سیستم تهویه مطبوع بیمارستان تنها به عنوان وسیله ای برای تأمین راحتی حرارتی عمل نمی کنند؛ بلکه به عنوان عنصری کلیدی در ایجاد شرایط استریل، کنترل آلودگی های موجود در هوا و تضمین ایمنی محیط های حساس به شمار می آیند.
بیمارستان ها محیط های پرتلاشی هستند که کنترل دقیق تهویه در آن ها الزامی است؛ نه تنها برای راحتی افراد بلکه برای حفاظت از سلامت بیماران، پرسنل و ملاقات کنندگان نیز حیاتی می باشد.
اصول اولیه سیستم تهویه مطبوع بیمارستان
هدف و معیارهای عملکرد
سیستم تهویه مطبوع بیمارستان با اهداف اصلی زیر طراحی می شوند؛
- راحتی حرارتی: حفظ دمای مناسب در فضاهای بیمارستانی (معمولاً بین 21 تا 24 درجه سانتی گراد) با در نظر گرفتن بارهای حرارتی متغیر ناشی از تجهیزات و تعداد افراد.
- کیفیت هوا: تضمین حذف آلاینده ها و ذرات معلق با استفاده از فیلترهای پیشرفته (مانند فیلترهای HEPA) برای حفاظت از بیماران و کارکنان.
- کنترل رطوبت: تنظیم دقیق رطوبت نسبی (معمولاً بین 30 تا 60 درصد) به منظور جلوگیری از رشد میکروبی.
- تنظیم فشار: ایجاد اختلاف فشار به گونه ای که در نواحی حساس مانند اتاق های عمل، فشار مثبت حفظ شده و مانع نفوذ هوای آلوده شود، و در اتاق های عایق نشده، فشار منفی به گونه ای اعمال شود که آلودگی از آن محیط خارج نشود.
بیشتر بخوانید: بهترین سیستم تهویه مطبوع برای ساختمان مسکونی
اجزای اصلی و نقش مهندسی آن ها
طراحی سیستم تهویه مطبوع بیمارستان با ادغام چندین بخش اصلی صورت می گیرد که هر کدام وظیفه مشخصی دارند:
واحدهای هواساز (AHU): این قسمت ها نقش اصلی در تصفیه و پردازش هوای ورودی دارند. آن ها هوای ورودی را از طریق فرآیندهای سرمایش یا گرمایش، رطوبت زنی یا خشک سازی و فیلتراسیون آماده می کنند. در این فرایند، محاسبات مربوط به تعداد تغییرات هوای موجود در هر ساعت (ACH) و تعیین جریان هوای ضروری برای هر فضا انجام می شود. همچنین، کاهش افت فشار در فیلترها نیز از مواردی است که مورد توجه مهندسان قرار می گیرد.
بیشتر بخوانید: دستگاه هواساز چیست
یونیت های فن کویل (FCU): این سیستم ها برای تأمین کنترل ناحیه ای دما در فضاهای خاص مانند اتاق های بیمار یا نواحی مشخص استفاده می شوند. در طراحی آن ها، اندازه گیری مناسب اندازه لوله ها برای انتقال آب سرد یا مبرد، تعیین نرخ جریان هوای صحیح و کاهش سطح صدا از جمله مسائل کلیدی است.
سیستم های فشارسنجی: کنترل دقیق فشار در بخش های حساس حیاتی است. به عنوان مثال، در اتاق های عمل فشار مثبت نگه داشته می شود تا هوای آلوده از محیط پاک داخل نشود، و در اتاق های عایق (مانند اتاق های بستر بیماری های عفونی) از ایجاد فشار منفی برای جلوگیری از خروج آلودگی ها استفاده می شود. این کنترل ها از طریق فن های با سرعت قابل تنظیم و دریچه های کنترل جریان هوا توسط سیستم های نظارتی پیشرفته انجام می شوند.
