نظرية منطقة التيار الرئيسي — الأساس النظري لترتيب مخارج إمداد الهواء المركز

1.3.1 حماية المناطق الرئيسية والتنقية المحلية

المعيار الوطني الصيني، «معيار بناء أقسام العمليات النظيفة في المستشفيات»، ساري المفعول منذ 1 أكتوبر 2000. يصنف هذا المعيار الغرف النظيفة إلى 4 درجات. ومن بينها، تُصنف غرف العمليات النظيفة وفقًا لتركيز البكتيريا ونظافة الهواء في منطقة طاولة العمليات والمنطقة المحيطة بها، وهي المرة الأولى التي يتم فيها ذلك دوليًا. تنص المادة 29 من المعيار على: “يجب أن تعتمد غرف العمليات النظيفة من الدرجة Ⅰ وⅡ وⅢ نظام إمداد هواء مركزي محلي؛ يجب أن تتناسب مساحة فتحات إمداد الهواء المرتبة مركزيًا، أي حجم منطقة العمليات، مع درجة غرفة العمليات — لا تقل عن $6.2\mathrm{m}^2$ للدرجة Ⅰ (منها الجزء المخصص للرأس لا يقل عن $1.4\mathrm{m}^2$)، ولا تقل عن $4.6\mathrm{m}^2$ للدرجة Ⅱ، ولا تقل عن $3.6\mathrm{m}^2$ للدرجة Ⅲ.”

هذا النص يختلف تمامًا عن الممارسة الشائعة إلى حد ما في الغرف النظيفة الصناعية (مثل الممارسة في اليابان): نظام التدفق أحادي الاتجاه في الغرفة بالكامل أو التدفق المضطرب.

الفكرة التوجيهية وراء هذا النص هي تطبيق نظرية المنطقة السائدة لحماية المناطق الرئيسية، لتحقيق الهدف المتمثل في تحسين أداء النظافة وفي نفس الوقت أن تكون أكثر اقتصادًا.

تم استعارة حماية المواقع الرئيسية والتنقية المحلية من الممارسة الألمانية. لم تكن ألمانيا تروج في غرف عمليات المستشفيات للتنقية في الغرفة بالكامل مع إمداد هواء منتظم؛ بل ركزت على الحفاظ على تركيز البكتيريا المحمولة جواً في المنطقة الرئيسية (طاولة العمليات وطاولة الأدوات) ضمن نطاق محدد، وتوفير بيئة خلفية مؤهلة لمنطقة العمل.

هذا المسار التقني لغرف العمليات النظيفة في المستشفيات الألمانية لا ينفصل عن مفهومي درجة التلوث $U_\mathrm{s}$ ودرجة التلوث النسبية $E_\mathrm{x}$ اللذين اقترحهما البروفيسور إسدورن من جامعة برلين التقنية في عام 1977 [1] (للتعريفات، انظر المرجع [2]).

اعتمد المعيار الألماني DIN1946 الجزء 4 «التهوية وتكييف الهواء في المستشفيات» المفاهيم المذكورة أعلاه ونص على أنه يُسمح بـ $U_\mathrm{s}=1$ لما يسمى غرفة عمليات معقمة عامة، و$U_\mathrm{s}=2/3$ لما يسمى غرفة عمليات معقمة عالية.

أدى إدخال مفهوم درجة التلوث إلى دفع تطوير ما تسميه ألمانيا غرف عمليات معقمة — غرف عمليات نظيفة — وفق نمط يختلف عن الممارسة العامة للغرف النظيفة الصناعية في ذلك الوقت. مزاياها الرئيسية هي:

(1) استخدام تركيز البكتيريا كأساس للحكم يناسب عادات الطاقم الطبي.

(2) قدم الشرط الأساسي لتلبية ما يسمى بالمتطلبات المعقمة العامة — معدل تبديل الهواء $20\mathrm{h}^{-1}$ من الهواء النظيف — مع الأخذ في الاعتبار أن حجم تبديل الهواء هذا سيفي بالمتطلبات الصحية لما يسمى غرفة عمليات معقمة عامة؛ أي بمعنى آخر، يجب تزويد غرفة العمليات النظيفة بالهواء النظيف، ويجب أن يكون حجم تبديل الهواء على الأقل معادلاً لـ $20\mathrm{h}^{-1}$.

