تهویه اتاق تمیز

سیستم تهویه مطبوع در اتاق های تمیز به طرز قابل ملاحظه ای متفاوت از ساختمان های تجاری و مسکونی می باشد. تفاوت این سیستم ها در کجاست؟

فضای تهویه هوا در اتاق تمیز متفاوت از اتاق های معمولی است. در زیر به برخی خصوصیات آن می پردازیم:
افزایش تامین هوا: اتاق های معمولی نیاز به 2-10 بار تعویض هوا در ساعت دارند در حالیکه اتاق تمیز به طور معمول بین 20-60 بار.

نیاز به استفاده از فیلترهای با راندمان بالا: فیلترهای HEPA که راندمان 99. 97% دارند ذرات تا 0.3 میکرون را گرفته و یکی دیگر از ویژگی های اتاق تمیز محسوب می شود. این فیلتر عموما در پایان ترمینال خروجی هوا قرار دارد و تمام سقف را پوشش می دهد.

فشار اتاق: در اتاق تمیز نسبت به اتاق های مجاور فشار مثبت است که این کار با تامین بیشتر هوا و خروج کمتر هوا انجام می شود.

در کل طراحی این اتاق ها نیاز به تکنولوژی ویژه، تصفیه خاص، توزیع مداوم جریان هوای تمیز، کنترل فشار و مسایل مربوط به سر و صدا و… دارد.

فیلتراسیون اتاق تمیز

هر هوایی که وارد محیطی می شود نیاز به فیلتراسیون دارد. تصفیه هوا شامل جداسازی ذرات هواست. روش حذف بر حسب اندازه ذرات متفاوت است و در مراحل مختلفی صورت می گیرد. تکنیک جداسازی آن ها نیازمند آگاهی دقیق از نوع ذرات است. هنگامی که ذرات خیلی کوچک باشند همانند مولکول های فاز گازی رفتار می کنند و مشکل است بگوییم آن ها در هوا معلق اند یا مانند بخار در سراسر هوا منتشر شده اند. کمترین مرز جدا کردن ذرات 0.01 میکرون است. می توان گفت جدایش ذرات کمتر از این سایز امکان ندارد و نیازمند تکنیک های مواد گازی است و بالای این سایز قابل تفکیک می باشد.

 تمام هوای وارد شده به اتاق تمیز باید از یک یا چند فیلتر گذر کرده باشد. فیلترهای HEPA و ULPA بیشترین کاربرد را در این مورد دارند که در ادامه آن ها را توضیح می دهیم.

فیلترهای هوا از کانال ها، درزگیرها، قاب، نگه دارنده و لایی تشکیل شده اند. هوا از بالا وارد فیلتر شده، از درون فیلتر گذر می کند، پاک شده و از انتهای آن خارج می شود. هر چه راندمان فیلتر بالاتر باشد هوای تمیزتری در خروجی داریم.

فیلتر HEPA

فیلتر هپا ( High Efficiency Particulate Air Filter):  نوعی فیلتر جهت حذف ذرات معلق هواست. این فیلترها کاربردهای زیادی در تجهیزات پزشکی، صنایع خودرویی، هوایی و… داشته و ذرات بزرگتر از 0.3 میکرومتر را از هوا حذف و تصفیه می کند. فیلتر هپا از یک سری الیاف در هم پیچیده از جنس پشم شیشه تشکیل شده که دارای قطر حدودی 0.5 تا 2 میکرومتر می باشند. عوامل موثر بر عملکرد این نوع فیلتر ضخامت فیلتر، قطر فیبرها و سرعت عبور هواست. فرض بر آن است که ذرات هوا به ترتیب از بزرگتر به کوچکتر پس از عبور از هر مرحله فیلتر تصفیه شوند.

دریچه هوای برگشت

جریان هوای مختلط

جریان مختلط هنگامی استفاده می شود که منطقه بحرانی و غیر بحرانی در یک اتاق تمیز همزمان نیاز باشد. مناطق با تنظیم الگوی فیلتر در سقف ایجاد می شود. در مناطق حساس تر فیلترهای بیشتری در سقف و تعداد کمتری در منطقه بحرانی نصب می گردد. هوا در منطقه بحرانی پیش از آنکه در فضا منتشر شود از کانال عبور می کند. بسته به ارتفاع سقف اتاق می توان نواحی مختلف را با پلاکسی گلاس از هم جدا نمود. برای برگشت هوا دریچه هایی تعبیه شده و فیلترهایی نیز آلودگی محیط را کنترل می کنند. وجود پلنوم در کف طبقه بالا نیز مفید می باشد.

جریان مختلط

مفهوم فشار اتاق

مفهوم فشار مثبت

کنترل نفوذ آلودگی در مناطق حساس و فشار مثبت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.  فشار مثبت در یک اتاق به این معنی است که هوای وارد شده از بیرون بیشتر از هوای خروجی باشد. و این خیلی مهم است که هوای وارد شده کاملا تصفیه شده باشد.