سیستم سرمایشی و تولید سرما: سیستم های بیمارستانی معمولاً به یک چرخه سرمایشی پیچیده متکی هستند که شامل فشرده کننده ها، مبرددهنده ها، کندانسورها و دستگاه های انبساط است.
سیستم های کنترل و حسگرها: سیستم های مدرن تهویه مطبوع بیمارستانی به یک سامانه مدیریت ساختمان (BMS) مجهز هستند که از حسگرهایی برای اندازه گیری دما، رطوبت و فشار استفاده می کنند. این سامانه ها امکان نظارت و تنظیمات خودکار را به منظور حفظ شرایط بهداشتی و استانداردهای موردنیاز فراهم می کنند.
استانداردها و کدهای نظارتی
برای تضمین ایمنی بیماران، سیستم تهویه مطبوع بیمارستان باید مطابق با استانداردهای متعددی طراحی شوند؛
- استاندارد ASHRAE 170 (تهویه در مراکز بهداشتی): این استاندارد حداقل نرخ های تهویه، کنترل فشار، دما و رطوبت را تعیین می کند.
- دستورالعمل های CDC: پروتکل های کنترل عفونت و الزامات مربوط به نظافت هوا را مشخص می کند.
- استانداردهای NFPA (انجمن ملی حفاظت در برابر آتش): نکات مرتبط با ایمنی حریق و کنترل دود در سیستم های تهویه مطبوع را ارائه می دهد.
- استانداردهای ISO: برخی بیمارستان ها استانداردهای بین المللی مانند ISO 14644 را برای طبقه بندی اتاق های تمیز اتخاذ می کنند.
این استانداردها تمامی جنبه های طراحی را از جمله اندازه گیری تجهیزات، چیدمان جریان هوا و نگهداری دستگاه ها تحت تأثیر قرار می دهند.
حتما بخوانید: استانداردهای نصب تجهیزات تهویه مطبوع
ملاحظات طراحی سیستم ها
سیستم تهویه مطبوع بیمارستان نیازمند تعادلی میان کارایی، مصرف انرژی بهینه و رعایت الزامات بهداشتی است. مهندسان باید چالش های منحصر به فرد فضاهای بیمارستانی را در نظر بگیرند:
مدیریت جریان هوا و توزیع
تأمین جریان هوای یکنواخت و بدون اختلال در فضاهای حساس اهمیت ویژه ای دارد. برای کاهش ایجاد گردابه ها و جریان های آشفته که می تواند باعث انتقال آلودگی شود، مهندسان از شبیه سازی های دینامیک سیالات استفاده می کنند.
نکات مهم عبارتند از؛
- طراحی کانال ها: طراحی مناسب برای کاهش مقاومت جریان و فشاری که در اثر انتقال هوا پیش می آید.
- انتخاب دستگاه های پخش هوا: انتخاب دیفیوزرها و شبکه های تهویه بر اساس ویژگی های پرتاب هوا و شکل هندسی اتاق.
- منطقه بندی: جلوگیری از تداخل جریان های هوایی در مناطق مختلف با استفاده از تقسیم بندی مناسب فضاها. به عنوان مثال، اتاق های عمل ممکن است با حلقه های هواساز جداگانه نسبت به راهروها طراحی شوند.
سیستم های فیلتراسیون پیشرفته
حذف آلاینده ها از هوا نیازمند استفاده از سیستم های فیلتراسیون چند مرحله ای است:
- فیلترهای اولیه: این فیلترها ذرات بزرگتر را حذف می کنند و بار فیلترهای نهایی را کاهش می دهند.
- فیلترهای HEPA: این فیلترها قادرند بیش از 99 درصد ذرات خیلی کوچک را حذف کنند. در طراحی آن ها، دقت در محاسبه افت فشار ایجاد شده و تضمین کارایی فرآیند فیلتراسیون اهمیت بالایی دارد.
