اصول تهویه بیمارستانی

تهویه اتاق عمل، بخش اورژانس، بخش مراقبت های ویژه (CCU, ICU)، اتاق های ایزوله و فضاهای هایژنیک

اگرچه تهویه مطبوع مناسب در پیشگیری و درمان بیماریها مفید است، با این حال استفاده از تهویه مطبوع در مراکز پزشکی، درمانی و بیمارستانی مشکلاتی نیز به همراه دارد که در طراحی سیستم های آسایش معمول پیش نمی آید. تفاوتهای اساسی بین تهویه مطبوع بیمارستانی (و سایر مراکز درمانی مرتبط) و سیستم های تهویه مطبوع سایر ساختمان ها از این موارد ناشی می شود:

1) نیاز به جلوگیری از حرکت هوا در بین بخش های مختلف بیمارستانی؛

2) الزامات خاص برای تهویه و تصفیه هوا با هدف رقیق کردن و از بین بردن آلودگی ها (بو، میکرو ارگانیسم های هوازی و ویروس ها، مواد شیمیایی خطرناک و مواد رادیواکتیو)

3) نیاز به رطوبت و دمای متفاوت برای زونهای مختلف

4) پیچیدگی در طراحی برای کنترل دقیق شرایط محیطی

اقدامات کنترلی تهویه محیط های هایژنیک

یکی از موارد مهمی که بایستی در طراحی سیستم های تهویه مطبوع مراکز درمانی و بیمارستانها مورد توجه قرار گیرد کنترل شیوع عفونت در فضاها (ایجاد محیط هایژنیک) می باشد. منابع عفونت شامل عفونت باکتریایی، عفونت ویروسی، قارچها و مواد شیمیایی می باشند. برای کنترل و محدود سازی آنها اقدامات زیریشنهاد می گردد:

• تهویه هوای تازه. در صورتی که ورودی های هوای تازه در مکان های مناسبی پیش بینی شده باشند و مکانهای مجاور این ورودیها در شرایط درستی حفظ شوند، هوای تازه در مقایسه با هوای داخل اتاق، تقريبا عاری از هرگونه باکتری و ویروس است. مشکلات کنترل عفونت اغلب شامل یک منبع ویروسی یا باکتریایی در بیمارستان می شود. ورود هوای تازه، آلودگی های ویروسی و باکتریایی داخل را رقیق می کند. اگر سیستم های تهویه به درستی و طوری طراحی، ساخته و نگهداری شوند که روابط فشار صحیح بین مناطق مختلف را حفظ کنند، می توانند گسترش عوامل عفونت هوازی بین مناطق را کنترل کنند و امکان مهار مناسب و حذف عوامل بیماری زا از محیط بیمارستان را فراهم سازند.

• تصفیه هوا. بعضی مراجع استفاده از فیلترهای پر بازده هپا که بازده آنها 99.97 درصد است، را در مناطق خاص توصیه می کنند. اگرچه تاکنون هیچ روش شناخته شده ای برای از بین بردن 100 درصد ذرات زنده وجود ندارد، اما در حال حاضر فیلترهای هپا و یا اولپا؛ بالاترین راندمان تمیز کردن هوا را که اکنون قابل دستیابی است فراهم می کنند.

• اختلاف فشار. جریان هوای جهت دار که با اختلاف فشار بین فضاهای مختلف ایجاد می شود که نتیجه کنترل دقیق سیستم تهویه مطبوع به شیوه ای خاص می باشد ، به عنوان یک روش رایج جهت کمک به جلوگیری از گسترش آلاینده ها بین فضاهای مجاور به شمار می رود.

• رختکن ها. اتاقها و رختکن های ایزوله با روابط فشار/ تهویه مناسب، ابزار مقدماتی هستند که جهت جلوگیری از انتشار آلاینده های هوا از یک فضا به فضای دیگر در محیط مراکز درمانی استفاده میشود. اضافه کردن این اتاقهای ایزوله در ورودی بخش های اصلی، این اجازه میدهد تا هر وقت در باز و بسته می شود، هوای عبوری از یک فضا به فضای دیگر رقیق و کنترل شود.

• کنترل منبع آلودگی. فعالیت های خاصی که ذرات هوابرد تولید می کنند می توانند از روش های کنترل محلی برای به حداقل رساندن انتشار ویروس و سایر آلاینده ها بهره گیرند. قسمتهای محصور دارای تخلیه هوا (از قبیل کابینت های ایمنی بیولوژیکی، هودهای بخار شیمیایی و بنچ تابهای بسته) و روش های جمع آوری محلی (برای مثال هواکشها و اتصالات مستقیم تجهیزات) اقدامات کنترلی معمول به شمار می روند. محلهای فیزیکی دیفیوزرهای هوای رفت و دریچه های برگشت یا تخلیه هوا در یک فضا می توانند برای کمک به کنترل گسترش آلودگی در داخل اتاق طراحی شوند.

