ламинарные потоки в операционной что это

Вентиляция в операционных

Нормативные документы ЕС в отношении вентиляции операционных

Наиболее квалифицированным действующим на сегодняшний день нормативным документом ЕС, регламентирующим вопросы вентиляции и кондиционирования в медучреждениях, является немецкий стандарт DIN 1946 Часть 4: «Системы вентиляции и кондиционирования в зданиях и помещениях, используемых в сфере здравоохранения». Упомянутый стандарт классифицирует операционные следующим образом:

Класс Іа:

Проводимые операции: ортопедическая и травма хирургия; нейрохирургия, ассоциируемая с особенно высоким риском инфицирования; гинекологическая хирургия (напр. протезирование груди); общая хирургия (напр. внедрение имплантантов для лечения грыжи); кардиосо-судистая хирургия; трансплантация органов; операции, длящиеся более нескольких часов (напр. операции по удалению крупных опухолей).

Требования к системе вентиляции: 3-х ступенчатая степень очистки воздуха. Вертикальный ниспадающий низко-турбулентный (ламинарный) поток.

Класс Іb:

Проводимые операции: Внедрение малых имплантантов; инвазивная ангиография; катетеризация сердца; эндоскопические обследования стерильных полостей тела.

Требования к системе вентиляции: 3-х ступенчатая степень очистки воздуха. Турбулентно-вентилируемые помещения, низко-турбулентный (ламинарный) поток не требуется. Помещения данного класса должны находиться под избыточным давлением.

В настоящее время упомянутый стандарт пересматривается и находится на последней стадии согласования странами-членами Европейского комитета стандартизации (CEN). Проект нового стандарта руководствуется все теми же базовыми подходами и принципами, хотя предлагает введение более дробной классификации помещений медицинского назначения, в частности операционных:

Класс HІа:

Проводимые операции: ортопедическая и травма хирургия (напр. операции на костях, крупных суставах с имплантацией инородного материала, политравма); нейрохирургия (напр. на позвоночном столбе); торакальная хирургия (напр. открытие грудины); трансплантации органов;
операции с контролируемым временем процедур и низким уровнем подверженности воздействию бактерий; междисциплинарное использование операционной; кардио-сосудистая хирургия; гинекология (напр. протезирование груди); общая хирургия (напр. брюшная грыжа).

Требования к системе вентиляции: 3-х ступенчатая степень очистки воздуха. Вертикальный ниспадающий низко-турбулентный (ламинарный) поток площадью не менее 9 м.кв.

Площадь защищенного операционного поля должна включать в себя зону операционного стола, весь персонал оперирующей бригады, а также столики с инструментами и стерильными материалами.

Класс HІb:

Проводимые операции: операции с малым хирургическим вмешательством (хирургия глаза, урология и пр.).

Требования к системе вентиляции: 3-х ступенчатая степень очистки воздуха. Вертикальный ниспадающий низко-турбулентный (ламинарный) поток площадью до 9 м.кв.

Класс HІc:

Проводимые операции: внедрение малых имплантантов; инвазивная ангиография; катетеризация сердца; эндоскопические обследования стерильных полостей тела.

Требования к системе вентиляции: 3-х ступенчатая степень очистки воздуха. Турбулентно-вентилируемые помещения, низкотурбулентный (ламинарный) поток не требуется.

Помещения данного класса должны находиться под избыточным давлением не менее 6 Па. Наличие воздушных шлюзов является обязательным (такими шлюзами могут быть помещения подготовки пациента, моечные и пр.). Эффект воздушного замка может быть достигнут посредством прямой подачи в шлюз приточного воздуха, либо посредством перетока избыточного воздуха из операционной в шлюз.

Общепринятые концепции вентиляции операционных, оснащенных ламинарам

Общие принципы

Современные тенденции мировой хирургической практики все больше склоняются к использованию в операционных однонаправленного низкотурбулентного (ламинарного) воздушного потока. Данное техническое решение позволяет достичь в зоне проведения операции качество воздуха класса ISO 5 согласно стандарта ISO 14644.

В отличии от тербулентно-вентилируемых операционных, где контаминация воздуха в операционной постепенно уменьшается, посредством его разбавления со стерильным приточным воздухом, концепция, основанная на ламинарном потоке, представляет собой динамическую зашиту операционного поля.