اتاق فشار منفی

معمولا در بیمارستان ها و مراکز پزشکی برای جلوگیری از انتقال آلودگی از یک اتاق به اتاقی دیگر فشار اتاق را منفی می کنند یعنی هوای آلوده را مدام بیرون می کنند. از آنجایی که هوا به طور طبیعی از ناحیه پرفشار به ناحیه کم فشار جریان دارد در بیمارستان ها  این کار را با یک سیستم تهویه که فشار منفی ایجاد می کند انجام می دهند. از این روش برای جداسازی بیماران مسری مانند سل، سرخک، آبله و… استفاده می شود.

مکانیسم فشار منفی

در سیستم های فشار منفی هوای بیرون به داخل اتاق کشیده می شود. هوا مجاز به ورود از شکاف زیر در (حدود 0.5 اینچ) می باشد. به جز این شکاف ما بقی اتاق باید کاملا بسته بوده و هیچ هوایی از درز پنجره ها و قاب ها وارد نشود. وجود هر گونه نشت از این منابع می تواند باعث از بین رفتن فشار منفی اتاق شود.

تست دود برای تعیین مثبت یا منفی بودن اتاق

تست دود تا حد زیادی می تواند به تعیین مقدار منفی فشار اتاق کمک کند. یک تیوب حاوی دود در نزدیکی پایین درب اتاق در فاصله 2 اینچی قرار می دهیم. این لوله به حالت موازی با در نگه داشته می شود مراقب باشید که سرعت دود بر سرعت هوا غلبه نکند. اگر اتاق فشار منفی باشد هوای اتاق دود را می کشد داخل و اگر فشار مثبت باشد به آرامی از اتاق دور می شود.

ایزوله کردن اتاق های فشار منفی

1. مقدار تعویض هوا حداقل 12 بار در ساعت
2. درها باید خودکار بسته شوند.
3. اتاق فشار منفی
4. دستشویی ها و حمام حتما می بایست فشار منفی داشته باشند
5. دریچه تخلیه این اتاق ها باید حداقل 7 متر با دیگر دریچه های تهویه فاصله داشته باشد
6. سوییچ های کنترل تهویه از دسترس عموم، بیماران، همراهان دور باشد
7. ترموستات دما در داخل اتاق باشد
8. زیر درب 0.5  اینچ فاصله هوایی باشد
9. برچسب اخطار “فشار منفی اتاق ایزوله” به فاصله هر 0.5 متر روی کانال های نفوذ هوا نصب شود
10. روی سیستم قطع و نصب فن یک علامت هشدار دهنده دائمی وجود داشته باشد.

محدوده فشار اتاق تمیز

در محدوده فشار مثبت هوای بیشتری به فیلتر پمپ می شود.در مناطق تمیز با چندین اتاق، اتاقی که بیشترین حساسیت را دارد باید تحت فشار بیشتری باشد تا این اطمینان را به ما بدهد که هوایی از منطقه کثیف وارد آنجا نمی شود. استثنا اتاق های که در آن ها تجهیزات خطرناک وجود دارد می بایست در فشار منفی باشند.

استراتژی توزیع هوا در اتاق تمیز

مفاهیم مدیریتی زیادی در طول سال ها برای گردش هوای و برگشت آن در اتاق های تمیز ابداع و عرضه شده. دو روش توزیع هوا مرسوم می باشد. 1) سیستم تک گذر 2) سیستم گردش مجدد. انتخاب روش بستگی به نوع محصول به کار گرفته، فرایند عملیات، طراحی تجهیزات، تاثیر روی مصرف انرژی و… دارد.

سیستم تک گذر

هوای فیلتر شده وارد اتاق شده و سیرکوله نمی شود و تمام آن خارج می شود. این روش برای جایی که 100% هوای تازه نیاز است یا درجه حرارت محیط مطلوب باشد، کاربرد دارد. به عنوان مثال هنگامی که تجهیزات گرد و غبار منتشر کنند این روش توصیه می شود.

سیستم گردش مجدد

سیستم های گردش مجدد امروزه رایج ترین و اقتصادی ترین روش های کاربردی می باشند. هوا از فیلترها وارد اتاق شده و خروجی از طریق پلنوم های دیوار دوباره گردش می کند. دو پیکربندی اصلی در سیستم های با گردش مجدد وجود دارد 1) گردش متمرکز با هواساز RAHs) (2) توزیع از فن فیلتر در سقف (FFU). انتخاب نوع توزیع بستگی به هزینه های اولیه و ساخت دارد.

