Операционные залы больниц. Контроль воздушных потоков

По сегодняшним  нормам площадь стандартной операционной (общехирургического профиля) должна составлять не менее 36 м². А к операционным для проведения более сложных операций (кардиологических, ортопедических и т. д.) требования намного выше, и часто объем такой операционной может превышать 135–150 м³. Система воздухораспределения для этих случаев потребуется значительно большей площади и производительности по воздуху.

В случае организации  притока воздуха в операционных большего размера возникает проблема соблюдения ламинарности потока от плоскости выхода до уровня операционного стола. В нескольких операционных проводились исследования поведения воздушных потоков. В разных помещениях были установлены ламинарные панели, которые разделялись по площади на две группы: 1,5–3 м² и более 3 м³, и были смонтированы экспериментальные установки кондиционирования воздуха, позволяющие менять температуру приточного воздуха. Проводились многократные замеры скорости потока поступающего воздуха при различных расходах и перепадах температуры, результаты которых можно увидеть в таблице.

Критерии  чистоты помещения

Правильные решения  относительно организации распределения  воздуха в операционных: выбор  рационального размера приточных  панелей, обеспечение нормативной  скорости потока и температуры приточного воздуха – не дают гарантии абсолютного  обеззараживания воздуха в помещении. Вопрос обеззараживания воздуха  операционных залов был остро  поставлен более 30 лет назад, когда  предлагались различные противоэпидемиологические  мероприятия. И сейчас целью требований современных нормативных документов по проектированию и эксплуатации больниц  является обеззараживание воздуха, где системы ОВК представлены как основной способ предотвращения распространения и накопления инфекций [4, 1, 8, 6, 18, 9, 10, 11, 12, 13].

Например, стандарт [18] считает обеззараживание главной  целью своих требований, в [19] отмечено: «правильно спроектированная система  ОВК минимизирует воздушно-капельную  передачу вирусов, бактерий, спор грибков  и прочих биологических загрязнений», системам ОВК отводится главная  роль в контроле инфекций и прочих вредных факторов. В [20] выделено требование к системам кондиционирования воздуха  операционных: «система подачи воздуха  должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимизировать проникновение  бактерий в стерильные зоны вместе с воздухом, а также поддерживать максимальный уровень чистоты в  остальной части операционной».

Тем не менее, нормативные  документы не содержат прямых требований к определению и контролю эффективности  обеззараживания для различных  способов вентиляции, и проектировщикам зачастую приходится заниматься поисковой деятельностью, что занимает много времени и отвлекает от основной работы.

В нашей стране достаточно много различной нормативной  литературы по проектированию систем ОВК для больничных зданий, и везде  озвучены требования к обеззараживанию  воздуха, которые по множеству объективных  причин проектировщикам практически  трудно реализовать. Это требует  не только знания современного обеззараживающего  оборудования и правильности его  применения, но, самое главное, дальнейшего  своевременного эпидемиологического  контроля воздушной среды помещений, что дает представление о качестве работы систем ОВК, но, к сожалению, не всегда проводится. Если оценка чистоты  чистых производственных помещений  производится по наличию в нем  частиц (например, пылинок), то показателем  чистоты воздуха в чистых помещениях лечебных зданий являются живые бактериальные  или колониеобразующие частицы, допустимые уровни которых приводятся в [1]. Для поддержания этих уровней следует регулярно контролировать воздушную среду по микробиологическим показателям, для чего необходимо уметь вести их подсчет. Методика сбора и подсчета микроорганизмов для оценки чистоты воздуха еще не приводилась ни в одном из нормативных документов. Важным является то, что подсчет микробных частиц должен проводиться в эксплуатируемом помещении, то есть во время проведения операции. Но для этого должен быть готов проект и монтаж системы воздухораспределения. Уровень обеззараживания или эффективность работы системы невозможно установить до начала работы ее в операционной, это можно сделать только в условиях проведения хотя бы нескольких операционных процессов. Для инженеров это представляет большие трудности, поскольку исследования хоть и необходимы, но противоречат порядку соблюдения противоэпидемической дисциплины больницы.

Воздушная завеса

Для обеспечения требуемого воздушного режима операционной важно  правильно организовать совместную работу притока и удаления воздуха. Рациональным взаиморасположением  приточных и вытяжных устройств  в операционной можно улучшить характер движения воздушных потоков.