• رطوبت و دما. این شرایط میتواند موجب جلوگیری و یا سرعت بخشیدن به رشد باکتری ها و فعال یا غیرفعال کردن ویروس ها شود. برخی از باکتری ها اساسا آبزی هستند و در یک محیط مرطوب شانس بیشتری برای رشد و فعالیت دارند. کدها و راهنماها، ضوابط محدوده دما و رطوبت در بعضی مناطق بیمارستان را برای کنترل عفونت و نیز تأمین آسایش مشخص می کنند. همچنین استفاده از داروهای بیهوشی قابل اشتعال بر حداقل الزامات رطوبت نسبی که در مقررات مختلف به آن اشاره شده، تأثیر داشته است. با متوقف شدن استفاده از داروهای بیهوشی قابل اشتعال، به دلیل مصرف انرژی زیاد سیستم های رطوبت زن و مشکلات بهره برداری و نگهداری، توجه زیادی به کاهش حداقل الزامات رطوبت میشود. نگرانیهای الکتریسیته ساکن تجهیزات پزشکی و انتقال و رشد آلاینده های احتمالی مختلف محیط های مرطوب مورد بررسی و منجر به تخفیف مقداری از الزامات حداقل رطوبت نسبی در استاندارد 170 ASHRAE شده است. بخش های مراقبت های تخصصی شامل بخش های پیوند اعضا و سوختگی، باید تدارکات تهویه اضافی به منظور کنترل کیفیت هوا در حد مطلوب را داشته باشند.

• نور ماوراء بنفش و مواد شیمیایی. غیرفعالسازی ویروس ها با نور ماوراء بنفش و افشانه های شیمیایی پیشرفت زیادی داشته است، اما راهنمای طراحی و الزامات عملکرد این سیستم ها هنوز به صورت کامل توسعه نیافته است، لذا این روشها از سوی بیشتر کدها به عنوان روش اصلی کنترل عفونت توصیه نمی شود.

• افزایش تعویض هوا. افزایش نرخ تعویض هوای اتاق چه از طریق ورود هوای تازه تمیز و چه به وسیله تصفیه هوا، بار میکرو ارگانیسم های هوا را کاهش میدهد و در نتیجه فرصت قرار گرفتن در معرض ذرات هوا را کم می کند. جدول زیر زمان تئوریک حذف ذرات اتاق با هوای تمیز و تصفیه شده با فرض اختلاط کامل و تأثیر تهویه کامل در فضا را نشان میدهد (2013 ASHRAE). در زمان های ارائه شده فرض بر این است که تصفیه هوای مورد استفاده برای ذرات با اندازه مشخص شده مؤثر است.

کیفیت هوا

در سیستم تهویه بیمارستانی، سیستم ها باید در عمل هوایی که عاری از هرگونه گرد و غبار، آلودگی، بو و سایر آلاینده های شیمیایی و رادیواکتیو باشد تأمین کنند. در برخی از موارد، هوای تازه تصفیه نشده برای بیماران مبتلا به عارضه های قلبی، ریوی و تنفسی خطرناک است. در چنین شرایطی، تصفیه هوای تازه به همان اندازه که در استاندارد 62.1  ASHRAE مطرح شده است باید در نظر گرفته شود.

• ورودی های هوای تازه. این ورودی ها باید تا حد امکان جابی قرار گیرند که حداقل 25 فوت با دریچه های خروجی دودکش تجهیزات احتراقی، دریچه های خروجی تهویه بیمارستان یا ساختمانهای مجاور، سیستم های خلاء جراحی/پزشکی، برج های خنک کن، ونت قائم فاضلاب، دریچه های خروجی سیستم های کنترل دود و مناطقی که احتمال تجمع دود وسائط نقلیه و سایر بخارات س می وجود دارد، فاصله داشته باشند. همانگونه که در استاندارد 2010-62.1 ASHRAE  تعیین شده است، فاصله ورودی های هوا از تخلیه های خروجی هوای کلاس 4، حداقل باید 30 فوت باشد. کف ورودیهای هوای تازه سیستم های مرکزی باید تا حد امکان بالاتر از سطح زمین قرار گیرد، اما فاصله آن از سطح زمین از 6 فوت کمتر نباشد (حداقل فاصله 12 فوت توصیه شده است و در صورت نصب بالای پشت بام، به اندازه 3 فوت بالاتر از سطح بام باشد.

