طراحی تاسیسات بیمارستان (بخش دوم: تهویه مطبوع)

۵ ماه قبل ۲۸۲ ۰

به كارگيري استاندارد 2-52 براي سيستم‌های تهويه اماكن بيمارستاني

فيلتر گذاري در بيمارستان‌ها تاريخچه اي طولاني دارد. در 22 اكتبر 1947، Federal register، سرويش بهداشتي عمومي، قوانيني براي ساخت بيمارستان‌ها كه با بودجه فدرال بنا شدند چاپ كرد كه عموماً به آنها قوانين هيل برتون گفته می‌شد. اين قوانين، حداقل موارد الزامي براي محيط‌ها و مناطق حياتي درون بيمارستان را تنظيم كرده‌اند. اين قوانين در جايي گفته‌اند: اتاق عمل و اتاق زايمان به منظور جلوگيري از افت فشار استاتيك، بايد مجهز به سيستم تهويه رفت و با گرم كن و رطوبت زن باشند كه حداقل، هوا را 8 بار در ساعت تعويض كند. (اين تعويض هوا بايد به وسيله تامين هواي تازه مرطوب و فيلتر شده باشد). نياز به رطوبت زن به واسطه استفاده زياد از مواد بيهوشي ضروري است. نياز به فيلتر به اين مقدار به چشم نمی‌آيد. در حالت 100% هواي بيرون، قصد اين نيست كه پاتوژن‌های بيماري زا هوا برد داخلي در محيط بيمارستان سيركوله شوند. در چنين حالتي كويل گرمايي، اگر در تيوب از فين‌های نزديك به هم استفاده می‌كند بايد فيلتر داشته باشد اما اين نوع كويل‌ها در سال 1947 استفاده نمی‌شد. بيشتر احتمال دارد كه كويل گرمايي همانند رادياتورهاي اين دوره از جنس چدن بوده باشند. (و نيازي به فيلتر نداشته اند). در هواي رفت است. اين اصلي‌ترين دليل براي استفاده از فيلترهاي راندمان بالاست كه امروزه در سيستم‌های تهويه اماكن بيمارستاني استفاده می‌شوند. 

سيستم‌های فيلتر تهويه اماكن بيمارستاني بايد بر اساس استاندارد ASHRAE 52 تست شوند. حداقل راندمان فيلترهاي مورد نياز در چند راهنما و كتابچه راهنماي راحي آورده شده‌اند. (ASHRAE 1999 a , AIA 2001)

كتاب رهنمودهايي براي طراحي و ساخت بيمارستان و تاسيستات مراقبت بهداشتي (AIA)، الزامات فيلتراسيون مورد نياز براي طراحي اماكن بيمارستاني را فراهم می‌كنند. اين الزامات، پس از تبديل به درجه بندي بر اساس معيار MERV در جدول تمامي اماكن بيمارستاني، چه بر اساس استاندارد ساخته شود و چه نه، بايد حداقل الزامات زير براي راندمان مناسب فيلتر را رعايت كنند. در اينجا برخي ديگر از مسائل مرتبط با فيلتراسيون را می‌بينيم. 

● نمودار ته نشيني بر اساس اندازه ذرات  نشان می‌دهد كه فيلترها بايد ذراتي كه از مسير تنفسي فوقاني (URT) رد می‌شوند و در مسير تنفسي پاييني ته نشين می‌شوند، را متوقف كند. ويروس‌ها عموماً زير 0. 3 ميكرومتر قطر دارند و اگر آزادانه حركت كنند، احتمال اينكه به عمق ريه نفوذ كنند زياد است. فيلتر كردن بر روي اين امر تاثير چنداني ندارند. كووالسكي (1999) پيشنهاد داده كه راندمان فيلتر براي ذراتي به اندازه ويروس به سختي محاسبه می‌شود، اين به دليل مشكلاتي است كه در مدل كردن عملكرد فيلتر با روش انتشار وجود دارد. 

● از آنجا كه تاثير فيلتراسيون بر ويروس‌های آزاد كاملاً مشخص نيست، بهترين روش براي كنترل غلظت ويروس در هواي اتاق، رقيق‌سازی با هواي بيرون است. (بر اساس Hermans , Streifel)

● اگر ويروس‌ها ذرات مناسبي براي بررسي راندمان فيلترها نيستند پس به ذرات ديگري نياز داريم. 

