نظام تكييف الهواء بالتنقية لقسم العمليات الجراحية النظيف
7.2.1 المتطلبات الخاصة
يعد نظام تكييف الهواء النظيف حلقة مهمة في إنشاء نظام الضمان الشامل لقسم العمليات. يُطلب من النظام التحكم في المعلمات الداخلية للغرف ذات الدرجات المقابلة، والحفاظ على اتجاه تدفق الهواء بين الغرف ذات الدرجات المختلفة؛ وبالطبع، فإن الأهم من كل ذلك هو التحكم الفعال في تركيز البكتيريا في المناطق الخاضعة للتحكم، خاصة في غرف العمليات النظيفة. ومع ذلك، فإن أنظمة تكييف الهواء العادية، وخاصة معدات التبادل الحراري والرطوبة الموجودة بداخلها، غالبًا ما تكون أماكن ملائمة لنمو البكتيريا وتراكم الغبار، وبالتالي لا يمكنها تلبية متطلبات نظام الضمان لقسم العمليات النظيف. بالمقارنة مع متطلبات تكييف الهواء للمباني العامة، يجب أن يتميز النظام بالخصائص التالية:
(1) يجب أن يكون النظام نظيفًا وجافًا وسهل التنظيف، مما يضمن نظافة وتعقيم الهواء المورد.
(2) يجب اتخاذ تدابير شاملة فعالة لإزالة البكتيريا والوقاية منها والحماية المضادة للبكتيريا لمنع التلوث الثانوي داخل النظام.
(3) ضمان اتجاه تدفق الهواء المعقول وتوزيع الضغط بين المناطق المختلفة.
(4) تلبية درجة الحرارة والرطوبة المطلوبة للأغراض الطبية في المناطق المختلفة؛ ويجب إعطاء الأولوية للتحكم في الرطوبة في غرف العمليات.
(5) تصريف الغازات العادمة والغازات الضارة لمنع تلوث البيئة الخارجية. يمكن إجراء استعادة الحرارة حيثما تسمح الظروف بذلك.
【مرجع】 تتطلب غرفة العمليات النظيفة من نظام تكييف الهواء التحكم في درجة الحرارة الداخلية والرطوبة والغبار والبكتيريا وتركيز الغازات الضارة وتوزيع تدفق الهواء، لضمان حجم الهواء النقي الذي يحتاجه الأفراد الموجودون في الداخل، والحفاظ على اتجاه تدفق هواء معقول بين الداخل والخارج. ومن بين هذه العوامل، الأهم هو التحكم في تركيز البكتيريا الداخلية، وذلك لمنع إصابة الجروح الجراحية بالعدوى أثناء العمليات وتحسين معدل نجاح الجراحة. وفقًا لمفهوم التصميم المذكور أعلاه، لخلق بيئة معقمة مثالية للجراحة، يجب استيفاء الشروط التالية:
① يقوم ترشيح الهواء بإزالة جميع الجسيمات الميكروبية من الهواء المورد.
② تجعل تقنية تدفق الهواء الغرفة معقمة وخالية من الغبار. ③ يحقق التحكم في الضغط الإيجابي توزيعًا متدرجًا للضغط منظمًا في جميع أنحاء قسم العمليات بأكمله.
④ يعمل الضبط المناسب لدرجة الحرارة والرطوبة على كبح تكاثر البكتيريا وتقليل كمية البكتيريا التي ينشرها جسم الإنسان.
⑤ تتم إزالة الغازات الداخلية غير المرغوب فيها للحفاظ على جودة هواء داخلي جيدة.
7.2.2 اختيار أنظمة تكييف الهواء
بالنسبة للمستشفيات العامة الكبيرة، قد يتم جدولة العمليات طوال اليوم بأكمله، لذلك يفضل أن يعتمد قسم العمليات بأكمله نظام تكييف هواء مركزي. مع الأخذ في الاعتبار أن درجات النظافة للغرف المختلفة تختلف بشكل كبير، فمن المستحسن إنشاء نظامين منفصلين على الأقل - أحدهما لغرف العمليات النظيفة والآخر للغرف المساعدة. يمكن لهذا النهج تحقيق نتائج مرضية نسبيًا في توفير درجة الحرارة والرطوبة وتنقية الهواء وإزالة الروائح؛ وبما أن غرفة المعدات والغرف منفصلة، يمكن أيضًا التعامل مع الضوضاء بشكل جيد نسبيًا، ولا تحدث عمومًا مشاكل فقدان السيطرة على البيئة المعقمة. ومع ذلك، فهو أقل جودة من حيث الاستخدام المرن لكل غرفة عمليات: طالما أن واحدة منها لا تزال قيد التشغيل، لا يمكن إيقاف النظام بأكمله، مما يؤدي إلى استهلاك طاقة مرتفع نسبيًا.
يشير نظام تكييف الهواء اللامركزي إلى النظام الذي يتم فيه تجهيز كل غرفة عمليات والممر بنظام تكييف هواء يعمل بشكل مستقل. يمكن تشغيل وإيقاف نظام كل غرفة عمليات بمرونة. لضمان البيئة المعقمة داخل قسم العمليات، يجب ضبط كل وحدة تكييف هواء على مستويين - حجم هواء التشغيل وحجم هواء الضغط الإيجابي - لتلبية الحد الأدنى من متطلبات التحكم في الضغط الإيجابي. عندما يتم إغلاق غرفة عمليات، تتحول وحدة تكييف الهواء الخاصة بها إلى حجم هواء الضغط الإيجابي للحفاظ على التشغيل. ورغم ذلك، فإن أنظمة تكييف الهواء النظيفة اللامركزية أقل جودة في ضمان قابلية التحكم الشاملة لقسم العمليات النظيف.
يتضمن النظام شبه المركزي تركيب وحدة تكييف هواء منفصلة (تسمى أيضًا الوحدة الطرفية) في كل منطقة تحكم لتحقيق درجة الحرارة والرطوبة والنظافة داخل كل منطقة، بالإضافة إلى نظام مستقل مركزي لتوريد الهواء الخارجي. بالنسبة لغرف العمليات النظيفة عالية الدرجة، يعد هذا خيارًا معقولًا نسبيًا، ولكن بالنسبة لغرف العمليات النظيفة منخفضة الدرجة أو الغرف المساعدة، تكون الوحدات الطرفية صغيرة جدًا، ويصعب زيادة رأس ضغط المروحة، ولا يمكن تركيب المرشحات عالية الكفاءة. يجب السماح لوحدة تكييف هواء واحدة بخدمة عدة غرف عمليات نظيفة منخفضة الدرجة، أو أن تعتمد الغرف المساعدة على وحدة تكييف هواء منفصلة.
[مرجع] تم التأكيد على موثوقية الهواء العائد في غرف العمليات النظيفة منذ سبعينيات القرن الماضي، وتم تبنيها من قبل معايير الدول المختلفة. بالنسبة لغرف العمليات النظيفة عالية الدرجة، يلزم استخدام الهواء العائد من الغرفة نفسها؛ ولا يجب استخدام الهواء العائد من الممر لقسم العمليات بأكمله، وذلك لتجنب العدوى المتقاطعة. في الظروف العادية، ليست هناك حاجة لاعتماد نظام تكييف هواء نظيف يعمل بالهواء الخارجي بالكامل. إذا كانت هناك حاجة فعلية لنظام الهواء الخارجي بالكامل، فيجب تجهيز النظام بجهاز استعادة الحرارة الكلية. ومع ذلك، فإن التطبيق الفعلي لأجهزة استعادة الحرارة الكلية في الصين ليس مرضيًا جدًا.
7.2.3 يجب أن يحافظ نظام تكييف الهواء النظيف على بقاء قسم العمليات النظيف في حالة خاضعة للتحكم
يتطلب ذلك ألا يقتصر دور نظام تكييف الهواء النظيف على ضمان التحكم الشامل في قسم العمليات النظيف فحسب، بل يتيح أيضًا الاستخدام المرن لكل غرفة عمليات نظيفة على حدة. إن التأكيد على خضوع قسم العمليات النظيف لحالة مضبوطة يعني ضرورة أن يحافظ القسم بأكمله بشكل دائم على توزيع ضغط متدرج منظم، للحفاظ على التدفق الاتجاهي لهواء الضغط الإيجابي بين غرف العمليات والوقاية الفعالة من العدوى المتقاطعة أو تلوث البيئة الداخلية. لذلك، يتم التأكيد على أنه بغض النظر عن نوع نظام تكييف الهواء النظيف الذي يعتمده قسم العمليات، أو حالة التشغيل التي يكون فيها، أو غرفة العمليات النظيفة التي يتم إيقاف تشغيلها، يجب ألا يتأثر توزيع الضغط المتدرج المنظم لقسم العمليات بأكمله؛ ويجب أن يظل القسم ككل في حالة مضبوطة بشكل دائم. وإلا، فسوف يختل التدفق الاتجاهي لهواء الضغط الإيجابي بين الغرف، مما يؤدي إلى حدوث عدوى متقاطعة أو تلوث البيئة الداخلية.
