Luftvägsmotstånd. Lungmotstånd. Luftflöde. Laminärt flöde. Turbulent flöde. Laminärt luftflöde Beräkningar och fakta

När en vätska strömmar genom en sluten kanal, såsom ett rör eller mellan två plana plattor, kan endera av två typer av flöde uppstå beroende på vätskans hastighet och viskositet: laminärt flöde eller turbulent flöde. Laminärt flöde tenderar att inträffa vid lägre hastigheter, under tröskeln vid vilken det blir turbulent. Turbulent flöde är ett mindre ordnat flöde som kännetecknas av virvlar eller små paket av vätskepartiklar som resulterar i lateral blandning. I icke-vetenskapliga termer är laminärt flöde slät, medan turbulent flöde är oförskämd .

Släktskap med Reynolds nummer

Den typ av flöde som uppstår i en vätska i en kanal är viktig vid vätskedynamikproblem och påverkas då av värme- och massöverföring i vätskesystem. Det dimensionslösa Reynolds-talet är en viktig parameter i ekvationer som beskriver om fullt utvecklade flödesförhållanden resulterar i laminärt eller turbulent flöde. Reynoldstalet är förhållandet mellan tröghetskraften och skjuvkraften hos en vätska: hur snabbt vätskan rör sig i förhållande till hur trögflytande den är, oberoende av vätskesystemets skala. Laminärt flöde uppstår vanligtvis när vätskan rör sig långsamt eller vätskan är mycket trögflytande. Genom att öka Reynolds-talet, till exempel genom att öka flödeshastigheten för en vätska, kommer flödet att övergå från laminärt till turbulent flöde inom ett visst intervall av Reynolds-tal i det laminär-turbulenta övergångsområdet beroende på små nivåer av störningar i vätskan eller brister i flödessystemet. Om Reynolds-talet är mycket litet, mycket mindre än 1, kommer vätskan att uppvisa Stokes, eller krypande, flöde, där den viskösa kraften hos vätskan domineras av tröghetskrafter.

Den specifika beräkningen av Reynolds-talet och värdet där laminärt flöde inträffar kommer att bero på flödessystemets geometri och flödesstrukturen. Ett allmänt exempel på flöde genom ett rör, där Reynolds-talet ges av

För sådana system uppstår laminärt flöde när Reynolds-talet är under ett kritiskt värde på cirka 2040, även om övergångsintervallet vanligtvis är mellan 1 800 och 2 100.

För hydrauliska system som förekommer på yttre ytor, såsom flöden runt föremål som är suspenderade i en vätska, kan andra definitioner för Reynolds-tal användas för att förutsäga typen av flöde runt föremålet. Partikel Reynolds nummer Re p kommer att användas för partiklar suspenderade i en flytande vätska, till exempel. Liksom med flöde i rör, sker laminärt flöde vanligtvis vid lägre Reynolds-tal, medan turbulent flöde och relaterade fenomen, såsom virvlar, inträffar vid högre Reynolds-tal.

Exempel

En vanlig tillämpning av laminärt flöde är det jämna flödet av en viskös vätska genom ett rör eller rör. I detta fall ändras flödeshastigheten från noll på väggarna av maximum längs mitten av kärlets tvärsnitt. Flödesprofilen för laminärt flöde i ett rör kan beräknas genom att dela upp flödet i tunna cylindriska element och applicera viskös kraft på dem.

Ett annat exempel skulle vara luftflödet över ett flygplans vinge. Gränsskiktet är ett mycket tunt luftskikt som ligger på ytan av vingen (och alla andra ytor av flygplanet). Eftersom luft har viskositet tenderar detta luftlager att fastna på vingen. När vingen rör sig framåt genom luften, flyter gränsskiktet först mjukt över den strömlinjeformade formen på bärytan. Här är flödet laminärt och gränsskiktet ett laminärt skikt. Prandtl tillämpade konceptet med laminärt gränsskikt på aerodynamiska ytor 1904.

laminära flödesbarriärer

Laminärt luftflöde används för att separera luftvolymer, eller förhindra att luftburna föroreningar kommer in i ett område. Laminära flödeshuvar används för att eliminera kontaminering från känsliga processer inom vetenskap, elektronik och medicin. Luftridåer används ofta i kommersiella miljöer för att tillåta uppvärmd eller kyld luft att strömma genom dörröppningar. En laminärt flödesreaktor (LFR) är en reaktor som använder laminärt flöde för att studera kemiska reaktioner och processmekanismer.

För att minska föroreningarna i högklassiga renrum används speciella ventilationssystem där luftflödet rör sig från topp till botten utan turbulens, d.v.s. laminär. Med ett laminärt luftflöde sprids inte smutspartiklar från människor och utrustning i hela rummet utan samlas i ett flöde nära golvet.

Konstruktioner

I allmänhet innehåller rena rum följande grundläggande element:

omslutande väggkonstruktioner (ram, blinda och glasade väggpaneler, dörrar, fönster);

förseglade panel- och kassetttak med inbyggda rasterlampor;

antistatiska golv;

Clean-Zone Golvbeläggning Clean-Zone levereras i standardrullar, för att professionellt installeras som ett vägg-till-vägg täckande golv, vilket skapar en permanent och oundviklig fälla för smuts.

luftberedningssystem (tillförsel-, frånlufts- och återcirkulationsventilationsenheter, luftintagsanordningar, luftfördelare med slutfilter, luftstyrningsanordningar, sensorutrustning och automationselement, etc.);

kontrollsystem för tekniska system för renrum;

luftslussar;

överföringsfönster;

filter- och fläktmoduler för att skapa rena zoner i renrum.

Elektronikindustrinär en av de största konsumenterna av renrum i världen. Kraven på renhetsnivån i denna bransch är de strängaste. Trenden med ständig tillväxt av dessa krav har lett till kvalitativt nya tillvägagångssätt för att skapa rena miljöer. Kärnan i dessa tillvägagångssätt är att skapa isolerande teknologier, d.v.s. i den fysiska separationen av en viss volym ren luft från miljön. Denna separation, vanligtvis hermetiskt förseglad, eliminerade inflytandet från en av de mest intensiva föroreningskällorna - människor. Användningen av isoleringstekniker innebär ett omfattande införande av automatisering och robotisering. Användningen av rena rum i mikroelektronik har sina egna egenskaper: kraven på renlighet i luftmiljön för aerosolpartiklar kommer i förgrunden. Ökade krav ställs också på renrumsjordsystemet, särskilt när det gäller att säkerställa frånvaron av statisk elektricitet. Mikroelektronik kräver skapandet av rena rum av högsta renhetsklasser med installation av perforerade upphöjda golv för att förbättra luftflödeslinjerna, d.v.s. öka flödets enkelriktade.

Rena produktionsanläggningar måste ge förutsättningar för maximal renhet i produktionen; säkerställa isolering av den inre volymen; ingång till rena rum genom en speciell vestibul (gateway).

Trycket i ett renrum bör vara högre än atmosfärstrycket, vilket hjälper till att trycka ut damm ur det. I luftslussen blåses personalkläder för att avlägsna dammpartiklar.

I renrum skapas laminära luftflöden och turbulenta flöden som skapas av roterande och rörliga delar av utrustningen är oacceptabla. Det är nödvändigt att se till att det inte finns några uppvärmda saker som bidrar till bildandet av konvektionsströmmar.

Vanligtvis används ett gallergolv och ett gallertak.

Renrum innehåller ett minimum av utrustning

Eftersom produktionen av renrum är mycket dyr används lokala dammborttagningszoner.

