Wentylacja izolatek szpitalnych (cz. 2)

gdzie:
T – stała czasowa zaniku zanieczyszczeń [h],
k – krotność wymian powietrza w pomieszczeniu [h–1].

Wyznaczona w ten sposób stała czasowa jest teoretycznym czasem zaniku zanieczyszczeń.

Z uwagi na występowanie w pomieszczeniach stref martwych intensywność wentylacji jest zazwyczaj mniejsza, niż wynikałoby to z modelu teoretycznego, co w konsekwencji powoduje wydłużenie czasu oczyszczania powietrza. Przeciętny czas przebywania powietrza w pomieszczeniu wg Sandberga zawiera się w granicach od T przy przepływie wyporowym – tłokowym – do 2T przy całkowitym wymieszaniu. Wraz ze wzrostem krotności wymian maleje czas niezbędny na oczyszczenie powietrza z zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Dla systemów mieszających przyjmuje się – oczywiście przy założeniu, że do pomieszczenia doprowadzane jest 

gdzie:
t – czas niezbędny na usunięcie zanieczyszczeń [min],
C1 – początkowa koncentracja zanieczyszczeń, np. [jtk],
C2 – końcowa koncentracja zanieczyszczeń, np. [jtk],
Q – natężenie przepływu powietrza [m3/h],
V – kubatura pomieszczenia [m3],k – krotność wymiany powietrza [h–1],
e – zakładana skuteczność oczyszczenia powietrza [–].

Na rys. 1 przedstawiono zależność czasu oczyszczania określonej ilości powietrza od krotności wymian na podstawie wzoru (2). Rozdział powietrza
Skuteczność oczyszczania powietrza z zanieczyszczeń mikrobiologicznych w izolatkach przy zastosowaniu wentylacji mechanicznej zależy zatem przede wszystkim od: zdolności do rozcieńczania zanieczyszczeń, doprowadzania powietrza o odpowiedniej jakości i w odpowiedniej ilości, dokładności mieszania lub wypierania powietrza zanieczyszczonego, rozdziału strumienia w pomieszczeniu i kierunku przepływu powietrza, istnienia stref „martwych”.

Na rys. 2 przedstawiono przykładowe sposoby rozdziału powietrza stosowane w izolatkach. Charakter ruchu powietrza w pomieszczeniu zależy m.in. od: rozmieszczenia otworów nawiewnych i wywiewnych, prędkości i temperatury wypływu powietrza z nawiewnika, konstrukcji i powierzchni nawiewnika, kształtu nawiewanego strumienia, geometrii pomieszczenia, lokalizacji i mocy źródeł ciepła w pomieszczeniu, rozmieszczenia wyposażenia, ruchu w pomieszczeniu.

W zależności od przyjętego sposobu organizacji przepływu powietrza wentylację pomieszczeń można podzielić na wyporową i mieszającą. Szczególnym przypadkiem wentylacji wyporowej jest system, w którym wypieranie powietrza w pomieszczeniu odbywa się w postaci ruchu tłoka. Wielkość pomieszczeń.

Mimo że w obowiązującym obecnie rozporządzeniu Ministra Zdrowia [6] nie określono powierzchni, jaką powinno zajmować pomieszczenie pacjenta izolowanego, to na podstawie wcześniej obowiązującego rozporządzenia (z 2006 r.) stwierdzić można, że powierzchnia ta powinna wynosić co najmniej 8 m2. Biorąc pod uwagę zapisy rozporządzenia Ministra Infrastruktury [5], pomieszczenie higieniczno-sanitarne powinno mieć wysokość w świetle minimum 2,5 m, a kubatura łazienki z wentylacją mechaniczną wywiewną powinna wynieść minimum 5,5 m3.