• خروجی های هوای تخلیه. این خروجیها باید حداقل 10 فوت بالاتر از سطح زمین قرار گیرند و از درها و مناطقی که افراد در آن حضور دارند و پنجره ها دور باشند. بهترین محل دریچه های خروجی هوای تخلیه در سطح بام، رو به بالا و یا به صورت افقی دور از ورودی های هوای تازه است. در تعیین محل خروجیهای بسیار آلوده (مانند موتورها، هودهای گاز و بخار، محوطه کار بیولوژیک در آزمایشگاهها، هودهای آشپزخانه و اتاقک های رنگ) باید دقت کرد. بادهای غالب، ساختمان های مجاور و سرعت های تخلیه باید به دقت مد نظر باشند.

• فیلترهای هوا. برای تعیین بازده حذف ذرات توسط فیلترها از جریان هوا روشهای مختلفی وجود دارد (رجوع به فصل (29) هندبوک سیستم ها و تجهیزات گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع اشری سال 2012 ). استاندارد 52.2 ASHRAE روش تست بازده فیلتر در محیطهای آزمایشگاهی را تعیین می کند و راهنمای 26 ASHRAE حوزه های تست فیلترهای گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع برای راندمان فیلتراسیون را توضیح میدهد. فصل های 10 و 12 هندبوک مبانی اشری سال 2013 در خصوص تکنیک های مدیریت بوها بحث می کند. تمامی سیستم های تهویه مرکزی یا تهویه مطبوع باید مجهز به فیلترهایی باشند که بازده آنها از مقادیر تعیین شده در استاندارد 170 ASHRAE پایین تر نباشد. به منظور جلوگیری از خیس شدن بستر فیلتر به دلیل میعانات کنترل نشده یا رطوبت آزاد رطوبت زنها اقدامات پیشگیرانه لازم باید در نظر گرفته شود.

حرکت هوا

به دلیل انتشار باکتریها در این فعالیتهای ضروری سیستم های هواساز باید الگوهای حرکت هوای را طوری فراهم کنند که گسترش آلودگی ها را به حداقل برساند. کنترل جریان هوای نامطلوب بین اتاقها و طبقات به دلیل باز بودن درها، حرکت پرسنل و بیماران، اختلاف دما و اثر دودکشی که در اثر عواملی از قبیل بازشوهای عمودی مانند ناودانیها، شفتهای آسانسور، پلکان ها و شفتهای مکانیکی ایجاد می شود، اغلب کار دشواری است. اگر چه برخی از این عوامل از کنترل عملی خارج است، تأثیر سایر عوامل را میتوان با مسدود نمودن دهانه های شفت در اتاق های بسته و نیز با طراحی و توازن سیستم های هوا به منظور ایجاد فشار هوای مثبت یا منفی در اتاق ها و مناطق خاصی از بیمارستان به حداقل رساند.

اختلاف فشار موجب می شود هوا از طریق نشتی های مختلف ( مانند شکاف دور درها و پنجره ها، محل ورود تجهیزات و تاسیسات شهری، ترک ها) به سمت داخل و یا خارج آن جریان پیدا کند. تنها در یک اتاق کاملا درزبندی شده می توان مقدار مشخصی از اختلاف فشار هوا (0.01 اینچ آب) را حفظ کرد. بنابراین رسیدن به یک تناسب منطقی برای همه درها و درزبندی همه دیوارها و کف ها از جمله محل های نفوذ بین مناطق تحت فشار مهم است. باز شدن در بین دو منطقه بلافاصله اختلاف فشار موجود بین آنها را کاهش میدهد و آن را بی اثر می سازد. در این موارد، به دلیل ایجاد جریان مغشوش در اثر باز و بسته شدن درها و ورود و خروج افراد، هوا به صورت طبیعی بین دو اتاق مبادله میشود. در مناطق بحرانی که هم به حفظ اختلاف فشار با فضاهای مجاور و هم به جابجایی کارکنان بین مناطق بحرانی و مجاور نیاز دارند، به تعبیه اتاق های پیش ورودی توجه کنید. هدف از ایجاد اختلاف فشار، جلوگیری از حرکت ذرات عفونی از فضاهای آلوده به فضاهای تمیز است. شکل زیرکنترل جریان هوا از طریق ایجاد فشار را نشان میدهد. برای تمیزترین مناطق، هوای بیشتر و برای مناطق کمتر تمیز، هوای کمتری تأمین می شود، هوا از مناطق کثیف هم تخلیه می شود.

درکل، دریچه هایی که هوای رفت برای مناطق بسیار تمیز و حساس را تامین می کنند، باید در سقف قرار گیرند و چندین خروجی تخلیه پیرامونی هوا باید در نزدیکی کف تعبیه شود. چیدمان مذکور موجب حرکت هوای تمیز از میان زون های کار و تنفس به سمت پایین و کف برای تخلیه می شود.

