تهویه مطبوع در بیمارستان

مقدمه :

اهمیت و حساسیت بحث بحث تهویه مطبوع در بیمارستان سبب شده است که طراحی تاسیسات مکانیکی آن از پیچیدگی خاصی برخوردار باشد . در نتیجه دقت در محاسبات و رعایت اصول استانداردهای بین المللی که در مورد بیمارستان ها وضع شده است بایستی دقیقاً مد نظر طراح تاسیسات باشد ، از طرفی بحث درمان بیمار در کنار ایجاد شرایط آسایش انسان ها نیز یکی از نکات اساسی تهویه مطبوع در بیمارستان است .تمامی فضاهای یک بیمارستان اعم از اتاق عمل ، جراحی ، ریکاوری ، بخش های بستری و آزمایشگاه ها و غیره نیاز به گرمایش در زمستان و سرمایش در تابستان دارند . کنترل دما و درصد رطوبت و نیاز هوای تازه در بعضی از فضاها دارای اهمیت زیادی است و در بعضی دیگر از فضاها دارای اهمیت خاصی نیست .

طرح خارج
برای شهری که قرار است بیمارستان در آن احداث گردد بایستی اطلاعات لازم در مورد دمای خشک و مرطوب هوا در فصل های تابستان و زمستان را از آمار اداره هواشناسی کسب نموده و بر اساس معیارهای آماری برای زمستان و همچنین برای تابستان برای ان شهر تعیین نمود . یکی از روش های آماری معیار 97.5% برای زمستان و 2.5% برای تابستان است .


طرح داخل
تحقیقات پزشکی نشان داده است که کنترل دما و رطوبت و استفاده از تهویه مطبوع برای معالجه و درمان بیماران بسیار موثر و مفید است . به طوری که در معالجه برخی از امراض از تهویه مطبوع به عنوان یک روش درمانی بهره گیری می شود . برای مثال تأمین محیط گرم برای مدت نسبتاً طولانی سبب بهبود بیماران مبتلا به رماتیسم می گردد . همچنین در بیماران قلبی که سیرکولاسیون خون جهت دفع حرارت از بدن به خوبی عمل نمی کند توصیه می شود که در شرایط آب و هوای مناسب که سبب دفع حرارت از بدن توسط تشعشع و تبخیر می گردد ، قرار گیرند . تمامی موارد فوق بیانگر این مطلب است که بحث تویه مطبوع در بیمارستان علاوه بر ایجاد آسایش انسان حدف درمان را نیز دنبال می کند . همچنین فرق عمده سیستم های تهویه بقیه ساختمان ها با بیمارستان این است که شرایط طرح داخل بایستی شرایط تمیز و عاری از آلودگی و عفونت باشند .
ویژگی های تاسیسات بیمارستان

1- جلوگیری از انتشار عفونت و آلودگی هوا از یک نقطه به نقطه دیگر با کنترل مسیر حرکت هوا
2- رقیق کردن هوای بودار و بیرون راندن میکرواورگانیزم های هوازی به وسیله تعویض و فیلتراسیون هوا
3- تأمین شرایط داخل طرح از نظر دما و رطوبت نسبی مناسب با توجه به ویژگی های هر یک از فضاها
4- تأمین سیستم ها کنترل مناسب برای برقراری موارد ذکر شده در بالا

طرح داخل از لحاظ دما و رطوبت
بر اساس کارهای تجربی و آزمایشی انجام شده شرایط طرح داخل کلیه فضاهای بیمارستان چه در تابستان و چه در زمستان توسط Ashrae تأیین شده است .


طرح داخل از لحاظ هوای تازه ، چرخش هوا و فشار نسبی

به دلیل اهمیت مساله آلودگی هوا و انتشار آن در بیمارستان ها مسئله تأمین هوای تازه و میزان چرخش آن و فشار نسبی هوا از جایگاه ویژه ای برخوردار است .

اتاق عمل

- به دلیل عدم نفوذ هوای بیرون به داخل اتاق های عمل فشار نسبی این فضا مثبت است .
- هوای اتاق عمل مجدداً به داخل بر نمی گردد و مستیماً این هوا به محیط تخلیه می شود . به عبارت دیگر هواسازهای اتاق عمل دارای کانال برگشت نمی باشند و از 100% هوای تازه استفاده می کنند .
- در هر ساعت 15 مرتبه حجم هوای اتاق عمل با هوای تازه تعویض می گردد .