Dla porównania w krajach zachodnich wymagane wielkości powierzchni wynoszą odpowiednio: pomieszczenie pacjenta – nie mniej niż 10 m2, pomieszczenie higieniczno-sanitarne – nie mniej niż 5 m2, śluza umywalkowo-fartuchowa – nie mniej niż 5 m2. Korzystając z tych danych, łatwo wyliczyć, że niezbędna ilość powietrza przy zalecanej przez CDC [9] krotności wymian powietrza wynosi min. 600 m3:

Komfort cieplny

Ograniczenia w zastosowaniu dużej liczby wymian powietrza wynikają z energochłonności instalacji pracującej przy dużej wydajności oraz z możliwości odczuwania przeciągu przez pacjentów, a więc z niemożności zapewnienia im komfortu cieplnego. W tzw. klimatyzacji komfortu zalecana różnica temperatur pomiędzy powietrzem w pomieszczeniu a powietrzem nawiewanym nie powinna być większa niż 4°C.

Warunki komfortu cieplnego pacjentów leżących w izolatkach zapewnione są najczęściej wtedy, gdy temperatura wynosi 22–24,5°C, wilgotność względna powietrza wynosi ok. 50%, a prędkość przepływu powietrza jest mniejsza niż 0,3 m/s [2]. W przypadku pomieszczeń przeznaczonych dla osób z rozległymi poparzeniami preferowana jest jeszcze większa wilgotność powietrza.

Przykładowo w normie ISO 7730 podano, że wymagania komfortu cieplnego zapewnić mogą m.in. następujące parametry: 

• w okresie letnim: temperatura odczuwalna 23–26°C, średnia prędkość przepływu powietrza < 0,25 m/s;
• w okresie zimowym: temperatura odczuwalna 20–24°C, średnia prędkość przepływu powietrza < 0,15 m/s.
• Różnica temperatur powietrza na wysokości 1,1 m i 0,1 m powyżej podłogi nie powinna być większa niż 3°C.

Regulacja i filtracja powietrza

Z uwagi na konieczność zachowania w izolatkach i ich otoczeniu przede wszystkim odpowiedniej czystości mikrobiologicznej powietrza, w rzeczywistych warunkach nie zawsze możliwe jest zapewnienie dokładnie takich parametrów fizycznych powietrza, jakie odpowiadałyby wszystkim osobom przebywającym w obszarze obsługiwanym przez instalację wentylacji mechanicznej. 

Ponadto najistotniejsze z punktu widzenia epidemiologicznego jest utrzymanie hermetyczności izolatek. Jest ono możliwe tylko podczas działania instalacji wentylacyjnej, gdyż jedynie wtedy można utrzymać właściwą gradację ciśnienia powietrza pomiędzy pomieszczeniami.

Wymaga to m.in. zastosowania przetworników różnicy ciśnień sygnalizujących aktualny stan ciśnień pomiędzy pomieszczeniami oraz płynnej regulacji obrotów wentylatora (wydajności), np. za pomocą przemiennika częstotliwości.

W celu zwiększenia bezpieczeństwa warto stosować w instalacjach wentylacyjnych izolatek automatycznie sterowane przepustnice odcinające:

• w układzie nawiewnym – przed wlotem do centrali i przed filtrami wysokoskutecznymi, 
• w układzie wywiewnym – bezpośrednio za filtrami wysokoskutecznymi.

Zastosowanie przepustnic umożliwia zamknięcie odcinków przewodów podczas postoju centrali, np. w trakcie prac eksploatacyjnych lub w razie wystąpienia awarii. W instalacjach wentylacyjnych izolatek zaleca się stosowanie po stronie nawiewnej dwu- lub trójstopniowej filtracji powietrza: G4 i min. H13 lub G4, F7 i min. H13. W części wywiewnej wystarczy jednostopniowa filtracja, ale przynajmniej z filtrami H13. 

Filtry o wysokiej skuteczności filtracji powinny być stosowane zarówno po stronie nawiewu, jak i po stronie wywiewnej. Należy je instalować bezpośrednio w nawiewnikach i wywiewnikach, co zapobiega skażeniu odcinków instalacji odpowiednio za i przed filtrem. Chociaż zastosowanie filtrów o klasie filtracji nie niższej niż H13 po stronie nawiewnej izolatek septycznych wydaje się zbędne, to za takim rozwiązaniem przemawia niebezpieczeństwo – w przypadku zatrzymania pracy centrali – przenikania mikroorganizmów na stronę czystą instalacji.