يجب إنشاء أنظمة تكييف الهواء النظيف لغرف العمليات النظيفة بشكل منفصل عن تلك الخاصة بالغرف المساعدة؛ ويفضل أن تزود كل غرفة عمليات نظيفة بوحدة تكييف هواء نظيف مركبة بشكل مستقل؛ ويُسمح لغرف العمليات النظيفة من الفئة الثالثة والفئة الرابعة بالاشتراك في نظام واحد يخدم غرفتين إلى 3 غرف؛ كما يمكن توفير الهواء الخارجي من خلال نظام إمداد هواء مركزي. ويجب تجهيز غرف العمليات بنظام عادم هواء.
يُوضح الشكل 7.1 نظامًا مستقلًا لمعالجة الهواء الخارجي شائع الاستخدام في الصين.
[مرجع] تتمثل أبرز ميزة تقنية لهذا النظام في اعتماد أجهزة تثبيت حجم الهواء التي يتم التحكم فيها بوضعين، مما يبسط عملية التحكم ويسهل فصل مختلف وظائف التحكم — المتمثلة في إمداد الهواء والضغط الإيجابي لغرفة العمليات النظيفة، بالإضافة إلى تكييف الهواء الداخلي وتبريد الهواء الخارجي وإزالة رطوبته. بهذه الطريقة، يمكن تنفيذ المتطلبات المنصوص عليها في المدونة التقنية المعمارية لقسم العمليات النظيف في المستشفيات والوفاء بها بطريقة بسيطة وفعالة للغاية. ويمكن ملاحظة الميزات التالية من الشكل:
① يتكون قسم العمليات النظيف بأكمله من نظام هواء خارجي مستقل، ووحدات تكييف الهواء النظيف ووحدات العادم الخاصة بكل غرفة عمليات نظيفة. ترتبط القنوات الفرعية للهواء الخارجي التابعة لنظام الهواء الخارجي بـ (أو تُدخل في) قنوات إمداد الهواء لوحدات تكييف الهواء النظيف لغرف العمليات النظيفة، أو ترتبط مباشرة بغرفة تجميع هواء الإمداد. ويتم تثبيت جهاز تثبيت حجم هواء يتم التحكم فيه بوضعين على كل قناة فرعية للهواء الخارجي. كما يتم تثبيت صمام عدم رجوع على قناة إمداد الهواء لوحدة تكييف الهواء النظيف، الشكل 7.1 نظام مخصص لمعالجة الهواء الخارجي (الصين)
لمنع التدفق العكسي عند الاكتفاء بإمداد الهواء الخارجي فقط. كل غرفة عمليات مجهزة بوحدة مروحة عادم ذات عادم مستقل، ويمكن التحكم في حجم هواء العادم الصادر عن المروحة عن طريق ضبط المخمدات.
② يضطلع نظام الهواء الخارجي المخصص بتوفير كل من حجم هواء الضغط الإيجابي لكل غرفة عمليات نظيفة (انظر الجدول 7.11) وحجم الهواء الخارجي العادي، لذلك تصبح وحدة التكييف المستقلة لكل غرفة عمليات وحدة إعادة تدوير تقتصر مهمتها على التحكم في درجة الحرارة والرطوبة الداخليتين. وتقوم مروحة العادم بإزالة الغازات الملوثة والروائح الكريهة من داخل الغرفة.
③ عندما تكون غرفة العمليات قيد الاستخدام العادي، يتم تحويل جهاز تثبيت حجم الهواء الذي يتم التحكم فيه بوضعين والموجود على فرع الهواء الخارجي إلى الوضع المرتفع، فيدخل حجم الهواء الخارجي المضبوط على الوضع المرتفع؛ ويساوي حجم الهواء الذي تطرحه وحدة مروحة العادم الفرق بين حجم الهواء الخارجي وحجم هواء الضغط الإيجابي، بينما يتسلل هواء الضغط الإيجابي الزائد إلى الخارج، مما يؤسس للضغط الإيجابي المطلوب. وعندما لا تكون غرفة العمليات قيد الاستخدام، يتم تحويل جهاز تثبيت حجم الهواء الذي يتم التحكم فيه بوضعين والموجود على فرع الهواء الخارجي تلقائيًا إلى الوضع المنخفض، فيدخل حجم الهواء الخارجي (المخصص للضغط الإيجابي) المضبوط على الوضع المنخفض، بينما يتم إيقاف تشغيل وحدة مروحة العادم؛ ولا يزال حجم هواء الضغط الإيجابي المتسلل إلى الخارج قادرًا على تأسيس الضغط الإيجابي. ونظرًا لأن قسم العمليات بأكمله يتم تزويده بالهواء من خلال نظام هواء خارجي واحد فقط، يمكن الحفاظ على استقرار توزيع الضغط المتدرج المنظم داخل قسم العمليات النظيف بفعالية، مما يضمن تنفيذ نظام الحماية على أرض الواقع.
الجدول 7.11 معدلات تبديل الهواء المطلوبة لتحقيق قيم الضغط الإيجابي
| قيمة الضغط الإيجابي الداخلي /باسكال | غرفة نظيفة بدون نوافذ خارجية، باب واحد /س⁻¹ | غرفة نظيفة بدون نوافذ خارجية، بابان /س⁻¹ | متطلبات مدونة تصميم الغرف النظيفة /س⁻¹ |
|---|---|---|---|
| 5 | 2.6 | 4 | 2～4 |
| 10 | 3.3 | 5.2 | 3～6 |
④ وفقًا لمتطلبات “المدونة” الصينية، يجب تجهيز نظام الهواء الخارجي بترشيح ثلاثي المراحل، على أن تكون المرحلة النهائية من الترشيح مرشح هواء شبه عالي الكفاءة. وقد نصت “المدونة” على هذا الحكم بشكل أساسي نظرًا لارتفاع تركيز الغبار في الهواء الخارجي في الصين نسبيًا. ومن ناحية التحكم في الضغط الإيجابي، يمكن لهذا الإجراء أن يضمن عدم تراكم الغبار بشكل أساسي على المرشحات عالية الكفاءة الطرفية لغرف العمليات، مما يمنع حدوث تغييرات في حجم هواء الإمداد لغرف العمليات ناتجة عن تراكم الغبار.
[مرجع] تُوصف المتطلبات الرئيسية للتحكم الآلي لهذا النظام على النحو التالي:
① عندما تكون غرفة العمليات قيد التشغيل، فإن إشارة بدء التشغيل داخل غرفة العمليات تستدعي بدء تشغيل وحدة التكييف ووحدة مروحة العادم، وتتطلب في الوقت نفسه أن يعمل منظم تثبيت حجم الهواء ذو الوضعين في حالة الوضع المرتفع ذات حجم الهواء الكبير. ② عندما لا تكون غرفة العمليات قيد التشغيل، تتطلب إشارة إيقاف التشغيل داخل غرفة العمليات إيقاف عمل وحدات تكييف الهواء ووحدات مروحة العادم، وتتطلب في الوقت نفسه تشغيل منظم حجم الهواء الثابت ثنائي الوضع في حالة حجم الهواء الصغير عند الإعداد المنخفض.
③ للتحكم في مروحة وحدة الهواء الخارجي المخصصة: عندما يكون عدد غرف العمليات قيد التشغيل قليلاً، يمكن استخدام مروحة مزودة بمحرك ثنائي السرعات لضبط حجم الهواء؛ أما عندما يكون عدد غرف العمليات كبيراً وتتعدد حالات تغير حجم الهواء الخارجي، فيمكن اعتماد طرق مثل حالة التشغيل/الإيقاف (إشارات رقمية) لوحدات تكييف الهواء في غرف العمليات للتحكم في مروحة متغيرة التردد وضبط حجم الهواء، لتحقيق هدف توفير الطاقة.