(3) أسس لمفهوم أن منطقة العمل هي المنطقة الرئيسية، وطرح فكرة توصيل حجم تبديل الهواء البالغ $20\mathrm{h}^{-1}$ بشكل مركزي فوق منطقة العمل، بحيث يكون تركيز البكتيريا الذي يتم تحقيقه في منطقة العمليات نصف متوسط التركيز الداخلي فقط، أي تنخفض درجة التلوث إلى 0.5. هذا هو بالضبط الفرق بين المرشحات المرتبة مركزيًا والترتيب المبعثر التقليدي للمرشحات.

(4) لم يكتفِ بالمفهوم، بل قام بدمج المفهوم مع الجهاز المخصص لتنفيذه، وطور وحدة سقف إمداد الهواء لغرفة العمليات، ونقل هذا التطوير إلى شركة فايس؛ هذا هو أيضًا النموذج الأساسي لوحدات سقف إمداد الهواء لغرف العمليات النظيفة التي نراها اليوم في العديد من غرف العمليات النظيفة الأوروبية (بما في ذلك وحدات شركتي تروكس تكنيك ونيكل الألمانية ولوفا السويسرية).

ومع ذلك، فإن أوجه القصور التي أظهرها مفهوم درجة التلوث هي:

(1) لم يتم وضع معيار مطلق لتركيز البكتيريا لغرف العمليات النظيفة، وهذا لا ينعكس في DIN1946 الجزء 4 أيضًا. على الرغم من أن الحجم الهوائي الأساسي البالغ $2,400\mathrm{m}^3/\mathrm{h}$ تم استخلاصه من خلال القياسات وغيرها، لم يتم تقديم معيار تركيز بكتيري يمكن تحقيقه بهذا الحجم الهوائي، ولم يتم تحديد الشروط ذات الصلة (مثل المساحة وعدد الأشخاص). ونتيجة لذلك، فإن المقارنات بين هذه الكميات النسبية ليست ذات أهمية تذكر وقابلية التشغيل محدودة، ويبدو اعتماد $2,400\mathrm{m}^3/\mathrm{h}$ (أو تبديلات هواء $20\mathrm{h}^{-1}$) تعسفيًا.

(2) إن مفهوم درجة التلوث لإسدورن هو في جوهره نهج يتبع الحد الأدنى من الحجم الهوائي؛ مخططه ينطبق فقط على ما يسمى غرف العمليات المعقمة العامة، وهو من الواضح أنه ذو قيود كبيرة، وأحجام إمداد الهواء في معايير الدول الأوروبية الأخرى، مثل المملكة المتحدة وسويسرا، أكبر بكثير من تلك الخاصة بألمانيا. هذه النقطة طرحها أيضًا البروفيسور شميت، الذي عمل في شركة فايس؛ كان يرى أن فكرة الحد الأدنى للحجم الهوائي المذكورة أعلاه غير صحيحة، لأن الاستثمار الإضافي ضئيل جدًا مقارنة بالفوائد التي ينتجها في تجنب العدوى وضمان نجاح الجراحة، وكذلك في تقليل الخسائر الناتجة عن الإجراءات القانونية المحتملة. وبدلاً من ذلك اقترح أن الحجم الهوائي لما يسمى غرفة عمليات معقمة عالية يجب أن يكون أكبر من $7500\mathrm{m}^3/\mathrm{h}$.

(3) لا النتيجة $U_\mathrm{s}=0.5$ التي توصل إليها البروفيسور إسدورن، ولا النتائج المتعلقة بمساحة إمداد الهواء ومنطقة الحماية التي لخصها البروفيسور شميت من عدد كبير من القياسات (انظر الجدول 1 في المرجع [2])، وصلت إلى المستوى الذي تنبأت به النظرية؛ لم يتم توفير طريقة حساب نظري قابلة للتطبيق بشكل أساسي، مما قلل أيضًا من قابلية التشغيل في الممارسة. في الواقع، العديد من الأفكار التي تنعكس في مفهوم درجة التلوث وفي DIN 1946 الجزء 4 ليست غريبة علينا.