Po stronie wywiewnej izolatek aseptycznych (analogicznie do strony nawiewnej izolatek septycznych) również uzasadnione jest zastosowanie filtrów o klasie filtracji nie niższej niż H13. W literaturze tematu można spotkać się niekiedy z opiniami, że filtry HEPA stosowane do zatrzymywania prątków gruźlicy mogą okazać się niewystarczające i z tego powodu instalacje wentylacyjne obsługujące pomieszczenia zakaźne z chorymi na gruźlicę powinno się wyposażać w filtry o większej zdolności zatrzymywania cząstek, np. ULPA.

Lampy bakteriobójcze UV mogą stanowić dodatkowe wyposażenie zwiększające skuteczność unieszkodliwiania cząstek mikrobiologicznych, jednak nie powinny być one stosowane zamiast wentylacji z filtrami wysokoskutecznymi. Centrale wentylacyjne przeznaczone do obsługi izolatek powinny mieć wykonanie higieniczne. Konstrukcja instalacji wentylacyjnej izolatek powinna umożliwiać przeprowadzanie dezynfekcji. 

Wyposażenie centrali w okna kontrolne i podświetlane wnętrze zapobiega niepotrzebnemu rozhermetyzowaniu układu w czasie eksploatacji, tj. podczas kontroli stanu elementów instalacji. W naszych warunkach klimatycznych instalacja powinna być wyposażona przynajmniej w sekcję umożliwiającą podgrzewanie powietrza. Jednak dla zapewnienia pacjentom komfortu (w okresie letnim) warto zainstalować chłodnicę powietrza. 

W miejscach, w których wymagane jest zachowanie odpowiedniej wilgotności, należy stosować do obróbki powietrza nawilżanie parowe – nawilżacze z własną wytwornicą pary. Recyrkulacja powietrza nie powinna być w izolatkach stosowana. Odzysk ciepła powinien się odbywać wyłącznie w sposób uniemożliwiający kontaktowanie się strumieni powietrza nawiewanego i wywiewanego. Nie zaleca się stosowania takich rozwiązań, które w przypadkach awaryjnych mogłyby tego wymagania nie spełnić. 

Nie ulega wątpliwości, że instalacje wentylacyjne izolatek i pomieszczeń oddziałów zakaźnych powinny być monitorowane, np. poprzez system zdalnego nadzoru komputerowego. Ponadto personel pracujący na oddziałach zakaźnych powinien otrzymywać natychmiastową informację o wystąpieniu stanu awaryjnego w systemie wentylacji.

Ochrona osób konserwujących i naprawiających instalacje

Ponieważ instalacje i urządzenia wentylacji mechanicznej i klimatyzacji powinny podlegać okresowym przeglądom i czyszczeniu oraz wymianie zużytych elementów, należy zwrócić uwagę na konieczność zapewnienia bezpieczeństwa personelowi technicznemu wykonującemu te prace. Jest to bardzo istotne zagadnienie, gdyż instalacje wentylacyjne odprowadzają z izolatek niebezpieczne dla zdrowia i życia zanieczyszczenia mikrobiologiczne. 

Dotyczy to przede wszystkim instalacji wyciągowych pomieszczeń oddziałów zakaźnych i izolatek septycznych. Wszystkie elementy instalacji wentylacyjnych izolatek septycznych oraz pomieszczeń oddziałów zakaźnych należy traktować jako potencjalnie niebezpieczne dla zdrowia. Szczególne zagrożenie stwarzają zużyte filtry, które należy traktować jak odpady medyczne.

Zanieczyszczenia mikrobiologiczne kumulują się na filtrach powietrza zainstalowanych w układach wyciągowych oraz na powierzchniach kratek wyciągowych. Czas przeżycia drobnoustrojów na powierzchniach jest bardzo zróżnicowany i zależy od panujących warunków środowiskowych, w tym m.in. od nasłonecznienia, wilgotności i temperatury. 

W trakcie większości przeprowadzonych badań nie wykazano zależności pomiędzy rodzajem tworzywa, z którego wykonano podłoże, a czasem przeżycia drobnoustrojów i tak np. wg Kramera [10] czas przeżycia na powierzchniach dla wirusa powodującego SARS wynosi do 4 dni, wirusa HIV – powyżej 7 dni, rotawirusa – do 2 miesięcy, Staphylococcus aureus – do 7 miesięcy, Escherichia coli – do 16 miesięcy, a Mycobacterium tuberculosis – do kilku lat. 