④ يترابط نظام وحدة الهواء الخارجي مع وحدات تكييف الهواء: لا يمكن تشغيل وحدات تكييف الهواء في كل غرفة عمليات إلا بعد بدء تشغيل وحدة الهواء الخارجي. وطالما ظلت غرفة عمليات واحدة قيد التشغيل، يستمر نظام الهواء الخارجي في العمل؛ ولا تتوقف وحدة الهواء الخارجي إلا عند إيقاف تشغيل قسم الجراحة بالكامل، ويُغلق مخمد الهواء الخارجي محكم الإغلاق تلقائياً.
⑤ تترابط مروحة العادم الداخلية مع الباب الأوتوماتيكي لغرفة العمليات، وهي مزودة بجهاز تأخير زمني. عند فتح الباب للحظات، تتوقف المروحة فوراً؛ وعند إغلاق الباب يحدث تأخير زمني، حيث لا يتم تشغيل مروحة العادم إلا بعد استقرار الضغط الإيجابي. هذا لا يضمن الحفاظ على الضغط الإيجابي عند فتح الباب فحسب، بل يتجنب أيضاً عمليات التوقف والتشغيل المتكررة للمروحة الناتجة عن فتح وإغلاق الباب.
من أجل إبقاء قسم العمليات النظيف بالكامل تحت السيطرة بطريقة بسيطة وفعالة، تتمثل نقاط الانطلاق التصميمية الرئيسية له في النقاط التالية:
① بما أن أجهزة حجم الهواء الثابت الميكانيكية لا تزال تعتمد حالياً على الاستيراد وتكون باهظة الثمن نسبياً، فمن المستحسن استخدامها في المواقع الحرجة فقط، واعتماد أجهزة حجم هواء ثابت ذات تدفق منخفض قدر الإمكان، لتقليل تكلفة إنشاء المشروع.
② يُستحسن تبسيط نظامي الهواء النقي إلى نظام واحد؛ يجمع هذا النظام بين وظائف نظام إمداد الهواء النقي ونظام الضغط الإيجابي معاً، مما يبسط النظام الأصلي بشكل كبير.
③ كلما قل عدد مداخل الهواء النقي في النظام، زادت فعالية التحكم في تداخل الهواء النقي ذي الحرارة المرتفعة والرطوبة العالية مع غرف العمليات، لذلك يُستحسن تقليل مداخل الهواء النقي للنظام إلى مدخل واحد. وطالما تم تثبيت مخمد محكم الإغلاق عند مدخل الهواء النقي الوحيد وفقاً لمتطلبات الكود، يمكن منع ارتداد الهواء الخارجي إلى قسم العمليات بالكامل عند توقفه عن العمل.
④ تُبسَّط وحدات إمداد الهواء في كل غرفة عمليات لتصبح وحدات إعادة تدوير للهواء، بحيث لا يصبح تراكم الغبار على مرشحات الوحدات، ومقاومة النظام، وتغيرات حجم الهواء ذات صلة بالتدرج الضغطي المنظم لقسم العمليات بالكامل، ولا توجد حاجة لضبط أحجام هواء الإمداد والعودة لكل وحدة على حدة.
⑤ يُستحسن أن يكون حجم أعمال التشغيل التجريبي صغيراً وأن تكون إدارة التشغيل أبسط.
【مرجع】 توصي المصادر الألمانية بنظام مفاهيمي يعتمد على الهواء النقي المزدوج (الشكل 7.2). يتم تثبيت نظام تكييف هواء في كل منطقة تحكم لضبط درجة الحرارة والرطوبة والنظافة داخل كل منطقة؛ بالإضافة إلى ذلك، يتم إنشاء نظام هواء نقي مركزي للحفاظ على توزيع الضغط الإيجابي داخل قسم العمليات بالكامل، دون أن يضطلع بمهمة ضبط درجة الحرارة والرطوبة الداخلية. علاوة على ذلك، تمتلك أنظمة تكييف الهواء المثبتة في غرف العمليات الفردية والمناطق المساعدة أنظمة إمداد هواء نقي وعادم خاصة بها. تتمثل ميزة هذا المفهوم الجديد في قدرته على فصل الوظيفتين الرئيسيتين — تكييف الهواء والضغط الإيجابي — لكل غرفة عمليات نظيفة، وربط قسم العمليات بالكامل معاً في نفس الوقت، مما يبقي القسم تحت السيطرة في جميع الأوقات. بهذه الطريقة، تصبح إدارة قسم العمليات أكثر مرونة وراحة وفعالية. وتتمثل مخططات التشغيل فيما يلي:
الشكل 7.2 نظام الهواء النقي المزدوج (ألمانيا)
① خلال فترة العمل الاعتيادية لقسم العمليات، يعمل النظامان في وقت واحد، مما يبسط أعمال التشغيل التجريبي وإدارة التشغيل.
② عندما تكون مجموعة فرعية فقط من غرف العمليات في القسم قيد الاستخدام، يلزم تشغيل وحدات تكييف الهواء المستقلة لتلك الغرف ونظام إمداد الهواء بالضغط الإيجابي فقط، مما يضمن التشغيل الطبيعي لتلك الغرف، وكذلك التوزيع الضغطي الطبيعي والتدفق الاتجاهي في قسم العمليات بالكامل.
③ خلال فترات توقف قسم العمليات عن العمل، يتم تشغيل نظام إمداد الهواء بالضغط الإيجابي فقط؛ وبهذه الطريقة يمكن تخفيف متطلبات درجة الحرارة والرطوبة الداخلية بشكل كبير، حيث يكفي فقط الحفاظ على الضغط الإيجابي في قسم العمليات بالكامل لضمان بقائه نظيفاً معقماً.
هذا المفهوم ليس سوى تصور نظامي يجمع بين نظامين، وإذا ما أُريد تطبيقه فعلياً في مشروع محدد، فإن نظام مجاري الهواء الخاص به سيكون معقداً نسبياً.
【مرجع】 يُوضح الشكل 7.3 نظام إمداد هواء محلي لغرف العمليات، يعتمد على هواء نقي مستقل وهواء معاد تدويره، وهو نظام توصي به المصادر الفرنسية. وتتمثل خصائص هذا النظام في:
① تتم معالجة الهواء النقي بشكل مستقل، ثم يُربط مباشرة بمجرى إمداد الهواء ليدخل إلى مجمع هواء الإمداد. وعند إيقاف تشغيل النظام، يمكن لإمداد الهواء النقي وحده الحفاظ على الضغط الإيجابي.
② تتحمل وحدة تكييف الهواء في غرفة العمليات الحمل الحراري الداخلي، لذا لا يكون حجم الهواء فيها كبيراً، ويتم تثبيت مرشح عند مدخل هواء العودة. ③ بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم مراوح الدوران لزيادة معدل تبديل الهواء لتلبية متطلبات التحكم في تركيز البكتيريا الداخلي.
تتمثل مفاتيح تنفيذ هذا النظام في: ما إذا كانت معالجة الهواء الخارجي قادرة على تلبية متطلبات التحكم في الرطوبة الداخلية في ظل الظروف الأرصاد الجوية في الصين، ومسألة التحكم في الضوضاء عند تشغيل المراوح الثلاث في نفس الوقت.
الشكل 7.3 نظام هواء خارجي مخصص ونظام هواء معاد تدويره مخصص (فرنسا)
- شبكة هواء عائد متعددة الطبقات منخفضة السرعة مزودة بمرشح بكفاءة 90% (وفقًا لمعيار ASHRAE 52-76) 2. مروحة الدوران الثالثة (عند الحاجة إلى زيادة معدل تبديل الهواء، تعمل جميع المراوح الثلاث في النظام في نفس الوقت) 3. صمام كهربائي (يُغلق الصمام عند توقف مروحة الدوران) 4. مرشح HEPA 5. وحدة معالجة الهواء 6. مروحة الإمداد 7. ملف التسخين 8. ملف استرداد الحرارة 9. مرشح هواء خارجي بكفاءة 90% (وفقًا لمعيار ASHRAE 52-76) 10. المرطب 11. صمام كهربائي
[مرجع] يُوضح الشكل 7-4 نظام تبادل حراري بين الهواء العائد والهواء الخارجي المستخدم في اليابان. وتتمثل ميزاته في: ① يمكن إجراء تشغيل بكمية هواء خارجي متغيرة وفقًا للحالة الأرصاد الجوية الخارجية، ويتم تحديد كمية الهواء العائد وكمية الهواء المستنفذ وفقًا لذلك. ② يُثبت مبادل حراري كلي في النظام لاسترداد الطاقة الموجودة في الهواء المستنفذ بشكل كامل. ويعتمد ما إذا كان الهواء المستنفذ يخضع لتبادل حراري كلي مع الهواء الخارجي على حالة الهواء الخارجي. ③ يتم توفير إمداد هواء محلي ومنافذ استنفذ علوية وسفلية. عند تنفيذ هذا النظام، يجب التعامل بشكل صحيح مع العلاقة بين تشغيل الهواء الخارجي المتغير والتحكم في الرطوبة الداخلية، بالإضافة إلى التحكم في الضغط الإيجابي التدريجي.