В операционных невозможно использовать как площадь всего  потолка для распределения воздуха, так и площадь пола для его  отведения. Напольные вытяжные устройства негигиеничны, поскольку быстро загрязняются и их трудно чистить. Громоздкие, сложные  и дорогие системы так и  не нашли своего применения в малогабаритных помещениях операционных. По этим причинам самым рациональным является «островное»  расположение ламинарных панелей над  критической зоной с установкой вытяжных отверстий в нижней части  стен. Это позволяет смоделировать  воздушные потоки по аналогии с чистым промышленным помещением более дешевым  и менее громоздким способом. Успешно  проявил себя такой способ, как  применение воздушных завес, работающих по принципу защитного барьера. Воздушная  завеса хорошо сочетается с потоком  приточного воздуха в форме узкой  «оболочки» из воздуха с большей  скоростью, специально организованной по периметру потолка. Воздушная  завеса непрерывно работает на вытяжку  и предотвращает поступление  загрязненного окружающего воздуха  в ламинарный поток.

Чтобы понять работу воздушной завесы, следует представить  операционный зал с вытяжкой, организованной со всех четырех сторон помещения. Приточный  воздух, поступающий из «ламинарного островка», расположенного в центре потолка, будет только опускаться вниз, расширяясь в стороны стен по мере спуска. Такое решение уменьшает  зоны рециркуляции, размеры застойных  участков, в которых собираются патогенные микроорганизмы, а также предотвращает  смешение ламинарного потока с воздухом помещения, снижает его ускорение  и стабилизирует скорость, в результате чего нисходящий поток накрывает (запирает) всю стерильную зону. Это способствует удалению биологических загрязнителей  из защищаемой зоны и изоляции ее от окружающей среды.

На рис. 1 видна  стандартная конструкция воздушной  завесы с щелями по периметру помещения. При организации вытяжки по периметру ламинарного потока, происходит его растягивание, он расширяется и заполняет всю зону внутри завесы, в результате чего предотвращается эффект «сужения» и стабилизируется требуемая скорость ламинарного потока.

На рис. 2 представлена модель поперечного сечения воздушной  завесы. Видно, что ламинарный поток  движется вниз и расширяется во внешнюю  сторону, соблюдая равномерную скорость, как показывают стрелки. Воздух, циркулирующий  вне воздушной завесы (обозначен  длинными стрелками), не проникает внутрь ламинарного потока.

Из рис. 3 видны  значения фактической (замеренной) скорости, возникающей при правильно спроектированной воздушной завесе, которые наглядно демонстрируют взаимодействие ламинарного  потока с воздушной завесой, причем ламинарный поток движется равномерно. Воздушная завеса устраняет необходимость  установки громоздкой вытяжной системы  по всему периметру помещения, вместо чего в стенах устраивается традиционная вытяжка, как принято в операционных. Воздушная завеса защищает зону непосредственно  вокруг хирургического персонала и стола, предотвращая возврат загрязненных частиц в первичный воздушный поток.

После проекта воздушной  завесы возникает вопрос, какого уровня обеззараживания можно достичь  при ее эксплуатации. Плохо спроектированная воздушная завеса будет не более  эффективна, чем традиционная ламинарная система. Ошибкой проекта может  быть высокая скорость воздуха, поскольку  такая завеса будет «вытягивать» ламинарный поток слишком быстро, то есть еще даже до того, как он достигнет  операционного тола. Поведение потока нельзя будет контролировать, и может  возникнуть угроза просачивания зараженных частиц в операционную зону с уровня пола. Аналогично, воздушная завеса с маленькой скоростью всасывания не может эффективно шибировать ламинарный поток и может втягиваться в него. В этом случае воздушный режим помещения будет как при использовании только ламинарного приточного устройства. При проектировании важно правильно определить диапазон скоростей и подобрать соответствующую ему систему. Это непосредственно влияет на расчет обеззараживающих характеристик.

Несмотря на явные  преимущества воздушных завес, их не следует применять вслепую. Стерильный воздушный поток, создаваемый воздушными завесами во время операции, не всегда требуется. Необходимость обеспечения  уровня обеззараживания воздуха  должна решаться совместно с технологами, в роли которых в данном случае должны выступать хирурги, участвующие  в конкретных операциях.

Заключение

Вертикальный ламинарный поток может вести себя непредсказуемо в зависимости от режима его эксплуатации. Ламинарные панели, используемые в  помещениях чистых производств, как  правило, не могут обеспечивать требуемый  уровень обеззараживания в операционных. Системы воздушных завес помогают скорректировать характер движения вертикальных ламинарных потоков. Воздушные завесы являются оптимальным решением задачи бактериологического контроля воздушной среды помещений операционных, особенно при продолжительных хирургических операциях и нахождении пациентов с нарушенной иммунной системой, для которых воздушные инфекции представляют особый риск.  

Статья подготовлена А. П. Борисоглебской с использованием материалов журнала «ASH