Наверх
СтатьиЧистые помещения

Концепция "чистого помещения"

В связи с ростом числа реконструируемых и вновь строящихся объектов здравоохранения, на сегодняшний день является актуальным решение вопроса вентиляции и кондиционирования воздуха "чистых" комнат больниц. Это обширный ряд помещений, среди которых самое особое значение имеют операционные, родовые палаты, реанимационные залы, палаты интенсивной и ожоговой терапии. Кроме того, в решении задач по обеспечению чистого воздуха нуждаются такие направления медицины, как микробиология, генетика, область переливания и приготовления крови, ортопедия, трансплантация органов и тканей.

Нельзя забывать, что в настоящее время увеличилось число больных, пострадавших от радиоактивного облучения в результате поставарийной ситуации. Это вызывает необходимость строительства новых стационаров и реабилитационных центров, направленных на интенсивное лечение болезней крови, эндокринной системы, восстановление функций спинного мозга.

Создание систем обеспечения микроклимата этих помещений является наиболее сложной и ответственной задачей, требует знания особых технологических решений, имеет значительное социальное значение, поскольку связано со здоровьем людей.
Прежде чем перейти к технологическим особенностям проектирования микроклиматических систем в "чистых" помещениях, следует рассмотреть некоторую специфику этих помещений, определяющую эти особенности.

Класс чистоты помещения определяется уровнем содержания в воздухе различного рода примесей и частиц (пыли, дыма, тумана, газов, токсичных веществ), а также концентрацией патогенных (болезнетворных) микроорганизмов — вирусов, микробов, бактерий. Разработаны и действуют стандарты на качество чистоты воздуха в различных помещениях больниц. Так, для "чистых" помещений установлены три класса чистоты, дифференцируемые по количеству колониеобразующих бактерий в единице объема (как правило, в 1 м3 воздуха).

Помещения первого класса должны иметь низкую концентрацию бактерий — не более 10 бакт/м3. Это специальные операционные для трансплантаций, сложной ортопедической и сердечной хирургии, палаты интенсивной и ожоговой терапии, терапии лейкемии.
Ко второму классу чистоты относятся помещения с низким уровнем микробной обсемененности — в пределах 50–200 бакт/м3. Это операционные для проведения срочных операций, помещения операционных блоков (включая коридоры), родовые, предродовые палаты, палаты для недоношенных и травмированных детей. Помещения третьего класса имеют концентрацию бактерий 200–500 шт/м3. Это палаты интенсивной терапии для людей с заболеваниями сердца, новорожденных, стерилизационные, детские перевязочные и процедурные комнаты.

Фактическое санитарно-гигиеническое состояние воздушной среды в помещениях стационаров характеризуется заражением ее внутрибольничной инфекцией (ВБИ) различного происхождения, достаточно устойчивых к воздействию антисептических препаратов. (Рис. № 1).

Следует отметить, что основным источником выделения и распространения инфекции является сам медицинский персонал и больные. Количество микроорганизмов в воздухе не является константой, а постоянно растет и в значительной степени зависит от количества находящихся в помещении лиц, рода их деятельности, вида одежды, температуры помещения.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) источниками загрязнения воздуха является окружающая среда, на долю которой приходится 5–10% от общего числа поступления микробов; оборудование (15–20%) и человек, количество выделяемых частиц от которого составляет 70–80%.

Как показали исследования, соблюдение правил противоэпидемического режима, применение покрытий, масок и спецодежды уменьшает, но не может полностью предотвратить процесс поступления вредных частиц, что определяет необходимость применения других мер. Известно также, что процесс накопления частиц носит нестационарный характер, то есть, зависит от времени. Как показали неоднократные микробиологические исследования воздушной среды "чистых" помещений в ряде больниц, концентрация микроорганизмов, как правило, превышает ПДК как в конце, так и в течение операции.

Кроме того, очевидно, что в зданиях стационаров, как и в любых многоэтажных зданиях, происходит перетекание воздуха между смежными помещениями, как в плане одного этажа, так и между этажами здания. По данным ВОЗ, внутрибольничная инфекция в 75% из 100% передается воздушно-капельным путем, причем 90% из них приходится на распространение инфекции с потоками перетекающего воздуха, что приводит к вспышкам заболеваемости. Это наносит существенный социально-экономический ущерб — приводит к утяжелению состояния здоровья людей, увеличению сроков лечения, продолжительности использования коечного фонда, осложнению течения операций, смертельным исходам. (Рис. № 2, 3)

Становится очевидной необходимость профилактики заболеваний техническими средствами, то есть работой систем обеспечения микроклимата, а также при помощи рациональных архитектурно-планировочных решений.
Основная функция климатических систем — это снижение уровня бактериальной обсемененности воздуха, распространения инфекций и, как следствие, внутрибольничной заболеваемости.