Ett av de effektiva sätten att minska kostnaderna när man skapar renrumskomplex är zonindelning av renrummet till lokala områden, som kan skilja sig från varandra både i luftrenhetsklassen och i det funktionella syftet (endast produktskydd, eller skydd av både produkten och miljön).

Inuti ett renrum med låg renhetsklass kan således rena zoner med högre renhetsklass än rummet där de är belägna skapas ovanför kritiska områden i den tekniska processen.

Huvudsyftet med rena zoner:

bibehålla specificerade luftparametrar i den lokala arbetsytan;

skydd av produkten från miljöpåverkan.

Enligt definitionen i GOST R ISO 14644-1-2000 är en ren zon ett definierat utrymme där koncentrationen av luftburna partiklar kontrolleras, konstrueras och drivs för att minimera inträde, frigöring och kvarhållning av partiklar inom området, och tillåta andra parametrar såsom temperatur, luftfuktighet och tryck att kontrolleras vid behov.

Rena zoner kan konstrueras strukturellt antingen som en del av det övergripande renrumsventilationssystemet, eller som oberoende produkter.

Den första metoden är tillämplig när platsen för rena zoner fastställs vid designstadiet för att skapa ett renrum och inte kan ändras under hela driftperioden, såväl som när det är nödvändigt att tillföra tillförselluft till arbetsutrymmet i den rena zonen.

Den andra metoden innebär möjligheten att ändra placeringen av rena zoner, vilket ger större möjligheter att förändra den tekniska processen och uppgradera utrustning. I det här fallet kan rena zoner, utformade som oberoende produkter, antingen fästas på renrummets kraftstrukturer eller vara mobila autonoma produkter som kan flyttas inom renrummet.

Oftast används rena produktionsförhållanden med minimal personal, med hjälp av halvautomatiska maskiner. Lokala installationer används ofta. På senare tid har klusterinstallationer börjat användas.

Specifikationer:

1 Slutligt tryck i en ren, tom och avgasad kammare, Pa 1,33x10-3

2 Tryckåterställningstid 1,33x10-3 Pa, min 30

3 Mått på arbetskammaren, mm Diameter Höjd 900 1000

4 Antal plasmaacceleratorer med metallkatoder (SPU-M) med plasmaflödesseparation, 3 st

5 Antal pulsade plasmaacceleratorer med grafitkatoder (IPU-S) med plasmaflödesseparation, 4 st

6 Antal utökade jonkällor för rengöring och assistans (RIF-typ), st

7 Uppvärmning av underlag, 0С 250

8 Teknisk utrustning: Enkel planetsats, st. Dubbel planetarisk, st

9 Processgasinsprutningssystem

10 Processkontroll och ledningssystem

11 Högvakuumpumpning: två diffusionspumpar som arbetar parallellt NVDM-400 med en kapacitet på 7000 l/s vardera

12 Forvakuumpumpning: AVR-150 forvakuumenhet med en kapacitet på 150 l/s

13 Maximal elektrisk effekt som förbrukas av en vakuuminstallation, kW, högst 50

14 Yta som upptas av en vakuuminstallation, m2 25

Beskrivning:

Operationssalar är en av de mest kritiska länkarna i strukturen av en sjukhusbyggnad när det gäller vikten av den kirurgiska processen, samt tillhandahåller de speciella mikroklimatförhållanden som är nödvändiga för dess framgångsrika implementering och slutförande. Här är källan till utsläpp av bakteriepartiklar främst medicinsk personal, som kan generera partiklar och frigöra mikroorganismer när de rör sig i rummet.

Sjukhus operationssalar
Luftflödeskontroll

Under de senaste decennierna, i vårt land och utomlands, har det skett en ökning av purulenta inflammatoriska sjukdomar orsakade av infektioner, som enligt definitionen av Världshälsoorganisationen (WHO) vanligtvis kallas nosokomiala infektioner (HAI). En analys av sjukdomar orsakade av sjukhusinfektioner visar att deras frekvens och varaktighet är direkt beroende av tillståndet i luftmiljön i sjukhuslokaler. För att säkerställa de erforderliga mikroklimatparametrarna i operationssalar (och industriella renrum) används enkelriktade luftfördelare. Resultaten av övervakning av luftmiljön och analys av luftflöden visade att driften av sådana distributörer ger de erforderliga mikroklimatparametrarna, men ofta försämrar luftens bakteriologiska renhet. För att skydda det kritiska området är det nödvändigt att luftflödet som lämnar enheten bibehåller rakhet och inte tappar formen av sina gränser, det vill säga att flödet inte ska expandera eller dra ihop sig över det skyddade området där det kirurgiska

Operationssalar är en av de mest kritiska länkarna i strukturen av en sjukhusbyggnad när det gäller vikten av den kirurgiska processen, samt tillhandahåller de speciella mikroklimatförhållanden som är nödvändiga för dess framgångsrika implementering och slutförande. Här är källan till utsläpp av bakteriepartiklar främst medicinsk personal, som kan generera partiklar och frigöra mikroorganismer när de rör sig i rummet. Intensiteten hos partiklar som kommer in i inomhusluften beror på graden av rörlighet hos människor, temperatur och lufthastighet i rummet. Nosokomiala infektioner tenderar att röra sig runt operationssalen med luftströmmar och det finns alltid en risk att de tränger in i den oskyddade sårhålan hos den opererade patienten. Från observationer är det uppenbart att felaktigt organiserad drift av ventilationssystem leder till intensiv ackumulering av infektion till nivåer som överstiger tillåtna nivåer.

I flera decennier har specialister från olika länder utvecklat systemlösningar för att säkerställa luftförhållandena i operationssalar. Luftflödet som tillförs rummet måste inte bara assimilera olika skadliga ämnen (värme, fukt, lukter, skadliga ämnen) och bibehålla de erforderliga mikroklimatparametrarna, utan också säkerställa skyddet av strikt etablerade områden från infektioner som kommer in i dem, det vill säga de nödvändiga renhet av inomhusluften. Området där invasiva ingrepp utförs (penetration in i människokroppen) kan kallas operationszonen eller "kritiskt". Standarden definierar ett sådant område som en "fungerande sanitär skyddszon" och betyder med det utrymmet där operationsbordet, hjälpbord för instrument och material, utrustning samt medicinsk personal i sterila kläder finns. Det finns begreppet en ”teknologisk kärna”, som avser det område där produktionsprocesser utförs under sterila förhållanden, vilket i betydelse kan korreleras med verksamhetsområdet.

För att förhindra att bakteriella föroreningar tränger in i de mest kritiska områdena, har screeningmetoder blivit allmänt använda genom användning av undanträngande luftflöde. Olika konstruktioner av laminära luftflödesfördelare skapades, och termen "laminär" ändrades senare till "enriktad" flöde. För närvarande kan du hitta en mängd olika namn för luftdistributionsanordningar i renrum, till exempel "laminärt", "laminärt tak", "driftstak", "operativsystem för ren luft" etc., vilket inte ändrar deras väsen. Luftfördelaren är inbyggd i takkonstruktionen ovanför rummets skyddszon och kan ha olika storlekar beroende på luftflödet. Det rekommenderade optimala området för ett sådant tak bör vara minst 9 m2 för att helt täcka operationsområdet med bord, utrustning och personal. Det undanträngande luftflödet vid låga hastigheter kommer från topp till botten, som en gardin, och skär av både det aseptiska fältet för den kirurgiska interventionszonen och zonen för överföring av sterilt material från omgivningen. Luft avlägsnas från de nedre och övre zonerna i rummet samtidigt. HEPA-filter (klass H enligt) är inbyggda i takkonstruktionen, genom vilka tilluften passerar. Filter fångar upp men desinficerar inte levande partiklar.

