طراحی سیستم تهویه بیمارستان
هدف تهويه بیمارستان، تهیه هوای سالم برای تنفس، کاهش غلظت مواد آلاینده تولید شده در داخل بیمارستان و خروج آلاینده‌ها است. با افزايش تعويض هوا به ميزان دو برابر، غلظت ذرات هوابرد در هوا نيز به نصف كاهش می‌يابد. بهبود تهويه در مراكز بهداشتی و درمانی در پيشگيری از انتقال عفونت‌های هوابرد ضروری و قوياً توصيه میشود.
اجزاء اصلی تهویه بیمارستانی
میزان تهویه
مقدار و کیفیت هوای بیرون که به داخل بیمارستان وارد میشود.
جهت جریان هوا
جهت کلی جریان هوا در بیمارستان باید از بخش‌های تمیز به سمت بخش‌های آلوده باشد.
انتشار هوا یا الگوی جریان هوا
هوای بیرون باید به طریق موثر وارد هر بخش از بیمارستان شده و آلاینده‌های تولید شده در هر بخش به نحو موثری خارج شوند.
تهویه طبیعی
نیروهای طبیعی به عنوان مثال باد و نیروی شناوری حرارتی به علت اختلاف چگالی هوای داخل و بیرون، هوای بیرون را از طریق پنجره‌ها، درب‌ها، نورگیرها و هواکش‌ها به داخل ساختمان و همچنین هوای داخل را به خارج ساختمان بیمارستان هدایت می‌نمایند. میزان استفاده از تهویه
طبیعی در بیمارستان به آب و هوا، نقشه ساختمان و رفتار اشخاص ساکن در بیمارستان بستگی دارد. بيشترين تهويه طبيعی در زمانی كه پنجره‌ها در دو طرف اتاق باز باشند فراهم میشود. مشكل اصلی تهویه طبیعی بستن پنجره‌ها در زمان شب و هوای سرد توسط همراهان بيماران است. استفاده از انواع فن‌های اختلاط از جمله سقفی يا اگزوز فن‌هايی تعبيه شده در پنجره‌ها فقط در زمان تامين ميزان كافی هوای بيرون، مجاز است چون در غير اين صورت باعث انتشار بيشتر آلاينده‌های هوا در اتاق بيمار میشوند.
تهویه مکانیکی
تهویه مکانیکی معمولاً از طریق فن‌ها ایجاد میشود. فن‌ها می‌توانند به طور مستقیم در پنجره‌ها یا دیوارها، یا در کانال هوا برای تامین هوا یا خروج هوا از اتاق نصب شوند. تهويه مكانیکی می‌تواند به طور كامل كنترل شده و با سيستم‌های تهويه مطبوع و فيلتراسيون ترکیب شود. نوع سيستم تهویه مکانیکی مورد استفاده بستگی به آب و هوا دارد. در آب و هوای گرم و مرطوب نفوذ هوا باید به حداقل رسیده و همچنین تقطیر را کاهش داد. در این وضعیت سیستم تهویه مکانیکی فشار مثبت معمولاً استفاده میشود. در مقابل در اقلیم‌های سرد برای کاهش تقطیر باید خروج هوا از ساختمان به حداقل برسد. در این وضعیت باید تهویه با فشار منفی استفاده شود. برای اتاق‌های محل تولید آلاینده مانند حمام، توالت یا آشپزخانه اغلب از تهویه با فشار منفی استفاده میشود. در اتاق ایزوله، تنفسی مورد استفاده برای کنترل عفونت هوابرد در بیمارستان باید حداقل فشار منفی ۲/۵ پاسکال نسبت به راهرو حفظ شود.
تهویه ترکیبی
در تهویه ترکیبی (مرکب) جهت تامین میزان جریان هوای مورد نیاز از تهويه طبیعی همراه با تهويه مكانیکی استفاده میشود. در زمانی که تهویه طبیعی به تنهایی مناسب نیست، می‌توان از هواکش‌ها (فن) با قدرت مناسب برای افزایش میزان تهویه در اتاق‌ها استفاده شود. اين فن‌ها باید به گونه‌ای نصب شوند که هوای اتاق به طور مستقیم از طریق دیوار یا سقف به محیط بیرون تخلیه شوند. تعداد و اندازه این هواکش‌ها به میزان تهویه مورد نظر بستگی دارند و باید قبل از استفاده از قدرت آن اطمينان حاصل شوند.