Технологические требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха, обслуживающим "чистые" помещения заключаются в следующем:

  1. Уменьшение распространения болезнетворных микроорганизмов, что подразумевает отвод загрязнителей воздуха, подачу чистого воздуха, ограждение операционного поля и других подверженных риску заражения участков помещения от микробов, содержащихся в воздухе, а также предотвращение поступления воздуха из соседних менее "чистых" помещений;
  2. Обеспечение требуемых параметров воздуха для больных и персонала: температуры, влажности, подвижности, а также концентрации вредных примесей, не превышающих ПДК;
  3. Исключение возникновения и накопления статического электричества для предотвращения связанного с этим риска взрыва наркотических газов.

В помещениях операционной, наркозной или родовой палаты, которые по медико-технологическому процессу относятся к операционным общехирургического профиля, следует поддерживать конкретную температуру 20–23°С и относительную влажность в пределах 55–60%. Соблюдение этого требования очень важно по двум причинам. Во-первых, в указанных помещениях при относительной влажности порядка 50% начинается процесс образования и, соответственно, накопления статического электричества. В то же время, медико-технологическое течение операций способствует накоплению газов, используемых при наркозах. Определенный уровень статического электричества во взаимодействии с газами может привести к взрыву последних. Кроме того, чтобы такой уровень относительной влажности не вызывал неудовлетворительного самочувствия у бригады врачей во время операции, необходимо температуру помещения поддерживать постоянной.

Верхний предел температуры 23°С ограничивается необходимостью создать комфортный тепловой режим для персонала, вынужденного работать в соответствующей одежде (костюмах, повязках, резиновых перчатках), что ухудшает теплоотдачу.
По результатам ряда микробиологических исследований воздушной среды известно, что при выделении влаги от людей повышается интенсивность поступления бактерий от человека.

И, наконец, подвижность воздуха в районе головы больного не должна превышать 0,1–0,15 м/сек.
Наиболее важным из требований, предъявляемых к климатическим установкам является первое, так как, несмотря на обширный ряд применяемых противоэпидемических мер, включая применение современных антибиотиков, по-прежнему послеоперационные раневые инфекции встречаются довольно часто, что требует интенсивного дорогостоящего ухода. Известно, что по Российской Федерации внутрибольничные инфекции развиваются у 8–10% от общего числа госпитализированных больных.

Необходимо сказать о количестве подаваемого свежего воздуха. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что тепловыделения во время операционных процессов часто достигают достаточно больших величин. При сложных операциях стандартная численность бригады врачей увеличивается до 10 человек, которые являются источниками тепла. На их долю приходится около 1 кВт/час. Кроме того, работает рефлекторная операционная лампа, осветительные приборы, электронные вспомогательные аппараты, технологическое оборудование, что приводит к общему количеству выделяемого тепла до 1,5–2,0 кВт/ч. Имеет место поступление тепла через наружные ограждения от солнечной радиации, которые составляют тоже значительную величину. Естественно, что современная тенденция к расположению операционных, родовых, реанимационных в центральной части здания (вдали от фасадов) исключает влияние процессов теплообмена через наружные ограждения.

Как показали исследования и анализ расчетов воздухообмена для "чистых" помещений, для компенсации такого количества избыточного тепла требуется подача свежего воздуха в объеме 2000–2500 м3/ч, что составляет при стандартном размере операционной порядка 17–20 кратностей в час.

Требуемый воздухообмен операционных, реанимационных залов, родовых палат и палат интенсивной терапии отечественные нормы рекомендуют рассчитывать по избыткам тепла и влаги помещения, что согласуется с зарубежными нормами, в соответствии с которыми он составляет указанную выше величину.

Температура приточного воздуха в данных помещениях должна отличаться от температуры операционной зоны помещения не более, чем на 50°С. Кроме того, микробиологические исследования воздушной среды операционных показывают, что данного количества свежего воздуха достаточно для разбавления и удаления бактериальной флоры.

Поскольку воздух, подаваемый в чистые помещения, должен быть стерильным, первоочередное значение приобретает его очистка. Фильтр — самый важный компонент климатической системы для "чистых" комнат, так как с его помощью окончательно устанавливается требуемая ступень чистоты помещения. Трехступенчатая очистка воздуха при помощи фильтров грубой, тонкой очистки на первой и второй ступенях, соответственно, и микрофильтров или фильтров абсолютно тонкой очистки (всем известные аппарата "HEPA" — High Efficiency Particular Airfilters) на третьей ступени позволяет достичь требуемого результата. При установке перед каждой фильтровальной группой фильтров более низкой ступени очистки в виде предварительного цикла удлиняет общий срок службы основных фильтров.

