Контроль вологості в критично важливих зонах лікарень

*Значення взято з нормативного додатка до NP 015-2022.

У лікарні існують різні вимоги до вологості, а розрахунок параметрів залежить від призначення кожного приміщення.

Для операційних залів стандарт NP 015-2022 вказує діапазон 30–60 % відносної вологості (UR). Примітка 3 до таблиці посилається на Наказ міністра охорони здоров’я № 914/2006 і вказує, що діапазони можуть відрізнятися в інших нормативних документах залежно від ступенів фільтрації та типів фільтрів.

Для резервних приміщень, призначених для пацієнтів із тяжкими опіками, норматив передбачає окремий режим — 60–95 % відносної вологості. Висока вологість сприяє обмеженню втрат води та тепла через шкіру, яка втратила свою бар’єрну функцію. Умови мікроклімату детально викладені також у Наказі міністра охорони здоров’я № 476/2017, Додаток 1.

Система повинна бути спроектована таким чином, щоб кожна зона відповідала передбаченим параметрам. Залежно від конфігурації системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (HVAC) можуть знадобитися окреме регулювання та різні рішення щодо зволоження повітря.

Відмінність виходить за межі значень, наведених у таблиці. Резерв для постраждалих від опіків відноситься до приміщень класу I, а норматив вимагає для класу I систем із 100% свіжим повітрям, без рециркуляції. Для операційних класу II може бути застосована часткова рециркуляція, не більше 50 %, з УФ-дезінфекцією контуру, передбаченого нормативом.

Таким чином, дві зони в одній будівлі можуть відрізнятися як за внутрішніми параметрами, так і за часткою зовнішнього повітря. Обидва ці показники безпосередньо впливають на навантаження на систему зволоження.

Що показують дослідження щодо низьких значень вологості?

При відносній вологості нижче 40 % слизова оболонка носа та горла може пересихати, а природні захисні механізми дихальних шляхів можуть працювати менш ефективно. Зв’язок між вологістю повітря та реакцією організму на респіраторні інфекції було проаналізовано Moriyama et al., 2020.

У сухому повітрі краплі, що видихаються, випаровуються швидше і можуть досягати розмірів, які утримують їх у підвішеному стані довше. Однак динаміка залежить від типу частинок, вірусу та умов у приміщенні.

У експерименті, проведеному Ноті та ін., вірус грипу швидше втрачав здатність до інфікування, коли відносна вологість перевищувала 40 %.

У дослідженні клініки «Майо», координованому Дженніфер Рейман, протягом однієї зими спостерігали за чотирма групами дитячого садка, дві з яких були зволожені. У зволожених групах у повітрі було виявлено приблизно на третину менше вірусу грипу, а виявлений вірус залишався інфекційним лише в 17% зразків, порівняно з 48% у групах без зволоження.

Ці дослідження рекомендують уникати тривалих періодів з дуже сухим повітрям, але самі по собі не встановлюють проектні значення для операційної та не змінюють діапазон 30–60 %, передбачений нормативами. Значення, якого слід дотримуватися під час експлуатації, встановлюється на етапі проектування з урахуванням медичних вимог, обладнання та умов функціонування.

У холодну пору року зовнішнє повітря, що надходить у будівлю та нагрівається, може мати значно нижчу відносну вологість. Без активного зволоження вологість повітря в приміщенні може протягом тривалого часу опускатися нижче проектних значень.

З чого починається розрахунок системи зволоження?

Вибір зволожувача починається з визначення кількості води, яку потрібно додати в повітря для підтримання необхідної вологості. Ця кількість, що зазвичай виражається в кілограмах води на годину, є навантаженням

Розрахунок починається з:

• потоку повітря, що надходить у приміщення;
• частки зовнішнього повітря;
• температури та вологості зовнішнього повітря в розрахункових умовах;
• необхідної температури та відносної вологості (ВВ) у приміщенні;
• графік роботи установки.

Площа приміщення надає занадто мало інформації для цього розрахунку. Дві кімнати з однаковою площею можуть мати різні витрати повітря та частки зовнішнього повітря, що призводить до значних відмінностей у потужності зволоження.

Правильний розрахунок дозволяє уникнути двох ситуацій: вибору обладнання, яке виробляє занадто мало пари для досягнення проектного значення, або вибору потужності, що перевищує реальну потребу.

Вологість проектується разом із тиском і витратами повітря

Норматив NP 015-2022 комплексно регулює температуру, вологість, витрату повітря, фільтрацію та режим тиску. Усі ці фактори впливають на те, як повітря циркулює в приміщенні, та на умови, які можна підтримувати під час проведення медичних процедур.