- فیلترهای کربن فعال: برای جذب بوها و ترکیبات آلی مورد استفاده قرار می گیرند.
- سیستم های UVGI: فناوری اشعه فرابنفش جهت استریلیزاسیون هوای عبوری بعد از فیلترها به کار گرفته می شود.
کنترل دما و رطوبت
کنترل دما و رطوبت به طور مستقیم با یکدیگر مرتبط اند؛
- کنترل دما: دمای هر فضا مطابق با نیازهای عملکردی (برای مثال 21 تا 24 درجه سانتی گراد در نواحی بیمار) تنظیم می شود. در طراحی، عواملی نظیر بار حرارتی داخلی ناشی از تجهیزات و نورپردازی، نفوذ گرما از طریق نما و تهویه با هوای تازه مد نظر قرار می گیرند.
- کنترل رطوبت: حفظ رطوبت نسبی در محدوده مطلوب (30 تا 60 درصد) برای جلوگیری از رشد میکروارگانیسم ها و نگهداری سازه مهم است. این کنترل از طریق سیستم های رطوبت زنی و خشک کننده با استفاده از داده های به دست آمده از نمودارهای سایکرومتریک انجام می شود.
همچنین بخوانید: کنترل رطوبت در سیستم تهویه مطبوع
انواع سیستم تهویه مطبوع بیمارستان
انتخاب نوع سیستم تهویه مطبوع بیمارستان بستگی به اندازه، نیازهای بهره برداری خاص و بودجه بیمارستان موجود دارد. به طور کلی، دو دسته سیستم های مرکزی و غیرمتمرکز در بیمارستان ها رایج هستند.
سیستم های مرکزی
سیستم های مرکزی در بیمارستان های بزرگ به کار گرفته می شوند تا از یکپارچگی، کنترل دقیق و بهره وری بالا اطمینان حاصل کنند.
- سیستم های آب سرد: این سیستم ها معمولاً شامل مجموعه ای از چیلرها، برج های خنک کننده و واحدهای هواساز می باشند. در طراحی آن ها، مهندسان ابتدا بار سرمایشی کل ساختمان را با توجه به عوامل داخلی (مانند تجهیزات، تعداد افراد و دیگر بارهای حرارتی) محاسبه می کنند. سپس، آب سرد در شبکه ای از لوله های عایق شده منتشر شده و به AHUها و یونیت های فن کویل ارسال می شود. دقت در ابعاد لوله ها و کاهش تلفات ناشی از مقاومت جریان در این شبکه از نکات کلیدی در طراحی هستند.
- سیستم های هوای ورودی اختصاصی (DOAS): این سیستم ها هدفشان تأمین هوای تازه 100٪ از بیرون است. DOAS هوای ورودی را پیش از ورود به فضای ساختمان از نظر دما و رطوبت تصفیه و کنترل می کند. سپس این هوای تصفیه شده، به صورت مستقیم یا از طریق ترکیب با هوای بازیافتی به بخش های مختلف ساختمان توزیع می شود.
- سیستم های حجم هوای متغیر (VAV): سیستم های VAV به گونه ای طراحی شده اند که می توانند بر اساس نیاز هر ناحیه به تدریج جریان هوای مورد نیاز را تنظیم کنند. این سیستم ها با تغییر سرعت فن ها و تنظیم دریچه ها به صرفه جویی در مصرف انرژی کمک کرده و از ایجاد دمای نامتوازن جلوگیری می کنند.
سیستم های غیرمتمرکز
سیستم های غیرمتمرکز معمولاً در بیمارستان های کوچک تر، در بخش های مستقل یا در مواردی که نیاز به کنترل ناحیه ای بیشتری وجود داشته باشد، استفاده می شوند:
- روش ماژولار: در این نوع سیستم، هر ناحیه یا بخش از ساختمان دارای یک واحد مستقل (مثلاً واحدهای بسته نصب شونده روی سقف یا سیستم های اسپلیت کوچک) است.