● باكتري‌ها در محدوده 0. 2 تا 2. 0 ميكرمتر. اين ميزان اندازه ذره در محدوده توانايي فيلترهاي كنوني است. اين مقدار همچنين اندازه ذره اي است كه احتمال دارد در اعمال ريه نفوذ كند. عوامل بيماري زايي كه در اين دامنه جاي می‌گيرند و قابل گفتن هستند، چلاميد يا پنومينا با 0. 28 ميكرومتر و مايكروبيا توبر كلوسيس با قطر 0. 64 ميكرومتر است. 

● گزينه مناسب براي فيلتر نواحي مراقبت از بيماران، فيلترهايي با راندمان بالاي 90% (با روش اندازه گيري داست اسپات) هستند اما تحت استاندارد 2/52 اين فيلتر ممكن است تنها راندماني معادل 84% در برابر ذرات 0. 3 تا 1. 0 ميكرومتر داشته باشد. از آنجايي كه دوز عفونت زا براي TB به اندازه 1 باسيل است، اين فيلتر بهترين انتخاب نخواهد بود. 

● فيلترهاي با راندمان بالاي 90% (به روش داست اسپات) وجود دارند. جدول MERV چندين نوع فيلتر در اين بازه را نشان می‌دهد. استفاده از فيلترهايي با  براي استفاده در هر ناحيه داراي بيمار كه عفونت تنفسي دارد، ضروري است. هاگ قارچ‌ها تهديد ديگري براي بيماران به حساب می‌آيند. متوقف كردن اين هاگ‌ها با فيلتري با راندمان  يا بالاتر آسان است. اين عمل را می‌توان براي هر بيماري كه سيستم ايمني عادي دارد و زخم باز هم ندارد انجام داد. 

● آزمايشگاه‌ها می‌توانند با فيلتر  و بالاتر كار كنند. 

● پيش فيلترها بايد حداقل  باشند. 

فیلتراسیون پیشرفته هوا

چندین روش برای تشخیص کارآمدی فیلترها در حذف ذرات موجود در هوا وجود دارد. (فصل 28 هندبوک ASHRAE-Equipment 2008)

 

 دستورالعمل‌های نصب فیلترها

همه سیستم‌های تهویه مطبوع باید مجهز به فیلترهایی باشند که راندمان آنها کمتر از موارد ذکر شده در جدول 1 نباشد. 

● فیلترهای HEPA باید در ساختمان‌های سرویس دهنده به اتاق‌های بیماران مستعد ابتلا به عفونت به دلیل سرطان خون، سوختگی، پیوند مغز استخوان، پیوند عضو و HIV استفاده شوند. فیلترهای HEPA همچنین باید روی هوای تخلیه شده از هودها یا کابینت‌های ایمنی زیستی که مواد سمی و رادیواکتیو نگهداری می‌شوند، استفاده گردند.

بازدهی فیلترها برای سیستم های تهویه مطبوع بیمارستانی

 

فیلترها باید طوری نصب شوند که از نشتی بین قسمت‌های فیلتر و بین بستر فیلتر و قاب آن جلوگیری شود. یک نشتی کوچک که اجازه‌ی قرار هوا از فیلتر را بدهد می‌تواند فایده‌ی بهترین تصفیه‌کننده‌های هوا را هم از بین ببرد. 

توصیه می‌شود که یک مانومتر در سیستم فیلتر نصب شود تا افت فشار در هر بانک فیلتر را اندازه‌گیری کند. مشاهده‌ی بصری روش دقیقی برای تعیین بارگذاری فیلتر نیست. 

فیلترهایی با راندمان بالا باید در سیستم نصب شوند، با امکانات کافی برای تعمیرات و تست عملکرد فیلتراسیون در موقعیت بدون ورود آلاینده‌ها به محیط 

به دلیل اینکه فیلترهای راندمان بالا، گران قیمت هستند، بیمارستان باید روی هزینه‌های تعویض و طول عمر فیلتر برنامه ریزی کند و آن را جز بودجه‌ی عملیاتی در نظر بگیرد. 