Наиболее эффективная реализация данной концепции требует, чтобы зона ламинарного потока полностью накрывала операционный стол, персонал оперирующей бригады, а также столики с инструментами и стерильными материалами. Таким образом мы создаем «стерильную зону», накрываемую воздухом, прошедшим абсолютную фильтрацию, что крайне необходимо при проведении полосных операций.

Создаваемая таким образом динамическая защита операционого поля, работает по принципу вытесняющего воздушного потока, в следствии чего, в значительно меньшей степени подвержена влиянию открытия или закрытия дверей в операционной.

Вопросы рециркуляции и экономии энергетических ресурсов

Чем больше площадь ламинарного поля, тем больше энергетических ресурсов потребуется для воздухоподготовки требуемого объема воздуха. В частности, при ламинаре площадью 10 м. кв. и скорости воздушного потока 0,26 м/с расход воздуха составит 2,6 м3/с или 9200 м3/ч. Подготовить такой огромный объем наружного воздуха, доведя его до требуемых параметров температуры и влажности, было бы крайне расточительно. Исходя из этого, возникает необходимость активного использования частичной локальной рециркуляции в пределах операционной. При этом, требуемый минимальный объем добавляемого наружного воздуха, необходимого для разбавления концентрации анестизиологических газов в операционной, как правило соствляет 1500-2000 м3/ч (в зависимости от требований национальных стандартов).

Европейские нормы допускают рециркуляцию при условии соблюдения следующих требований: (1) Рециркуляция осуществляется в пределах одного и того же помещения; (2) Рециркуляционный воздух, равно как и наружный, должен быть подвержен очистке 2-й и 3-й ступени фильтрации; (3) Уровень шума в центре операционного помещения на уровне 1,7 м от пола не должен превышать 48 Дб.

Системные решения для ламинаров площадью 10 м. кв

Система статического ламинарного потолка

Данная система является простейшим решением организации вентиляции операционной с ламинаром. Вытяжной воздух из операционной возвращается в приточно-вытяжную установку TECNAIR и частично удаляется. Добавляемый объем наружного воздуха смешивается с оставшимся объемом вытяжного воздуха и подается в операционную через ламинарный потолок.

Такое решения является наиболее рациональным при новом строительстве и имеющейся возможности предусмотреть значительные высоты потолков и пространства для прокладки воздуховодов большого сечения.

Предполагается, что для транспортировки воздуха в объеме 6900 м3/ч потребуются приточные и вытяжные воздуховоды с сечением около 800 х 500 мм.

Система динамического ламинарного потолка (с использованием рециркуляционных модулей)

Данная система была специально разработана для решения вопроса рециркуляции и подачи воздуха в ламинар в условиях ограниченого пространства для прокладки воздуховодов большого сечения. В условиях реконструкции данный вопрос зачастую стоит крайне остро.

Принципиально иное инженерное решение связано с использованием рециркуляционных модулей, размещаемых в 4-х углах операционной. Модули оснащены фильтрами и шумоглушителями, позволяющими снизить уровень шума до 15 Дб.

Большая часть воздуха, забираемого из операционной рециркуляционными модулями, возвращается в ламинар, остальная часть возвращается в кондиционер и выбрасывается наружу. Вентиляторы рециркуляционных модулей оснащены частотными преобразователями, поддерживающими постоянный расход воздуха по мере загрязнения фильтров. В отличии от систем с забором воздуха на уровне потолка, забор воздуха осуществляемый рециркуляционными модулями, не приводит к нарушению направлению движения воздуха в зоне ламинара.

Медицинские кондиционеры

Медицинские приточно-вытяжные установки от компании предназначены специально для кондиционирования помещений, где предъявляются особые требования к параметрам и чистоте воздуха.

Основные отличительные особенности, делающие их идеально подходящими для вентиляции операционных с ламинаром: (1) предназначены для подготовки полностью свежего или частично рециркуляционного воздуха; (2) cвободный напор: до 1000 Па; (3) могут быть оснащены рекуператором и пароувлажнителем; (4) оснащены микропроцессором и блоком автоматики, позволяющим осуществлять статическое или динамическое управление избыточным давлением или разряжением в помещении; (5) все внутренние компоненты, которые контактируют с воздушным потоком, размещены доступным образом и могут легко поддаваться дезинфекции; (6) могут быть как наружного так и внутреннего исполнения.

Кондиционеры соответсвуют немецкому стандарту DIN 1946/4. Сертификат соответсвия выдан организацией TUV.