اتاق استراحت بعد از عمل (ریکاوری)

- به دلیل عدم نفوذ هوای بیرون به داخل ، فشار نسبی این اتاق مثبت است .
- هوای این اتاق نیز برگشت داده نمی شود .
- در هر ساعت 6 مرتبه حجم هوای اتاق ریکاوری باید جا به جا گردد .
- در هر ساعت 2 مرتبه حجم هوای اتاق با هوای تازه تعویض گردد .

اتاق بستری

- فشار نسبی اتاق بستری صفر است .
- هوای اتاق بستری برگشت داده نمی شود .
- در هر ساعت 2 مرتبه حجم هوای اتاق بستری بایستی جا به جا گردد .

- در هر ساعت 2 مرتبه حجم هوای اتاق بستری با هوای تازه تعویض می گردد .
کیفیت هوا

یکی از مهمترین و بزرگترین مسائل مطرح در بیمارستان ها انتقال ویروس و باکتری از یک فضا به فضای دیگر است. معمولاً این انتقال توسط جریان هوا ، بیماران ، کارکنان و ملاقات کنندگان صورت می پذیرد .

جریان هوا یکی از مهمترین عوامل انتقال باکتری در بیمارستان می باشد ، زیرا ذرات گرد و غبار موجود در هوا وسیله مناسبی برای انتقال باکتری می باشند . افزایش سرعت جریان هوا اثر انتقال باکتری را تشدید می کند . برای جلوگیری از انتقال باکتری ها بایستی از فیلترهای مناسب استفاده کرد . همچنین کاهش سرعت هوا و رعایت استانداردهای مربوطه به فشار نسبی فضاها نسبت به یکدیگر می تواند تعداد باکتری ها را به حداقل برساند . میزان رطوبت نسبی تاثیر مستقینی در رشد و نمو و تکثیر ویروس ها و باکتری ها دارد . در نتیجه کنترل رطوبت نسبی در کلیه فضاهای بیمارستان ضامن تأمین بهداشت در ان محیط می باشد .
تصفیه و فیلتراسیون هوا

منظور از تصفیه و فیلتراسیون هوا جذب و یا از بیت بردن ذرات گرد و غبار ، باکتری و ویروس ها ، میکروب ها ، گازهای معلق موجود در هوا و ... می باشد .
شایان ذکر است که ابعاد و وزن های این گونه ذرات متفاوت است . برای مثال :
- اندازه قطر ویروس ها بین 0.005 تا 0.1 میکرون است .
- اندازه قطر باکتری ها بین 0.4 تا 5 میکرون است .
- اندازه قطر قارچ ها بین 10 تا 30 میکرون است .
- اندازه قطر ذرات گرد و غبار بزرگتر از 10 میکرون است .

اگر حجم مشخصی از هوای تازه که وارد هواساز می شود را بررسی نماییم ملاحظه می شود که 98% ذرات موجود در هوا دارای قطر کمتر از 1 میکرون هستند .
پارامترهای انتخاب فیلتر و تأییین راندمان فیلتر

برای جلوگیری از ورود ذرات ذکر شده به داخل فضاهای تمیز مانند اتاق عمل ، زایمان ، جراحی و ... بایستی از فیلترهای مناسب استفاده کرد . در هنگام انتخاب فیلتر مناسب پارامترهایی که تایین کننده می باشند عبارتند از :
1- افت فشار طرفین فیلتر
2- راندمان و ضریب جذب فیلتر
3- عمر مفید فیلتر
بر اساس استاندارد برای فضاهای حساس مانند اتاق عمل ، زایمان و مراکز استیریل از سه فیلتر استفاده می شود . فیلتر اول در همه حالت ها قبل از دستگاه هوا رسان قرار می گیرد و فیلتر دوم در صورتی که هواساز از نوع یک منطقه ای باشد بعد از دستگاه و در صورتی که از نوع چند منطقه ای باشد قبل از دستگاه هوا ساز نصب می شود . همچنین فیلتر سوم در همه حالت ها بعد از دستگاه هوا ساز و در داخل کانال هوای رفت تعبیه می شود .
معمولاً راندمان فیلترها از کم به زیاد است و فیلتری که در داخل کانال رفت قرار می گیرد فیلتر انتهایی بوده و دارای بیشترین راندمان است . در هواساز معمولاً اولین فیلتر از نوع دائمی ، سیمی و قابل شستشو است و فیلترهای دوم و سوم نیز از نوع کیسه ای هستند .
- ضریب بهره فیلترهای قابل شستشو که به صورت V شکل نصب می شوند برای سرعت هوای 500 فوت بر دقیقه ، 15% و برای سرعت هوای 300 فوت بر دقیقه ، 20% خواهد بود .