جابجایی هوا 

به دلیل پخش باکتری ناشی از فعالیت‌های عمومی مراقبت از بیمار، سیستم‌های هواساز باید الگوهای جابجایی هوا را تامین کنند که پخش آلاینده‌ها را به حداقل برساند. جریان هوای نامطلوب بین اتاق‌ها و طبقات معمولا به سختی کنترل می‌شود که علت آن باز بودن درب‌ها، جابجایی کارکنان و بیماران، اختلاف دمایی و اثر دودکش (که ناشی از مجراهای عمودی باز مانند ناودان‌ها، چاه آسانسور، راه پله‌ها و شفت‌های مکانیکی است) می‌باشد. اگرچه برخی از این عوامل خارج از کنترل عملی هستند، اثر بقیه آنها می‌تواند با بستن دهانه شفت به حداقل برسد. 

سیستم‌های سرویس دهنده به بخش‌های بسیار آلوده، مانند اتاق‌های قرنطینه و کالبد شکافی، باید نسبت به اتاق‌های مجاور یا راهرو دارای فشار منفی باشند. اختلاف منفی با تامین هوای ورودی بیشتر از هوایی خارج می‌شود، به دست می‌آید. 

استثناهای فشارهای مثبت و منفی شده‌ی معمول، عبارتند از اتاق‌های عملی که بیمارانی با عفونت شدید در آن‌ها تحت مداوا قرار می‌گیرند (مانند اتاق‌های عملی که برونکوسکوپی یا عمل ریه در آن انجام می‌شود) و اتاق‌های قرنطینه بیماران مبتلا به عفونت‌های هوایی مثل سل(TB). این بخش‌ها باید شامل یک اتاق انتظار بین اتاق عمل یا بخش حفاظت شده و راهرو یا سایر فضاهای مرتبط باشد. سه روش رایج برای تنظیم فشار نسبی اتاق انتظار عبارتند از: 

1- اتاق انتظار مثبت نسبت به اتاق فضای پیوسته

2- اتاق انتظار منفی به اتاق و فضای پیوسته 

3- اتاق انتظار مثبت به اتاق، منفی به فضای پیوسته

هر یک از این تکنیک‌ها آلودگی بین بخش بیماران و بخش‌های اطراف را به حداقل می‌رساند، و می‌تواند بسته به مقررات محلی کنترل دود آتش استفاده شوند. 

اختلاف فشار باعث می‌شود که هوا به درون یا بیرون یک اتاق از طریق بخش‌های مختلف نشتی، جریان یابد. (مانند درب‌ها و پنجره‌های بیرونی، ترک‌ها و...) یک سطح اختلاف فشار هوا (2. 5Pa) می‌تواند در یک اتاق درزبندی شده به طور موثر حفظ شود. بنابراین مهم است که یک تمام دیوارها و طبقات به خوبی درزبندی و عایق کاری شوند. بازکردن یک درب بین دو بخش بلافاصله اختلاف فشار بین آنها را کاهش می‌دهد. در چنین مواقعی، یک تبادل طبیعی هوا بین دو اتاق به دلیل آشفتگی ناشی از باز و بسته کردن درب‌ها رخ می‌دهد. 

شکل زیر تعداد کل باکتری‌ها در یک اتاق عمل و اتاق‌های مجاور آن را در هنگام یک عمل جراحی معمولی نشان می‌دهد. تعداد نسبتا کم باکتری‌ها در اتاق عمل نسبت به اتاق‌های مجاور، مربوط به سطح فعالیت پایین‌تر و فشار هوای بالاتر در اتاق‌های عمل است. 