Для операційної норматив вимагає перепаду тиску не менше 10 Па порівняно з суміжними приміщеннями.

Операційна працює в режимі надлишкового тиску: тиск усередині вищий, ніж у сусідніх приміщеннях, і повітря рухається з операційної назовні. Такий напрямок циркуляції обмежує проникнення забруднюючих речовин із зон із менш суворими вимогами до асептики.

Різницю тиску необхідно постійно підтримувати та контролювати за допомогою вимірювальних приладів. Система може також подавати звукове попередження, коли тиск виходить за встановлені межі. Значення можна контролювати локально або за допомогою системи управління будівлею (BMS).

Залежно від класів асептики, які вона розділяє, норматив вказує на максимальний перепад тиску в межах від 10 до 20 Па.

У централізованій системі, описаній у нормативі, витяжне повітря віддає частину тепла свіжому повітрю через теплообмінник із проміжною рідиною. Рекуперація змінює температуру повітря до того, як воно потрапляє до зволожувача. При розрахунку навантаження на зволоження слід використовувати параметри повітря, отримані після цього етапу.

Як підтримувати діапазон відносної вологості 30–60 % у операційній?

У централізованій системі повітря проходить кілька етапів, перш ніж потрапити в операційну:

1. фільтрація, ступінь I;
2. рекуперація тепла;
3. попереднє нагрівання;
4. охолодження та осушення;
5. нагрівання;
6. регулювання витрати;
7. фільтрація, другий ступінь;
8. зволоження парою;
9. шумоізоляція.

Третій ступінь фільтрації з фільтром HEPA або ULPA встановлюється якомога ближче до отворів, через які повітря надходить у приміщення. Ці фільтри уловлюють дуже дрібні частинки, перш ніж повітря потрапить у операційну.

Пар подається після другого ступеня фільтрації. З цього моменту йому потрібна певна довжина трубопроводу, щоб він змішався та повністю ввібрався в повітря. Це називається відстанню вбирання.

Перший коліно, фільтр, датчик або інша перешкода повинні бути розміщені за цією відстанню. Пара, яка потрапляє на якийсь елемент до повного поглинання, може утворювати конденсат. Поруч із кінцевим фільтром конденсат може зволожити фільтруючий матеріал і порушити його роботу.

Важливе значення має також графік роботи приміщення. Систему слід увімкнути достатньо заздалегідь, щоб температура, вологість і тиск досягли проектних значень до початку першого заходу.

Що слід передбачити в установці

• розрахована потужність зволоження для відповідних зимових умов;
• необхідний простір для обладнання та системи розподілу пари;
• відстань поглинання в трубопроводі;
• розташування фільтрів, датчиків, колін та інших компонентів;
• датчики для вимірювання вологості;
• достатньо швидке реагування на зміни навантаження;
• відведення конденсату, де це вимагається технологією;
• з’єднання з системою кондиціонування повітря;
• моніторинг та сигналізація через систему управління будівлею;
• доступ для перевірки, очищення та технічного обслуговування.

Як змінюються вимоги до операційної, відділення інтенсивної терапії та палати для пацієнтів з опіками?

У всіх зонах застосовується одна й та сама методика розрахунку, але значення, що вводяться в розрахунок, та режим роботи відрізняються.

Відділення інтенсивної терапії

Для анестезіології та інтенсивної терапії стандарт NP 015-2022 передбачає температуру 24–26 °C та відносну вологість 35–60 %.

Системи, що обслуговують відділення інтенсивної терапії, працюють безперервно. Потужність обладнання, автоматизація та технічне обслуговування повинні бути розраховані таким чином, щоб підтримувати задані параметри протягом усього дня.

Проект може включати:

• потужність, доступну для безперервного режиму роботи;
• безперервний моніторинг температури та вологості;
• сигналізацію у разі виходу за встановлені межі;
• резервування, відповідно до вимог проекту;
• доступ для технічного обслуговування, коли зона продовжує працювати.

Резервність означає наявність запасної потужності. Якщо одне обладнання виходить з ладу, інше може повністю або частково взяти на себе необхідне навантаження.

Резерв для пацієнтів з опіками

Для резерву, призначеного для пацієнтів із тяжкими опіками, норматив передбачає температуру 26–32 °C та відносну вологість 60–95 %. Зона належить до класу I і працює виключно на свіжому повітрі у пропорції 100 %.