کنترل حرکت هوا از طریق فشار

اتاق های ایزوله عفونتهای هوازی

در اتاق های ایزوله، خروجیهای تخلیه باید بالای تخت بیمار یا روی دیوار پشت تخت جانمایی شود. هوای رفت می تواند بالا یا نزدیک درب ورودی اتاق و یا نزدیک پنجره خارجی با دریچه های رفت سقفی باشد. این جانمایی، جریان هوای تمیز را ابتدا به بخش هایی از اتاق که احتمال حضور کارکنان یا ملاقات کننده ها در آن می رود و سپس از منبع آلوده به سمت تخلیه کنترل می کند. به دلیل نرخ نسبتا پایین مبادله هوا و تأثیر کم خروجیهای تخلیه، توانایی این چیدمان برای دستیابی به جریان هوای جهت دار محدود می شود. انتخاب و جانمایی دیفیوزرهای هوای رفت باید با دقت زیادی انجام شود به گونه ای که پرتاب هوای اولیه موجب حرکت هوای اتاق بیمار به سمت فضای راهرو یا اتاق انتظار (در صورت وجود) نشود یا عملکرد تخلیه برای حذف آلاینده ها را مختل نکند.

مفاهیم جریان هوای آرام که در موضوع اتاق تمیز صنعتی و صنایع داروسازی مطرح می شود، در اتاق های جراحی هم کاربرد دارد. سیستم های جریان هوای آرام افقی و عمودی، با یا بدون دیوارهای ثابت یا متحرک اطراف تیم جراحی و نیز مفاهیم پرده هوا هر یک طرفداران خاص خود را دارد. جریان هوای آرام عمودی در اتاق های جراحی اغلب یک جهتی است که مقادیر زیاد بازوهای دورانی سقفی مانع از آن نمیشود.

طراحی سیستم تهویه باید به گونه ای انجام گیرد که حتی الامکان بیشترین جابه جایی هوا از مناطق تمیز به سایر مناطق انجام پذیرد. در بخش مراقبتهای ویژه (CCU, ICU)، به منظور اطمینان از روابط فشار و تهویه مناسب از سیستم های حجم ثابت استفاده شود. در سایر بخش های غیربحرانی مراقبت از بیماران و اتاق های پرسنل، می توان به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی از سیستم های هوای حجم متغیر استفاده نمود؛ در صورت استفاده از سیستم های حجم هوای متغیر به منظور اطمینان از حفظ کمترین نرخ تهویه مورد نظر کدها و نیز نسبتهای فشار بین مناطق مختلف، دقت ویژه ای لازم است. با سیستم های حجم هوای متغیر، میتوان از روشی مانند دنبال کردن حجم هوا بین دریچه هوای رفت، برگشت و تخلیه برای کنترل نسبت فشار استفاده کرد.

 کنترل دود

پس از طراحی تهویه، استراتژی کنترل دود مناسب باید مورد توجه باشد. از هر دو سیستم کنترل دود فعال و غیرفعال استفاده میشود. سیستم های غیرفعال کنترل دود متکی بر خاموش شدن فن، موانع دود و حریق و تدبیر مناسب برای نفوذهای کانال می باشند. سیستم های کنترل دود فعال از سیستم تهویه برای ایجاد مناطقی با فشارهای مثبت و منفی که همراه با پارتیشن های دود و حریق گسترش دود را محدود می کنند، استفاده می کنند. سیستم تهویه می تواند در یک وضعیت حذف دود قرار گیرد که در آن وضعیت، محصولات احتراق توسط تجهیزات مکانیکی تخلیه می شوند. استاندارد شماره 99 NFPA، راهنمایی های ویژه ای در خصوص کنترل دود و دیگر تدابیر ایمنی دارد.

ضوابط طراحی های خاص

بیمارستان عمومی شامل 7 بخش اصلی می باشد:

• بخش جراحی و مراقبت های ویژه (CCU, ICU)
• بخش پرستاری
• فضاهای جانبی
• بخش های اداری
• بخش های تشخیص و درمان
• بخش استریل و تامین تجهیزات
• بخش خدمات

الزامات محیطی هر فضا در این بخش ها بسته به نوع کاربری و عملکرد در آنها متفاوت خواهد بود. در این خصوص استاندارد ASHRAE 170 جزییات طراحی سیستم گرمایش، سرمایش، تهویه و تهویه مطبوع این فضاها را توضیح می دهد.

چنانچه برای محاسبات و طراحی تهویه بیمارستانی نیاز به مشاوره تخصصی دارید، می توانید از راههای ارتباطی مندرج در این سایت، با بنده تماس بگیرید. ضمنا” برای دیدن پروژه های مشابه انجام شده در این زمینه به صفحه پروژه ها مراجعه کنید.