- سهولت در نگهداری: در صورت بروز مشکل در یک بخش، به طور کلی تأثیری بر سایر نواحی نمی گذارد.
- انعطاف پذیری: امکان نصب تدریجی یا بازسازی نواحی به صورت مستقل فراهم است که در پروژه های نوسازی یا ساخت جدید بسیار مفید است.
نگهداری
عملکرد بلندمدت و بهینه سیستم تهویه مطبوع بیمارستان مستلزم نگهداری دوره ای دقیق بر اساس بهترین شیوه های مهندسی است.
تعویض و تمیزکاری فیلترها
- فیلترهای HEPA: تغییر این فیلترها بسته به میزان استفاده و آلودگی محیط معمولاً در دوره های زمانی 6 تا 12 ماه صورت می گیرد. بررسی دوره ای آسیب های فیزیکی و افت فشار سیستم از الزامات ضروری است.
- تمیزکاری کویل ها: کویل های مبرد و کندانسور ممکن است به مرور زمان پوشیده از رسوبات یا زیست لایه شوند؛ بنابراین، تمیزکاری و ضدعفونی منظم آن ها برای حفظ کارایی تبادل حرارت ضروری است.
سرویس دهی به تجهیزات
- نگهداری چیلرها و کمپرسورها: بررسی منظم سطح مبرد، عملکرد فن های کندانسور و کارایی کمپرسورها با استفاده از ابزارهایی نظیر آنالیز لرزش و دوربین های حرارتی برای پیشگیری از خرابی های احتمالی صورت می گیرد.
- بررسی پمپ ها و فن ها: آزمایش مکانیکی موتورها و بازرسی برد bearings و قطعات الکتریکی جهت اطمینان از روان بودن عملکرد آن ها از نکات مهم نگهداری است.
بررسی منظم کانال ها
بازرسی های دوره ای با استفاده از ابزارهایی نظیر دوربین های حرارتی و بازرسی های بصری برای شناسایی نشت، انسداد یا آلودگی های میکروبی در کانال ها انجام می شود.
نتیجه گیری
در نهایت، می توان گفت سیستم های تهویه مطبوع بیمارستانی، با کنترل دقیق دما، رطوبت، فشار و کیفیت هوا، نقش حیاتی در پیشگیری از انتقال بیماری ها و تضمین سلامت محیط های درمانی دارند.
شرکت فراسرد، به عنوان تولیدکننده پیشگام تجهیزات برودتی، با بهره گیری از تخصص بالا، استانداردهای بین المللی و فناوری های نوین، در ارائه راهکارهای جامع و به روز برای بیمارستان ها و مراکز بهداشتی پیشتاز است. به طور خلاصه، بهره برداری صحیح از سیستم های تهویه مطبوع بیمارستانی یکی از الزامات حیاتی در تضمین سلامت و ایمنی محیط های درمانی است. فرا سرد با ارائه تجهیزات باکیفیت و راهکارهای تخصصی، همراه شما در مسیر دستیابی به استانداردهای بالای بهداشتی و بهره وری انرژی خواهد بود.
سوالات متداول
چرا کنترل دقیق تهویه مطبوع در بیمارستان اهمیت دارد؟
چرا که باعث وجود شرایط استریل و کنترل آلودگی هوایی به منظور پیشگیری از انتقال بیماری ها می شود.
سیستم تهویه مطبوع بیمارستان چه ویژگی هایی دارند؟
حفظ دمای مناسب، کنترل دقیق رطوبت، حذف آلاینده ها با استفاده از فیلترهای پیشرفته مانند HEPA.
نقش فیلترهای HEPA در سیستم های تهویه مطبوع بیمارستانی چیست؟
به دلیل توانایی حذف بیش از ۹۹ درصد ذرات بسیار کوچک از هوا، برای بهبود کیفیت هوا در بیمارستان ها حیاتی هستند.