Решения для ламинаров малой площади

К сожалению, применение концепции ламинаров большой площади далеко не всегда представляется возможным.

Для операционных, оснащаемых ламинарами малой площади, вопросы энергосбережения стоят не так остро. В этих случаях возможно применение систем вентиляции без рециркуляции.

Бюджет разовых затрат на реализацию данной концепции вентиляции операционной составит более скромную сумму.

Турбулентно-вентилируемые операционные

Система вентиляции в операционных, не оснащенных ламинаром, должна быть спроектирована на базе принципа контроля перепадов давления в операционном блоке (отделении) в целом.

Приточный воздух подается в операционную через фильтровальные блоки, оснащенные НЕРА-фильтрами и турбулентными диффузорами. Расход приточного воздуха принимается как константа, при этом система автоматического контроля перепадов давления управляет вытяжками.

Ниже приведена типичная схема организации системы вентиляции турбулентно-вентилируемых операционных.

Заключение

Система вентиляции и кондиционирования операционной, равно как и стерильного медицинского блока в целом, представляет собой сложный инженерный комплекс, от работоспособности которого напрямую зависят человеческие жизни.

Необходимо понимать, что проектирование и сооружение такого комплекса является сложной задачей, решение которой несомненно необходимо поручать инжиниринговым компаниям, которые специфическим образом специализируются на данном вопросе.

Источник

Принцип работы ламинарного потока, и его использование в ламинарных потолках. Особенности и преимущества ламинарного потолка, его использование в медицине.

Существуют три режима перемещения воздуха: ламинарный, промежуточный и турбулентный.

Ламинарный поток (от лат. lamina – «пластинка») или же течение воздуха – это такой тип течения воздуха, при котором все его потоки проходят параллельно, с одинаковой скоростью и давлением.

Принцип работы

Чем же применение ламинарного потока является настолько важным в хирургии и других областях, работа в которых требует стерильности? При таком способе организации воздушного потока, благодаря его однонаправленности во всем помещении, сводятся к минимуму размеры зон рециркуляции воздуха. Воздух проходит в своём первичном виде по помещению лишь один раз, а взвешенные частицы прижимаются к полу и удаляются с помощью вентиляционных вытяжных устройств (чаще всего их располагают на уровне пола), что позволяет минимизировать риск рециркуляции этих взвешенных частиц.

Как вы понимаете, в хирургии подобный принцип обеспечивает более высокую стерильность в операционных, что позволяет свести к минимуму возможность возникновения заражения различными внешними инфекциями, а также весьма позитивно влияет на скорость послеоперационного восстановления.

Подобный принцип работы позволяет создавать специальные комплексы очистки воздуха – так называемые ламинарные потолки. Подобная система очистки была изобретена не столь давно (в 1960-ых годах), но уже успела стать неотъемлемой частью хирургии, и принята в качестве обязательной детали в оснащении операционных в Европе и во всем мире. Например, лечение в Германии всегда считалось очень качественным, и следует отметить, что больницы Германии одними из первых «взяли на вооружение» ламинарные потолки при оборудовании операционных.

Воздух поступает непосредственно с улицы по системе общей вентиляции (либо, в случае необходимости, забирается из самого помещения) и проходит через систему фильтров. Далее, однонаправленным потоком, очищенный воздух поступает в необходимую зону (операционного стола или, например, постели больного), после чего удаляется через систему вентиляции.

Ещё одним плюсом ламинарных потолков является то, что использование этой системы очистки позволяет ускорить стерилизацию операционной между операциями с 15-ти до 1-2-ух минут.

Область применения ламинарных потолков в медицине

В медицине ламинарные потолки, и принцип ламинарного потока в общем, применяется в помещениях, которые требуют соблюдения особой стерильности:

Типы и разновидности ламинарных потолков

Ламинарные потолки делятся по форме (трапециевидные, квадратные, округлые) и по типу циркуляции (открытой циркуляции и циркуляционные).

Вместо послесловия

Использование ламинарного потока позволило вывести обеспечение стерильности в медицине на новый уровень, тем самым снижая риск возникновения различных инфекций и заражений, что позволяет сохранить здоровье людей с низким иммунитетом и всецело повышает уровень медицинского обслуживания.

Источник

Оснащение операционного блока: системы ламинарного потока воздуха

При помощи ламинарных систем воздух над хирургическим столом очищается и становится практически стерильным. Таким образом достигается эффект воздушного капсулирования и низкий уровень загрязнения стола микроорганизмами.