Взимку холодне зовнішнє повітря містить дуже мало води. Після нагрівання до 26–32 °C його відносна вологість знижується ще більше. Система повинна додавати велику кількість водяної пари для досягнення необхідного рівня вологості у відділенні.

З цієї причини зона для опікових хворих може мати найбільше навантаження на зволоження серед усіх зон лікарні. Потужність перевіряється з урахуванням розрахункової температури та вологості зовнішнього повітря взимку, загального витрати свіжого повітря та проектного значення вологості всередині приміщення.

Обладнання є лише частиною рішення. Вентиляційно-кондиціонерна установка, трубопроводи, система розподілу пари, датчики та система автоматизації повинні спільно забезпечувати підтримку проектних значень.

Будь-яка зміна витрати повітря, частки зовнішнього повітря, температури або вологості в приміщенні вимагає перерахунку.

5 рішень, які слід прийняти на етапі проектування

Інтеграція системи стає простішою, коли потужність, простір, інженерні мережі, автоматизація та технічне обслуговування визначені з самого початку.

1. Необхідна потужність

У розрахунках враховується:

• призначення приміщення;
• розрахункові температура та відносна вологість;
• потік вхідного повітря;
• частку зовнішнього повітря;
• розрахункові зовнішні умови;
• режим роботи.

Ці дані показують, скільки кілограмів води на годину повинна виробляти система. Розрахунок за площею приміщення може призвести до вибору невідповідної потужності, оскільки навантаження залежить насамперед від кількості та стану поданого повітря.

2. Місце для обладнання та розподіл пари

У проекті необхідно передбачити місце для:

• зволожувача;
• рампи або трубопроводів для розподілу пари;
• зону поглинання;
• підключення до водопроводу та енергомережі;
• дренажу;
• доступ для технічного обслуговування.

Занадто мала відстань між системою розподілу пари та першим коліном, датчиком або фільтром сприяє утворенню конденсату. Розташування зволожувача та траєкторію трубопроводу слід аналізувати комплексно.

У вже існуючій установці перевірка починається з оцінки наявного простору та вже встановлених компонентів. Саме вони визначають технічні варіанти, які можна інтегрувати.

3. Вода, водовідведення та джерело енергії

Кожна технологія має свої вимоги до живлення.

Парогенератор потребує:

• води, якість та витрата якої відповідають вимогам виробника;
• каналізацію, розраховану на витрату та температуру відпрацьованої води;
• трубопроводи та матеріали, придатні для гарячої води;
• електроенергію, газ або пару з мережі будівлі, залежно від обраного рішення.

Необхідна потужність може впливати на розміри електричного щита. У разі використання газових рішень проект повинен передбачати подачу та відведення продуктів згоряння. Для обладнання, що живиться парою з мережі будівлі, необхідно перевірити тиск, якість та наявність пари.

4. Датчики та інтеграція з системою управління будівлею

Датчики вимірюють вологість, а система управління адаптує виробництво пари до коливань витрати та умов у приміщенні.

На етапі проектування визначаються:

• розташування датчиків;
• параметри, що контролюються;
• межі спрацьовування сигналізації;
• сигнали, що передаються;
• елементи, що відображаються в системі управління будівлею;
• протокол зв’язку.

Деякі пристрої Condair підтримують зв’язок за протоколами Modbus або BACnet. Ці протоколи передають до системи управління будівлею виміряні значення, стан обладнання, сигнали тривоги та інформацію, необхідну для експлуатації.

5. Технічне обслуговування та безперебійність роботи

Доступ для технічного обслуговування повинен бути адаптований до місця розташування обладнання та графіку роботи зони.

Проект повинен передбачати:

• перевірку та очищення обладнання;
• доступ до компонентів, що періодично замінюються;
• спорожнення та дезінфекцію;
• виконання сервісних робіт;
• функціонування зони під час технічного обслуговування, коли проект вимагає безперебійної роботи;
• інтеграція резервних потужностей, якщо цього вимагають ризики та функціональні потреби.

Обладнання, встановлене над підвісною стелею або в важкодоступній зоні, подовжує час кожного втручання та може вимагати зупинки установки. Простір для обслуговування слід перевірити перед визначенням остаточного розташування.

Ці п’ять груп інформації становлять основу для розрахунку розмірів. Етап проєктування доповнює аналіз: у новій споруді є більша свобода розміщення, тоді як модернізація виходить з існуючого простору, трас та інженерних комунікацій.

У вас вже є схема системи HVAC або проектні дані? TEXCO може перевірити потреби у зволоженні та підібрати відповідну конфігурацію Condair для проєктованої медичної зони.