هذا النهج القائم على درجة التلوث، الذي طرحته ألمانيا في عام 1977، يرى أن غرفة العمليات النظيفة لا تحتاج إلى الخضوع لتنقية الغرفة بالكامل؛ من الضروري فقط تقليل تركيز البكتيريا محليًا وحماية المنطقة الحرجة بشكل فعال، وتركيز الهواء النظيف المقابل لمعدل تبديل هواء يبلغ $20,\mathrm{h}^{-1}$ وتوصيله فوق طاولة العمليات. إن جوهر هذا النهج هو بالضبط الجمع بين مفهومي «التنقية المحلية» و«المنطقة السائدة».

كانت الصين قد طرحت لأول مرة مفهومي «التنقية الشاملة» و«التنقية المحلية» في وثيقة التدابير التقنية لنظافة الهواء^[3]، التي تم اعتمادها في اجتماع التقييم والمراجعة الوطني في يوليو 1977 ونشرت رسميًا في عام 1979:

«كلما تم، من خلال تنقية الهواء وغيرها من تدابير المعالجة الشاملة، جعل منطقة العمل بأكملها داخل الغرفة بيئة هواء نظيف، تسمى هذه الممارسة التنقية الشاملة.» «كلما تم جعل منطقة عمل محلية فقط في الغرفة — مساحة محلية محددة — بيئة هواء نظيف، تسمى هذه الممارسة التنقية المحلية.» «حيثما يتم استيفاء متطلبات العملية، يجب اعتماد التنقية المحلية قدر الإمكان.»

بالطبع، مثل هذه التنقية المحلية تجلب أيضًا تأثير تنقية للمنطقة بأكملها.

1.3.2 مفهوم المنطقة السائدة وحساب التركيز غير الموزع بشكل منتظم

المنطقة السائدة هي مفهوم تم اقتراحه لأول مرة في الصين في عام 1978^[4]: في غرفة نظيفة ذات تدفق مضطرب، المنطقة الواقعة ضمن نطاق معين أسفل مخرج إمداد الهواء هي المنطقة السائدة، التي تتمتع بأعلى مستوى نظافة؛ بالقرب من مخرج هواء العودة توجد منطقة صغيرة جدًا لمخرج هواء العودة، يمكن أن يكون مستوى نظافتها أعلى أو أقل من متوسط تركيز الغرفة، اعتمادًا على ما إذا كان معامل التوزيع غير المنتظم $\Psi$ أكبر أو أقل من 1، لكنه يساوي متوسط تركيز الغرفة تحت التوزيع المنتظم النظري ($\Psi_{\mathrm{c}}=1$)؛ بالإضافة إلى ذلك، المناطق الأخرى على جانبي مخرج الإمداد هي مناطق مضطربة تحتوي على دوامات، وتُختصر عادةً باسم منطقة الدوامة (وهذا لا يعني أن المنطقة بأكملها تتكون من دوامات)، ومستوى نظافتها أقل بشكل ملحوظ من المنطقة السائدة المركزية. يوضح الشكل 1 التوزيع غير المنتظم للمناطق الثلاث.

الشكل 1　التوزيع غير المنتظم للمناطق الثلاث

وفقًا لمفهوم المنطقة السائدة، بالنسبة لمساحة نظيفة يوجد بها مرشح HEPA في نهايتها، بما أن تركيز إمداد الهواء ضئيل للغاية، فلدينا: متوسط تركيز الغرفة تحت التوزيع غير المنتظم

$$\overline{N}{\mathrm{v}} = N{\mathrm{s}} + \Psi,\frac{60G \times 10^{-3}}{n} \approx \Psi\overline{N}$$

تركيز المنطقة السائدة　　　$N_{\mathrm{a}} = \Psi_{\mathrm{a}}\overline{N}$

تركيز منطقة الدوامة　　　$N_{\mathrm{b}} = \Psi_{\mathrm{b}}\overline{N}$

تركيز منطقة مخرج هواء العودة　　$N_{\mathrm{c}} = \Psi_{\mathrm{c}}\overline{N}$.