تجهیزات در بیمارستان

کف دیوارها و سقف باید غیر قابل نفوذ بوده و تمیز کردنشان آسان باشد. آن ها همچنین باید به مواد شیمیایی مقاوم باشند. جوشکاری اتصالات باید هیچ راه نفوذی در حین استفاده از مواد شیمیایی از محیطی به محیط دیگر نداشته باشد.
در اتاق های استریل، کمد تجهیزات باید سطحی کاملا صاف داشته باشد و راحت تمیز شوند. همچنین بهتر است که چرخ داشته باشند تا به راحتی جابه جا شده و زیر آن ها تمیز گردند.
امکانات دست شستن باید در هر اتاق در دسترس باشد. شیرها می بایست با آرنج یا پا بسته شوند تا دست ها برای بستن شیر آلوده نشود. صابون باید به راحتی به دیوار متصل بوده و برای خشک کردن دست ها از خشک کن برقی یا حوله کاغذی استفاده شود.
درب ها باید به راحتی باز و بسته شوند. در برخی جاها برای جلوگیری از نفوذ ناگهانی هوا به اتاق تمیز دو درب با فاصله قرار می دهند (به اصطلاح منطقه لابی) تا جریان ناخواسته بعد از عبور از درب اول متوقف شود و درب دوم به عنوان مانع عمل می کند (اتاق عمل ها).

مصرف انرژی اتاق تمیز

اتاق های تمیز بسیار انرژی برند چرا که حجم تعویض هوای اتاق در هر ساعت بین 10 تا 50 برابر بیش از یک اتاق معمولی است از این رو هزینه های عملیاتی و ساخت بالایی دارند. اتاق های تمیز را می توان با بهینه سازی انرژی و طراحی های درست تا حد زیادی در انرژی آن صرفه جویی نمود.  در اینجا به شرح برخی از این روش ها می پردازیم:

1. انتخاب کلاس اتاق: قبل از هر چیز باید تعیین شود که یک اتاق در چه کلاسی از لحاظ آلودگی باید قرار گیرد. به طور مثال عاقلانه نیست که برای کل ساختمان کلاس 100 را در نظر بگیریم در صورتی که خیلی از مناطق می تواند در کلاس 1000یا حتی پایین تر هم قرار گیرند. باید مناطق بحرانی و غیر بحرانی مشخص شوند و بر اساس نیازشان شرایط خاص خود در نظر گرفته شود.
2. استفاده از محیط های تا حد امکان کوچک: صرفه جویی در استفاده از محیط های کوچک به جای اتاق های بزرگ، هر چه اتاق کوچکتر باشد هزینه نصب فیلترهای هپا در کل سقف کمتر شده.
3. حجم هوای اتاق: به دنبال راه هایی برای بهینه سازی و کم کردن حجم هوای اتاق باشید. کاهش گردش مجدد هوا صرفه جویی خوبی در انرژی به همراه خواهد داشت.
4. بهینه سازی سایز تجهیزات: انرژی فن متناسب است با حجم
5. هوا و فشار استاتیکی.

• بیشتر مهندسین سرعت گرداننده های هواساز را با یک قاعده سرانگشتی 152 متر بر دقیقه تخمین می زنند. شاید این موجب صرفه جویی زمان می شود اما هزینه ها را بالا می برد. افت فشار در کانال تقریبا متناسب است با توان دوم سرعت. برای کاهش افت فشار، معمولا سرعت را 75 تا 135 متر بر دقیقه در نظر می گیرند.
• استفاده از درایوهای فرکانس متغیر برای تحقق بخشیدن به صرفه جویی در سایز فن، پمپ ها، برج خنک کن، و برخی چیلرها ضروری است. استفاده از سیستم های دور متغیر 15-30% انرژی کمتری نسبت به دور ثابت مصرف می کنند.

5. بهینه سازی توزیع هوا و کاهش افت فشار: انرژی فن نسبت مستقیم با افت فشار دارد. در انتخاب سیستم توزیع هوا دقت کنید چرا که انرژی زیادی را در این بخش می توان ذخیره کرد، استراتژی های کاهش افت فشار عبارتند از:

• کم کردن مسیر جریان هوا و جلوگیری از ایجاد مسیرهای زیگزاگی
• انتخاب کویل خنک کننده و فیلترهای با افت فشار پایین
• پایین نگه داشتن سرعت
• انتخاب فیلترهای راندمان بالا که هوای تمیزتر داده و مصرفشان نیز کمتر است.
• اجتناب از حاشیه امنیت بیش از حد

6. جانمایی درست تجهیزات: محل نصب موتور فن باید از لحاظ صرف جویی در انرژی در محل مناسبی باشد. قرارگیری موتور در مسیر جریان موجب گرم شدن هوای داخلی شده. اما دسترسی به موتور را دشوار می سازد.
7. بهینه سازی هوای بیرون: بیشترین بار تهویه در اتاق تمیز از هوای بیرون ناشی می شود. حجم زیاد این هوا نیازمند تهویه و افزایش فشار است. با محدود کردن این مقدار می توان تا حد زیادی صرفه جویی در انرژی داشته باشیم.

منابع و پیوندها

گرداوری شده توسط دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن

صفحه مهندسی مکانیک

تاسیسات بیمارستانی

cedengineering.com

simplexisolationsystems.com

www.cemag.us/sites/default/files/Maint_Protocol.pdf

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلا مانع است