Принцип действия ламинарного потока воздуха заключается в том, что он поглощает воздух с бактериями, занесенными операционной бригадой, и немедленно перемещает их в систему вентиляции. Воздухораспределители бывают разных размеров в зависимости от расхода воздуха. Оптимальная площадь ламинарной системы – 9 кв. м. Это позволит полностью перекрыть операционную зону, включая стол, оборудование и персонал.

Ламинарный поток воздуха с небольшой скоростью перемещается сверху вниз, образуя завесу над зоной инвазивного вмешательства и зоной передачи стерильного материала. По мере спуска он расширяется в стороны стен. Это не дает ламинарному потоку смешиваться с воздухом в помещении. Таким образом защищаемая зона изолирована от окружающей среды и биологических загрязнителей.

Преимущества ламинарных систем

Ламинарные системы обеспечивают:

Критерии чистоты операционного блока

В Уральском Центре по эндопротезированию 5 операционных залов, в которых проводится 4500 операций на суставах в год.

Ламинарный поток воздуха в операционных Центра обеспечивает класс чистоты 1А. В помещениях с ламинарной системой вентиляции движение воздуха происходит через рабочую зону в одном направлении. Скорость движения около 4 м/с. Все взвешенные в воздухе загрязнения сразу удаляются, что минимизирует риск развития инфекционных осложнений.

Источник

Блог о климатической технике Консультации по тел.: 8-495-225-37-19

За последние десятилетия в нашей стране и за рубежом отмечается рост гнойно-воспалительных заболеваний, вызванных инфекциями, которые по определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) принято называть внутрибольничными (ВБИ). Анализ заболеваний, вызванных ВБИ, показывает, что их частота и продолжительность находятся в прямой зависимости от состояния воздушной среды помещений больниц. Для обеспечения требуемых параметров микроклимата в операционных (и производственных чистых помещениях) применяются воздухораспределители однонаправленного потока. Результаты контроля воздушной среды и анализ движения потоков воздуха показал, что работа таких распределителей обеспечивает требуемые параметры микроклимата, но зачастую ухудшает бактериологическую чистоту воздуха. Для защиты критической зоны необходимо, чтобы поток воздуха, выходящий из устройства, сохранял прямолинейность и не терял форму своих границ, то есть поток не должен расширяться или сужаться над защищаемой зоной, где находится хирургический

Помещения операционных являются одним из самых ответственных звеньев в структуре больничного здания с точки зрения важности хирургического процесса, а также обеспечения особых условий микроклимата, необходимых для удачного его проведения и завершения. Здесь источником выделения бактериальных частиц является в основном медицинский персонал, способный генерировать частицы и выделять микроорганизмы при движении по помещению. Интенсивность поступления частиц в воздух помещения зависит от степени подвижности людей, температуры и скорости воздуха в помещении. ВБИ имеет свойство перемещаться по помещению операционной с потоками воздуха, и всегда присутствует риск ее проникновения в незащищенную раневую полость оперируемого больного. Из наблюдений очевидно, что неправильно организованная работа систем вентиляции приводит к интенсивному накоплению инфекции до уровней, превышающих допустимые [1].

На протяжении нескольких десятилетий специалисты разных стран занимаются разработкой системных решений по обеспечению условий воздушной среды операционных. Воздушный поток, подаваемый в помещение, должен не только ассимилировать различные вредности (тепло, влажность, запахи, вредные вещества), поддерживать требуемые параметры микроклимата, но и обеспечивать защиту строго установленных зон от попадания в них инфекций, то есть необходимую чистоту воздуха помещений. Зону, где проводятся инвазивные вмешательства (проникновение в организм человека), можно называть операционной зоной или «критической» [2, 3]. Стандарт [4] определяет такую зону как «операционную санитарно-защитную зону» и подразумевает под ней пространство, где размещается операционный стол, вспомогательные столики для инструментов и материалов, аппаратура, а также медицинский персонал в стерильной одежде. В [5] есть понятие «технологического ядра», относящееся к зоне проведения производственных процессов в стерильных условиях, которую по смыслу можно соотнести с операционной зоной.