- در برخی موارد از لامپ های ماوراء بنفش برای از بین بردن میکروب ها به جای فیلترها استفاده می شود که محدودیت هایی را به دنبال دارد .
روش های عملی جلوگیری از انتقال آلودگی در بیمارستان

جهت جلوگیری از انتقال آلودگی در بیمارستان ها موارد ذیل در هنگام طراحی باید لحاظ گردد .
1- تخلیه هوای فضاهای تمیز و کثیف و فضاهای آلوده به میکروب نباید با یکدیگر مخلوط شوند .
2- تخلیه هوای فضاهای بودار ولی تمیز مانند آبدارخانه ها و آشپزخانه ها نباید به تخلیه هوای توالت ها و فضاهای کثیف اتصال یابد . به عبارت دیگر هرکدام دارای کانال مجزا تا پشت بام باشد و در آنجا توسط اگزاست فن جداگانه عملیات مکش انجام شود .
3- هیچ یک از اتاق های بستری ، فضاهای دیگر بیمارستان نباید با هوای خارج ارتباط مستقیم داشته باشند .
4- فضاهای اتاق عمل بیمارستان نبایستی توسط کانال کشی به یکدیگر ارتباط مستقیم داشته باشند .
5- حداقل فاصله بین محل اگزاست هوای آلوده با دریچه هوای تازه هواساز در حدود 10 متر باشد .
6- دریچه ورودی هوای تازه به داخل هواساز بایستی لااقل 2 متر بالاتر از کف محوطه و یا لااقل 1 متر بالاتر از کف پشت بام باشد .

7- ورود هوای مطبوع به هر یک از فضاها از قسمت بالای فضا (سقف یا بالای دیوار) و خروج هوای آلوده و بودار ترجیحاً از قسمت پایین فضا صورت بگیرد .
سیستم ها پیشنهادی تهویه مطبوع در بیمارستان

فضاهای اصلی بیمارستان شامل اتاق های عمل ، ریکاوری ، کتابخانه ، آمفی تئاتر ، سالن غذاخوری ، اتاق های بستری ، کلینیک ، آزمایشگاه ها ، اتاق پزشکان ، پرستاران و اتاق های اداری می باشند . معمولاً برای تامین تهویه مطبوع بیمارستان از دو سیستم استفاده می کنیم که به شرح زیر باشند :
1- فن کویل 2- هوارسان چند منطقه ای
1- فن کویل
انواع فن کویل
1- فن کویل زمینی : از این فن کویل بیشتر در ساختمان اداره ها ، شرکت ها و فضاهای مسکونی استفاده می شود . محل نصب آن زیر پنجره یا در مجاورت دیواری که با هوای خارج در تماس است می باشد . دریچه های هوای خروجی در این فن کویل ها می تواند در بالای فن کویل با در قسمت جلوی آن باشد .
2- فن کویل سقفی : از این نوع فن کویل بیشتر در هتل ها ، بیمارستان ها و ... استفاده می شود . این فن کویل ها بالای سقف کاذب نصب می شوند . صدای آنها به دلیل قرار گرفتن در داخل سقف کاذب از فن کویل زمینی کمتر است . مشکل اساسی این فن کویل ها سختی دسترسی به آنها است و در هنگام تعمیرات با مشکلات بیشتری مواجه هستیم . معمولاً بر روی سقف کاذب دریچه ای پیش بینی می شود که از طریق این دریچه هوای برگشت از اتاق به فن کویل می رسد . شایان ذکر است که فن کویل سقفی که در داخل سقف کاذب نصب می شود فاقد کابینت پوششی است .