الشكل 7.4 نظام تبادل حراري بين الهواء العائد والهواء الخارجي (اليابان)
- مرشح متوسط الكفاءة بكفاءة لونية تزيد عن 60% 2. المبرد 3. السخان 4. مرشح متوسط-عالي الكفاءة بكفاءة لونية تزيد عن 85% 5. مرشح HEPA بكفاءة عد الجسيمات تزيد عن 99.99% 6. المبادل الحراري الكلي
7.2.4 يجب أن تعتمد غرف العمليات النظيفة من الفئة الثالثة (شاملة) وما فوقها طريقة الإمداد بالهواء المركز المحلي
توجد طريقتان للإمداد بالهواء في الغرفة النظيفة: الإمداد بالهواء المنتظم والإمداد بالهواء المركز. فالغرف النظيفة الصناعية، من أجل تلبية متطلبات العمليات، عادةً ما تحتاج إلى إمداد هواء منتظم بدلاً من تشتيت منافذ الإمداد بالهواء، نظرًا لأن المناطق الرئيسية التي يجب حمايتها في غرفة العمليات قليلة نسبيًا، يُوصى بترتيب منافذ الإمداد بالهواء بشكل مركز فوق طاولة العمليات، وتحديد متطلبات الإمداد بالهواء بالتفصيل بناءً على الحسابات النظرية وبالرجوع إلى الممارسات المحلية والدولية.
يعتمد الترتيب المركز لمنافذ الإمداد بالهواء فوق طاولة العمليات على نظرية منطقة التيار الرئيسي. حيث يستخدم تيار الهواء النظيف المعقم في منطقة التيار الرئيسي لحماية المنطقة الحرجة، أي منطقة العمليات. وسيجعل اعتماد طريقة الإمداد بالهواء المحلي من الممكن الحصول على فئة نظافة أعلى بدرجة واحدة وتركيز بكتيريا أقل بنصف على الأقل بكمية هواء أصغر. بمعنى آخر، يمكن تحقيق نتيجة نظافة أفضل باستثمار أقل.
لا يجب تثبيت معدات تنقية أخرى مباشرة في غرف العمليات النظيفة من الفئة الأولى والفئة الثانية والفئة الثالثة المزودة بإمداد هواء مركز، لأن توزيع تيار الهواء للإمداد المركز يتميز بأداء جيد، وسيؤدي تيار الهواء الصادر عن معدات التنقية المحلية في الغرفة إلى التداخل مع خصائص التدفق أحادي الاتجاه أو شبه أحادي الاتجاه للإمداد بالهواء المركز.
7.2.5 ترشيح الهواء لنظام تكييف الهواء التنقي
يجب أن يحتوي النظام بأكمله على ثلاث مراحل على الأقل من ترشيح الهواء. يجب أن تقع مرحلة الترشيح الأولى عند مدخل الهواء الجديد، والمرحلة الثانية في قسم الضغط الإيجابي بالنظام، والمرحلة الثالثة عند طرفية النظام أو أقرب ما يمكن إلى الطرفية.
نظرًا لأن ترشيح الهواء هو الوسيلة الأكثر فعالية وأمانًا واقتصادية وملاءمة لإزالة البكتيريا، فإن استخدام المرشحات المناسبة يمكن أن يضمن تحقيق تركيز الغبار وتركيز البكتيريا المطلوبين بتكلفة تشغيل معقولة. يجب أن يتميز مرشح الهواء الجيد بكمية هواء كبيرة ومقاومة منخفضة وكفاءة عالية وسعة احتجاز غبار كبيرة.
[مرجع] في الصين، تُصنف مرشحات الهواء وفقًا لكفاءتها. فقد اعتمد المعيار الوطني طرق اختبار أداء مرشحات الهواء عالية الكفاءة (GB6166-85)، الذي أُصدر في عام 1985، كلًا من طريقة الضباب الزيتي وطريقة لهب الصوديوم كطرق اختبار أداء قانونية. ويستخدم المعيار الوطني طرق اختبار أداء مرشحات الهواء للتهوية العامة (GB12218-89) (الجدول 7.12)، الذي أُصدر في عام 1990، الغبار الجوي كغبار اختبار، ويعتمد طريقة عد كسور الغبار الجوي. ويُقدم الجدول 7.13 مقارنة بين العديد من معايير مرشحات الهواء الأجنبية.
الجدول 7.12 تصنيف مرشحات الهواء للتهوية العامة وكفاءة كسور الغبار الجوي (%)
| تصنيف مرشح الهواء | ≥5μm | ≥1μm | ≥0.5μm | المقاومة الابتدائية/Pa |
|---|---|---|---|---|
| مرشح خشن | <40 | 50 | ||
| مرشح خشن | 40~80 | 50 | ||
| مرشح متوسط الكفاءة | 20~70 | 80 | ||
| مرشح متوسط-عالي الكفاءة | 70~99 | 100 | ||
| مرشح شبه عالي الكفاءة | 95~99.9 | 120 |
الجدول 7.13 مقارنة بين العديد من معايير مرشحات الهواء في الدول الكبرى محليًا ودوليًا
| المعيار الصيني | معيار الشركات المصنعة الأوروبية EUROVENT4/9 | معيار ASHRAE، الطريقة الوزنية، الكفاءة/% | معيار ASHRAE، الطريقة اللونية، الكفاءة/% | الطريقة الأمريكية DOP (0.3μm) الكفاءة/% | المعيار الأوروبي EN779 | المعيار الألماني DIN24185 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| مرشح خشن | EU1 | <65 | G1 | A | ||
| مرشح خشن | EU2 | 65~80 | G2 | B1 | ||
| مرشح خشن | EU3 | 80~90 | G3 | B2 | ||
| مرشح متوسط الكفاءة | EU4 | ≥90 | G4 | B2 | ||
| مرشح متوسط الكفاءة | EU5 | 40~60 | F5 | C1 | ||
| مرشح متوسط عالي الكفاءة | EU6 | 60~80 | 20~25 | F6 | C1/C2 | |
| مرشح متوسط عالي الكفاءة | EU7 | 80~90 | 55~60 | F7 | C2 | |
| مرشح متوسط عالي الكفاءة | EU8 | 90~95 | 65~70 | F8 | C3 | |
| مرشح متوسط عالي الكفاءة | EU9 | ≥95 | 75~80 | F9 | — | |
| مرشح شبه عالي الكفاءة | EU10 | >85 | H10 | Q | ||
| مرشح شبه عالي الكفاءة | EU11 | >98 | H11 | R | ||
| مرشح عالي الكفاءة أ | EU12 | >99.9 | H12 | R/S | ||
| مرشح عالي الكفاءة أ | EU13 | >99.97 | H13 | S | ||
| مرشح عالي الكفاءة ب | EU14 | >99.997 | H14 | S/T | ||
| مرشح عالي الكفاءة ج | EU15 | >99.9997 | U15 | T | ||
| مرشح عالي الكفاءة د | EU16 | >99.99997 | U16 | U | ||
| مرشح عالي الكفاءة د | EU17 | >99.999997 | U17 | V |
[مرجع] لمنع نمو البكتيريا، ظهر جيل جديد من المرشحات المضادة للبكتيريا في السنوات الأخيرة مع تطور تقنية الترشيح. ومع ذلك، حذرت الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (ASHRAE) مرارًا وتكرارًا من ضرورة توخي الحذر الشديد عند اعتماد المنتجات المضادة للبكتيريا في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، وذلك لتجنب التلوث الكيميائي للنظام، الذي من شأنه أن يضر بالبيئة الداخلية بشكل مباشر. لذلك، فإن متطلبات الأداء الأمني للمرشحات المضادة للبكتيريا أعلى حتى من متطلبات كفاءتها في قتل البكتيريا. يُشترط ألا يتم رش الإضافات المضادة للميكروبات للمرشح على سطح وسط الترشيح، بل تتم معالجة الوسط أثناء عملية إنتاجه، بحيث تمتلك طبقة الترشيح بأكملها فعالية مضادة للميكروبات. كما يُشترط أن يكون للمرشح تأثير مضاد للبكتيريا طويل الأمد ضد البكتيريا التي قد تلامس سطحه (يجب أن يكون هذا التأثير الدائم أطول من عمر الخدمة للمرشح)، وأن يمارس عمل قتل دائم ضد طيف واسع من الكائنات الحية الدقيقة (يجب ألا يكون عاملًا مثبطًا للبكتيريا؛ بل يجب أن يكون قادرًا على قتل كل من البكتيريا وأبواغها بشكل مباشر؛ وإلا فلن يتم قتل البكتيريا تمامًا وستطور مقاومة للأدوية بدلاً من ذلك). علاوة على ذلك، يُشترط ألا يطلق المرشح أي ملوثات كيميائية غازية (بما في ذلك الروائح).