För närvarande ägnas mycket uppmärksamhet över hela världen åt frågorna om luftdesinfektion på sjukhus och andra institutioner där det finns källor till bakteriell kontaminering. Dokumenten uttryckte krav på behovet av att desinficera operationsrumsluft med en ppå minst 95 %, samt luftkanaler och klimatsystemutrustning. Bakteriepartiklar som frigörs av kirurgisk personal kommer kontinuerligt in i rumsluften och ackumuleras i den. För att säkerställa att koncentrationen av partiklar i inomhusluften inte når maximalt tillåtna nivåer är luftkontroll nödvändig. Sådan övervakning måste utföras efter installation av klimatkontrollsystem, underhåll eller reparation, det vill säga i driftläget för ett renrum.

Användningen av enkelriktade luftfördelare med inbyggda ultrafina filter av taktyp i operationssalar har blivit vanligt bland designers. Luftflöden av stora volymer går ner i rummet med låga hastigheter, vilket skär av det skyddade området från omgivningen. Många proffs är dock omedvetna om att dessa lösningar inte är tillräckliga för att upprätthålla tillräckliga nivåer av luftdesinfektion under kirurgiska ingrepp.

Faktum är att det finns en hel del design av luftdistributionsanordningar, som var och en har sitt eget användningsområde. Operationsrumsrenrum inom sin "rena" klass delas in i klasser efter renhetsgrad, beroende på deras syfte. Till exempel allmänkirurgiska operationssalar, hjärtkirurgi eller ortopediska operationssalar etc. Varje specifikt fall har sina egna krav för att säkerställa renlighet.

De första exemplen på användning av luftfördelare för renrum dök upp i mitten av 1950-talet. Sedan dess har det blivit traditionellt att distribuera luft i rena produktionsrum genom ett perforerat tak när låga koncentrationer av partiklar eller mikroorganismer krävs. Luftflödet rör sig genom hela rummets volym i en riktning med en jämn hastighet, vanligtvis 0,3–0,5 m/s. Luften tillförs genom en rad högeffektiva luftfilter placerade i renrummets tak. Lufttillförseln är organiserad enligt principen att en luftkolv rör sig nedåt genom hela rummet och tar bort föroreningar. Luftborttagning sker genom golvet. Denna typ av luftrörelse bidrar till att avlägsna aerosolföroreningar, vars källor är personal och processer. Detta arrangemang av ventilation syftar till att säkerställa ren luft i rummet, men kräver stora luftflöden och är därför oekonomiskt. För renrum i klass 1000 eller ISO klass 6 (ISO-klassificering) kan luftväxlingshastigheten variera från 70 till 160 gånger per timme.

Därefter uppträdde mer rationella modulära enheter, med betydligt mindre storlekar och låga kostnader, vilket gjorde det möjligt att välja en lufttillförselanordning baserat på storleken på det skyddade området och de erforderliga luftväxlingshastigheterna i rummet, beroende på syftet med rum.

Analys av driften av laminära luftfördelare

Laminära flödesenheter används i rena produktionsrum och tjänar till att distribuera stora luftvolymer, vilket ger specialdesignade tak, golvhuvar och rumstrycksreglering. Under dessa förhållanden garanteras driften av laminära flödesfördelare att ge det erforderliga enkelriktade flödet med parallella flödeslinjer. En hög luftväxlingshastighet hjälper till att upprätthålla förhållanden nära isotermiska i tilluftsflödet. Tak designade för luftdistribution med stora luftväxlingar ger på grund av sin stora yta en låg initial luftflödeshastighet. Driften av avgasanordningar placerade på golvnivå och styrning av lufttrycket i rummet minimerar storleken på återcirkulationsflödeszoner, och principen om "en passage och en utgång" är lätt att implementera. Svävande partiklar pressas mot golvet och avlägsnas, så det är liten risk att de återcirkuleras.

Men när sådana luftfördelare fungerar i en operationssal förändras situationen avsevärt. För att upprätthålla acceptabla nivåer av bakteriologisk renhet av luft i operationssalar, är beräknade luftväxlingsvärden vanligtvis i genomsnitt 25 gånger per timme eller ännu mindre, det vill säga de är inte jämförbara med värdena för industrilokaler. För att upprätthålla ett stabilt luftflöde mellan operationssalen och angränsande rum upprätthålls vanligtvis övertryck i den. Luft avlägsnas genom utblåsningsanordningar som är symmetriskt installerade i väggarna i rummets nedre zon. För att fördela mindre luftvolymer används som regel små laminära flödesanordningar, som endast installeras ovanför det kritiska området i rummet i form av en ö i mitten av rummet, istället för använda hela taket.

Observationer visar att sådana laminära anordningar inte alltid ger enkelriktat flöde. Eftersom det nästan alltid finns en skillnad mellan temperaturen i tilloppsströmmen och den omgivande lufttemperaturen (5-7 ° C), sjunker den kallare luften som lämnar tillförselanordningen mycket snabbare än ett isotermiskt enkelriktat flöde. Detta är en vanlig företeelse för takspridare som används i offentliga byggnader. Det finns en missuppfattning att laminära golv ger ett stabilt, enkelriktat luftflöde oavsett plats eller appliceringsmetod. I verkliga förhållanden kommer hastigheten för vertikalt laminärt flöde vid låg temperatur att öka när det närmar sig golvet. Ju större tilluftsvolymen är och ju lägre temperaturen är i förhållande till rumsluften, desto större accelererar dess flöde. Tabellen visar att användningen av ett laminärt system med en yta på 3 m 2 med en temperaturskillnad på 9 ° C ger en trefaldig ökning av lufthastigheten redan på ett avstånd av 1,8 m från början av banan. Lufthastigheten vid utloppet av matningsanordningen är 0,15 m/s, och på operationsbordets nivå når den 0,46 m/s. Detta värde överstiger den acceptabla nivån. Det har länge bevisats av många studier att med alltför höga inflödeshastigheter är det omöjligt att bibehålla dess "enkelriktade". Analys av luftstyrning i operationssalar, utförd framför allt av Salvati (1982) och Lewis (Lewis, 1993), visade att användningen av laminära flödesenheter med höga lufthastigheter i vissa fall leder till en ökning av nivån av luftförorening i området för det kirurgiska snittet med efterföljande risk för infektion.

När flödet rör sig kommer luftflödeslinjerna vid den initiala punkten att vara parallella, då kommer flödets gränser att ändras, smalna av mot golvet, och det kommer inte längre att kunna skydda området som bestäms av dimensionerna på det laminära flödet enhet. Vid lufthastigheter på 0,46 m/s kommer flödet att fånga upp lågt rörlig luft från rummet. Eftersom bakteriepartiklar ständigt frigörs i rummet, kommer infekterade partiklar att blandas in i luftflödet som kommer från tillförselenheten, eftersom källorna till deras frigöring ständigt verkar i rummet. Detta underlättas av återcirkulation av luft från trycksatt luft i rummet. För att upprätthålla renheten i operationssalar, enligt standarderna, är det nödvändigt att säkerställa en obalans av luft på grund av överskottet av inflödet över avgaserna med 10%. Överskottsluft flyttas till angränsande mindre rena rum. Under moderna förhållanden används ofta hermetiska skjutdörrar i operationssalar. Överskottsluften cirkulerar i hela rummet och tas tillbaka in i tillförselenheten med hjälp av inbyggda fläktar för ytterligare rengöring i filter och sekundär tillförsel till rummet; . Den cirkulerande luften samlar upp alla förorenade partiklar från luften i rummet och kan, när den rör sig nära tillförselflödet, förorena det. På grund av överträdelsen av flödets gränser blandas luft från det omgivande utrymmet in i det och patogena partiklar tränger in i den sterila zonen, som anses skyddad.