استفاده از هواکش‌ها در تهويه ترکیبی مشکلاتی مانند محل نصب بخصوص برای هواکش‌های بزرگ، صدا به ویژه برای هواکش‌های با قدرت بالا، کاهش یا افزایش دما در اتاق، نیاز به منبع برق دائمی وجود دارند. که در صورت اختلال در دمای اتاق می‌توان از سیستم‌های سرمایش و گرمایش تکی و پنکه‌های سقفی با رعایت نکات لازم استفاده نمود.
مزايا و معایب سیستم‌های تهویه مورد استفاده در بیمارستان
تهویه مطبوع یکی از انواع روش‌های تهویه مکانیکی است که اجزاء اصلی آن سیستم گرمایشی، سیستم سرمایشی و تخلیه هوا است. سیستم تهویه مطبوع چهار عامل دما، رطوبت، سرعت و پاکی هوا را به طور همزمان کنترل می‌نماید. از جمله اهداف پالایش هوا تامین رفاه کلی افراد ساکن در یک مکان از جمله بیمارستان و همچنین از بین بردن باکتری‌های موجود در هوا از جمله اتاق عمل جهت جلوگیری از عفونت‌های بعد از عمل است.
|
تهویه مکانیکی |
تهویه طبیعی |
تهویه ترکیبی |
| مزایا |
مناسب برای هر نوع آب و هوا و تغییر فصل |
مناسب برای آب و هوای گرم و معتدل |
مناسب برای بیشتر شرایط آب و هوایی و تغییر فصل |
| ایجاد محیط مطبوع (با آسایش بیشتر و کنترل شده‌تر) |
پایین بودن هزینه‌های سرمایه گذاری ، بهره‌برداری و نگهداری |
صرفه جویی در انرژی |
| محدوده کوچکتری از کنترل عوامل محیطی به وسیله ساکنین انجام میشود. |
دامنه زیادی از کنترل عوامل محیطی به وسیله ساکنین قابل انجام است |
قابلیت انعطاف پذیری بالا |
| معایب |
هزینه بالای نصب و نگهداری |
به میزان زیادی تحت تاثیر آب و هوای بیرون ساختمان و نیز عملکرد ساکنین قرار می‌گیرد. |
ممکن است گران باشد. |
| در بعضی موارد ناتوانی در توزیع هوای مورد نیاز از بیرون به داخل بخش های بیمارستان |
پیش بینی، تجزیه و تحلیل و طراحی آن مشکل است. |
ممکن است طراحی آن سخت تر باشد. |
| عامل بالقوه ایجاد سر و صدا |
در شرایط آب و هوای گرم، مرطوب یا سرد میزان راحتی را کاهش می‌دهد. |
| عدم توانایی در ایجاد فشار منفی در اتاق‌های ایزوله که البته با طراحی درست ممکن است فراهم شود. |
| با توجه به موقعیت بیمارستان امکان ورود سر و صدا از بیرون وجود دارد. |
| استفاده از تهویه طبیعی با فن آوریبالا برخی محدودیت‌ها و معایب تهویه مکانیکی را دارد. |
تهویه مطبوع
اصول پایه و بهره برداری از سیستم تهویه مطبوع
- سیستم‌های تهویه مطبوع در مراکز بهداشتی درمانی با اهداف زیر طراحی میشوند.
- نگهداری دما و رطوبت هوا در سطح مطلوب برای پرسنل، بیماران و ملاقات کنندگان
- کنترل بو
- حذف هوای آلوده شده
- فراهم نمودن هوای مورد نیاز برای محافظت کارمندان و بیماران مستعد به پاتوژن‌های بیماری‌زا منتقله از هوا در بیمارستان
- كاهش خطر انتقال پاتوژن‌های بیماری‌زای منتقله از طریق هوا از بیماران آلوده به سایر افراد مستعد
- یک سیستم تهویه مطبوع شامل یک ورودی و خروجی، فیلترها، فرایندها یا مکانیسم‌های اصلاح رطوبت (کنترل رطوبت در تابستان، حذف رطوبت در زمستان)، تجهیزات سرمایش و گرمایش، فن، اگزوز هوای خروجی، کانال، دیفیوزر برای توزیع مناسب هوا است.
- کاهش عملکرد تجهیزات تهویه مطبوع از جمله عدم کارایی فیلتر، عایق نامناسب و نگهداری ضعیف باعث افزايش انتشار عفونت‌های منتقله از هوا در بیمارستان میشود.