Jak widać zatem, wymiana filtrów wyciągowych obsługujących izolatki septyczne i pomieszczenia zakaźne jest obarczona stosunkowo dużym ryzykiem zakażenia się personelu technicznego i w związku z tym należy położyć duży nacisk na zapewnienie mu bezpieczeństwa.

Zasady ochrony zdrowia pracowników narażonych na działanie czynników biologicznych określa dyrektywa 2000/54/WE oraz związane z nią rozporządzenie Ministra Zdrowia [7, 8]. Przepisy te podają:

• klasyfikację i wykaz szkodliwych czynników biologicznych,
• warunki ochrony pracowników przed zagrożeniami spowodowanymi przez szkodliwe czynniki biologiczne, w tym rodzaje środków niezbędnych do zapewnienia ochrony zdrowia i życia pracowników narażonych na działanie tych czynników, zakres stosowania tych środków oraz warunki i sposób monitorowania stanu zdrowia narażonych pracowników,
• sposób prowadzenia rejestru prac narażających pracowników na działanie szkodliwych czynników biologicznych i rejestru pracowników zatrudnionych przy tych pracach oraz sposób przechowywania i przekazywania tych rejestrów do podmiotów właściwych do rozpoznawania lub stwierdzania choroby zawodowej,
• szczegółowe obowiązki związane z występowaniem i stosowaniem czynników biologicznych w poszczególnych jednostkach.

Pracodawca powinien zapewnić pracownikowi narażonemu na działanie czynników biologicznych [1]: 

• odpowiednie środki zapobiegawcze w celu  ochrony jego zdrowia i życia, czyli wszelkie dostępne środki eliminujące narażenie lub ograniczające stopień tego narażenia. Przed wyborem środków zapobiegawczych pracodawca dokonuje oceny ryzyka zawodowego, na jakie jest lub może być narażony pracownik;
• systematyczne szkolenie w zakresie: potencjalnego zagrożenia dla zdrowia i życia spowodowanego działaniem szkodliwego czynnika biologicznego, środków, które należy podjąć w celu zapobiegania zagrożeniom spowodowanym działaniem szkodliwego czynnika biologicznego, wymagań higieniczno-sanitarnych, wyposażenia i stosowania środków ochrony zbiorowej i indywidualnej, działań, które pracownicy podejmują w razie występowania awarii lub wypadków albo w celu zapobiegania im;
• odpowiednie badania lekarskie i szczepienia ochronne;
• środki ochrony osobistej oraz środki do odkażania skóry i błon śluzowych.

Do środków ochrony osobistej zalicza się: sprzęt ochrony układu oddechowego, oczu i twarzy, odzież ochronną oraz rękawice i obuwie ochronne. Do ochrony układu oddechowego stosuje się maski ochronne wyposażone w filtry powietrza o skuteczności zależnej od stopnia zagrożenia dla zdrowia powodowanego przez bioaerozol. Dobór ochrony układu oddechowego zależy od rodzaju bioaerozolu, jego stężenia, wielkości cząstek, stopnia szkodliwości oraz warunków klimatycznych – wilgotności i temperatury powietrza [1]. 

W pomieszczeniach, w których znajdują się mikroorganizmy o wysokiej zjadliwości1), należy dodatkowo stosować sprzęt izolujący z aparatem indywidualnym do oddychania powietrzem zewnętrznym lub wyposażonym w wysokoskuteczny filtr.

1) Zjadliwość (wirulencja) zależy od co najmniej trzech czynników, takich jak: zakaźność, inwazyjność i toksyczność. Jest to więc miara chorobotwórczości drobnoustroju [4]

Należy pamiętać, że powietrze jest jedną z dróg przenoszenia się drobnoustrojów chorobotwórczych. Pomimo tego w szpitalach często nie nazywa się wydzielonych pomieszczeń izolatkami, gdyż wiązałoby się to z koniecznością zastosowania w nich wielu, często kosztownych rozwiązań technicznych, a niekiedy również z przebudową pomieszczeń. Z tego względu pomieszczenie służące do izolowania chorych może przyjmować różne nazwy, np. sala jednoosobowa czy pomieszczenie dekontaminacji. Takie działanie zwiększa niestety ryzyko występowania zakażeń i stanowi poważne zagrożenie epidemiologiczne. 

