طراحی سیستم تهویه بیمارستان
هدف تهویه بیمارستان، تهیه هوای سالم برای تنفس، کاهش غلظت مواد آلاینده تولید شده در داخل بیمارستان و خروج آلایندهها است. با افزایش تعویض هوا به میزان دو برابر، غلظت ذرات هوابرد در هوا نیز به نصف کاهش مییابد. بهبود تهویه در مراکز بهداشتی و درمانی در پیشگیری از انتقال عفونتهای هوابرد ضروری و قویاً توصیه 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. بیشترین تهویه طبیعی در زمانی که پنجرهها در دو طرف اتاق باز باشند فراهم میشود. مشکل اصلی تهویه طبیعی بستن پنجرهها در زمان شب و هوای سرد توسط همراهان بیماران است. استفاده از انواع فنهای اختلاط از جمله سقفی یا اگزوز فنهایی تعبیه شده در پنجرهها فقط در زمان تامین میزان کافی هوای بیرون، مجاز است چون در غیر این صورت باعث انتشار بیشتر آلایندههای هوا در اتاق بیمار 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. تهویه مکانیکی میتواند به طور کامل کنترل شده و با سیستمهای تهویه مطبوع و فیلتراسیون ترکیب شود. نوع سیستم 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 تهویه طبیعی همراه با تهویه مکانیکی 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. این 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 اطمینان حاصل شوند.
استفاده از هواکشها در تهویه 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.
مزایا 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
- کاهش 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 افزایش 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 باید 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.
سیستم فن کویل با توزیع هوای تازه مرکزی
سیستم پیشنهادی جهت سرمایش و گرمایش در اتاقهای بستری، درمانگاه، اتاق پزشکان و پرستاران و اتاقهای اداری بیمارستان استفاده از سیستم فن کویل با توزیع هوای تازه مرکزی است. در این سیستم بار سرمایی و گرمایی توسط فن کویل جبران میشود و هوای مورد نیاز برای هر فضا توسط یک دستگاه هواساز مرکزی تهیه و توسط شبکه کانال کشی به داخل اتاقها توزیع میشود. به عبارت دیگر چون هوای تازه توسط هواساز جداگانه تامین میشود در نتیجه میتوان این هوا را از لحاظ دما و رطوبت و تمیزی کاملاً کنترل کرد. معمولاً هوای تازه را از روی فیلترهای هپا عبور داده و به شرایط هوای داخل اتاق میرسانند.
بزرگترین مزیت این سیستم کنترل موضعی دمای اتاق توسط ترموستات است. ارتباط ترموستات با موتور فن کویل که به آن فرمان روشن و خاموش میدهد و همچنین میزان هوای تازه که ایجاد فشار مثبت میکند باید قابل کنترل باشد.
در این سیستم بایستی برای هر اتاق از فن کویل سقفی که در بالای درب ورودی نصب میشود استفاده نمود. مزیت استفاده از فن کویل سقفی این است که اولاً از دسترس به دور است و ثانیاً فضای داخل اتاق را اشغال نمیکند. کانال هوای تازه نیز یا مستقیم هوا را به داخل اتاق می رساند و یا به فضای هوابندی شده پشت فن کویل ختم میشود. استفاده از این سیستم در طبقاتی که عایق حرارت کف نداشته باشد چندان مناسب نیست.
سیستم هوا رسان چند منطقهای
سیستم پیشنهادی جهت سرمایش و گرمایش اتاقهایی عمل و احیاء، اتاقهای زایمان و جراحی در بیمارستان استفاده از هوا رسان چند منطقهای است. اصولاً استفاده از هوا رسانهای چند منطقهای برای فضاهایی در بیمارستان پیشنهاد میشود، که دما و رطوبت نسبی فضاهای مجاور یکسان نباشد به عبارت دیگر بخواهیم دما و درصد حذف رطوبت نسبی هر اتاق به طور جداگانه قابل کنترل و تنظیم باشد. با توجه به اینکه اتاقهای عمل باید با صد در صد هوای تازه کار کنند، 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 کویل سرد و گرم به طور موازی استفاده میشود.
طرز عمل هواساز چند منطقهای در بیمارستان بدین صورت است که بطور مثال در تابستان هوای بیرون وارد هواساز میشود. این هوا از دو مسیر مجزا یکی از رویی کویل سرد عبور کرده و سرد میشود و مسیر دوم از روی کویل گرم که معمولاً در تابستانها خاموش است عبور کرده و در واقع بدون تغییر به انتهای هواساز میرسد. در انتها محل خروج این دو هوا توسط دو دمپر مجزا یکی برای هوای سرد و دیگری برای هوای گرم مخلوط میشود و توسط یک شبکه کانال کشی مجزا و جداگانه به طرف فضای مورد نظر هدایت میشود. کنترل دمای داخل اتاق توسط ترموستات انجام میشود و در صورت نیاز به کنترل دما در داخل فضا ترموستات به دمپرهای مربوطه فرمان میدهد که به چه نسبت باز و بسته شوند تا دمای اتاق تنظیم شود. برای گرمایش و سرمایش فضاهایی مانند آمفی تئاتر و کتابخانه و سالنهای غذاخوری بیمارستان نیز میتوان از هوا ساز یک منطقهای که دارای دمپر هوای برگشت نیز 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 که در فن کویل کنترل 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 طریق 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.