Hög rörlighet främjar intensiv lösgöring av döda hudpartiklar från oskyddade hudområden hos medicinsk personal och deras inträde direkt i det kirurgiska snittet. Å andra sidan bör det noteras att utvecklingen av infektionssjukdomar under den postoperativa perioden orsakas av det hypotermiska tillståndet hos patienten, som intensifieras när den utsätts för flöden av kall luft med ökad rörlighet.

Således kan en diffusor med laminärt flöde, traditionellt använd och effektiv i en renrumsmiljö, vara skadlig för operationer i ett konventionellt operationsrum.

Denna konversation är giltig för laminära flödesanordningar, som har en genomsnittlig yta på cirka 3 m 2 - optimalt för att skydda operationsområdet. Enligt amerikanska krav bör luftflödeshastigheten vid utloppet av laminära paneler inte överstiga 0,15 m/s, det vill säga 14 l/s luft ska strömma in i rummet från 1 ft 2 (0,09 m 2) panelyta. I vårt fall kommer detta att vara 466 l / s (1677,6 m 3 / h) eller cirka 17 gånger / h. Enligt standardvärdet för luftväxling i operationssalar ska det vara 20 gånger per timme, 25 gånger per timme, så 17 gånger per timme uppfyller kraven fullt ut. Det visar sig att värdet på 20 gånger per timme motsvarar ett rum med en volym på 64 m 3.

Enligt dagens standarder bör arean på en standardoperationssal (allmän kirurgi) vara minst 36 m2. Och kraven på operationssalar för mer komplexa operationer (kardiologiska, ortopediska, etc.) är mycket högre, och ofta kan volymen av en sådan operationssal överstiga 135–150 m 3 . Luftdistributionssystemet för dessa fall kommer att kräva en betydligt större yta och luftkapacitet.

I fallet med att organisera luftflödet i större operationssalar uppstår problemet med att bibehålla laminaritet av flödet från utgångsplanet till operationsbordets nivå. Studier av luftflödesbeteende har genomförts i flera operationssalar. Laminära flödespaneler installerades i olika rum, som var indelade efter yta i två grupper: 1,5–3 m 2 och mer än 3 m 3, och experimentella luftkonditioneringsaggregat installerades som gjorde det möjligt att ändra temperaturen på tilluften. Upprepade mätningar av flödet av inkommande luft utfördes vid olika flödeshastigheter och temperaturförändringar, vars resultat kan ses i tabellen.

Kriterier för rumsrenlighet

Korrekta beslut angående organisering av luftdistribution i operationssalar: att välja den rationella storleken på försörjningspanelerna, säkerställa standardflödet och temperaturen för tilluften - garanterar inte absolut desinfektion av luften i rummet. Frågan om luftdesinfektion i operationssalar togs upp akut för mer än 30 år sedan, då olika anti-epidemiologiska åtgärder föreslogs. Och nu är målet med kraven i moderna regulatoriska dokument för design och drift av sjukhus luftdesinfektion, där HVAC-system presenteras som det huvudsakliga sättet att förhindra spridning och ansamling av infektioner.

Till exempel anser standarden att desinfektion är det huvudsakliga målet för dess krav, och noterar: "ett korrekt utformat HVAC-system minimerar luftburen överföring av virus, bakterier, svampsporer och andra biologiska föroreningar", och HVAC-system spelar en viktig roll för att kontrollera infektioner och andra skadliga faktorer. Kravet på luftkonditioneringssystem i operationssalen framhålls: "lufttillförselsystemet måste utformas för att minimera införandet av bakterier i sterila områden tillsammans med luften, samtidigt som den maximala renhetsnivån i resten av operationssalen bibehålls."

Regleringsdokument innehåller dock inga direkta krav för att bestämma och övervaka effektiviteten av desinfektion för olika ventilationsmetoder, och designers måste ofta engagera sig i sökaktiviteter, vilket tar mycket tid och distraherar från huvudarbetet.

I vårt land finns det en hel del olika regleringslitteratur om utformningen av VVS-system för sjukhusbyggnader, och överallt ställs krav på luftdesinfektion, vilket av många objektiva skäl är praktiskt taget svåra för konstruktörer att implementera. Detta kräver inte bara kunskap om modern desinfektionsutrustning och korrekt användning av den, utan, viktigast av allt, ytterligare snabb epidemiologisk övervakning av inomhusluftsmiljön, vilket ger en uppfattning om driftkvaliteten för HVAC-system, men tyvärr, inte alltid genomförs. Om renheten i rena industrilokaler bedöms av närvaron av partiklar (till exempel dammpartiklar), är indikatorn för luftrenhet i rena rum i medicinska byggnader levande bakterie- eller kolonibildande partiklar, vars tillåtna nivåer anges i. För att upprätthålla dessa nivåer bör luftmiljön regelbundet övervakas för mikrobiologiska indikatorer, för vilka det är nödvändigt att kunna räkna dem. Metodiken för att samla in och räkna mikroorganismer för att bedöma luftens renhet har ännu inte presenterats i något av regeldokumenten. Det är viktigt att räkningen av mikrobiella partiklar görs i operationssalen, det vill säga under operationen. Men för detta måste designen och installationen av luftdistributionssystemet vara redo. Nivån på desinfektion eller effektiviteten hos systemet kan inte fastställas innan det börjar fungera i operationssalen. Detta innebär stora svårigheter för ingenjörer, eftersom forskning, även om den är nödvändig, strider mot sjukhusets anti-epidemidisciplin.

Luftridå

För att säkerställa de erforderliga luftförhållandena i operationssalen är det viktigt att korrekt organisera det gemensamma arbetet med luftinflöde och avlägsnande. Genom att rationellt placera tillförsel- och avgasanordningar i operationssalen kan luftflödets karaktär förbättras.

I operationssalar är det omöjligt att använda både hela takytan för luftfördelning och golvytan för luftborttagning. Golvhuvar är ohygieniska eftersom de snabbt blir smutsiga och är svåra att rengöra. Skrymmande, komplexa och dyra system har aldrig hittat sin tillämpning i små operationssalar. Av dessa skäl är det mest rationella arrangemanget "ö" av laminära paneler ovanför det kritiska området med installation av avgasöppningar i den nedre delen av väggarna. Detta gör det möjligt att simulera luftflöden som liknar ett industriellt renrum på ett billigare och mindre krångligt sätt. En metod som har visat sig framgångsrik är användningen av luftridåer som arbetar enligt principen om en skyddsbarriär. Luftridån kombineras väl med flödet av tilluft i form av ett smalt "skal" av luft med högre hastighet, speciellt organiserat runt takets omkrets. Luftridån arbetar kontinuerligt för utblåsning och förhindrar att förorenad omgivande luft tränger in i det laminära flödet.

För att förstå hur en luftridå fungerar bör du föreställa dig en operationssal med en utsugningskåpa anordnad på alla fyra sidor av rummet. Tilluften som kommer från den "laminära ön" som ligger i mitten av taket kommer bara att falla ner och expandera mot väggarnas sidor när den sjunker. Denna lösning minskar recirkulationszoner, storleken på stillastående områden där patogena mikroorganismer samlas, och förhindrar också blandning av det laminära flödet med rumsluften, minskar dess acceleration och stabiliserar hastigheten, vilket resulterar i att det nedåtgående flödet täcker (låser) hela det sterila området. Detta hjälper till att avlägsna biologiska föroreningar från det skyddade området och isolera det från miljön.

I fig. Figur 1 visar en standard luftridådesign med slitsar runt rummets omkrets. När man organiserar avgaser längs omkretsen av det laminära flödet, sträcker det sig, det expanderar och fyller hela zonen inuti gardinen, vilket resulterar i att den "avsmalnande" effekten förhindras och den erforderliga hastigheten på det laminära flödet stabiliseras.

