Каскад давлений в кондиционировании операционных

Основная задача кондиционирования операционных — поддерживать операционное поле в максимальной чистоте и контролировать перенос частиц и микроорганизмов. Для этого наряду с фильтрацией и воздухораспределением не менее важен каскад давлений между помещениями. Каскад давлений обеспечивает движение воздуха из более чистой зоны в менее чистую.

Зачем нужен каскад давлений?

Воздух движется из помещения с более высоким давлением в помещение с более низким. Когда в операционной поддерживается избыточное давление относительно окружающих помещений, воздух выходит наружу через дверные зазоры и неплотности. Тем самым ограничивается проникновение загрязнённого воздуха в операционную из коридора и смежных помещений.

В операционном блоке помещения ранжируются по классам чистоты. В типичном каскаде операционная поддерживается при наибольшем давлении, смежные помещения, такие как предоперационная и помещение для мытья рук, — на промежуточном уровне, а коридор — на более низком. Избыточное давление между операционной и смежным помещением обычно составляет порядка +15 Па. Точные значения определяются проектом и действующими стандартами. При этом учитываются такие стандарты, как DIN 1946-4, и национальные нормы здравоохранения.

• Если перепад давления слишком мал, направление воздушного потока легко нарушается при открывании дверей и под действием ветра.
• Если перепад давления слишком велик, двери открываются с трудом, а в дверных зазорах может возникать свист.
• Некоторые помещения, например инфекционные изоляторы, поддерживаются при разрежении; их расположение в блоке рассматривается отдельно.

Каскад не ограничивается операционной. Чистые помещения, например склад стерильных материалов, также поддерживаются при избыточном давлении относительно окружения, а помещения для грязных материалов и отходов, как правило, — при разрежении относительно соседних. Так предотвращается распространение воздуха из грязных зон в чистые коридоры. При проектировании рассматривается и соотношение давлений всего блока с общими зонами больницы. Поэтому проектирование мы начинаем со схемы давлений, на которой показаны целевое давление каждого помещения и направления воздушных потоков. Эта схема становится общим ориентиром для механиков, архитекторов и специалистов по автоматизации.

Как создаётся давление?

Давление в помещении создаётся разницей между подаваемым и удаляемым расходами воздуха. В помещение, где требуется избыточное давление, подаётся больше воздуха, чем удаляется вытяжкой или рециркуляцией. Избыток воздуха перетекает в соседние помещения через дверные зазоры и неплотности. Поэтому перепад давления определяют два основных фактора:

• Разница расходов: разница между притоком и вытяжкой рассчитывается по целевому давлению и поддерживается постоянной.
• Герметичность помещения: чем больше неплотностей в дверях, потолке, светильниках и проходках инженерных систем, тем больше воздуха требуется для того же давления.

Поэтому каскад давлений — не только механическая задача. Архитектурные детали, типы дверей и герметичность проходок инженерных систем напрямую влияют на результат. На этапе проектирования мы рассматриваем эти вопросы совместно с архитекторами и электриками.

Управление и мониторинг

Чтобы давление оставалось стабильным в течение дня, расходы воздуха должны поддерживаться постоянными. По мере загрязнения фильтров сопротивление системы растёт, и расход вентилятора стремится снизиться. Это компенсируется вентиляторами с регулируемой скоростью и регуляторами расхода. Регуляторы расхода, установленные для каждого помещения, поддерживают расходы притока и вытяжки на заданных значениях.

• Между операционной и смежными помещениями измеряется перепад давления.
• Значение давления можно контролировать на индикаторной панели у входа в операционную.
• При выходе значения за заданный диапазон подаётся аварийный сигнал с задержкой, учитывающей открывание дверей.
• Данные передаются в систему диспетчеризации здания и архивируются.

В часы, когда операционная не используется, расходы можно снижать для экономии энергии. Даже в этом случае направление давления должно сохраняться. Для этого сценарий управления строится так, чтобы и в дежурном режиме сохранялась разница между расходами притока и вытяжки. Время перехода из дежурного режима в рабочий также следует определять в соответствии с планом эксплуатации.

Пусконаладка, TAB и периодический контроль

Недостаточно, чтобы каскад давлений был правильным на бумаге; его необходимо подтвердить измерениями на объекте. В ходе пусконаладки измеряются расходы притока и вытяжки в помещениях, настраиваются регуляторы расхода, а перепады давления проверяются при закрытых дверях. Эта работа — часть процесса испытаний, наладки и балансировки (TAB).

В больницах такая проверка обычно входит в более широкую валидацию. В её рамках также оцениваются испытания HEPA-фильтров на герметичность, визуализация воздушных потоков, подсчёт частиц, измерения температуры и влажности. После сдачи замена фильтров, реконструкции или неисправности оборудования могут изменить баланс давлений. Поэтому рекомендуется периодически повторять измерения. После реконструкции, особенно если изменялись потолок, двери или проходки инженерных систем, повторное измерение перепадов давления является хорошей практикой.

Правильный каскад давлений в операционной достигается, когда проектирование, строительные детали, система управления и измерения на объекте рассматриваются в комплексе. Ekura может оказать поддержку в больницах и медицинских учреждениях на этапах монтажа систем кондиционирования, TAB и пусконаладки.