حيث: $\Psi$——معامل التوزيع غير المنتظم، $\Psi = \left(\dfrac{1}{\varphi} - \dfrac{\beta}{\varphi} + \dfrac{\beta}{1+\varphi}\right)\left(\varphi + \dfrac{V_{\mathrm{b}}}{V}\right)$؛

$\Psi_{\mathrm{a}}$——معامل التوزيع غير المنتظم للمنطقة السائدة، $\Psi_{\mathrm{a}} = 1 - \dfrac{\beta}{1+\varphi}$؛

$\Psi_{\mathrm{b}}$——معامل التوزيع غير المنتظم لمنطقة الدوامة، $\Psi_{\mathrm{b}} = \dfrac{1+\varphi-\beta}{\varphi}$؛

$\Psi_{\mathrm{c}}$——معامل التوزيع غير المنتظم لمنطقة مخرج هواء العودة، $\Psi_{\mathrm{c}} = 1$؛

$n$——معدل تبديل الهواء؛

$\overline{N}$——متوسط تركيز الغرفة تحت التوزيع المنتظم، $N = N_{\mathrm{s}} + \dfrac{60G \times 10^{-3}}{n}$؛

$N_{\mathrm{s}}$——تركيز إمداد الهواء؛

$G$——معدل تولد الجسيمات لكل وحدة حجم؛

$\beta$——نسبة معدل تولد الجسيمات في المنطقة السائدة إلى ذلك في الغرفة بأكملها؛

$\varphi$——معامل اجتذاب المنطقة السائدة؛

$\dfrac{V_{\mathrm{b}}}{V}$——نسبة حجم منطقة الدوامة إلى حجم الغرفة بأكملها.

I.3.3 درجة تلوث المنطقة السائدة

تشير القيمة $\Psi_{\mathrm{c}}=1$ إلى أن التركيز في منطقة مخرج هواء العودة هو المتوسط العام للتركيز تحت التوزيع المنتظم. أشارت نتائج البحوث النظرية السابقة بالفعل إلى أنه يجب وضع منطقة العمل تحت المنطقة السائدة. من أجل تقييم درجة التفوق المتمثلة في ترتيب فتحات إمداد الهواء مركزيًا ووضع منطقة العمل تحت المنطقة السائدة مقارنة بالترتيب المبعثر التقليدي، توجد الاعتبارات التالية.

(1) تُعبر عن هذه الدرجة بنسبة تركيز المنطقة السائدة إلى متوسط تركيز الغرفة، أي $\Psi_{\mathrm{a}}/\Psi$. بما أن متوسط تركيز الغرفة يشمل تركيز المنطقة السائدة، فقد لا ينعكس تفوق المنطقة السائدة في هذه النسبة. وفي نفس الوقت، عند اعتماد مخطط المنطقة السائدة بفتحات إمداد هواء مرتبة مركزيًا، من السهل أن يحدث خلاف حول متوسط تركيز الغرفة، لأن عدد نقاط القياس التي يجب وضعها في المنطقة السائدة يرتبط بمعاملات الترجيح الخاصة بكل منها ويصعب تحديدها، لذا فإن قابلية التشغيل ليست قوية.

(2) تُعبر عن هذه الدرجة بنسبة تركيز المنطقة السائدة إلى تركيز مخرج هواء العودة أو متوسط تركيز الغرفة تحت التوزيع المنتظم، أي $\Psi_{\mathrm{a}}/\Psi_{\mathrm{c}}$، أي تُعبر عنها بـ $\Psi_{\mathrm{a}}$. على الرغم من أنها قابلة للتشغيل، أي يمكن قياس التركيز في منطقة مخرج هواء العودة (الذي يعادل تركيز هواء العودة)، بما أنه لا يمكن وضع نقاط العمل في منطقة مخرج هواء العودة، فإن نسبتها ليست الأكثر إثارة للقلق. إن مفهوم درجة التلوث الألماني المذكور أعلاه هو بالضبط مثل هذه النسبة؛ لا يمكنه الإجابة على سؤال يثير القلق بعد ترتيب فتحات إمداد الهواء مركزيًا: ماذا عن المنطقة المحيطية التي لا توجد بها فتحات إمداد هواء؟ بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أنه يمكن قياس تركيز مخرج هواء العودة، فمن الواضح أن تركيزات مخارج هواء العودة في مواقع مختلفة تختلف بشكل كبير، مما يتطلب قياسها جميعًا حتى لا يحدث تشويه كبير جدًا.