تهویه اتاق عمل، سرمایش اتاق عمل

 

به طور کلی دریچه‌های وارد کننده‌ی هوا به بخش‌های حساس فوق تمیز، باید روی سقف واقع شوند و خروجی‌های تخلیه باید نزدیک زمین باشند. این چینش باعث حرکت رو به پایین هوای تمیز می‌شود. دو روش شناخته شده برای توزیع هوای اتاق قرنطینه وجود دارد. یک روش این است که‌های ورودی در بالا و نزدیک درب قرار گیرد و اگزاست از نزدیک کف زیر تخت بیمار انجام شود. این نوع چینش با هدف کنترل جریان هوای تمیز، اول به بخش‌هایی از اتاق که احتمال حضور کارکنان و مراجعان وجود دارد و از روی منبع آلوده به سمت اگزاست، انجام می‌شود. محدودیت توانایی این چینش برای رسیدن به این نوع حرکت جریان هوا، از نظر نرخ تعویض هوای نسبتا پایین و اثر کمینه‌ی خروجی اگزاست، دیگران را به سمت حمایت از یک نوع چینش دوم هدایت کرد که در آن دیفیورز ورودی و دریچه‌ی اگزاست طوری قرار گرفته‌اند که اختلاط هوای اتاق و در نتیجه رقیق سازی و حذف آلاینده‌ها را به حداکثر برساند، معمولا با دریچه‌های هوای ورودی سقفی و خروجی‌های اگزاست بالای تخت بیمار یا روی دیوار پشت تخت. با این آرایش، دیفیوزهای ورودی باید به دقت انتخاب و نصب شوند تا پرتاب هوای اولیه باعث القای هوای اتاق بیمار به اتاق انتظار نشود. 

تهویه اتاق عمل، سرمایش اتاق عمل

مفهوم جریان هوای غیر متلاطم (Laminar Air Flow) برای اتاق‌های تمیز صنعتی، توجه بعضی از مقامات پزشکی را نیز جلب کرده است. هر یک از دو سیستم جریان هوای غیر متلاطم عمودی و افقی، با یا بدون دیوارهای متحرک اطراف تیم جراحی، طرفدارانی دارد. 

طراحی سیستم‌های تهویه باید تا حد اماکن، جابجایی هوا از بخشی تمیز به آلوده را تامین کند. در بخش‌های مراقبت ویژه، باید از سیستم‌های حجم ثابت استفاده شود تا از روابط فشار و تهویه مناسب اطمینان حاصل شود. در بخش‌های مراقبت‌های معمولی و اتاق کارکنان، سیستم‌های حجم متغیر (VAV) می‌توانند برای حفظ انرژی در نظر گرفته شوند. هنگام استفاده از سیستم‌های VAV در بیمارستان، باید دقت کرد که حداقل نرخ تهویه (طبق کدها) حفظ شود و روابط فشار بین فضاهای مختلف حفظ شود. با سیستم‌های VAV، یک روش مانند ردیابی حجم هوا بین ورودی، بازگشت و اگزاست می‌تواند استفاده شود تا روابط فشار را کنترل کند. 

تعداد تعویض هوا می‌تواند در زمان خالی بودن اتاق به 25 % مقدار نشان داده شده کاهش یابد. اگر مقرراتی ایجاد شوند که 1-تعداد تعویض هوا در زمانی که اتاق پر است دوباره تعیین شود و 2-رابطه فشار با اتاق‌های اطراف در زمانی که تعویض هوا کاهش می‌یابد، حفظ شود. 

در بخش‌هایی که نیاز به کنترل پیوسته (±) ندارند، سیستم‌های تهویه می‌توانند در زمانی که فضا خالی از افراد است، خاموش شوند. 

در اتاق‌های دارای هود، هوای اضافی باید برای اگزاست هود تامین شود تا رابطه فشار طراحی شده حفظ شود. 

برای حداکثر صرفه‌جویی انرژی، استفاده از هوای به گردش افتاده، در صورتی که مشکل بهداشتی و ایمنی پیش نیاید، ترجیح داده می‌شود. در صورت استفاده از 100% هوای بیرون، باید یک روش موثر بازیابی حرارتی در نظر گرفته شود. 

 

لینک های مرتبط :

تهویه مطبوع بیمارستان (بخش اول)

 

نگارش: علیرضا اعتماد

منبع: کتاب Handbook ASHRAE Application (کاربردهای گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع)، مولف: پیمان ابراهیمی ناغانی، سید علیرضا ذوالفقاری، علیرضا اعتماد، نشر نوآور


۰ دیدگاه