Для предотвращения проникновения загрязнений бактериального характера в наиболее критические области стали широко применяться способы экранирования посредством использования вытесняющего потока воздуха. Были созданы воздухораспределители ламинарного потока воздуха различных конструкций, впоследствии термин «ламинарный» был изменен на «однонаправленный» поток. В настоящее время можно встретить самые различные названия воздухораспределяющих устройств в чистых помещениях, такие как «ламинар», «ламинарный потолок», «операционный потолок», «операционная система чистого воздуха» и т. д., что не меняет их сути. Воздухораспределитель встраивается в конструкцию потолка над зоной защиты помещения и может быть различных размеров в зависимости от расхода воздуха. Рекомендуемая оптимальная площадь такого потолка [6] должна быть не менее 9 м 2 с целью полного перекрывания операционной зоны со столами, оборудованием и персоналом. Вытесняющий воздушный поток с малыми скоростями поступает сверху-вниз, как завеса, отсекая и асептическое поле зоны хирургического вмешательства, и зону передачи стерильного материала от окружающей среды. Удаление воздуха производится из нижней и верхней зон помещения одновременно. В конструкцию потолка встраиваются HEPA-фильтры (класс Н по [7]), через которые проходит приточный воздух. Фильтры задерживают, но не обеззараживают живые частицы.

В настоящее время во всем мире уделяется большое внимание вопросам обеззараживания воздуха помещений больничных и других учреждений, где имеются источники бактериальных загрязнений. В документах [4, 1, 8] озвучены требования о необходимости обеззараживания воздуха операционных с эффективностью инактивации частиц не менее 95 %, а также воздуховодов и оборудования климатических систем [9–13]. Бактериальные частицы, выделяемые хирургическим персоналом, непрерывно поступают в воздух помещения, накапливаются в нем. Чтобы концентрация частиц в воздухе помещения не достигала предельно допустимых уровней [1], необходим контроль воздушной среды. Такой контроль следует обязательно проводить после монтажа климатических систем, технического обслуживания или ремонта, то есть в режиме эксплуатируемого чистого помещения.

Применение в операционных воздухораспределителей однонаправленного потока со встроенными фильтрами сверхтонкой очистки потолочного типа стало обычным явлением для проектировщиков. Воздушные потоки больших объемов идут вниз помещения с маленькими скоростями, отсекая защищаемую зону от окружающей среды. Тем не менее, многие специалисты не подозревают, что этих решений не достаточно для поддержания должного уровня обеззараживания воздуха во время хирургических операций.

Дело в том, что конструкций воздухораспределительных устройств достаточно много, каждое из которых имеет свою область применения. Чистые помещения операционных внутри своего «чистого» класса [1] делятся на классы по степени чистоты в зависимости от назначения [14]. Например, операционные общехирургического профиля, кардиохирургические или ортопедические и т. д. К каждому конкретному случаю предъявляются свои требования по обеспечению чистоты.

Первые примеры применения воздухораспределителей для чистых помещений появились в середине 1950 годов. С тех пор стало традиционным распределение воздуха в чистых производственных помещениях в случаях, когда в них требуется обеспечить низкие концентрации частиц или микроорганизмов, производить через перфорированный потолок [16, 17]. Воздушный поток движется через весь объем помещения в одном направлении с равномерной скоростью, обычно равной 0,3–0,5 м/с. Воздух подается через группу высокоэффективных воздушных фильтров, размещенных на потолке чистого помещения. Подача воздуха организована по принципу воздушного поршня, движущегося вниз через все помещение, удаляя при этом загрязнения. Удаление воздуха происходит через пол. Такой характер движения воздуха способствует удалению аэрозольных загрязнений, источниками которых является персонал и процессы. Такая организация вентиляции направлена на обеспечение чистоты воздуха помещения, но требует больших расходов воздуха и поэтому неэкономична. Для чистых комнат класса 1 000 или класса ISO 6 (по классификации ISO) воздухообмен может составлять от 70 до 160 крат/ч.

В дальнейшем появились более рациональные устройства модульного типа значительно меньших размеров с маленькими расходами, позволяющие выбирать приточное устройство исходя из размеров защищаемой зоны и требуемых кратностей воздухообмена помещения в зависимости от назначения помещения.