(3) تُعبر عن هذه الدرجة بنسبة تركيز المنطقة السائدة إلى منطقة الدوامة، أي تركيز المنطقة المحيطية، أي $\Psi_{\mathrm{a}}/\Psi_{\mathrm{b}}$، والتي يمكن أن تشرح المشكلة بوضوح نسبيًا. كما ذكرنا سابقًا، تشير منطقة الدوامة إلى المنطقة المضطربة التي تحتوي على دوامات على جانبي المنطقة السائدة؛ تركيزها يمثل تركيز المناطق الرئيسية الأخرى في الغرفة بصرف النظر عن المنطقة السائدة ومخارج هواء العودة، أي تركيز المناطق المحيطة بالمنطقة السائدة. لذلك، يمكن لـ $\Psi_{\mathrm{a}}/\Psi_{\mathrm{b}}$ أن تعكس فرق التركيز بين منطقة العمل والمنطقة غير العاملة. وفي نفس الوقت، يمكن قياس تركيزات هاتين المنطقتين بشكل منفصل عن طريق ترتيب نقاط أخذ العينات وفقًا للمناطق.

باختصار، تُسمى درجة تلوث المنطقة السائدة بالنسبة للمنطقة المحيطية درجة تلوث المنطقة السائدة، وتُعبر عنها بـ $\Psi_{\mathrm{a}}/\Psi_{\mathrm{b}}$، والتي تتميز بوضوح عن درجة التلوث الألمانية، أي $\Psi_{\mathrm{a}}/\Psi_{\mathrm{c}}$.

I.3.4 حساب التصنيف

(1) مخطط غرفة العمليات. يمكن تقسيم المخطط الداخلي لغرفة العمليات إلى عدة مناطق حسب الوظيفة، بالاستناد إلى التقسيم الوارد في المعيار العسكري ذي الصلة^[5]، كما هو موضح في الشكل 2. في الشكل 2، تُحسب المنطقة “1” بناءً على طول طاولة عمليات يبلغ 1.8 متر، ويمكن فتحها من كلا الطرفين إلى 2.1 متر للمرضى طوال القامة بشكل استثنائي. التباعد بين المناطق هو 0.6 متر بشكل أساسي.

الشكل 2 تقسيم المناطق الوظيفية (التدفق المضطرب والتدفق أحادي الاتجاه العمودي)

(2) عدد الطاقم الجراحي. يرتبط عدد الطاقم الجراحي بمخطط توزيع الأفراد في غرفة العمليات. أثناء الجراحة، يتجمع الطاقم الطبي بكثافة حول طاولة العمليات؛ يبقى الجراحون بالقرب من طاولة العمليات، وهم الجراح الرئيسي، والمساعد الأول، والمساعد الثاني، والممرضة الرئيسية (أو ممرضة التعقيم)، مع طبيب تخدير بالقرب من الرأس. وفي نفس الوقت، كلما كانت المعدات الطبية أكثر حداثة، قل عدد الأفراد المطلوبين، لأنه من حيث المبدأ يتطلب جهاز واحد شخصًا واحدًا للاعتناء به؛ عندما تصبح الأجهزة حديثة ومتعددة الوظائف، يقل عدد الوحدات، ويقل عدد الأفراد المساعدين. يتراوح عدد الأفراد المساعدين عمومًا بين 8～12؛ بعد استخدام المعدات الحديثة، لا يزيد عددهم عمومًا عن 10. يوضح التخطيط المستوي للأدوات الجراحية في الأشكال 3～6^[6].

(3) مساحة إمداد الهواء. بما أن إمداد الهواء يتركز على منطقة العمل، فإن حجم مساحة إمداد الهواء مهم جدًا. إذا كانت مساحة إمداد الهواء كبيرة جدًا، فسيكون الحجم الهوائي المطلوب كبيرًا جدًا، أو ستكون سرعة الهواء منخفضة جدًا في ظل حجم هواء معين، والتكلفة مرتفعة؛ إذا كانت صغيرة جدًا، فستتأثر حماية منطقة العمل.