W przypadku izolatek szpitali zakaźnych „zabiegi” takie powinny być eliminowane przez służby sanitarno-epidemiologiczne. Zaprojektowana instalacja klimatyzacji i wentylacji poza spełnieniem wymagań zawartych w rozporządzeniu w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać pod względem fachowym i sanitarnym pomieszczenia i urządzenia zakładu opieki zdrowotnej, powinna również spełniać wymagania zawarte w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. 

Projektowanie izolatek coraz częściej wspierane jest modelowaniem komputerowym przepływu powietrza i zanieczyszczeń przez pomieszczenie, np. CFD (computational fluid dynamics). Kierunek przepływu powietrza przez pomieszczenie sprawdzany jest poprzez wykorzystanie testu dymowego. Zarówno dla izolatek czystych, jak i brudnych zalecane jest stosowanie filtrów o wysokiej skuteczności filtracji, np. HEPA, oraz jednokierunkowego przepływu powietrza. 

Podczas wymiany filtrów, konserwacji lub remontów instalacji wentylacyjnych izolatek, a w szczególności instalacji wyciągowych z tych pomieszczeń i instalacji wyciągowych oddziałów zakaźnych, należy zachować szczególną ostrożność i stosować odpowiednie środki ochrony osobistej. Maski ochronne są niezbędnym elementem ochrony osobistej personelu technicznego prowadzącego eksploatację instalacji klimatyzacji i wentylacji i innych skojarzonych instalacji w strefach zagrożonych występowaniem czynników biologicznych. 

W przypadkach występowania ryzyka zakażenia patogenami wywołującymi u ludzi ciężkie choroby konieczne jest stosowanie sprzętu izolującego. Pracownicy powinni mieć świadomość, że w razie powstania pożaru w stronę pomieszczeń z podciśnieniem kierowany jest dym i ogień. W krajach zachodnich szpitalom zakaźnym, poza standardowymi rozwiązaniami technicznymi, oferuje się izolatki przenośne oraz łóżka pacjentów izolowane od środowiska zewnętrznego.

Literatura

1. Kaiser K., Wolski A., Klimatyzacja i wentylacja w szpitalach. Teoria i praktyka eksploatacji, Wyd. Masta, Gdańsk 2007.
2. Philips D.A., Sinclair R.J., Schuyler G.D., Isolation room ventilation design case studies, IAQ, ASHRAE, 2004.
3. Rydock J.P., Eian P.K., Lindqvist C., Welling I., Lingaas E., Best practice design and testing of isolation promocja rooms in Nordic hospitals, Nordic Innovation Centre, September 2004.
4. Zaremba M.L., Borowski J., Mikrobiologia lekarska, Wyd. Lekarskie PZWL, Warszawa 2001.
5. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, ze zm.).
6. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 2 lutego 2011 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać pod względem fachowym i sanitarnym pomieszczenia i urządzenia zakładu opieki zdrowotnej (DzU nr 31/2011, poz. 158).
7. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 kwietnia 2005 r. w sprawie szkodliwych czynników biologicznych dla zdrowia w środowisku pracy oraz ochrony zdrowia pracowników zawodowo narażonych na te czynniki (DzU nr 81/2005, poz. 716, ze zm.).
8. Dyrektywa 2000/54/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 września 2000 r. w sprawie ochrony pracowników przed ryzykiem związanym z narażeniem na działanie czynników biologicznych w miejscu pracy (siódma dyrektywa szczegółowa w rozumieniu art. 16 ust. 1 dyrektywy 89/391/EWG).
9. Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities, Recommendations of CDC and the Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee (HICPAC), U.S. Department of Health and Human Services Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
10. Kramer A., Schwebke I., Kampf G., How long do nosocomial pathogens persist on inanimate surfaces? A systematic review, www.biomedcentral.com. 
11. Kowalski W.J., Bahnfleth W., Airborne respiratory diseases and mechanical systems for control of microbes, www.medicalairsolutions.com.
12. Welty S., Virus transmission in indoor air: HVAC System Protection Options, www.zandair.com.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!