Från fig. Figur 3 visar värdena för den faktiska (uppmätta) hastigheten som inträffar med en korrekt designad luftridå, som tydligt visar interaktionen mellan det laminära flödet och luftridån, och det laminära flödet rör sig jämnt. Luftridån eliminerar behovet av att installera ett skrymmande avgassystem runt hela rummets omkrets, istället för att installera en traditionell huva i väggarna, som är brukligt i operationssalar. Luftridån skyddar området direkt runt den kirurgiska personalen och bordet och förhindrar att förorenade partiklar återgår till den primära luftströmmen.

Efter att ha designat en luftridå uppstår frågan om vilken nivå av desinfektion som kan uppnås under dess drift. En dåligt designad luftridå kommer inte att vara mer effektiv än ett traditionellt laminärt flödessystem. Ett designfel kan vara hög lufthastighet, eftersom en sådan gardin kommer att "dra" det laminära flödet för snabbt, det vill säga redan innan det når operationsgolvet. Flödesbeteendet kanske inte kontrolleras och det kan finnas risk för att förorenade partiklar läcker in i arbetsområdet från golvnivå. På samma sätt kan en luftridå med låg sughastighet inte effektivt blockera laminärt flöde och kan dras in i det. I det här fallet kommer rummets luftkonditionering att vara detsamma som när du endast använder en laminär lufttillförselanordning. Vid design är det viktigt att korrekt bestämma hastighetsområdet och välja lämpligt system. Detta påverkar direkt beräkningen av desinfektionsegenskaperna.

Trots de uppenbara fördelarna med luftridåer bör de inte användas blint. Det sterila luftflödet som skapas av luftridåer under operation är inte alltid nödvändigt. Behovet av att säkerställa nivån på luftdesinfektion bör beslutas tillsammans med teknologer, vars roll i detta fall bör vara kirurger involverade i specifika operationer.

Slutsats

Vertikalt laminärt flöde kan bete sig oförutsägbart beroende på dess driftsförhållanden. Laminära flödespaneler som används i rena produktionsområden kan i allmänhet inte ge den erforderliga nivån av desinfektion i operationssalar. Luftridåsystem hjälper till att korrigera rörelsemönstret för vertikala laminära flöden. Luftridåer är den optimala lösningen på problemet med bakteriologisk kontroll av luftmiljön i operationssalar, särskilt under långa kirurgiska operationer och patienter med nedsatt immunförsvar, för vilka luftburna infektioner utgör en särskild risk.

Artikeln utarbetades av A. P. Borisoglebskaya med hjälp av material från tidskriften ASHRAE.

Beroende på ventilationsmetoden kallas rummet vanligtvis:

a) turbulent ventilerade eller rum medicke enkelriktat luftflöde;

b) rum med laminärt eller enkelriktat luftflöde.

Notera. Den professionella vokabulären domineras av termerna

"turbulent luftflöde", "laminärt luftflöde".

Körlägen Jag är luft

Det finns två körlägen luft: laminär? och turbulent?. Laminär? Läget kännetecknas av den ordnade rörelsen av luftpartiklar längs parallella banor. Blandning i flödet sker som ett resultat av interpenetration av molekyler. I ett turbulent läge är rörelsen av luftpartiklar kaotisk, blandning orsakas av inträngning av individuella luftvolymer och sker därför mycket mer intensivt än i ett laminärt läge.

Med stationär laminär rörelse är luftflödets hastighet vid en punkt konstant i storlek och riktning; under turbulenta rörelser varierar dess storlek och riktning i tiden.

Turbulens är en följd av externa (förs in i flödet) eller interna (genererade i flödet) störningar?. Turbulens ventilationsflöden är vanligtvis av internt ursprung. Dess orsak är virvelbildning när flödet flyter runt oregelbundenheter?väggar och föremål.

Kriteriet för stiftelser? turbulent regim är Rhea-talet?Nolds:

R e = uD / h

Var Och - genomsnittlig lufthastighet in inomhus;

D - hydrauliskt? rumsdiameter;

D= 4S/P

S - tvärsnittsarea lokal;

R - omkretsen av tvärgående delar av rummet;

v- kinematisk?luftviskositetskoefficient.

Rhea nummer? Nolds, över vilka distansens turbulenta rörelse?klart, kallas kritisk. För lokal det är lika med 1000-1500, för släta rör - 2300. V lokal luftrörelser är vanligtvis turbulenta; vid filtrering(i rena rum)möjlig som laminär?, och turbulent? läge.

Laminära flödesenheter används i rena produktionsrum och tjänar till att distribuera stora luftvolymer, vilket ger specialdesignade tak, golvhuvar och rumstrycksreglering. Under dessa förhållanden garanteras driften av laminära flödesfördelare att ge det erforderliga enkelriktade flödet med parallella flödeslinjer. En hög luftväxlingshastighet hjälper till att upprätthålla förhållanden nära isotermiska i tilluftsflödet. Tak designade för luftdistribution med stora luftväxlingar ger på grund av sin stora yta en låg initial luftflödeshastighet. Driften av avgasanordningar placerade på golvnivå och styrning av lufttrycket i rummet minimerar storleken på återcirkulationsflödeszoner, och principen om "en passage och en utgång" är lätt att implementera. Svävande partiklar pressas mot golvet och avlägsnas, så det är liten risk att de återcirkuleras.

Under de senaste tio åren, både utomlands och i vårt land, har antalet purulenta inflammatoriska sjukdomar på grund av infektioner som fått namnet "nosokomiala infektioner" (HAI) ökat, enligt definitionen av Världshälsoorganisationen (WHO). Baserat på analysen av sjukdomar orsakade av nosokomiala infektioner kan vi säga att deras varaktighet och frekvens direkt beror på tillståndet i luftmiljön i sjukhuslokaler. För att säkerställa de erforderliga mikroklimatparametrarna i operationssalar (och industriella renrum) används enkelriktade luftfördelare. Som framgår av resultaten av miljöövervakning och analys av luftflöden kan driften av sådana distributörer tillhandahålla de erforderliga mikroklimatparametrarna, men negativt påverkar luftens bakteriologiska sammansättning. För att uppnå den erforderliga graden av skydd av den kritiska zonen är det nödvändigt att luftflödet som lämnar enheten inte förlorar formen på sina gränser och bibehåller rörelsens rakhet, med andra ord, luftflödet bör inte minska eller expandera över den zon som valts för skydd där operationsbordet är placerat.

I strukturen av en sjukhusbyggnad kräver operationssalar det största ansvaret på grund av vikten av den kirurgiska processen och tillhandahållandet av nödvändiga mikroklimatförhållanden för att denna process ska kunna genomföras och slutföras framgångsrikt. Den huvudsakliga källan till frisättning av olika bakteriepartiklar är den medicinska personalen själva, som genererar partiklar och frigör mikroorganismer medan de rör sig i rummet. Intensiteten av uppkomsten av nya partiklar i luftrummet i ett rum beror på temperaturen, graden av rörlighet hos människor och hastigheten på luftrörelsen. Den nosokomiala infektionen rör sig som regel runt operationssalen med luftströmmar, och sannolikheten för att den tränger in i den känsliga sårhålan hos den opererade patienten minskar aldrig. Som observationer har visat leder felaktig organisation av ventilationssystem vanligtvis till en så snabb ackumulering av infektion i rummet att dess nivå kan överstiga den tillåtna normen.