الآن نميز ثلاث حالات، وهي المعيار الأدنى والمتوسط والأقصى.

المعيار الأدنى هو إحاطة منطقة العمل التي تحتوي فقط على طاولة العمليات داخل المنطقة السائدة؛ المعيار المتوسط يشمل المنطقة المحيطة بطاولة العمليات بمسافة 0.6 متر؛ المعيار الأقصى قد يشمل المنطقة التي تمتد 0.9 متر خارج جانبي طاولة العمليات (الرقم الفعلي في أحكام «المعيار» أصغر قليلاً، لذلك يمكن ضمان نتائج الحساب بشكل أكثر موثوقية).

الشكل 3　مثال تخطيط مستوي 1 لأدوات جراحة القلب

1. جهاز القلب والرئة　2. طاولة الأدوات　3. خزانة الأدوية　4. وحدة الجراحة الكهربائية　5. جهاز تنظيم ضربات القلب بالصدمات　6. منشار عظم القص الكهربائي　7. طاولة العمل　8. الشفط وإمداد الأكسجين　9. طاولة التخدير　10. جهاز التخدير　11. جهاز تخطيط القلب الكهربائي　12. المبادل الحراري　13. الأحواض والدلاء

الشكل 4　مثال تخطيط مستوي 2 لأدوات جراحة القلب

1. برج معلق لسحب 5 أنواع من الغازات　2. جهاز الدورة الدموية خارج الجسم　3. قضيب معلق للتسريب الوريدي　4. المؤشر　5. جهاز المراقبة　6. طاولة الأدوات　7. الأحواض والدلاء

الشكل 5　مثال تخطيط مستوي 3 لأدوات جراحة القلب

1. جهاز التخدير　2. جهاز تخطيط القلب الكهربائي　3. طاولة التخدير　4. طاولة الأدوات　5. صينية الأدوات　6. المجهر　7. الأحواض والدلاء　8. حامل التسريب الوريدي　9. المثقاب الكهربائي　10. الشفط وإمداد الأكسجين

الشكل 6　مثال تخطيط مستوي 4 لأدوات جراحة المفاصل

1. جهاز التخدير　2. طاولة التخدير　3. طاولة الأدوات　4. صينية الأدوات　5. جهاز الكي الكهربائي　6. المثقاب الهوائي　7. القضيب المعلق للغازات والتسريب الوريدي　8. الأحواض والدلاء

هنا، يجب أخذ ظاهرة الاختلاط والإضعاف عند حدود تيار الهواء النفاث الضعيف في الاعتبار (انظر الشكل 14-3 في المرجع [7])؛ قد تنكمش الحدود بزاوية مقدارها 10.7 درجة (المنطقة التي تشمل زاوية 10.7 درجة لا تزال تنتمي إلى منطقة التيار الرئيسي).

وفقًا لنوع المصباح الجراحي عديم الظل، يبلغ الارتفاع الصافي الداخلي 2.9～3 متر، وارتفاع طاولة العمليات 0.8 متر، وارتفاع الشق الجراحي على جسم الإنسان 0.3 متر، وارتفاع مستوى العمل 1.1 متر؛ إذن مسافة الانكماش على كل جانب هي [(2.9～3)−1.1]tan10.7°=0.34～0.36 متر.

(4) معدل تولد البكتيريا. لا يُحسب معدل تولد البكتيريا من كثافة الأفراد؛ يجب حسابه مباشرة. لا توجد بيانات مباشرة حتى الآن حول تولد البكتيريا من الأسطح الداخلية، لذلك يمكن استخدام معدل تولد الغبار السطحي كمرجع، أي يُفترض أن تولد البكتيريا من الأسطح التي تمثلها 8 أمتار مربعة من الأرضية يعادل تولد شخص واحد في حالة راحة. يمكن أخذ أقصى تولد بكتيري لشخص في حالة راحة بـ 300 بكتيريا/(شخص·دقيقة)؛ مع أخذ عدد أفراد القياس كشخصين، إذن

$$\text{إجمالي تولد البكتيريا}=\left(\frac{\text{مساحة الغرفة}}{8\text{m}^2}+2\right)\times\frac{300}{\text{min}}\text{بكتيريا}$$