سیستم تهویه مرکزی
هوای وارد شده به سیستم توزیع پس از تنظیم دما و رطوبت از مجموعه‌ای از فیلترها برای پاکسازی بیشتر عبور داده شده و در بخش‌های مختلف توزیع میشود، سپس از طریق کانال مجزا به سیستم تهویه مطبوع برگشت داده میشود. در بیمارستان هوا از مکان‌هایی نظیر توالت معمولاً به طور مستقیم و از طریق کانل مجزا به اتمسفر بیرونی باید هدایت گردد.
در بخش‌هایی از بیمارستان که بیماران مبتلا به سل در آن بستری هستند در صورت امکان بايد هوای داخل بخش یا اتاق به بیرون منتقل و یا قبل از باز چرخش در بخش، حتماً از فیلتر هپا عبور داده شود. از سیستم پرتو ماوراء بنفش می‌توان به عنوان یک روش جانبی برای پاکسازی هوا در بیمارستان استفاده نمود اما نمی‌توان از آن به عنوان جایگزین فیلتراسیون هپا استفاده نمود. طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع در بیمارستان ها باید بر اساس پارامترهای نظیر تنظیم درجه حرارت، تنظیم رطوبت، تنظیم فشار (جداسازی فضاها از یکدیگر)، فیلتراسیون هوا، چرخش هوا در اتاق یا تخلیه هوا به هوای بیرون باشد.
سیستم‌های مختلف تهویه مطبوع
تهویه مطبوع منطقهای
بهترین نوع تهویه مطبوع آن است که بتوان دما و رطوبت هر محل را به طور مستقل کنترل و تنظیم نمود. در بیمارستان‌ها که هر بخش آن با توجه به بیماران بستری و نوع بیماری یا اتاق عمل و اتاق ایزوله، شرایط هوایی مخصوصی را لازم دارد و نمی‌توان از یک مرکز، عمل تهویه را انجام داد، باید از تهویه مطبوع منطقهای استفاده نمود. به طور کلی تهویه مطبوع منطقهای دارای ۲ نوع سیستم است.
سيستم فن كويل با توزيع هوای تازه مركزی
سيستم پيشنهادی جهت سرمايش و گرمایش در اتاق‌های بستری، درمانگاه، اتاق پزشكان و پرستاران و اتاق‌های اداری بیمارستان استفاده از سيستم فن كويل با توزيع هوای تازه مركزی است. در اين سيستم بار سرمايی و گرمايی توسط فن كويل جبران میشود و هوای مورد نياز برای هر فضا توسط یک دستگاه هواساز مركزی تهيه و توسط شبكه كانال كشی به داخل اتاق‌ها توزيع میشود. به عبارت ديگر چون هوای تازه توسط هواساز جداگانه تامين میشود در نتيجه می‌توان اين هوا را از لحاظ دما و رطوبت و تميزی كاملاً كنترل كرد. معمولاً هوای تازه را از روی فيلترهای هپا عبور داده و به شرايط هوای داخل اتاق می‌رسانند.
بزرگترين مزیت اين سيستم كنترل موضعی دمای اتاق توسط ترموستات است. ارتباط ترموستات با موتور فن كويل كه به آن فرمان روشن و خاموش می‌دهد و همچنين ميزان هوای تازه كه ايجاد فشار مثبت می‌كند باید قابل كنترل باشد.
در این سیستم بايستی برای هر اتاق از فن كويل سقفی كه در بالای درب ورودی نصب میشود استفاده نمود. مزيت استفاده از فن كويل سقفی اين است كه اولاً از دسترس به دور است و ثانياً فضای داخل اتاق را اشغال نمی‌كند. كانال هوای تازه نيز يا مستقيم هوا را به داخل اتاق می رساند و يا به فضای هوابندی شده پشت فن كويل ختم میشود. استفاده از این سیستم در طبقاتی كه عايق حرارت كف نداشته باشد چندان مناسب نيست.
سيستم هوا رسان چند منطقهای
سيستم پيشنهادی جهت سرمايش و گرمايش اتاق‌هایي عمل و احیاء، اتاق‌های زايمان و جراحي در بیمارستان استفاده از هوا رسان چند منطقهای است. اصولاً استفاده از هوا رسان‌های چند منطقهای برای فضاهايی در بیمارستان پيشنهاد میشود، كه دما و رطوبت نسبی فضاهای مجاور یکسان نباشد به عبارت ديگر بخواهيم دما و درصد حذف رطوبت نسبی هر اتاق به طور جداگانه قابل كنترل و تنظيم باشد. با توجه به اينكه اتاق‌های عمل باید با صد در صد هوای تازه كار كنند، هواسازهای اتاق عمل باید دارای دمپر (وسیله‌ای برای کنترل جریان هوا) هوای برگشت نباشد و فقط دارای یک ورودی جهت هوای تازه باشد. در هواسازهای چند منطقهای معمولاً دو كويل سرد و گرم به طور موازی استفاده میشود.
