АВОК-ПРЕСС

Требования стандарта Требования стандарта ASHRAE/ASHE 170–2017 1 обеспе- чивают при проектировании вентиляционных систем опе- рационных минимальный уровень стерильной среды вокруг зоны непосредственного хирургического вмешательства. Согласно данному стандарту, расположение приточного диффузора (воздухораспределителя ламинарного потока) должно поддерживать воздушный поток над пациентом и хирургической бригадой. Кроме того, необходимо раз- местить основной приточный диффузор таким образом, чтобы зона охвата была не менее 305 мм с обеих сторон от поверхности операционного стола. Комната должна быть оснащена по крайней мере двумя настенными вытяжными решетками, которые нужно разместить в противоположных углах, причем нижний край этих вытяжных решеток нахо- дится на уровне около 20 см от пола. Также в операционной необходимо поддерживать из- быточное давление с кратностью воздухообмена 20 ч –1 . При- точный воздух должен двигаться в одном направлении сверху вниз со средней скоростью 0,13–0,18 м/с. Рекомендуемые характеристики минимальных скоростей основаны на дан- ных, полученных методами вычислительной гидродинамики – CFD-моделирования (от англ. Computational Fluid Dynamics). При таких скоростях и зонах охвата диффузором удается избежать образования циркуляционных потоков воздуха от источников тепловыделений (хирургические светильники в стерильной зоне) и защитить операционную зону посред- ством создания теплового купола – участка относительно теплого воздуха в области хирургического вмешательства. Последнее предположение, однако, не могло быть проверено путем экспериментальной оценки работы вентиляционных систем в операционных. Следует отметить, что роль стандарта ASHRAE – обес­ печить только минимальные требования, которые могут и не быть оптимальными принципами проектирования. Приточный воздушный поток Воздух – основной переносчик теплоты, влаги и загрязне- ний (вредностей) в операционных. Характер распределения приточного воздуха и траектория его потоков обуславли- вают скорость движения воздуха, температуру, концентра- цию и траекторию движения загрязняющих частиц в воздухе в различных зонах помещения. Такое распределение, в свою очередь, определяет тепловой комфорт, качество воздуха и потенциал распространения переносимых по воздуху частиц. В идеале в операционной приточный воздух должен пройти через стерильную зону в один проход, т. е. сразу быть удален- ным через вытяжные решетки без рециркуляции и смешивания с потоком приточного воздуха. Считается, что высокая кратность воздухообмена позво- ляет создать более чистую среду в операционных. Однако данные последних исследований показывают, что увеличение кратности воздухообмена не обеспечивает более чистую среду в должном объеме, но значительно увеличивает экс- плуатационные расходы. Структура воздушного потока, изменение его температу- ры и траектории движения присутствующих в нем загрязня- ющих частиц могут зависеть от нескольких взаимосвязанных факторов, включая: • месторасположение, тип и количество приточных диф- фузоров; • скорость изменения направления и температуры при- точного воздуха; • местоположение и мощность различных источников те- пловыделений, находящихся в помещении, включая естествен- ное освещение и хирургические светильники; • размер и местоположение медицинского оборудования в помещении, которое может препятствовать движению воз- душного потока; • размер и местоположение предоперационных помещений относительно операционной комнаты; • частоту открытия/закрытия дверей операционной. CFD-моделирование Натурные испытания и измерения в режиме реального времени всех параметров, которые могут повлиять на работу вентиляционной системы в операционной (включая воздуш- ный поток и результирующую траекторию движения загряз- няющих частиц), невозможны. Поэтому для изучения влия- ния этих факторов применяют методы CFD-моделирования, основанные на законах физики (включая законы движения и теплофизики). CFD-моделирование обеспечивает детальную трехмерную визуализацию распределения воздушных потоков и распределения температуры, что в конечном итоге позво- ляет сделать выводы о воздухоподготовке и о траектории движения загрязняющих частиц, находящихся в воздухе. Главная задача CFD-моделирования – оценка влияния кратности воздухообмена на воздушные потоки, распреде- ление температуры и на возможную циркуляцию частиц в воз- духе в операционной. Также предпринята попытка проанали- зировать степень вероятности переноса в стерильную зону с приточным воздушным потоком части удаляемого воздуха, для чего предполагается оценить увеличение скорости струи приточного воздуха. Виртуальная схема операционной Для проведения исследования была разработана трех- мерная статическая неизотермическая CFD-модель опера- ционной с учетом требований стандарта ASHRAE 170–2017. В виртуальном помещении (рис. 1) площадью 52 м 2 (8,5×6 м) и с высотой потолка 3 м находятся операционный стол с пациентом, два хирурга, две медсестры и анестезиолог. Операционная оборудована хирургическими светильника- ми, имеет верхнее освещение, а также некоторые предметы мебели и медицинского оборудования. И люди, и предметы являются источниками тепловыделений, а также препятстви- ями движению воздушных потоков. Практически все объек- ты находятся в пределах стерильной зоны, под ламинарным (однонаправленным) воздухораспределителем (диффузором), исключая ассистирующую медсестру и стол с инструментами. 1 ANSI/ASHRAE/ASHE Standard 170–2017 Ventilation of Health Care Facilities. 1–2021 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й 57