(5) المعاملات. تُؤخذ قيمة $\varphi$، وفقًا لنسبة التغطية الكاملة لوجه إمداد الهواء، كـ 0.4، 1.3، 0.26، 0.2 على التوالي؛ تُؤخذ قيمة $\beta$، وفقًا لنسبة التغطية الكاملة لوجه إمداد الهواء، كـ 0.7، 0.65، 0.8، 0.85 على التوالي؛ تُؤخذ قيمة $\dfrac{V_\text{b}}{V}$، وفقًا لنسبة التغطية الكاملة لوجه إمداد الهواء، كـ 0.45، 0.65، 0.32، 0.24 على التوالي.

تُدرج نتائج الحساب في الجدول 1.

إذا كانت نسبة التغطية الكاملة لمخرج إمداد الهواء كبيرة جدًا، مع وصول $\beta$ إلى 0.95، وترتيب مخارج هواء العودة بالكامل على كلا الجانبين كمعيار، فإن $\varphi=0.05$، إذن $\varphi_\text{a}=0.095$، ويمكن حساب أن $\Psi_\text{a}/\Psi_\text{b}\approx0.048$. لذلك $\Psi_\text{b}=1.98$، ومن ذلك يتضح أن التركيز في المنطقة المحيطية يبلغ حوالي 20 ضعف التركيز في منطقة التيار الرئيسي؛ إذا كانت منطقة التيار الرئيسي تقع ضمن فئة الدرجة 100، فإن المنطقة المحيطية تقع ضمن نطاق الدرجة 1000.

I.3.5　الخاتمة

بما أن منطقة العمليات هي المكان الذي يتركز فيه تولد الغبار في غرفة العمليات، وفقًا لنظرية منطقة التيار الرئيسي، إذا تم وضع هذه المنطقة داخل منطقة التيار الرئيسي، فإن هذا مفيد جدًا لتحسين نظافة منطقة التيار الرئيسي والغرفة بأكملها. تظهر نتائج الحساب أنه إذا تم تغيير فتحات إمداد الهواء الموزعة بشكل منتظم في غرفة نظيفة صناعية (وفقًا لمعيار معدل تبديل الهواء للدرجة 1000) إلى ترتيب مركزي، يمكن لمنطقة العمليات تحقيق نتائج الدرجة 100 (مع مستوى نظافة عالي ليس فقط بل أيضًا نمط تدفق هواء جيد)، بينما تظل المنطقة المحيطية عند الدرجة 1000. وبالقياس، يمكن رفع درجة جميع المناطق الرئيسية بمستوى واحد^[8]. وتجدر الإشارة إلى أنه من أجل تقصير وقت العملية، تم اعتماد مفهوم معدل تبديل الهواء للتنقية الذاتية^[9]؛ معدلات تبديل الهواء لغرف العمليات من الدرجة 1000 و10000 و100000 المذكورة أعلاه أعلى قليلاً من القيم التقليدية، بينما بالنسبة للغرف غير غرف العمليات فهي أقل من القيم التقليدية.

