Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Instalacje klimatyzacji – wentylacji sal operacyjnych szpitali

Usuwanie zanieczyszczeń powietrza z sali operacyjnej przez instalację klimatyzacji – wentylacji
Wnętrze nowoczesnej klimatyzowanej sali operacyjnej w Bloku Operacyjnym Szpitala Powiatowego im dr. Adama Gacy i dr. Józefa Łaskiego NZOZ w Więcborku
Wnętrze nowoczesnej klimatyzowanej sali operacyjnej w Bloku Operacyjnym Szpitala Powiatowego im dr. Adama Gacy i dr. Józefa Łaskiego NZOZ w Więcborku
Fot. arch. Szpitala Powiatowego im dr. Adama Gacy i dr. Józefa Łaskiego NZOZ w Więcborku
Ciąg dalszy artykułu...

Usuwanie zanieczyszczeń powietrza z sali operacyjnej przez instalację klimatyzacji – wentylacji

Podstawową metodą poprawienia czystości mikrobiologicznej i pyłowej powietrza jest doprowadzenie dużej ilości czystego powietrza w celu rozcieńczenia i wyprowadzenia zanieczyszczeń uwalnianych w pomieszczeniu [13].

Przyjmując, że powietrze doprowadzane przez instalację klimatyzacji – wentylacji do pomieszczenia jest pozbawione zanieczyszczeń mikrobiologicznych, średnie stężenie zanieczyszczeń mikrobiologicznych w pomieszczeniu można obliczyć na podstawie zależności:

(2)

gdzie:

S’ – średnie stężenie zanieczyszczeń mikrobiologicznych w stanie ustalonym, jtk/m3;
n – emisja mikroorganizmów w pomieszczeniu, jtk/h;
Q – ilość nawiewanego czystego powietrza, m3/h;
jtk – jednostki tworzące kolonie.

Oczywiście powyższa zależność dotyczy stanów ustalonych i dotyczy wyłącznie instalacji wentylacji idealnie mieszającej powietrze w całym pomieszczeniu. W rzeczywistych warunkach uzyskanie jednorodnego rozkładu stężenia zanieczyszczeń w całym pomieszczeniu nie jest możliwe, a powiększające się przy zbyt małej ilości nawiewanego powietrza strefy martwe zwiększają stężenie zanieczyszczeń w stopniu większym, niż wynikałoby to z przedstawionej zależności [13].

Czytaj też: Projekt wytycznych projektowania, wykonania, odbiorów i eksploatacji systemów wentylacji i klimatyzacji obiektów służby zdrowia – cz. 2

Aby pokazać, jak wpływa zmiana ilości powietrza nawiewanego na średnie stężenie zanieczyszczeń w pomieszczeniu, na rys. 6 przedstawiono powyższą zależność w wartościach względnych. Należy zauważyć, że podczas eksploatacji zmniejszenie ilości przepływającego przez pomieszczenie powietrza może być spowodowane zanieczyszczonymi filtrami.

Rys. 6. Wpływ ilości doprowadzanego powietrza wentylacyjnego na stężenie zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniu; rys. archiwum utora (K. Kaiser)

W przypadku idealnego przepływu wyporowego czas przebywania powietrza w pomieszczeniu τr jest równy nominalnej stałej czasowej wymiany powietrza. W przypadku idealnego przepływu mieszającego przeciętny rzeczywisty czas przebywania powietrza w pomieszczeniu τr jest dwukrotnie dłuższy od nominalnej stałej czasowej wymiany powietrza, a w warunkach rzeczywistego przepływu mieszającego przeciętny czas przebywania powietrza w pomieszczeniu tr jest wielokrotnością nominalnej stałej czasowej wymiany powietrza większą od 2, czyli [3, 13]:

  • dla systemu wyporowego τr = τn,
  • dla idealnego systemu mieszającego τr = n,
  • dla rzeczywistego systemu mieszającego τr > n.

Szybkość usuwania zanieczyszczeń powietrza z pomieszczenia zależy od krotności wymian i tak np. wg wytycznych zapobiegania zakażeniom Mycobacterium tuberculosis przy 12 wymianach powietrza na godzinę 99% skuteczność usuwania uzyskuje się szacunkowo po upływie 23 minut, a 99,9% skuteczność potrzebuje 35 minut [1, 2] – rys. 7.

Rys. 7. Krotność wymian a czas redukcji prątków gruźlicy z powietrza laboratorium [źródło: Kaiser K., Wentylacja i klimatyzacja laboratoriów, Grupa MEDIUM, Warszawa 2014.]
Rys. 7. Krotność wymian a czas redukcji prątków gruźlicy z powietrza laboratorium [źródło: Kaiser K., Wentylacja i klimatyzacja laboratoriów, Grupa MEDIUM, Warszawa 2014.]

Krótki czas przebywania powietrza w pomieszczeniu wskazuje na wysoką sprawność wymiany powietrza, a tym samym usuwania zanieczyszczeń. Na rys. 8 przedstawiono czas przebywania powietrza w pomieszczeniu w przypadkach idealnego systemu wyporowego oraz idealnego systemu mieszającego. W rzeczywistych warunkach czas przebywania powietrza w pomieszczeniu będzie dłuższy od przedstawionego na wykresie.