I flera decennier nu har utländska experter försökt utveckla systemlösningar för att säkerställa nödvändiga luftförhållanden i operationssalar. Luftflödet som kommer in i rummet måste inte bara upprätthålla mikroklimatparametrar, assimilera skadliga faktorer (värme, lukt, fukt, skadliga ämnen), utan också upprätthålla skyddet av utvalda områden från risken för infektion och därför säkerställa den nödvändiga renheten för driften. rumsluft. Området där invasiva operationer utförs (penetration in i människokroppen) kallas den "kritiska" eller operationszonen. Standarden definierar en sådan zon som en "operativ sanitär skyddszon" detta koncept betyder det utrymme där operationsbordet, utrustning, bord för instrument och medicinsk personal finns. Det finns något sådant som en "teknologisk kärna". Det hänvisar till det område där produktionsprocesser utförs under sterila förhållanden. Detta område kan på ett meningsfullt sätt korreleras med operationssalen.

För att förhindra inträngning av bakteriell kontaminering till de mest kritiska områdena har screeningmetoder baserade på användning av luftflödesförskjutning blivit utbredda. För detta ändamål har laminära luftflödesfördelare av olika utföranden utvecklats. Senare blev "laminärt" känt som "enriktat" flöde. Idag kan du hitta en mängd olika namn för luftdistributionsanordningar för renrum, till exempel "laminärt tak", "laminärt", "operativsystem för ren luft", "operativt tak" och andra, men detta ändrar inte deras väsen. Luftfördelaren är inbyggd i takkonstruktionen ovanför det skyddade området i rummet. Det kan vara av olika storlekar, det beror på luftflödet. Det optimala området för ett sådant tak bör inte vara mindre än 9 m2, så att det helt kan täcka området med bord, personal och utrustning. Det undanträngande luftflödet i små portioner strömmar långsamt uppifrån och ner, och separerar sålunda det aseptiska fältet i den kirurgiska exponeringszonen, zonen där sterilt material överförs från miljözonen. Luft avlägsnas från de nedre och övre zonerna i det skyddade rummet samtidigt. HEPA-filter (klass H enligt) är inbyggda i taket, vilket tillåter luftflöde genom dem. Filter fångar bara upp levande partiklar utan att desinficera dem.

Nyligen, på global nivå, har uppmärksamheten ökat på frågorna om att desinficera luftmiljön i sjukhuslokaler och andra institutioner där källor till bakteriella föroreningar finns. Dokumenten anger kraven på att det är nödvändigt att desinficera luften i operationssalar med en ppå 95 % eller högre. Klimatsystemsutrustning och luftkanaler är också föremål för desinfektion. Bakterier och partiklar som frigörs av kirurgisk personal kommer kontinuerligt in i rumsluften och ackumuleras där. För att förhindra att koncentrationen av skadliga ämnen i rummet når den högsta tillåtna nivån är det nödvändigt att ständigt övervaka luftmiljön. Denna kontroll är obligatorisk efter installation av klimatsystemet, reparation eller underhåll, det vill säga medan renrummet är i bruk.

Det har redan blivit vanligt för designers att använda ultrafina enkelriktade luftfördelare med inbyggda takfilter i operationssalar.

Luftflöden med stora volymer rör sig långsamt ner i rummet och skiljer på så sätt det skyddade området från den omgivande luften. Men många specialister oroar sig inte för att dessa lösningar ensamma inte kommer att räcka för att upprätthålla den erforderliga nivån av luftdesinfektion under kirurgiska operationer.

Ett stort antal designalternativ för luftdistributionsanordningar har föreslagits, var och en av dem har sin egen applikation inom ett specifikt område. Särskilda operationssalar inom sin klass är indelade i underklasser beroende på deras syfte efter renhetsgrad. Till exempel hjärtkirurgi, allmän, ortopediska operationssalar m.m. Varje klass har sina egna krav för att säkerställa renlighet.

Luftfördelare för renrum användes först i mitten av 50-talet av förra seklet. Sedan dess har distributionen av luft i industrilokaler blivit traditionell i de fall det är nödvändigt att säkerställa minskade koncentrationer av mikroorganismer eller partiklar, allt detta sker genom ett perforerat tak. Luftflödet rör sig i en riktning genom hela rummets volym, medan hastigheten förblir enhetlig - cirka 0,3 - 0,5 m/s. Luften tillförs genom en grupp högeffektiva luftfilter placerade i taket i renrummet. Luftflödet tillförs enligt principen om en luftkolv, som snabbt rör sig ner genom hela rummet och tar bort skadliga ämnen och föroreningar. Luft förs bort genom golvet. Denna luftrörelse kan ta bort aerosolföroreningar som härrör från processer och personal. Organisationen av sådan ventilation syftar till att säkerställa den nödvändiga renheten av luften i operationssalen. Dess nackdel är att det kräver ett stort luftflöde, vilket inte är ekonomiskt. För renrum i klass ISO 6 (enligt ISO-klassificering) eller klass 1000 tillåts en luftväxlingshastighet på 70-160 gånger per timme. Senare kom mer effektiva modulära enheter för att ersätta dem, med mindre storlekar och låga kostnader, vilket gör att du kan välja en lufttillförselanordning baserat på storleken på skyddszonen och de erforderliga luftväxlingshastigheterna i rummet, beroende på dess syfte.

Drift av laminära luftdon

Laminära flödesanordningar är designade för användning i rena produktionsrum för distribution av stora luftvolymer. Genomförandet kräver specialdesignade tak, rumstrycksreglering och golvhuvar. Om dessa villkor är uppfyllda kommer laminära flödesfördelare säkerligen att skapa det nödvändiga enkelriktade flödet med parallella flödeslinjer. På grund av den höga luftväxlingshastigheten upprätthålls förhållanden nära isotermiska i tilluftsflödet. Designade för luftdistribution med omfattande luftväxlingar, tak ger låga startflöden på grund av sin stora yta. Kontroll av förändringar i lufttrycket i rummet och resultatet av driften av utblåsningsanordningar säkerställer minimistorleken på luftcirkulationszoner principen om "en passage och en utgång" fungerar här. Svävande partiklar faller till golvet och tas bort, vilket gör återvinning praktiskt taget omöjlig.

Men i en operationssal fungerar sådana luftvärmare något annorlunda. För att inte överskrida de tillåtna nivåerna av luftens bakteriologiska renhet i operationssalar, enligt beräkningar, är luftväxlingsvärdena cirka 25 gånger per timme, och ibland ännu mindre. Dessa värden är med andra ord inte jämförbara med de som beräknats för industrilokaler. För att upprätthålla ett stabilt luftflöde mellan operationssalen och angränsande rum hålls övertryck i operationssalen. Luften avlägsnas genom utblåsningsanordningar som är installerade symmetriskt i väggarna i den nedre zonen. För att distribuera mindre luftvolymer används laminära flödesanordningar med ett mindre område, de installeras direkt ovanför det kritiska området i rummet som en ö i mitten av rummet, istället för att uppta hela taket.

Baserat på observationer kommer sådana laminära luftfördelare inte alltid att kunna ge enkelriktat flöde. Eftersom en skillnad på 5-7 °C mellan temperaturen i tilluftsströmmen och den omgivande lufttemperaturen är oundviklig, kommer den kallare luften som lämnar tillförselanordningen att falla mycket snabbare än ett enkelriktat isotermiskt flöde. Detta är vanligt förekommande för takspridare installerade i offentliga utrymmen. Uppfattningen att lamellgolv ger ett ensriktat, stabilt luftflöde i alla fall, oavsett var och hur de används, är felaktig. Under verkliga förhållanden kommer hastigheten för ett vertikalt laminärt flöde med låg temperatur att öka när det sjunker mot golvet.