Анализ работы ламинарных воздухораспределителей

Ламинарные устройства применяются в чистых производственных помещениях и служат для раздачи больших объемов воздуха, предусматривая наличие специально спроектированных потолков, напольных вытяжек и регулирования давления в помещении. В этих условиях работа распределителей ламинарного потока гарантированно обеспечивает требуемый однонаправленный поток с параллельными линиями тока. Высокая кратность воздухообмена способствует подержанию в приточном потоке воздуха условий, близких к изотермическим. Потолки, спроектированные под распределение воздуха при больших воздухообменах, за счет большой площади обеспечивают маленькую начальную скорость воздушного потока. Работа вытяжных устройств, расположенных на уровне пола, и контроль давления воздуха в помещении сводят к минимуму размеры зон рециркуляции потоков, и легко срабатывает принцип «одного прохода и одного выхода». Взвешенные частицы прижимаются к полу и удаляются, поэтому риск возникновения их рециркуляции невелик.

Однако при работе таких воздухораспределителей в операционной ситуация существенно меняется. Для поддержания допустимых уровней бактериологической чистоты воздуха в операционных значения воздухообмена по расчету обычно составляют в среднем 25 крат/ч и даже меньше, то есть они не сопоставимы со значениями для производственных помещений. Для поддержания стабильности движения потоков воздуха между операционной и смежными помещениями в ней обычно поддерживается избыточное давление. Удаление воздуха производится через вытяжные устройства, симметрично установленные в стенах нижней зоны помещения. Для раздачи более маленьких объемов воздуха применяются, как правило, ламинарные устройства небольшой площади, которые устанавливаются только над критической зоной помещения в виде острова посреди комнаты, вместо использования всего потолка.

Как показывают наблюдения, такие ламинарные устройства не всегда будут обеспечивать однонаправленный поток. Поскольку почти всегда присутствует перепад между температурой в приточной струе и температурой окружающего воздуха (5–7 °С), более холодный воздух, выходящий из приточного устройства, опускается намного быстрее, чем изотермический однонаправленный поток. Для работы потолочных диффузоров, применяемых в общественных учреждениях, это обычное явление. Существует ошибочное общепринятое мнение, что ламинары обеспечивают стабильный однонаправленный воздушный поток независимо от места или способа их применения. На самом деле, в реальных условиях скорость низкотемпературного вертикального ламинарного потока будет увеличиваться по мере приближения к полу. Чем больше объем приточного воздуха и ниже его температура относительно воздуха помещения, тем больше ускорение его потока. Из таблицы видно, что применение ламинарной системы площадью 3 м 2 с температурным перепадом в 9 °С дает увеличение скорости воздуха в три раза уже на расстоянии 1,8 м от начала пути. Скорость воздуха на выходе из приточного устройства составляет 0,15 м/с, а на уровне операционного стола достигает 0,46 м/с. Это значение превышает допустимый уровень [1]. Уже давно многими исследованиями доказано, что при завышенных скоростях приточного потока невозможно сохранить его «однонаправленность». Анализ контроля воздушной среды в операционных, проводимый, в частности, Салвати (Salvati, 1982) и Льюисом (Lewis, 1993), показал, что в некоторых случаях применение ламинарных установок с высокими скоростями воздуха приводит к росту уровня обсемененности воздуха в области хирургического разреза с последующим риском его заражения.

При движении потока, в начальной точке линии тока воздуха будут параллельны, далее границы потока будут меняться, сужаясь в направлении к полу, и он уже не сможет защищать область, определенную размерами ламинарной установки. При скоростях воздуха 0,46 м/с поток будет захватывать малоподвижный воздух из помещения. Поскольку в помещении постоянно выделяются бактериальные частицы, в поток воздуха, поступающий из приточного устройства, будут подмешиваться зараженные частицы, так как источники их выделения постоянно действуют в помещении. Этому способствует рециркуляция воздуха, возникающая в результате подпора воздуха в помещении. Для соблюдения чистоты помещений операционных по нормам [1, 6] требуется обеспечивать дисбаланс воздуха за счет превышения притока над вытяжкой на 10 %. Избыточный воздух перемещается в смежные менее чистые помещения. В современных условиях в операционных часто применяют герметичные раздвижные двери, избыточному воздуху некуда деваться, он циркулирует по помещению и забирается снова в приточное устройство при помощи встроенных в него вентиляторов для дальнейшей очистки в фильтрах и вторичной подачи в помещение. Циркулирующий воздух собирает в себя все загрязненные частицы из воздуха помещения и, двигаясь вблизи приточного потока, может его загрязнять. Из-за нарушения границ потока происходит подмешивание в него воздуха из окружающего пространства и проникновение патогенных частиц в стерильную зону, которую принято считать защищенной.