Выбор того или иного технологического решения вентиляции "чистых" помещений зависит от его функционального назначения, то есть видов выполняемого в нем производства, его объема и, следовательно, требуемой степени чистоты.

Общим принципом является создание в "чистом" помещении избыточного давления по отношению к смежным с ним помещениям. Это обеспечивается созданием в нем дисбаланса воздуха, т.е. разности между количеством приточного и вытяжного воздуха. Количество приточного воздуха должно превышать вытяжку минимум на 20% при условии, что операционная находится в центре здания, и не менее 30% при наличии в помещении остекления, допускающего инфильтрацию. Это обеспечивает движение воздуха из более чистой операционной в смежные помещения с более низкой степенью чистоты по мере убывания асептических требований.

Существенное значение следует уделить способу подачи приточного воздуха, который необходимо выбирать исходя из назначения помещения. Существуют два основных вида движения воздуха в помещении: ламинарный и неламинарный или слаботурбулентный потоки. В зависимости от этого выбирается воздухораспределительное устройство. При подаче воздуха ламинарными потоками появляется возможность обеспечения больших значений воздухообменов при небольшой скорости — не более 0,3 м/сек через всю зону. Поток может иметь вертикальное или горизонтальное направление. На сегодняшний день имеется большой ассортимент асептических медицинских систем, которые способны обеспечить данные требования.

Таким образом, концепция "чистого" помещения не ограничивается только решением вентиляционных задач, появляется целая совокупность проблем, включая и архитектурно-планировочные мероприятия, как средство профилактики заболеваний. Одним из главных планировочных мероприятий является устройство в операционном, реанимационном, и родовом блоках при входе в коридор блока активного шлюза для исключения попадания в него инфекции из соседнего объема. Кроме того, устройство шлюзового помещения необходимо при входе в лестничные клетки и лифтовые шахты, которые являются вертикальными связями этажей между собой посредством воздушных потоков. Это исключает перетекание загрязненного воздуха между этажами здания. Под активным шлюзом понимается помещение (объем которого достаточен для размещения в нем передвижных носилок с больным и медицинского персонала) с устройством приточно-вытяжной вентиляции. Выбор организации в нем притока или вытяжки определяется технологией и конкретным рассмотрением проекта здания.

При проектировании желательно использовать зональный принцип построения помещений, то есть "чистые" помещения следует располагать в центре помещений, степень чистоты которых постепенно понижается. К тому же, конструкции помещений должны быть воздухонепроницаемыми с целью исключения неорганизованного перетекания воздуха, что способствует поддержанию избыточного давления в "чистых" помещениях по сравнению со смежными.

Конструктивные узлы должны быть в гигиеническом исполнении, то есть не иметь углов, пазов, углублений, способствующих накоплению пыли, вредных частиц и бактерий. Строительные материалы, применяемые для "чистых" помещений должны быть экологически чистыми.

И, наконец, медико-технологический процесс следует организовывать так, чтобы он сопровождался как можно меньшей интенсивностью выделения вредностей. Нельзя забывать о применении обширного ряда мер противоэпидемической защиты от заражения воздушной среды.

Таким образом, представлена концепция обеспечения чистого воздуха в помещениях наиболее ответственных больничных технологий.

 

Группа компаний Термоинжениринг, www.thermo.ru

См. также РНЦ "Курчатовский институт", Курчатовский центр синхротронного излучения и нанотехнологий - Чистые комнаты для рабочих станций физика-экспериментатора

При разработке "чистых комнат" для  очистки воздуха от выделяемых при проведении исследований органических растворителей (бензол, хлороформ, гексан, диметил-ацетамид, гексанон, изопропиловый спирт) применены высокоэффективные фильтры «Аэролайф» отечественной разработки.

Данные фильтры относятся к фотокаталитическому типу, имеют по три ступени очистки. Для работы требуется электропитание.
Изделия аттестованы в лучших аккредитованных экоаналитических лабораторных центрах.
Предлагаемый метод очистки эффективен для более широкого класса органических экозагрязнителей, кроме указанных веществ, а также для окиси углерода и аммиака.

Применены три блок-фильтра – один производительностью 900 м3/час, два – по 250 м3/час.
Фильтры работают в составе вентиляционных установок производства «Термоинжениринг».