طرز عمل هواساز چند منطقهای در بیمارستان بدين صورت است كه بطور مثال در تابستان هوای بيرون وارد هواساز میشود. اين هوا از دو مسير مجزا یکی از رویي كويل سرد عبور كرده و سرد میشود و مسير دوم از روی كويل گرم كه معمولاً در تابستان‌ها خاموش است عبور كرده و در واقع بدون تغيير به انتهای هواساز می‌‌رسد. در انتها محل خروج اين دو هوا توسط دو دمپر مجزا یکی برای هوای سرد و ديگری برای هوای گرم مخلوط میشود و توسط یک شبكه كانال كشی مجزا و جداگانه به طرف فضای مورد نظر هدايت میشود. كنترل دمای داخل اتاق توسط ترموستات انجام میشود و در صورت نياز به كنترل دما در داخل فضا ترموستات به دمپرهای مربوطه فرمان می‌دهد كه به چه نسبت باز و بسته شوند تا دمای اتاق تنظيم شود. برای گرمايش و سرمايش فضاهایی مانند آمفی تئاتر و كتابخانه و سالن‌های غذاخوری بيمارستان نيز می‌توان از هوا ساز یک منطقهای كه دارای دمپر هوای برگشت نيز باشد، استفاده نمود.
تهویه با واحدهای محلی (موضعی)
فن کویل
در این سیستم سیال گرم و سرد مانند آب به وسیله شبکه لوله کشی، حرارت و سرمای لازم را از مرکز به دستگاهی به نام واحد تهویه محلی می‌رساند این واحد از کویل حرارتی یا برودتی و ونتیلاتور در داخل یک جعبه تشکیل شده که هوای تازه و یا قسمتی از هوای برگشتی اتاق را گرفته از فیلتر گذرانده و پس از عبور از کویل حرارتی یا برودتی وارد اتاق می‌نمایند. معمولاً این واحدها با شیرهای حرارتی خودکار با سرعت‌های مختلف ونتیلاتور تنظیم میشوند. اغلب این واحدها را در زیر پنجره قرار می‌دهند که بتوان از هوای تازه خارج هم استفاده نمود.
نکته قابل توجه این است كه در فن كویل كنترل نسبی رطوبت نسبی هوا امکانپذیر نیست. موارد مصرف این سیستم بیشتر برای ساختمان‌هایی است که هوای هر یک از اتاق‌ها و محل‌ها را بخواهند بطور مستقل کنترل یا متوقف نمایند. مانند بخش اداری بیمارستان که با توقف دستگاه‌ها در مواقع خارج از ساعت اداری بار کلی سیستم پایین آورده شده و مقرون به صرف باشد. همچنین در ساختمان‌های قدیمی نظیر بیمارستان‌هایی که در سال‌های گذشته ساخته شده است و یا ساختمان‌هایی که امکان نصب کانال‌های قطور در آنها نباشد از این سیستم استفاده میشود. با توجه به اینکه ممکن است اسپور قارچ‌ها و باکتری‌ها بر روی سطح کویل آن به فرم رویشی تبدیل شود استفاده از فن کویل به منظور تهویه بیمارستان باید با احتیاط لازم باشد.
کولر
در ساختمان‌هایی که قبلاً سیستم تهویه مطبوع پیش بینی نشده یا آن که اتاق‌ها و مکان‌هایی که لازم باشد خنک شوند از کولر استفاده میشود. یک واحد کامل کولر شامل کمپرسور و باد رسان و کویل تبخیر کننده در یک قفسه قرار گرفته و روی پنجره یا دیوار خارجی ساختمان نصب میشود. در این سیستم امکان تجدید و تعویض هوا و استفاده از هوای برگشتی اتاق وجود دارد. معایب آن صدا و عدم کنترل رطوبت است. که رطوبت حاصله باعث تشدید رشد عوامل قارچی میشود.