Med en ökning av tilluftsvolymen och en minskning av dess temperatur i förhållande till rumsluften ökar accelerationen av dess flöde. Som visas i tabellen, tack vare användningen av ett laminärt system med en yta på 3 m 2 och en temperaturskillnad på 9 ° C, ökar lufthastigheten på ett avstånd av 1,8 m från utloppet tre gånger. Vid utgången från den laminära enheten är lufthastigheten 0,15 m/s, och inom operationsbordets område - 0,46 m/s, vilket överstiger den tillåtna nivån. Många studier har länge visat att med en ökad hastighet på inflödet, bibehålls inte dess "enkelriktade".

En analys av luftkontroll i operationssalar av Lewis (1993) och Salvati (1982) fann att användningen av laminära flödesenheter med höga lufthastigheter i vissa fall ökar nivån av luftburen kontaminering i området för det kirurgiska snittet, vilket kan leda till dess infektion.

Beroendet av förändringen i luftflödeshastigheten på tilluftstemperaturen och storleken på den laminära panelytan visas i tabellen. När luft rör sig från startpunkten kommer flödeslinjerna att löpa parallellt, då kommer flödets gränser att ändras, avsmalning mot golvet kommer att inträffa, och därför kommer den inte längre att kunna skydda området som bestäms av dimensionerna på den laminära flödesenheten. Med en hastighet på 0,46 m/s kommer luftflödet att fånga upp den lågt rörliga luften i rummet. Och eftersom bakterier kontinuerligt kommer in i rummet, kommer förorenade partiklar in i luftflödet som kommer ut ur tillförselenheten. Detta underlättas av luftåtercirkulation, som uppstår på grund av lufttrycket i rummet.

För att upprätthålla renheten i operationssalar, enligt standarderna, är det nödvändigt att säkerställa luftobalans genom att öka inflödet med 10% mer än avgaserna. Överskottsluft kommer in i angränsande, orenade rum. I moderna operationssalar används ofta förseglade skjutdörrar, då kan överskottsluft inte komma ut och cirkulerar i hela rummet, varefter den tas tillbaka in i försörjningsenheten med hjälp av inbyggda fläktar, sedan rengörs den i filter och återmatas i rummet. Det cirkulerande luftflödet samlar upp alla förorenade ämnen från luften i rummet (om det rör sig nära tillförselflödet kan det förorena det). Eftersom flödets gränser överträds är det oundvikligt att luft från rummet kommer att blandas in i det, och följaktligen penetrationen av skadliga partiklar i den skyddade sterila zonen.

Ökad luftrörlighet innebär intensiv exfoliering av döda hudpartiklar från öppna hudområden hos medicinsk personal, varefter de går in i det kirurgiska snittet. Men å andra sidan är utvecklingen av infektionssjukdomar under rehabiliteringsperioden efter operationen en konsekvens av patientens hypotermiska tillstånd, som förvärras när den utsätts för rörliga strömmar av kall luft. Så en välfungerande traditionell laminärt flödesluftspridare i ett renrum kan vara lika fördelaktig som den kan vara skadlig under en operation som utförs i en konventionell operationssal.

Denna funktion är typisk för enheter med laminärt flöde med en genomsnittlig yta på cirka 3 m2 - optimal för att skydda operationsområdet. Enligt amerikanska krav bör luftflödet vid utloppet av en laminärt flödesanordning inte vara högre än 0,15 m/s, det vill säga 14 l/s luft ska komma in i rummet från ett område på 0,09 m2. I detta fall kommer 466 l/s (1677,6 m 3 / h) eller cirka 17 gånger per timme att rinna. Eftersom, enligt standardvärdet för luftväxling i operationssalar, bör det vara 20 gånger per timme, enligt - 25 gånger per timme, då 17 gånger per timme motsvarar helt de erforderliga standarderna. Det visar sig att värdet på 20 gånger per timme är lämpligt för ett rum med en volym på 64 m 3.

Enligt gällande standarder bör området för allmän kirurgi (standard operationssal) vara minst 36 m 2. Det ställs dock högre krav på operationssalar avsedda för mer komplexa operationer (ortopediska, kardiologiska etc.), ofta är volymen på sådana operationssalar ca 135 - 150 m 3 . För sådana fall kommer det att krävas ett luftdistributionssystem med större yta och luftkapacitet.

Om luftflöde tillhandahålls för större operationssalar skapar detta problemet med att upprätthålla laminärt flöde från utloppsnivån till operationsbordet. Luftflödesstudier genomfördes i flera operationssalar. I var och en av dem installerades laminära paneler, som kan delas in i två grupper baserat på den ockuperade ytan: 1,5 - 3 m 2 och mer än 3 m 2, och experimentella lbyggdes som gör att du kan ändra värdet på tilluftstemperaturen. Under studien gjordes mätningar av hastigheten på det inkommande luftflödet vid olika luftflöden och temperaturförändringar; dessa mått kan ses i tabellen.

Kriterier för städning av operationssalar

För att korrekt organisera cirkulationen och distributionen av luft i rummet är det nödvändigt att välja en rationell storlek på tillförselpanelerna, säkerställa standardflödet och temperaturen för tilluften. Dessa faktorer garanterar dock inte absolut luftdesinfektion. I mer än 30 år har forskare löst frågan om desinficering av operationssalar och föreslagit olika anti-epidemiologiska åtgärder. Idag står kraven i moderna regleringsdokument för drift och utformning av sjukhuslokaler inför målet med luftdesinfektion, där det främsta sättet att förhindra ansamling och spridning av infektioner är VVS-system.

Till exempel, enligt standarden, är huvudsyftet med dess krav desinfektion, och det sägs att "ett korrekt utformat HVAC-system minimerar luftburen spridning av virus, svampsporer, bakterier och andra biologiska föroreningar", en viktig roll i kontrollen av infektioner och andra skadliga faktorer som VVS-systemet spelar. Den definierar krav för, som säger att utformningen av lufttillförselsystemet ska minimera inträngningen av bakterier tillsammans med luften i rena områden, och bibehålla högsta möjliga renhetsnivå i resten av operationssalen.

Regleringsdokument innehåller dock inte direkta krav som återspeglar bestämning och kontroll av effektiviteten av desinfektion av lokaler med olika ventilationsmetoder. Därför, när du designar, måste du engagera dig i sökningar, som tar mycket tid och inte tillåter dig att utföra ditt huvudsakliga arbete.

En stor mängd regulatorisk litteratur har tagits fram om designen av VVS-system för operationssalar, den beskriver krav på luftdesinfektion som är ganska svåra för konstruktören att uppfylla av en mängd olika skäl. För att göra detta är det inte tillräckligt att bara känna till modern desinfektionsutrustning och reglerna för att arbeta med den, du behöver också upprätthålla ytterligare snabb epidemiologisk övervakning av inomhusluften, vilket skapar ett intryck av driftkvaliteten för HVAC-system. Detta observeras tyvärr inte alltid. Om bedömningen av renligheten i industrilokaler baseras på närvaron av partiklar (suspenderade ämnen), representeras indikatorn för renlighet i rena sjukhuslokaler av levande bakterie- eller kolonibildande partiklar, deras tillåtna nivåer anges. För att inte överskrida dessa nivåer är regelbunden övervakning av inomhusluften nödvändig för mikrobiologiska indikatorer detta kräver räkning av mikroorganismer. Insamlings- och beräkningsmetoden för att bedöma nivån av luftrenhet angavs inte i något regeldokument. Det är mycket viktigt att räkningen av mikroorganismer utförs i arbetsområdet under operationen. Men detta kräver en färdig design och installation av ett luftdistributionssystem. Graden av desinfektion eller systemets effektivitet kan inte fastställas innan arbetet påbörjas i operationssalen. Detta fastställs endast under minst flera operationer. Här uppstår ett antal svårigheter för ingenjörer, eftersom den nödvändiga forskningen motsäger iakttagandet av anti-epidemidisciplin i sjukhuslokaler.

