Osa 1. Õhu puhtuse klassifikatsioon.
GOST R ISO 14644-4-2002. Puhasruumid ja nendega seotud kontrollitud keskkonnad. Osa 4. Projekteerimine, ehitamine ja kasutuselevõtt.
GOST R ISO 14644-5–2005. Puhasruumid ja nendega seotud kontrollitud keskkonnad. Osa 5. Toimimine.
GOST 30494-96. Elu- ja ühiskondlikud hooned. Siseruumide mikrokliima parameetrid.
GOST R 51251–99. Õhupuhastusfiltrid. Klassifikatsioon. Märgistus.
GOST R 52539-2006. Õhu puhtus meditsiiniasutustes. Üldnõuded.
GOST R IEC 61859–2001. Kiiritusravi ruumid. Üldised ohutusnõuded.
GOST 12.1.005–88. Standardite süsteem.
GOST R 52249-2004. Ravimite tootmise ja kvaliteedikontrolli eeskirjad.
GOST 12.1.005–88. Tööohutusstandardite süsteem. Üldised sanitaar- ja hügieeninõuded tööpiirkonna õhule.
Õpetus- ja metoodiline kiri. Sanitaar- ja hügieeninõuded ravi- ja profülaktilisele hambaraviasutustele.
MGSN 4.12-97. Ravi- ja ennetusasutused.
MGSN 2.01-99. Termokaitse ning soojus- ja veevarustuse standardid.
Metoodilised juhised. MU 4.2.1089-02. Kontrollimeetodid. Bioloogilised ja mikrobioloogilised tegurid. Venemaa tervishoiuministeerium. 2002.
Metoodilised juhised. MU 2.6.1.1892-04. Hügieeninõuded kiirgusohutuse tagamiseks radiofarmatseutilisi preparaate kasutava radionukliiddiagnostika läbiviimisel. Tervishoiuasutuste ruumide klassifikatsioon.