3- فن کویل افقی کانالی : از این نوع فن کویل بیشتر برای سالن های بزرگ یا راهروها که بخواهیم با فن کویل گرمایش و سرمایش را انجام دهیم استفاده می کنیم . این فن کویل ها نیز بالای سقف کاذب نصب می شوند . فن آنها قویتر و دارای فشار استاتیکی بیشتری است از این رو از طریق کانال کشی می توان هوای خروجی از این نوع فن کویل ها را به نقاط مختلفی هدایت کرد . صدای این فن کویل ها به دلیل انجان کانال کشی کمتر از حالت های قبلی است . مشابه فن کویل سقفی مشکل آنها سختی دسترسی در هنگام تعمیرات می باشند .
هوای مورد نیاز تهویه در فن کویل

در سیستم فن کویل هوای مورد نیاز تهویه را یا می توان از طریق دریچه های پشت فن کویل ها که به هوای خارج راه دارند تامین کرد و یا از طریق توزیع هوای تازه مرکزی .
- سیستم فن کویل با هوای تازه مستقیم از خارج

در این سیستم هوای تازه به وسیله دریچه ای که در پشت فن کویل تعبیه می شود تامین می گردد ، که در مورد فن کویل زمینی قابل اجرا است ولی برای فضاهای که فن کویل سقفی یا کانالی در نظر گرفته می شود ، تامین هوای تازه این فظا از لحاظ اجرا خالی از اشکال نخواهد بود . معمولاً از این سیستم که هوای تازه مستقیم از خارج تامین می شود برای فضاهای اداری و مسکونی با زیربنای کم که مسئله تامین هوای تازه از اهمیت چندانی برخوردار نیست استفاده می شود .
فن کویل با توزیع هوای تازه مرکزی
سیستم پیشنهادی جهت گرمایش و سرمایش اتاق های بستری ، کلینیک ، اتاق پزشکان و پرستاران و اتاق های اداری استفاده از سیستم فن کویل ، با توزیع هوای تازه مرکزی است . در این سیستم بار سرمایی و گرمایی تماماً توسط فن کویل جبران می شود و هوای مورد نیاز برای هر فضا توسط یک دستگاه هواساز مرکزی تهیه و توسط شبکه کانال کشی به داخل اتاق ها توزیع می شود . به عبارت دیگر چون هوای تازه توسط هواساز جداگانه تامین می شود در نتیجه می توان این هوا را از لحاظ دما و رطوبت و تمیزی کاملاً کنترل کرد . معمولاً هوای تازه را روی فیلترهای مخصوص عبور داده و به شرایط هوای داخل اتاق می رسانیم . بزرگترین حسن این سیستم ، کنترل موضعی دمای داخل اتاق است که توسط ترموستات انجام می شود . ارتباط ترموستات با موتور فن کویل است که به آن فرمان روشن و خاموش می دهد . همچنین میزان هوای تازه که ایجاد فشار مثبت می کند نیز قابل کنترل است . شایان ذکر است که بایستی برای هر اتاق از فن کویل سقفی که در بالای در ورودی نصب می شود استفاده نمود ، مزیت استفاده از فن کویل سقفی این است که اولاً از دسترس به دور است و ثانیاً فضای داخل اتاق را اشغال نمی کند . کانال هوای تازه نیز یا مستقیم هوا را به داخل اتاق می رساند و یا به فضای هوابندی شده پشت فن کویل ختم می شود .
2- هوارسان چند منطقه ای

سیستم پیشنهادی جهت گرمایش و سرمایش اتاق های عمل ، ریکاوری ، زایمان و جراحی استفاده از سیستم هوارسان چند منطقه ای می باشد . اصولاً استفاده از هوارسان های چند منطقه ای برای فضاهایی پیشنهاد می گرددکه دما و رطوبت نسبی فضاهای مجاور یکسان نباشد . به عبارت دیگر بخواهیم دما و درصد رطوبت نسبی هر اتاق به طور جداگانه قابل کنترل و تنظیم باشد . با توجه به اینکه اتاق های عمل با 100% هوای تازه کار می کنند ، هواسازهای اتاق عمل دارای دمپر هوای برگشت نمی باشد و فقط دارای یک ورودی جهت هوای تازه می باشند .