Высокая подвижность способствует интенсивному отслоению частиц мертвой кожи с незащищенных участков кожного покрова медицинского персонала и их попаданию непосредственно в хирургический разрез. С другой стороны, следует отметить, что развитие инфекционных заболеваний в послеоперационный период вызывается гипотермическим состоянием больного, которое усиливается при воздействии на него потоков холодного воздуха повышенной подвижности.

Таким образом, воздухораспределитель ламинарного потока, традиционно применяемый и эффективно работающий в чистом производственном помещении, может принести вред при проведении операций в обычной операционной.

Критерии чистоты помещения

Правильные решения относительно организации распределения воздуха в операционных: выбор рационального размера приточных панелей, обеспечение нормативной скорости потока и температуры приточного воздуха — не дают гарантии абсолютного обеззараживания воздуха в помещении. Вопрос обеззараживания воздуха операционных залов был остро поставлен более 30 лет назад, когда предлагались различные противоэпидемиологические мероприятия. И сейчас целью требований современных нормативных документов по проектированию и эксплуатации больниц является обеззараживание воздуха, где системы ОВК представлены как основной способ предотвращения распространения и накопления инфекций [4, 1, 8, 6, 18, 9, 10, 11, 12, 13].

Например, стандарт [18] считает обеззараживание главной целью своих требований, в [19] отмечено: «правильно спроектированная система ОВК минимизирует воздушно-капельную передачу вирусов, бактерий, спор грибков и прочих биологических загрязнений», системам ОВК отводится главная роль в контроле инфекций и прочих вредных факторов. В [20] выделено требование к системам кондиционирования воздуха операционных: «система подачи воздуха должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимизировать проникновение бактерий в стерильные зоны вместе с воздухом, а также поддерживать максимальный уровень чистоты в остальной части операционной».

Тем не менее, нормативные документы не содержат прямых требований к определению и контролю эффективности обеззараживания для различных способов вентиляции, и проектировщикам зачастую приходится заниматься поисковой деятельностью, что занимает много времени и отвлекает от основной работы.

В нашей стране достаточно много различной нормативной литературы по проектированию систем ОВК для больничных зданий, и везде озвучены требования к обеззараживанию воздуха, которые по множеству объективных причин проектировщикам практически трудно реализовать. Это требует не только знания современного обеззараживающего оборудования и правильности его применения, но, самое главное, дальнейшего своевременного эпидемиологического контроля воздушной среды помещений, что дает представление о качестве работы систем ОВК, но, к сожалению, не всегда проводится. Если оценка чистоты чистых производственных помещений производится по наличию в нем частиц (например, пылинок), то показателем чистоты воздуха в чистых помещениях лечебных зданий являются живые бактериальные или колониеобразующие частицы, допустимые уровни которых приводятся в [1]. Для поддержания этих уровней следует регулярно контролировать воздушную среду по микробиологическим показателям, для чего необходимо уметь вести их подсчет. Методика сбора и подсчета микроорганизмов для оценки чистоты воздуха еще не приводилась ни в одном из нормативных документов. Важным является то, что подсчет микробных частиц должен проводиться в эксплуатируемом помещении, то есть во время проведения операции. Но для этого должен быть готов проект и монтаж системы воздухораспределения. Уровень обеззараживания или эффективность работы системы невозможно установить до начала работы ее в операционной, это можно сделать только в условиях проведения хотя бы нескольких операционных процессов. Для инженеров это представляет большие трудности, поскольку исследования хоть и необходимы, но противоречат порядку соблюдения противоэпидемической дисциплины больницы.

Воздушная завеса

Для обеспечения требуемого воздушного режима операционной важно правильно организовать совместную работу притока и удаления воздуха. Рациональным взаиморасположением приточных и вытяжных устройств в операционной можно улучшить характер движения воздушных потоков.

В операционных невозможно использовать как площадь всего потолка для распределения воздуха, так и площадь пола для его отведения. Напольные вытяжные устройства негигиеничны, поскольку быстро загрязняются и их трудно чистить. Громоздкие, сложные и дорогие системы так и не нашли своего применения в малогабаритных помещениях операционных. По этим причинам самым рациональным является «островное» расположение ламинарных панелей над критической зоной с установкой вытяжных отверстий в нижней части стен. Это позволяет смоделировать воздушные потоки по аналогии с чистым промышленным помещением более дешевым и менее громоздким способом. Успешно проявил себя такой способ, как применение воздушных завес, работающих по принципу защитного барьера. Воздушная завеса хорошо сочетается с потоком приточного воздуха в форме узкой «оболочки» из воздуха с большей скоростью, специально организованной по периметру потолка. Воздушная завеса непрерывно работает на вытяжку и предотвращает поступление загрязненного окружающего воздуха в ламинарный поток.

