تدرّج الضغط في تكييف غرف العمليات

الهدف الأساسي من تكييف غرف العمليات هو الحفاظ على منطقة الجراحة نظيفة قدر الإمكان، والتحكم في انتقال الجسيمات والكائنات الدقيقة. ولتحقيق ذلك، ثمة عنصر آخر لا يقل أهمية عن الترشيح وتوزيع الهواء، وهو تدرّج الضغط بين الأماكن. إذ يضمن تدرّج الضغط تدفق الهواء من المنطقة الأنظف نحو المنطقة الأقل نظافة.

لماذا يُعد تدرّج الضغط ضروريًا؟

يتدفق الهواء من الحيّز ذي الضغط الأعلى إلى الحيّز ذي الضغط الأدنى. فعندما تُحفظ غرفة العمليات عند ضغط موجب مقارنة بالأماكن المحيطة بها، يتدفق الهواء نحو الخارج عبر فرجات الأبواب ونقاط التسرب. وبذلك يُحدّ من دخول الهواء الملوث إلى الغرفة من الممر أو الأماكن المجاورة.

تُرتَّب الأماكن في جناح العمليات وفق مستويات نظافتها. ففي التدرّج النموذجي تُحفظ غرفة العمليات عند أعلى ضغط، والأماكن المجاورة مثل غرف التحضير وغسل الأيدي عند مستوى متوسط، والممر عند مستوى أدنى. ويكون فرق الضغط الموجب بين غرفة العمليات والحيّز المجاور عادةً في حدود +15 Pa، أما القيم الدقيقة فتُحدَّد وفق المشروع والمعايير السارية. ويُراعى في ذلك معايير مثل DIN 1946-4 والتشريعات الصحية الوطنية.

• إذا كان فرق الضغط منخفضًا جدًا، فقد يختل اتجاه تدفق الهواء بسهولة بفعل حركة الأبواب وتأثير الرياح.
• إذا كان فرق الضغط مرتفعًا جدًا، يصعب فتح الأبواب وقد يحدث صفير عند فرجاتها.
• تُحفظ بعض الأماكن، مثل غرف العزل للأمراض المعدية، عند ضغط سالب؛ ويُتناول موقع هذه الأماكن داخل الجناح بشكل منفصل.

لا يقتصر التدرّج على غرفة العمليات. فالأماكن النظيفة مثل مستودع المواد المعقمة تُحفظ أيضًا عند ضغط موجب مقارنة بمحيطها، بينما تُحفظ أماكن المواد المتسخة والنفايات عادةً عند ضغط سالب مقارنة بالأماكن المجاورة. وبذلك يُمنع انتشار الهواء الخارج من المناطق المتسخة إلى الممرات النظيفة. كما تُتناول في التصميم علاقة الضغط بين الجناح بأكمله والمناطق العامة في المستشفى. لذا نبدأ التصميم بإعداد مخطط ضغط يبيّن الضغط المستهدف واتجاهات تدفق الهواء لكل حيّز. ويصبح هذا المخطط مرجعًا مشتركًا لفرق الأعمال الميكانيكية والمعمارية والأتمتة.

كيف يُولَّد الضغط؟

يتولد الضغط في الحيّز من الفرق بين تدفق الهواء المُزوَّد إليه وتدفق الهواء المسحوب منه. ففي الحيّز المطلوب أن يكون ضغطه موجبًا، يُزوَّد بهواء أكثر من تدفق العادم أو الهواء الراجع. ويتدفق الهواء الزائد إلى الأماكن المجاورة عبر فرجات الأبواب ونقاط التسرب. لذا يوجد عاملان أساسيان يحددان فرق الضغط:

• فرق التدفق: يُحسب الفرق بين هواء التغذية وهواء السحب وفق الضغط المستهدف ويُحافَظ عليه ثابتًا.
• إحكام الحيّز: كلما زادت الفتحات عند الأبواب والسقف والإنارة ومنافذ مرور التمديدات، احتاج الحيّز إلى هواء أكثر للحصول على الضغط نفسه.

لذلك فإن تدرّج الضغط ليس مسألة ميكانيكية فحسب؛ إذ تؤثر التفاصيل المعمارية وأنواع الأبواب وإحكام منافذ مرور التمديدات تأثيرًا مباشرًا في النتيجة. ونتناول هذه الجوانب في مرحلة التصميم بالتعاون مع الفريقين المعماري والكهربائي.

التحكم والمراقبة

لكي يبقى الضغط مستقرًا طوال اليوم، يجب الحفاظ على تدفقات الهواء ثابتة. فمع اتساخ المرشحات تزداد مقاومة النظام ويميل تدفق المروحة إلى الانخفاض. ويُعوَّض ذلك بمراوح متغيرة السرعة وعناصر للتحكم في التدفق. وتحافظ مخمدات التحكم في التدفق المستخدمة لكل حيّز على تدفقات التغذية والسحب عند القيم المحددة.

• يُقاس فرق الضغط بين غرفة العمليات والأماكن المجاورة لها.
• يمكن مراقبة قيمة الضغط على لوحة عرض عند مدخل الغرفة.
• عندما تخرج القيمة عن النطاق المحدد، يُطلق إنذار بعد مهلة تأخير مناسبة تراعي فتح الأبواب.
• تُنقل البيانات إلى نظام إدارة المبنى وتُسجَّل.

يمكن خفض التدفقات لتوفير الطاقة في الساعات التي لا تُستخدم فيها غرفة العمليات، لكن يجب الحفاظ على اتجاه الضغط حتى في هذه الحالة. ولهذا يُعدّ سيناريو تحكم يحافظ على الفرق بين تدفقي التغذية والسحب في وضع الاستعداد أيضًا. كما ينبغي تحديد مدة الانتقال من وضع الاستعداد إلى الوضع العادي بما يتوافق مع خطة التشغيل.

التشغيل التجريبي وTAB والفحص الدوري

لا يكفي أن يكون تدرّج الضغط صحيحًا على الورق؛ بل يجب التحقق منه بالقياس في الموقع. ففي أثناء التشغيل التجريبي تُقاس تدفقات التغذية والسحب للأماكن، وتُضبط عناصر التحكم في التدفق، ويُتحقق من فروق الضغط والأبواب مغلقة. وهذا العمل جزء من عملية الاختبار والضبط والموازنة (TAB).

في المستشفيات يندرج هذا التحقق عادةً ضمن عملية تحقق (validation) أشمل، تُقيَّم في نطاقها أيضًا اختبارات تسرب مرشحات HEPA وتصوير تدفق الهواء وعدّ الجسيمات وقياسات درجة الحرارة والرطوبة. وبعد التسليم قد تؤدي تغييرات المرشحات أو التعديلات أو أعطال المعدات إلى تغيير توازن الضغط؛ لذا يُوصى بتكرار القياسات دوريًا. ومن الممارسات الجيدة إعادة قياس فروق الضغط بعد التعديلات، ولا سيما إذا أُجريت تغييرات على الأسقف أو الأبواب أو منافذ مرور التمديدات.

يتحقق تدرّج الضغط الصحيح في غرف العمليات عندما يُتناول التصميم وتفاصيل البناء ونظام التحكم والقياسات الميدانية معًا. ويمكننا في Ekura تقديم الدعم في مراحل تركيب أنظمة التكييف في المستشفيات والمنشآت الصحية، وأعمال TAB والتشغيل التجريبي.