در هواسازهای چند منطقه ای معمولاً در کویل سرد و گرم به طور موازی در آن قرار دارد . طرز عمل هواساز بدین صورت است که در تابستان هوای بیرون وارد هواساز می گردد این هوا از دو مسیر مجزا یکی از روی کویل سرد عبور کرده و سرد می شود و مسیر دوم از روی کویل گرم که معمولاً در تابستان زیر بار نیست عبور کرده و در واقع بدون تغییر به انتهای هواساز می رسد . در انتها در محل خروج ، این دو هوا توسط دمپر مجزا یکی برای هوای گرم و دیگری برای هوای سرد مخلوط می گردد و توسط یک شبکه کانال کشی مجزا و جداگانه به طرف فضای مورد نظر هدایت می شود . کنترل دمای داخل اتاق توسط ترموستات انجام می شود و در صورت نیاز به کنترل دما در داخل فضا ترموستات به دمپرهای مربوطه فرمان می دهد که به چه نسبت باز و بسته شوند تا دمای اتاق تنظیم گردد . معمولاً این هواسازها دارای کویل پیش گرم کن می باشند . همچنین جهت کنترل درصد رطوبت نسبی در زمستان ها مجهز به رطوبت زن بخار می باشند .
انواع سیستم های توزیع هوای اتاق عمل

· سیستم توزیع هوای مخلوط
در این سیستم هوای تازه فیلتر شده به طور دائم وارد اتاق شده و با هوای آلوده داخل اتاق عمل مخلوط می شود . در این سیستم آلودگی به طور یکنواخت در تمام نقاط اتاق پخش می گردد .
· سیتم توزیع هوا از بالا به پایین به صورت پیستونی و یا یک جهته
در این سیستم هوای تمیز و فیلتر شده از بالا به پایین و به صورت پیستونی وارد اتاق عمل شده و از پایین آن به تخلیه و یا به دستگاه برگشت داده می شود . در این سیستم یک دیوار ناقص که حدود 75 سانتی متر است از سقف آویزان می شود و هوا به صورت آزاد و با سرعت یکنواخت به طرف پایین رها می شود .
· سیستم توزیع هوای یک جهته به صورت افقی
در این سیستم هوا در یک جهت و با سرعت یکسان و به صورت خطوط موازی با حداقل جریان گردشی حرکت می کند . ورود جراح ، بیمار و دیگر پرسنل در این سیستم توزیع هوا ، باعث دخالت در جریان هوا می شود در ضمن همان جریان هوایی که فضا را تمیز می کند ممکن است ذراتی را از بدن جراح جدا کرده و به محل زخم یا جراحی برساند .
· سیستم توزیع هوای موضعی و یا پرده ای
پایه و اساس سیستم توزیع هوای موضعی و یا پرده ای استفاده از یک جریان دائمی هوا به صورت یک نوار یا پرده در یک اتاق می باشد که در آن فضاهایی که به ذرات حساس می باشند از بقیه فضای داخلی اتاق محدود می شوند .
سیستم پیشنهادی توزیع هوا در اتاق عمل
معمولاً بهترین روش توزیع هوای تهویه مطبوع در اتاق عمل استفاده از 4 عدد دریچه هوای رفت است که جنس دریچه ها معمولاً آلومینیومی و سوراخ دار و بدون دمپر می باشد . محل استقرار نیز وسط اتاق عمل و فاصله محور تا محور دریچه ها در حدود 120 سانتی متر است . تخلیه هوای اتاق عمل بر روی قطر اتاق و در 4 محل شبکه هوای تخلیه در دو سطح بالا و پایین پیش بینی می گردد . معمولاً هوا از سطح پایین و هوا از سطح بالا تخلیه می شود . شبکه پایین 20 سانتی متر از کف و شبکه بالا 230 سانتی متر از کف اتاق فاصله دارند . جنس دریچه های تخلیه هوا آلومینیومی است و دارای دمپر هستند .