Чтобы понять работу воздушной завесы, следует представить операционный зал с вытяжкой, организованной со всех четырех сторон помещения. Приточный воздух, поступающий из «ламинарного островка», расположенного в центре потолка, будет только опускаться вниз, расширяясь в стороны стен по мере спуска. Такое решение уменьшает зоны рециркуляции, размеры застойных участков, в которых собираются патогенные микроорганизмы, а также предотвращает смешение ламинарного потока с воздухом помещения, снижает его ускорение и стабилизирует скорость, в результате чего нисходящий поток накрывает (запирает) всю стерильную зону. Это способствует удалению биологических загрязнителей из защищаемой зоны и изоляции ее от окружающей среды.

На рис. 1 видна стандартная конструкция воздушной завесы с щелями по периметру помещения. При организации вытяжки по периметру ламинарного потока, происходит его растягивание, он расширяется и заполняет всю зону внутри завесы, в результате чего предотвращается эффект «сужения» и стабилизируется требуемая скорость ламинарного потока.

Рисунок 1. Схема воздушной завесы

На рис. 2 представлена модель поперечного сечения воздушной завесы. Видно, что ламинарный поток движется вниз и расширяется во внешнюю сторону, соблюдая равномерную скорость, как показывают стрелки. Воздух, циркулирующий вне воздушной завесы (обозначен длинными стрелками), не проникает внутрь ламинарного потока.

Рисунок 2. Анализ работы воздушной завесы

Из рис. 3 видны значения фактической (замеренной) скорости, возникающей при правильно спроектированной воздушной завесе, которые наглядно демонстрируют взаимодействие ламинарного потока с воздушной завесой, причем ламинарный поток движется равномерно. Воздушная завеса устраняет необходимость установки громоздкой вытяжной системы по всему периметру помещения, вместо чего в стенах устраивается традиционная вытяжка, как принято в операционных. Воздушная завеса защищает зону непосредственно вокруг хирургического персонала и стола, предотвращая возврат загрязненных частиц в первичный воздушный поток.

Рисунок 3. Фактический профиль скоростей в сечении воздушной завесы

После проекта воздушной завесы возникает вопрос, какого уровня обеззараживания можно достичь при ее эксплуатации. Плохо спроектированная воздушная завеса будет не более эффективна, чем традиционная ламинарная система. Ошибкой проекта может быть высокая скорость воздуха, поскольку такая завеса будет «вытягивать» ламинарный поток слишком быстро, то есть еще даже до того, как он достигнет операционного тола. Поведение потока нельзя будет контролировать, и может возникнуть угроза просачивания зараженных частиц в операционную зону с уровня пола. Аналогично, воздушная завеса с маленькой скоростью всасывания не может эффективно шибировать ламинарный поток и может втягиваться в него. В этом случае воздушный режим помещения будет как при использовании только ламинарного приточного устройства. При проектировании важно правильно определить диапазон скоростей и подобрать соответствующую ему систему. Это непосредственно влияет на расчет обеззараживающих характеристик.

Несмотря на явные преимущества воздушных завес, их не следует применять вслепую. Стерильный воздушный поток, создаваемый воздушными завесами во время операции, не всегда требуется. Необходимость обеспечения уровня обеззараживания воздуха должна решаться совместно с технологами, в роли которых в данном случае должны выступать хирурги, участвующие в конкретных операциях.

Заключение

Вертикальный ламинарный поток может вести себя непредсказуемо в зависимости от режима его эксплуатации. Ламинарные панели, используемые в помещениях чистых производств, как правило, не могут обеспечивать требуемый уровень обеззараживания в операционных. Системы воздушных завес помогают скорректировать характер движения вертикальных ламинарных потоков. Воздушные завесы являются оптимальным решением задачи бактериологического контроля воздушной среды помещений операционных, особенно при продолжительных хирургических операциях и нахождении пациентов с нарушенной иммунной системой, для которых воздушные инфекции представляют особый риск.

Статья подготовлена А. П. Борисоглебской с использованием материалов журнала «ASHRAE».

Источник