هود
یکی از موثرترین راه‌های کاهش انتشار آلاینده‌ها بخصوص در آزمایشگاه بیمارستان است. یک سیستم جمع آوری آلاینده شامل پنج جزء اصلی است.
- هود مکشی جهت به دام انداختن ذرات خروجی از منبع
- شبکه کانال جهت انتقال ذرات به دام افتاده
- جمع آوری کننده جهت حذف ذرات از هوا
- فن و موتور جهت تامین حجم مکش و انرژی مورد نیاز
- دودکش
هر یک از این تجهیزات، نقش موثری را در انجام عملیات مناسب سیستم جمع آوری ذرات ایفاء می‌نمایند و عملکرد ضعیف تجهیزات می‌تواند موثر بودن تجهیزات دیگر را کاهش دهد. بنابراین طراحی دقیق و انتخاب هر نوع تجهیزات، حساس و مهم است.
پارامترهای موثر بر کارایی تهوبه مطبوع
دما
درجه حرارت بالاتر از ۲۴ درجه سانتیگراد در بخش‌هایی که به دمای بالاتری، جهت راحتی و آسایش بیماران نیاز دارند، باید فراهم شود. برای اکثر بخش‌های بیمارستان باید دمای ۲۱ الی ۲۴ درجه سانتیگراد فراهم شود. البته با توجه به شرایط، مثلاً در بعضی از موارد اتاق عمل ممکن است نیاز به دمای کمتری داشته باشد.
رطوبت
برای بیشتر بخش‌های مراکز بهداشتی و درمانی برای آسایش، رطوبت نسبی ۳۰ الی ۶۰ درصد پیشنهاد میشود. رطوبت نسبی بالاتر از ۶۰ درصد علاوه بر ایجاد عدم آسایش ممکن است باعث افزایش رشد قارچ‌ها در بیمارستان شود. استفاده از آب برای شستشوی سطوح از طريق ایجاد اسپری
باعث افزایش رطوبت هوای عبوری از فیلتر میشود. استفاده از رطوبت سازهای مخزنی در بیمارستان و مراکز بهداشتی درمانی مجاز نیست.
تعویض هوا
موثرترین روش برای کنترل آلاینده‌های هوا میکروارگانیسم‌ها، گرد و غبار، مواد شیمیایی و دود در منبع، تهیه هوای تمیز است. روش موثر دیگر برای کنترل آلودگی هوای داخل از طریق تهویه است. میزان تهویه برای مراکز بهداشتی درمانی توسط تعداد تعویض هوای اتاق بیان میشود.
فشار
فشارهای مثبت و منفی اشاره به اختلاف فشار بین ۲ فضای مجاور دارد (به عنوان مثال اتاق و راهرو). اتاق‌های ایزوله تنفسی در بیمارستان باید دارای فشار منفی باشند تا میکروارگانیسم‌های منتقله از هوا در اتاق وارد راهرو نشود. اتاق‌های ایزوله محیطی در بیمارستان باید دارای فشار مثبت بوده و از ورود پاتوژن‌های منتقله از هوا در فضاهای مجاور یا راهروها به داخل اتاق و آلوده شدن فضای اتاق برای بیماران بستری شده در این اتاق‌ها جلوگیری نماید. استفاده از درب‌های ورودی که به وسیله اهرم بازو (خودکار) باز و بسته میشوند در هر دو نوع اتاق فشار مثبت و منفی الزامی است.
تاثیر راهبری و تعمیر سیستم تهویه مطبوع در کنترل عفونت
هر گونه نقص در هر یک از اجزاء سیستم‌های تهویه مطبوع ممکن است منجر به عدم آسایش بیماران و کارکنان و گسترش میکروارگانیسم‌های هوابرد شود. خاموش شدن سیستم‌های تهویه مطبوع برای اهدافی به غیر از تعویض فیلتر، تعمیرات و بازسازی ممنوع است. فقط در زمانی که از فضاها استفاده نمی‌شود، جریان هوا می‌تواند کاهش یابد. میکروارگانیسم‌ها در محل‌هایی که هوا، گرد و غبار و آب موجود است می‌توانند تکثیر یابند و سیستم‌های تهویه می‌تواند یکی از محیط‌های ایده‌ال برای رشد میکروب‌ها باشد. نگهداری صحیح سیستم‌های تهویه مطبوع و پایش آن باعث تامین کیفیت هوای مطلوب و کاهش شرایط مطلوب رشد و تکثیر پاتوژن‌ها در بیمارستان‌ها میشود.