الجدول 1　نتائج الحساب المتعلقة بمنطقة التيار الرئيسي

مقياس غرفة العمليات	مساحة إمداد الهواء/م²	الطاقم الطبي	معدل تبديل الهواء/ساعة⁻¹	الحجم الهوائي/(م³/ساعة)	سرعة إمداد الهواء/(م/ث)	معامل عدم انتظام الغرفة	معامل عدم انتظام منطقة العمل	$N_a$/(عدد/م³)	$\overline{N}$/(عدد/م³)	$N_a$/(جسيم/لتر)	$\overline{N}$/(جسيم/لتر)	درجة التلوث الألمانية $\Psi_a/\Psi_c$	درجة تلوث منطقة التيار الرئيسي $\Psi_a/\Psi_b$
غرفة عمليات نظيفة عامة (30.8م²، الارتفاع=3م)	1.3×2.15=2.8	قياس الحالة المنجزة (شخصان) 10 أشخاص في حالة راحة	20	1 848	0.18	1.08	0.48	28.0	63.1	13.9	31.3	0.76	0.57
غرفة عمليات نظيفة عامة (30.8م²، الارتفاع=3م)	1.3×2.15=2.8	قياس الحالة المنجزة (شخصان) 10 أشخاص في حالة راحة	20	1 848	0.18	1.08	0.48	46.7	105.2	32.6	73.9	0.76	0.57
غرفة عمليات نظيفة عامة (18.9م²، الارتفاع=3م)	1×1=1	قياس الحالة المنجزة (شخصان) 6 أشخاص في حالة راحة	15	851	0.24	1.1	0.76	72.0	104.2	36.5	52.8	0.48	0.29
غرفة عمليات نظيفة عامة (18.9م²، الارتفاع=3م)	1×1=1	قياس الحالة المنجزة (شخصان) 6 أشخاص في حالة راحة	15	851	0.24	1.1	0.76	96.5	139.7	54.7	79.2	0.48	0.29
غرفة عمليات نظيفة (30.8م²، الارتفاع=3م)	1.8×3=5.4	قياس الحالة المنجزة (شخصان) 11 شخصًا في حالة راحة	30	2 772	0.14	0.84	0.37	14.4	32.7	7.0	16.0	0.37	0.21
غرفة عمليات نظيفة (30.8م²، الارتفاع=3م)	1.8×3=5.4	قياس الحالة المنجزة (شخصان) 11 شخصًا في حالة راحة	30	2 772	0.14	0.84	0.37	26.4	60.0	14.9	33.8	0.37	0.21
غرفة عمليات نظيفة خاصة (37.8م²، الارتفاع=3م)	2.4×3=7.2	قياس الحالة المنجزة (شخصان) 12 شخصًا في حالة راحة	110	12 441	0.48	0.61	0.27	2.6	6.0	1.3	3.0	0.27	0.17
غرفة عمليات نظيفة خاصة (37.8م²، الارتفاع=3م)	2.4×3=7.2	قياس الحالة المنجزة (شخصان) 12 شخصًا في حالة راحة	110	12 441	0.48	0.61	0.27	4.6	10.6	3.4	7.8	0.27	0.17

ملاحظة: $N_a$——متوسط تركيز البكتيريا في منطقة العمل؛ $\overline{N}$——متوسط تركيز البكتيريا في الغرفة؛ $N_a$——متوسط تركيز الغبار في منطقة العمل؛ $\overline{N}$——متوسط تركيز الغبار في الغرفة.

I.3.6　المراجع

[1] Esdorn H, Nouri Z. Vergleichsuntersuchungen über Luftführungssysteme mit Mischströmung in Operationsräumen. In Operationsraum HLH28(1977)Nr 4.

[2] شين جينمينغ. المعايير الألمانية للمستشفيات وتصميم غرف العمليات. HV&AC, 2000,30(2):33.

[3] مجموعة تجميع التدابير التقنية لنظافة الهواء. التدابير التقنية لنظافة الهواء. بكين: دار نشر الهندسة المعمارية والبناء الصينية، 1979.

[4] شو تشونغلين. طريقة حساب التوزيع غير المنتظم في الغرف النظيفة. وقائع المؤتمر التأسيسي للجنة المهنية للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء التابعة للجمعية المعمارية. 1978.

[5] YFB 001-1995　الكود التقني المعماري لأقسام العمليات النظيفة في المستشفيات العسكرية.

[6] مي زيلي (محرر). تصميم تكييف الهواء للمباني الطبية. بكين: دار نشر الهندسة المعمارية والبناء الصينية، 1991.

[7] شو تشونغلين. مبادئ تقنية نظافة الهواء. شنغهاي: دار نشر جامعة تونغجي، 1998.

[8] شو تشونغلين، تشانغ يي تشاو، تشانغ يانغوو، وآخرون. دراسة حول آلية وخصائص أنماط توزيع الهواء الجديدة في المساحات النظيفة. HV&AC, 2000,30(3):1-7.

[9] شو تشونغلين (محرر). تصميم الغرف النظيفة. بكين: دار نشر الزلازل، 1994.

Ⅱ القسم الدولي