Luftridåmetoden

Korrekt organiserat gemensamt arbete med lufttillförsel och -borttagning säkerställer de erforderliga luftförhållandena i operationssalen. För att förbättra karaktären av luftflödet i operationssalen är det nödvändigt att säkerställa en rationell relativ position för avgas- och tillförselanordningar.

Ris. 1. Analys av luftridåns funktion

Att använda både hela takytan för luftfördelning och hela golvet för frånluft är inte möjligt. Avgasenheter på golvet är ohygieniska då de snabbt blir smutsiga och svåra att rengöra. Komplexa, skrymmande och dyra system används inte ofta i små operationssalar. Därför anses det mest rationella vara placeringen av "ön" av laminära paneler ovanför det skyddade området och installationen av avgasöppningar i den nedre delen av rummet. Detta gör det möjligt att organisera luftflöden liknande rena industrilokaler. Denna metod är billigare och mer kompakt. Luftridåer används framgångsrikt för att fungera som en skyddande barriär. Luftridån är ansluten till flödet av tilluft och bildar ett smalt "skal" av luft med högre hastighet, som är speciellt skapat längs takets omkrets. En sådan gardin arbetar ständigt för avgaser och förhindrar att förorenad omgivande luft kommer in i det laminära flödet.

För att bättre förstå hur en luftridå fungerar kan du tänka dig ett operationsrum med en huva installerad på alla fyra sidor av rummet. Luftflödet, som kommer från den "laminära ön" som ligger i mitten av taket, kan bara gå ner, samtidigt som det expanderar mot väggarnas sidor när det närmar sig golvet. Denna lösning kommer att minska recirkulationszoner och storleken på stagnationsområden där skadliga mikroorganismer ansamlas, förhindra rumsluft från att blandas med laminärt flöde, minska dess acceleration, stabilisera hastigheten och blockera hela den sterila zonen med nedåtgående flöde. Detta hjälper till att isolera det skyddade området från den omgivande luften och gör att biologiska föroreningar kan avlägsnas från det.

Ris. Figur 2 visar en vanlig luftridådesign med slitsar runt rummets omkrets. Om du organiserar ett avgas längs omkretsen av det laminära flödet, kommer det att sträcka sig, luftflödet kommer att expandera och fylla hela området under gardinen, och som ett resultat kommer den "avsmalnande" effekten att förhindras och den erforderliga hastigheten på laminärt flöde kommer att stabiliseras.

Ris. 2. Luftridådiagram

I fig. Figur 3 visar de faktiska lufthastighetsvärdena för en korrekt designad luftridå. De visar tydligt luftridåns samverkan med ett laminärt flöde som rör sig jämnt. En luftridå låter dig undvika att installera ett skrymmande avgassystem längs hela rummets omkrets. Istället sätts som brukligt i operationssalar en traditionell huva i väggarna. Luftridån tjänar till att skydda området kring den kirurgiska personalen och bordet, och förhindrar att förorenade partiklar återgår till det ursprungliga luftflödet.

Ris. 3. Faktisk hastighetsprofil i luftridåns tvärsnitt

Vilken nivå av desinfektion kan uppnås med en luftridå? Om det är dåligt utformat kommer det inte att ge någon större effekt än ett laminärt system. Du kan göra ett misstag vid hög lufthastighet, då kan en sådan gardin "dra" luftflödet snabbare än nödvändigt, och det kommer inte att ha tid att nå operationsbordet. Okontrollerat flödesbeteende kan hota inträngning av förorenade partiklar i det skyddade området från golvnivå. Dessutom kommer en gardin med otillräcklig sughastighet inte att kunna blockera luftflödet helt och kan dras in i den. I det här fallet kommer operationssalens luftläge att vara detsamma som när du endast använder en laminär enhet. Under konstruktionen måste hastighetsområdet identifieras korrekt och lämpligt system väljas. Beräkningen av desinfektionsegenskaperna beror på detta.

Luftridåer har ett antal uppenbara fördelar, men de bör inte användas överallt, eftersom det inte alltid är nödvändigt att skapa ett sterilt flöde under operationen. Beslutet om nivån av luftdesinfektion som krävs fattas tillsammans med de kirurger som är involverade i dessa operationer.

Slutsats

Vertikalt laminärt flöde beter sig inte alltid förutsägbart, vilket beror på villkoren för dess användning. Laminära flödespaneler, som används i rena produktionsrum, ger ofta inte den erforderliga nivån av desinfektion i operationssalar. Installationen av luftridåsystem hjälper till att kontrollera rörelsemönstren för vertikala laminära luftflöden. Luftridåer hjälper till att utföra bakteriologisk kontroll av luften i operationssalar, särskilt under långvariga kirurgiska ingrepp och den ständiga närvaron av patienter med svagt immunförsvar, för vilka luftburna infektioner är en enorm risk.

Artikeln utarbetades av A. P. Borisoglebskaya med hjälp av material från tidskriften ASHRAE.

Litteratur

1. SNiP 2.08.02–89*. Offentliga byggnader och strukturer.
2. SanPiN 2.1.3.1375–03. Hygieniska krav för placering, design, utrustning och drift av sjukhus, förlossningssjukhus och andra medicinska sjukhus.
3. Instruktions- och metodriktlinjer för att organisera luftväxling på avdelningar och operationssalar på sjukhus.
4. Instruktions- och metodriktlinjer om hygienfrågor vid utformning och drift av infektionssjukhus och avdelningar.
5. Manual för SNiP 2.08.02–89* för utformning av vårdinrättningar. GiproNIIZdrav från USSR:s hälsoministerium. M., 1990.
6. GOST ISO 14644-1–2002. Renrum och tillhörande kontrollerade miljöer. Del 1. Klassificering av luftrenhet.
7. GOST R ISO 14644-4–2002. Renrum och tillhörande kontrollerade miljöer. Del 4. Projektering, konstruktion och driftsättning.
8. GOST R ISO 14644-5–2005. Renrum och tillhörande kontrollerade miljöer. Del 5. Drift.
9. GOST 30494–96. Bostäder och offentliga byggnader. Inomhus mikroklimatparametrar.
10. GOST R 51251–99. Luftreningsfilter. Klassificering. Märkning.
11. GOST R 52539–2006. Luftrenhet i medicinska institutioner. Allmänna krav.
12. GOST R IEC 61859–2001. Strålbehandlingsrum. Allmänna säkerhetskrav.
13. GOST 12.1.005–88. System av standarder.
14. GOST R 52249–2004. Regler för tillverkning och kvalitetskontroll av läkemedel.
15. GOST 12.1.005–88. System för arbetarskyddsnormer. Allmänna sanitära och hygieniska krav på luften i arbetsområdet.
16. Instruktions- och metodbrev. Sanitära och hygieniska krav för medicinska och förebyggande tandvårdsinstitutioner.
17. MGSN 4.12-97. Behandlings- och förebyggande institutioner.
18. MGSN 2.01-99. Standarder för termiskt skydd och värme- och vattenförsörjning.
19. Metodiska instruktioner. MU 4.2.1089-02. Kontrollmetoder. Biologiska och mikrobiologiska faktorer. Rysslands hälsoministerium. 2002.
20. Metodiska instruktioner. MU 2.6.1.1892-04. Hygieniska krav för att säkerställa strålsäkerhet vid utförande av radionukliddiagnostik med användning av radiofarmaka. Klassificering av vårdinrättningars lokaler.