[مرجع] بسبب الاستخدام طويل الأمد للأدوية الكيميائية والمضادات الحيوية، غالبًا ما تنطوي العدوى المستشفوية في الوقت الحاضر على عدوى المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (M.R.S.A.). إن M.R.S.A. هي سلالة من المكورات العنقودية الذهبية مقاومة لمضادات حيوية متعددة؛ وهي بكتيريا مزعجة للغاية ويصعب علاجها بالأدوية. أفضل نهج هو القضاء عليها، بدلاً من علاجها بعد أن تسبب العدوى. تمتلك بعض المرشحات المضادة للبكتيريا تأثير قتل خاص عليها، وهو إجراء تقني جيد جدًا.
يمكن للمرشحات المضادة للبكتيريا قتل الكائنات الحية الدقيقة المدرجة في الجدول 7.14 عند ملامستها (بما في ذلك الأبواغ)؛ يعد هذا إجراءً مضادًا للبكتيريا دائمًا ويلعب دورًا خاصًا في التحكم في البيئات المعقمة في المستشفيات.
الجدول 7.14 أنواع الكائنات الحية الدقيقة التي تقتلها المرشحات المضادة للبكتيريا
| بكتيريا | بكتيريا | خمائر | فطريات | طحالب |
|---|---|---|---|---|
| السالمونيلا | أنواع الليستيريا | Conjophgoraputeana | أنواع الستربتوميسيس | الطحالب الخضراء |
| الإشريكية القولونية | أنواع العصية | المبيضة البيضاء | أنواع الرشاشيات | أنواع المتأرجحة |
| أنواع الزائفة | المتقادمة الشائعة | أنواع المبيضة | أنواع الفطر الرأسي | أنواع الزورقية |
| أنواع المتقادمة | أنواع المطثية | أنواع الخميرة الحمراء | أنواع الفيوزاريوم | أنواع السينيديسموس |
| أنواع الكلبسيلة | المكورات العقدية الطافرة | أنواع المكورات المخفية | أنواع الباسيلوميسيس | طحالب الميلسيرا |
| أنواع البكتيريا الصفراوية | مكورات M.R.S.A. | خميرة السكاروميسيس | أنواع الكلادوسبوريوم | |
| أنواع الألكاليجينات | الإشريكية القولونية “0157” | أنواع البنسيليوم | ||
| أنواع المكورات العقدية | ||||
| أنواع المكورات العنقودية | فيروسات | |||
| أنواع الأيروموناس | عاثية الإشريكية القولونية MS2 | |||
| أنواع الأكروموباكتر | فيروس اختبار اصطناعي |
7.2.6 طرق إمداد الهواء لغرف العمليات شبه النظيفة والغرف المساعدة النظيفة من الفئة Ⅲ و Ⅳ
يمكن استخدام وحدات ملف المروحة المنقية أو مكيفات الهواء المنقية الخزانة الداخلية المزودة بمرشحات شبه عالية الكفاءة أو مرشحات عالية الكفاءة؛ ويُحظر استخدام وحدات ملف المروحة العادية أو مكيفات الهواء العادية في أي غرف نظيفة على الإطلاق.
تتمتع وحدات ملف المروحة بقدرة ضعيفة نسبيًا على إزالة الرطوبة، مما يؤدي إلى ارتفاع الرطوبة الداخلية بشكل مفرط، كما أن مرشحات الهواء المدمجة فيها منخفضة الأداء ولا يمكنها تلبية متطلبات إزالة الغبار والبكتيريا. بالإضافة إلى عدم كفاية الهواء النقي، لا يمكن إخراج الهواء الداخلي الراكد، مما يجعل الطاقم الطبي يشعر بالاختناق؛ علاوة على ذلك، يجب فحص المرشحات ووحدات ملف المروحة وتنظيفها وصيانتها داخل الغرفة، وهو ما لا يؤثر فقط على الاستخدام العادي لغرفة العمليات، بل قد يترك أيضًا مخاطر خفية للعدوى في غرفة العمليات.
[مرجع] أبلغت مجموعة كبيرة من الأدبيات المحلية والأجنبية عن مشاكل نمو العفن وتكاثر البكتيريا على الملفات وأحواض تصريف المكثفات في مكيفات الهواء العادية ووحدات ملف المروحة أثناء التشغيل في الصيف، مما يتسبب في زيادة هائلة في تركيز البكتيريا الداخلية والروائح؛ كما أن خطر تلوث الهواء الداخلي يكون أكبر في الصيف. كانت الإصدارات القديمة من المعايير الأجنبية تحظر صراحة استخدام مثل هذه المعدات في غرف العمليات. تنص المبادئ التوجيهية لتصميم وإدارة المستشفيات التي نُشرت في اليابان في عام 1998 على أنه يُسمح لغرف العمليات النظيفة من الدرجة المنخفضة باستخدام وحدات إعادة تدوير الهواء المزودة بمرشحات هواء لا تقل كفاءتها عن شبه عالية الكفاءة؛ لذلك، يُسمح باستخدام مكيفات الهواء المنقية ووحدات ملف المروحة المنقية في غرف العمليات شبه النظيفة، ولكن لا يُشجع استخدامها. [مرجع] نظرًا لأن الماء المتكثف من المكيفات العادية المعلقة بالسقف ووحدات ملفات المروحة قد يفيض ويسبب تلوثًا بكتيريًا، يُستحسن التوصية بأجهزة تكييف هواء للتنقية من النوع الخزانة ووحدات ملفات مروحة للتنقية من النوع العمودي.
7.2.7 متطلبات نظام التنقية لوحدات معالجة الهواء الخارجي
عند توفير نظام مركزي لمعالجة الهواء الخارجي بشكل منفصل لقسم العمليات الجراحية النظيف بأكمله، يجب على وحدة معالجة الهواء الخارجي، خلال موسم التبريد، معالجة الهواء الخارجي للوصول به على الأقل إلى قيمة المحتوى الحراري (الإنثالبي) لنقطة حالة الهواء الداخلي [انظر الشكل 7.5(أ)].
[مرجع] عند تزويد النظام بوحدة معالجة هواء خارجي مستقلة، يتم التركيز على نقطة حالة المعالجة النهائية، بهدف التقليل قدر الإمكان من تأثير الهواء الخارجي ذي الحرارة والرطوبة العالية على التحكم في النظام؛ وينطبق ذلك بدرجة أكبر على وحدات تكييف الهواء في غرف العمليات الجراحية النظيفة. في الوقت الحاضر، في معظم مناطق البلاد، فإن الهواء الخارج…
الشكل 7.5 نقاط حالة مختلفة لمعالجة الهواء الخارجي
لا تزال معالجة الهواء غير قادرة على الوصول إلى نقطة الحالة الموضحة في الشكل 7.5(ج)، التي من شأنها أن تتيح للوحدات الطرفية العمل في ظروف جافة. ومع ذلك، يُؤمل أنه عند توفر الظروف، يمكن للهواء الخارجي المعالج أن يتحمل جزءًا من حمل الرطوبة الداخلي [انظر الشكل 7.5(ب)]. وكحد أدنى، لا ينبغي أن تتحمل الوحدات الطرفية أي حمل رطوبة ناتج عن الهواء الخارجي.
[مرجع] لقد رفعت الإصدارات الحديثة من المعايير الأجنبية جميعها متطلبات التحكم في الرطوبة الداخلية. وتظهر حقائق عديدة أنه على الرغم من أن تكييف الهواء التنقي يمكنه ترشيح البكتيريا في هواء الإمداد بفعالية، فإنه لا يزال يتعين التركيز على التحكم في الرطوبة للنظام بأكمله. وسواء في وحدات تكييف الهواء وقنواتها أو داخل غرفة العمليات الجراحية النظيفة، فإنه متى ما خرجت الرطوبة عن السيطرة، تتوفر للبكتيريا الداخلية ظروف التكاثر وتظهر مخاطر خفية جديدة. وإذا أصبحت الظروف مواتية، فقد تتكاثر البكتيريا بأعداد كبيرة وتتسبب في النهاية في فشل عملية التحكم بالكامل. لذلك، ينبغي إيلاء اهتمام كبير لمخاطر فقدان السيطرة على الرطوبة. إن لنقطة الحالة النهائية لمعالجة الهواء الخارجي تأثيرًا كبيرًا على التحكم في الرطوبة الداخلية. وتُوضح حالات معالجة الهواء الخارجي في الشكل 7.5.
7.2.8 معايير حجم الهواء الخارجي ومتطلباته لغرف العمليات
يُحدد حجم الهواء الخارجي لغرفة العمليات الجراحية النظيفة وفقًا للمتطلبات التالية، مع أخذ القيمة القصوى:
(1) حجم الهواء الخارجي المحسوب بناءً على معدل تبديل الهواء الخارجي في الجدول 4.1 من الفصل الرابع.
(2) حجم الهواء الخارجي الذي يعوض العادم الداخلي ويحافظ على قيمة الضغط الإيجابي الداخلي.
(3) حجم الهواء الخارجي اللازم لتنفس الأفراد.
(4) بالنسبة لكل قيمة من القيم المحسوبة أعلاه، يجب ألا يقل حجم الهواء الخارجي عن 1 000 م³/س لكل غرفة عمليات جراحية نظيفة من الفئة Ⅰ، وألا يقل عن 800 م³/س لكل غرفة عمليات جراحية نظيفة من الفئة Ⅱ أو Ⅲ، وألا يقل عن 600 م³/س لكل غرفة عمليات جراحية نظيفة من الفئة Ⅳ. [مرجع] بعد اعتماد تكييف الهواء في غرف العمليات، وخاصة الصغيرة منها، كان الطاقم الطبي يشكو باستمرار من أن الغرف شديدة الركودة الهوائية. تنص المبادئ التوجيهية لتصميم وإدارة المستشفيات التي نُشرت في اليابان عام 1998 على أن الحد الأدنى لحجم الهواء الخارجي هو 5 مرات تبديل هواء في الساعة؛ كما ينص مجلد التطبيقات من طبعة عام 1999 لدليل الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء على الحد الأدنى نفسه لحجم الهواء الخارجي وهو 5 مرات تبديل هواء في الساعة؛ يحدد الجزء 4 من المعيار الألماني الاتحادي السابق DIN1946 حجم هواء خارجي يبلغ 70 مترًا مكعبًا للشخص في الساعة لغرف العنابر، وعلى الرغم من عدم تحديد قيمة لغرف العمليات - ومن الواضح أنها ستكون أعلى من هذا المعدل - فقد تم تحديد إجمالي حجم هواء خارجي يبلغ 1200 متر مكعب في الساعة لكل غرفة عمليات؛ يعتمد المعيار السويسري على 80 مترًا مكعبًا في الساعة للشخص. مع الأخذ في الاعتبار تصميم نظام العادم، وعدد الأشخاص المحدد (12 شخصًا لغرف العمليات فائقة الكبر، و10 أشخاص لغرف العمليات الكبرى، و8 أشخاص لغرف العمليات المتوسطة، و6 أشخاص لغرف العمليات الصغيرة)، والشرط الذي يحدد حداً أدنى من الهواء الخارجي يبلغ 60 مترًا مكعبًا في الساعة للشخص، فإن جميع المعايير المذكورة أعلاه مرتفعة نسبيًا، ويأتي حجم الهواء الخارجي في المعيار الألماني في المرتبة الأعلى. والمنطق وراء ذلك هو أن استهلاك غاز الهالوثان في غرفة العمليات يبلغ 500 ملليلتر في الساعة؛ فإذا بلغ حجم الهواء الخارجي 1200 متر مكعب في الساعة، يمكن الحفاظ على تركيز الهالوثان عند $\frac{500\text{cm}^3}{1,200\text{m}^3} \approx 0.4\text{ppm}$، بينما سيكون التركيز بالقرب من طبيب التخدير أعلى بعشر مرات، أي 4 جزء في المليون، وهو أقل بقليل من التركيز الأقصى المسموح به لهذا الغاز وهو 5 جزء في المليون. تتمثل اعتبارات المدونة في: ① يمكن الاسترشاد بالمنطق الألماني، ولكن بالنسبة لغرف العمليات من الفئة الرابعة التي تُجرى فيها العمليات الجراحية العادية البسيطة، قد تكون كمية المخدر المستخدمة أقل، كما أن إطلاق غاز التخدير لا يجب أن يكون مستمرًا بتركيز عالٍ، في حين تنص المدونة على أن العادم يعمل بشكل مستمر؛ لذلك يمكن النظر في خفض حجم الهواء الخارجي إلى نصفه، أي حوالي 600 متر مكعب في الساعة. ② الاعتبار الأكثر أهمية هو أنه عند فتح الباب، يمكن لتدفق الهواء الداخلي أن يتدفق للخارج بسرعة معينة لمقاومة تسرب الهواء الخارجي إلى الداخل. بافتراض أن غرفة العمليات من الفئة الأولى تحافظ على سرعة تدفق هواء للخارج تبلغ 0.1 متر/ثانية، وأن مساحة الباب عند فتحه هي 1.4×1.9＝2.66 متر مربع، فإنه يلزم توفر 956 متر مكعب في الساعة من الهواء الخارجي؛ وبالنسبة لغرف العمليات من الفئتين الثانية والثالثة التي تحافظ على سرعة تدفق تبلغ 0.08 متر/ثانية، يلزم توفر 766 متر مكعب في الساعة؛ بالإضافة إلى ذلك، تُشير التقارير بشكل شائع جدًا إلى أن غرف العمليات تشعر بركودة هوائية شديدة. لذلك، يزيد هذا البند من حجم الهواء الخارجي بشكل مناسب؛ وإلى جانب معدل تبديل الهواء الخارجي وحجم الهواء الخارجي للشخص المحددين لاحقًا، تم تحديد الحدود الدنيا لحجم الهواء الخارجي للفئة الأولى، والفئة الثانية～الثالثة، والفئة الرابعة عند 1000 متر مكعب في الساعة (بالنسبة لغرف العمليات المخصصة لطب العيون، حيث يكون عدد الطاقم الجراحي صغيرًا جدًا بشكل عام والغرفة صغيرة أيضًا، يمكن اعتماد 800 متر مكعب في الساعة)، و800 متر مكعب في الساعة، و600 متر مكعب في الساعة على التوالي، وذلك لتجنب المشاكل في غرف العمليات الصغيرة.
7.2.9 متطلبات نظام تكييف الهواء في الغرف النظيفة
تتمثل متطلبات نظام تكييف الهواء في الغرف النظيفة في: أولاً، تلبية الوظائف الخاصة لغرفة العمليات النظيفة؛ ثانيًا، منع التلوث الثانوي لنظام تكييف الهواء من التأثير على التحكم في البيئة الداخلية.
(1) تدابير الإحكام الإغلاقي. عندما لا يكون قسم العمليات النظيف قيد التشغيل، يجب منع التدفق العكسي للهواء الخارجي إلى الداخل لتجنب تدمير الحالة المعقمة الداخلية؛ وتُعد إحكام إغلاق النظام أمرًا بالغ الأهمية. يجب تجهيز مدخل الهواء الخارجي لنظام تكييف وتنقية الهواء لغرف العمليات، بالإضافة إلى قناة إمداد الهواء وقناة إرجاع الهواء وقناة العادم الخاصة بالنظام، بمخمدات هوائية محكمة الإغلاق في المواقع القريبة من غرفة العمليات. يتم التأكيد على إحكام إغلاق نظام تكييف وتنقية الهواء وعلى حالة تشغيله الطبيعية بحجم هواء ثابت، وذلك لتجنب تأثير تراكم الغبار في مرشحات الهواء على حجم الهواء في النظام.
(2) التشغيل بحجم هواء ثابت. يتم ضمان النظافة الداخلية بشكل أساسي من خلال معدل تبديل الهواء، ولكن نظرًا للترشيح الهوائي ثلاثي المراحل في النظام، يتراكم الغبار باستمرار في المرشحات، مما يؤدي إلى ارتفاع مقاومة النظام وانخفاض حجم الهواء المُمدد؛ أو عند استبدال مرشحات الهواء ثلاثية المراحل، تنخفض مقاومة النظام ويزداد حجم الهواء المُمدد. هذه الأمور غير ملائمة للتحكم في الحالة الداخلية. يجب التأكيد على تشغيل النظام بحجم هواء ثابت؛ وتحقيقًا لذلك، يمكن استخدام صمامات التحكم الكهربائية، ومحولات التردد، والأجهزة الميكانيكية لحجم الهواء الثابت، وغيرها للتحكم.
(3) التحكم ذو الأولوية للرطوبة. لا تتطلب غرف العمليات تحكمًا ثابتًا في درجة الحرارة والرطوبة، ولكن متطلبات التحكم في الحدين العلوي والسفلي للرطوبة صارمة إلى حد ما. يحدد المعيار فقط نطاق التحكم في درجة الحرارة والرطوبة الداخلية لغرف العمليات، وهو ليس شرطًا لثبات درجة الحرارة والرطوبة. لذلك، من حيث التحكم في درجة الحرارة والرطوبة، يجب تطبيق التحكم ذو الأولوية للرطوبة، مما يضمن تحقيق التحكم في درجة الحرارة على أساس التحكم في الرطوبة الداخلية بحيث لا تزيد عن 60% ولا تقل عن 40%. وبالنسبة للوحدات المخصصة لغرف العمليات من الفئات الأولى إلى الثالثة، يُشترط أيضًا ألا تتجاوز الرطوبة قبل وصول الهواء إلى مرشح الهواء النهائي 75%، مما يهيئ الظروف لتشغيل غرف العمليات الموفرة للطاقة. (4) منع التلوث الميكروبي الثانوي. تُعد الرطوبة والغبار مصادر مغذيات أساسية لنمو البكتيريا. في الماضي، لم تحظَ مخاطر تراكم الرطوبة والغبار في وحدات تكييف الهواء وأنظمة القنوات الهوائية (خاصة في وصلات الوحدات وصناديق الضغط التوزيعي)، ولا سيما على مرشحات الهواء، بالاهتمام الكافي. يؤكد الكود على منع التلوث الميكروبي الثانوي للنظام. للحد من نمو البكتيريا الناتج عن تراكم الغبار واحتباس المياه، يجب أولاً التعامل مع التحكم الساكن: أي تجنب احتمالية نمو البكتيريا في تكوين الأقسام الوظيفية لوحدة تكييف الهواء، والقضاء على المخاطر الكامنة لنمو البكتيريا في تصميم وتصنيع المكونات، واعتماد تدابير مضادة للبكتيريا. ثانياً، يجب اتباع نهج التحكم الديناميكي: أي القضاء على تراكم الغبار ومخاطر الرطوبة العالية المتشكلة محلياً داخل وحدة معالجة الهواء، وتطبيق نظام تحكم ذي أولوية للرطوبة في الأماكن المغلقة، والحفاظ على الوحدة جافة وخالية من الغبار عند توقف وحدة تكييف الهواء عن التشغيل.
بالإضافة إلى ذلك، وبالإشارة إلى المتطلبات ذات الصلة بالجزء 4 من معيار المستشفيات الألماني DIN1946، يتم التأكيد على أن قنوات تكييف الهواء الخاصة بغرف العمليات يجب أن تكون قصيرة ومستقيمة وناعمة الملمس، مع تقليل عدد الوصلات إلى أدنى حد، واستخدام وصلات وصناديق ضغط توزيعي ذات أداء تدفق هواء ممتاز ومناطق دوامات هوائية صغيرة، ويُمنع استخدام الخراطيم المرنة في نظام القنوات الهوائية.
[مرجع] لماذا يصعب على وحدات تكييف الهواء التقليدية تلبية متطلبات غرف العمليات النظيفة؟ السبب الرئيسي هو أن وحدات تكييف الهواء التقليدية تمنح الأولوية لتحسين كفاءة التبادل الحراري والرطوبي، مع إهمال التلوث الميكروبي الثانوي الناتج عن تراكم الغبار واحتباس المياه.
تتضمن الصعوبات الرئيسية الجوانب التالية:
① يتركز تراكم الغبار والرطوبة في وحدة تكييف الهواء بشكل أساسي عند مدخل الهواء النقي، ولا سيما على مرشح الهواء النقي، ويصعب القضاء عليهما.
② الأجزاء المنتجة للرطوبة في وحدة تكييف الهواء هي بشكل أساسي ملفات التبريد وإزالة الرطوبة ومرطب الهواء، ولا يمكن التخلص منها.
③ للتحكم في نمو البكتيريا على الملفات، يجب تقليل كمية الغبار الداخل إلى الملفات قدر الإمكان، مما يتطلب تركيب مرشح متوسط الكفاءة عالي الفعالية في جهة المنبع من الملفات. ولكن من ناحية أخرى، لمنع إعادة تلوث الهواء الذي تمت ترشيحه عبر المرشح متوسط الكفاءة، تشترط تدابير التنقية تركيب المرشح متوسط الكفاءة في قسم الضغط الإيجابي للنظام (أي جهة المصب من الملفات). يمثل هذا زوجاً من التناقضات يصعب حله.
④ أماكن احتباس المياه في وحدة تكييف الهواء هي صينية تصريف المكثفات وختم الماء؛ وبما أن الملفات تقع في قسم الضغط السلبي للوحدة، فلا يمكن معالجة مشاكل تراكم واحتباس المياه في صينية التصريف وختم الماء.
⑤ يوجد نوعان من مرطبات الهواء المستخدمة في وحدات تكييف الهواء، هما المرطب الرذاذي والمرطب البخاري. يُعد خزان مياه المرطب بيئة مناسبة لتكاثر البكتيريا، ويعتبر التبخير الرذاذي أفضل وسيلة لانتقال البكتيريا إلى الهواء. من المفترض مبدئياً أن يكون البخار معقماً، لكن البخار المنبعث مباشرة من الغلاية يحتوي على مواد كيميائية ضارة بصحة الإنسان، لذا لا يمكن استخدامه مباشرة.
⑥ تُعد مرشحات الهواء وسيلة فعالة لإزالة الغبار. لا يسبب الغبار المتراكم على سطح المرشح عموماً مشكلة تتعلق بنمو البكتيريا، ولكن إذا بقي المرشح رطباً لفترة طويلة، فقد تتكاثر البكتيريا فيه. إن الحفاظ على جفاف المرشح متوسط الكفاءة الموجود في جهة المصب من ملفات التبريد وإزالة الرطوبة ومرطب الهواء بشكل دائم يعد أمراً صعباً للغاية.
⑦ لمنع تراكم جزيئات الغبار داخل وحدة تكييف الهواء، يجب تجنب الأسطح الداخلية غير المستوية أو الوصلات المستعرضة، كما يجب جعل الزاوية بين القاع والألواح الجانبية زاوية مستديرة، وغير ذلك من التدابير؛ ويصعب على هياكل وحدات تكييف الهواء التقليدية تحقيق هذه المتطلبات.
7.2.10 مدخل الهواء النقي لنظام تكييف الهواء النظيف
(1) يعد اتجاه مدخل الهواء النقي ووظيفة حمايته من المطر أمراً بالغ الأهمية. ففي المناطق الساحلية الجنوبية الشرقية على وجه الخصوص، من الضروري منع الأمطار الغزيرة والأعاصير وغيرها من الظواهر الجوية من دفع كميات كبيرة من مياه الأمطار للارتداد إلى قنوات الهواء النقي. لذلك، يجب أن يزود النظام بمداخل هواء نقي ذات أداء ممتاز في الحماية من المطر، إلى جانب تدابير فعالة للحماية من المطر بل وحتى لتصريف المياه. يجب ألا تتجاوز سرعة سحب الهواء عند مدخل الهواء النقي 3 متر/ثانية. وإذا سمحت الظروف، يمكن توسيع مساحة مدخل الهواء النقي لتقليل سرعة السحب؛ وتجدر الإشارة إلى أن سرعة 3 متر/ثانية هي مجرد قيمة حدية عليا للتحكم.
(2) يجب ألا يقع مدخل الهواء النقي للنظام فوق مخرج الهواء العادم؛ ويجب تثبيته على ارتفاع يزيد عن 5 أمتار فوق سطح الأرض، وعلى مسافة أفقية تزيد عن 3 أمتار من مخرج الهواء العادم …في الأعلى، وفي منطقة نظيفة على الجانب المواجه للريح من مخرج الهواء العادم وخالية من تداخل مصادر التلوث؛ وإذا كان المدخل واقعاً على السطح، فيفضل أن يكون على ارتفاع لا يقل عن 0.9 متر فوق سطح السطح. كما يجب ألا يقع مدخل الهواء النقي داخل غرفة المعدات. 【مرجع】 لتحسين تأثير تخفيف الهواء النقي، يجب أولاً تحسين جودة الهواء النقي الداخل إلى الغرفة. يمكن استخدام مفهومي عمر الهواء النقي والتلوث في مسار الإمداد لقياس جودة الهواء النقي الداخل إلى الغرفة. كلما قصرت مسافة نقل الهواء النقي من مأخذ الهواء إلى الغرفة، قصر زمن النقل، وانخفض عمر الهواء النقي، وكانت الجودة أفضل. وكلما قل التلوث في مسار الإمداد، احتفظ الهواء النقي برائحته المميزة وأدائه بشكل أفضل. لذلك، بالنسبة للهواء النقي عالي الجودة الذي يتم سحبه، فإن قصر شبكة أنابيب النقل وتقليل التلوث في مسار الإمداد هو العامل الأساسي الذي يحدد جودة الهواء الداخلي.
【مرجع】 انتبه لموقع مأخذ الهواء النقي. ولتجنب تأثير سطح الأرض أو السقف على جودة الهواء النقي، يُنص صراحة على الارتفاع فوق سطح الأرض أو السقف، ويجب توفير مسافة كافية بين مأخذ الهواء النقي ومخرج العادم؛ كما يجب أن يبتعد عن مخارج تصريف أبراج التبريد، ومخارج دخان المداخن، وجميع مخارج العادم، لتجنب سحب هواء ملوث أو روائح كريهة وغيرها. وعلى وجه الخصوص، يحتوي رذاذ الماء المتطاير من أبراج التبريد على بكتيريا الليجيونيلا؛ فإذا دخل المبنى عبر مأخذ الهواء النقي المستخدم في تكييف الهواء، فقد يتسبب في تفشي عدوى على نطاق واسع، وقد وردت تقارير عن مثل هذه الحالات في الصين وخارجها.
7.2.11 مخارج العادم لنظام التنقية
(1) بما أن الطاقم الطبي في غرفة العمليات يتجمع غالبًا حول المريض، فإن رائحة جسم الإنسان تكون ملحوظة، ولا سيما الرائحة الكريهة المنبعثة من تجويف جسم المريض أثناء الجراحة، يضاف إلى ذلك رائحة المطهرات وغاز التخدير المتبقي وغيرها، مما يؤدي إلى تدهور جودة الهواء الداخلي. ولمعالجة مصدر التلوث المركز هذا، يفضل إنشاء نظام عادم لغرفة العمليات بشكل مستقل وتشابكه مع نظام إمداد الهواء؛ ويفضل وضعه في السقف فوق الجانب الأيمن من رأس المريض، بحيث يطرد الهواء مباشرة، مما يتيح إزالة الغازات الضارة من الغرفة بفعالية.
(2) يجب ألا يقل حجم هواء العادم لكل غرفة عمليات عن 200m³/h.
(3) في اتجاه سريان هواء العادم، يجب تجهيز مخرج العادم بمرشح عالي-متوسط الكفاءة، لا تقل كفاءته العددية في التقاط غبار الغلاف الجوي ذي الحجم ≥1μm عن 80%، وصمام عدم رجوع، أو مخمد هوائي محكم الإغلاق يعمل كهربائيًا ومتشابك مع مروحة العادم، وذلك لمنع الهواء الخارجي من الارتداد عبر مخرج العادم.
【مرجع】 للتحكم في الضغط الموجب بفعالية ومرونة، وطرد التلوث المنبعث من مصادر التلوث المركزة مباشرة لضمان جودة الهواء الداخلي، لا يُستحسن توفير عادم في شبكة أنابيب الهواء الراجع؛ ويشيع استخدام هذا الأسلوب في المباني المدنية العادية حيث تكون مصادر التلوث منتشرة ومنتظمة. وإذا استُخدم في غرف العمليات، فإن المواد الضارة الموجودة في الداخل ستدور داخل النظام، ولن يمكن خفض تركيز التلوث الداخلي إلا تدريجيًا من خلال التخفيف المستمر والدوران المستمر والعادم المستمر بواسطة النظام، وتكون النتائج الفعلية ضعيفة إلى حد ما.
【مرجع】 يجب أن تستمر مروحة العادم في العمل تمامًا كما تستمر مروحة الإمداد؛ وللحفاظ على الضغط الموجب الداخلي، يجب تشابك نظامي العادم وإمداد الهواء. وبالمثل، يجب تشابك مروحة العادم الداخلية مع الباب الأوتوماتيكي لغرفة العمليات، مع تركيب جهاز تأخير زمني. فعند فتح الباب للحظات، تتوقف مروحة العادم فورًا؛ وعند إغلاق الباب، وبعد تأخير وبمجرد استقرار الضغط الموجب، يُعاد تشغيل مروحة العادم. وهذا يضمن الحفاظ على الضغط الموجب أثناء فتح الباب، ويمنع مروحة العادم من التوقف والتشغيل المتكررين بسبب فتح الباب وإغلاقه.
7.2.12 قيود على استخدام المشعات الحرارية
يُحظر تركيب مشعات التدفئة في غرف العمليات النظيفة من الفئات Ⅰ وⅡ وⅢ، أو في الغرف المساعدة النظيفة من الفئتين Ⅰ وⅡ، ولكن يجوز استخدام ألواح التدفئة الإشعاعية للتدفئة أثناء فترات المناوبة. إذا احتاجت غرف العمليات النظيفة من الفئة Ⅳ والغرف المساعدة النظيفة من الفئتين Ⅲ وⅣ إلى مشعات تدفئة، وجب اختيار أنواع لا يتراكم الغبار عليها بسهولة وتكون سهلة التنظيف، مثل المشعات الأنبوبية المكشوفة أو المشعات اللوحية الإشعاعية، مع تركيب أغطية واقية. ويجب أن يكون الوسط الحراري للمشعات ماءً ساخنًا لا تزيد درجة حرارته عن 95℃.
【مرجع】 نظرًا إلى أن المشعات الحرارية يتراكم عليها الغبار بسهولة ويصعب تنظيفها، فقد تم التأكيد على اختيار أنواع مثل المشعات الأنبوبية المكشوفة أو المشعات اللوحية الإشعاعية، ويُشترط تركيب أغطية واقية. بالإضافة إلى ذلك، فإن تيار الحمل الحراري الناتج أثناء التشغيل والترسب الحراري لجسيمات الغبار على أسطح الجدران الباردة عاملان غير ملائمين للتنقية الداخلية؛ ولذلك يجب أيضًا وضع لوائح للحالات التي يجوز فيها استخدام المشعات الحرارية.
7.2.13 مصادر البرودة والحرارة لقسم الجراحة
يجب مراعاة إمكانية تشغيل أنظمة تكييف الهواء النظيفة لقسم الجراحة بالكامل، أو لعدة غرف عمليات، خلال الفصول الانتقالية.
【مرجع】 بسبب المتطلبات الخاصة للتحكم في البيئة الداخلية في غرف العمليات، يلزم عادةً تقديم أو تمديد فترة إمداد التبريد (أو التدفئة). وعند تصميم قسم الجراحة، يجب مراعاة إمكانية توفير مصادر برودة وحرارة تمكّن من استخدام نظام تكييف الهواء النظيف خلال الفصول الانتقالية، بحيث لا يلزم تشغيل مصادر البرودة والحرارة للنظام الرئيسي. ومن غير المعقول إلى حد كبير أن تعمل مصادر البرودة والحرارة للنظام الرئيسي بكفاءة منخفضة من أجل تلبية احتياجات التبريد (أو التدفئة) لقسم جراحة واحد. [مرجع] معامل الاستخدام المتزامن في قسم الجراحة صغير نسبيًا، وغالبًا ما يلزم التبريد (أو التدفئة) فورًا بسبب العمليات الطارئة. لذلك، عند النظر في مصادر التبريد والتدفئة لأنظمة تكييف الهواء النظيف لقسم الجراحة بالكامل أو لعدة غرف عمليات، يجب مراعاة إمكانية استخدامها بشكل مستقل.