Rys. 8. Przeciętny czas przebywania powietrza w pomieszczeniu w zależności od krotności wymian powietrza
Rys. 8. Przeciętny czas przebywania powietrza w pomieszczeniu w zależności od krotności wymian powietrza

Zaletami wentylacji wyporowej są [14]:

  • ograniczenie mieszania się zanieczyszczonego powietrza z czystym i w konsekwencji mniejsze rozprzestrzenianie w całym pomieszczeniu zanieczyszczeń z lokalnych źródeł emisji,
  • niskie prędkości powietrza umożliwiające utrzymanie komfortu cieplnego,
  • zmniejszenie wymaganej mocy chłodniczej i cieplnej niezbędnej dla utrzymania żądanej czystości powietrza.

W przypadkach szczególnych przepływ wyporowy może być ograniczony do obszaru o zwiększonych wymaganiach dotyczących czystości powietrza.

Dla określenia stopnia, w jakim lokalny nawiew laminarny czystego powietrza zmniejsza miejscowe stężenie zanieczyszczeń, zdefiniowano tzw. stopień kontaminacji [14]:

(3)

gdzie:

μs – stopień kontaminacji,
S0 – średnie stężenie zanieczyszczeń mikrobiologicznych w obszarze chronionym objętym przez strumień laminarny, 1/m3, jtk/m3, mg/m3, m3/m3…;
S – średnie stężenie zanieczyszczeń mikrobiologicznych w pomieszczeniu, jakie panowałoby przy idealnym wymieszaniu powietrza, 1/m3, jtk/m3, mg/m3, m3/m3... .

Można zauważyć, że dla układów wentylacyjnych, w których występuje równomierne wymieszanie nawiewanego czystego powietrza z powietrzem w pomieszczeniu, rozkład stężenia zanieczyszczeń jest równomierny i w związku z tym stopień kontaminacji μs = 1.

  • Przyjmuje się, że μs ≈ 1 dla tradycyjnych układów z nawiewnikami dającymi wypływ burzliwy mieszający.
  • Dla układów, w których strumień czystego powietrza wypiera zanieczyszczenia z chronionego obszaru, μs < 1.
  • Dla źle zaprojektowanych układów może wystąpić przypadek μs > 1.
  • Dla stropów laminarnych μs może przyjmować w pewnych warunkach wartości mniejsze od 0,1. Oznacza to, że stężenie zanieczyszczeń w obszarze chronionym zmniejsza się przeszło dziesięciokrotnie w stosunku do poziomu zanieczyszczeń osiąganego w przypadku wentylacji mieszającej przy tej samej ilości powietrza wentylacyjnego.

Stopień kontaminacji zależy od wielu czynników. Z uwagi na dużą złożoność zachodzących zjawisk współczynnik ten wyznacza się eksperymentalnie w warunkach laboratoryjnych [14].

Jak więc można zauważyć, wybierając optymalny system rozdziału powietrza można wielokrotnie zwiększyć czystość mikrobiologiczną powietrza w wybranym obszarze pomieszczenia przy zachowaniu niezmienionej wartości średniego stężenia zanieczyszczeń w pomieszczeniu i niezmienionych związanych z tym kosztach energii elektrycznej, cieplnej i chłodniczej.

W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że efekt ten uzyskuje się, kierując strumień czystego powietrza w kierunku chronionego obszaru. Najlepsze efekty uzyskuje się wtedy, gdy przepływ powietrza w obszarze chronionym ma charakter laminarny [13].

Idealną sytuacją jest uzyskanie przepływu laminarnego, wówczas przepływ wyporowy umożliwia tłokowe wypieranie zanieczyszczonego powietrza przez dostarczane do nawiewnika czyste powietrze bez wzajemnego mieszania się. Wymaga to zastosowania nawiewników o dużej powierzchni wytwarzających niskoturbulentny, a najlepiej laminarny przepływ powietrza [7].

Zachowanie założonej czystości mikrobiologicznej powietrza w obszarze chronionym wymaga [5]:

  • doprowadzenia do obszaru chronionego świeżego, czystego powietrza o odpowiedniej temperaturze,
  • doprowadzenia odpowiedniej ilości powietrza i utrzymania odpowiedniej prędkości wypływu powietrza ze stropu laminarnego,
  • utrzymania stabilnego przepływu czystego powietrza przez strefę chronioną,
  • ograniczenia mocy źródeł cieplnych i czynników mogących zakłócić laminarny (niskoturbulentny) przepływ powietrza w obszarze chronionym.

Żeby osiągnąć zamierzony cel, którym jest czyste powietrze w obszarze chronionym, konieczne jest dostarczanie do nawiewnika odpowiedniej ilości pozbawionego zanieczyszczeń powietrza. Odpowiednią czystość powietrza nawiewanego uzyskuje się poprzez jego wielostopniowe filtrowanie. Filtry na poszczególnych stopniach filtracji zatrzymują zanieczyszczenia z odpowiednią dla swojej klasy skutecznością. Im wyższa klasa filtra, tym większa zdolność do zatrzymywania cząstek o mniejszych wymiarach.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[powietrze,wentylacja sal operacyjnych,wentylacja szpitali,wentylacja precyzyjna]

   15.12.2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dofinansowanie ogrzewania i fotowoltaiki
  • - Eksploatacja gruntowych pomp ciepła
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl