Вентиляция и кондиционирование воздуха лечебно-профилактических учреждений

А. П. Борисоглебская, доцент Московского государственного строительного университета (МГСУ)

Несмотря на то, что ЛПУ относятся к общественным зданиям [1], они выделяются в отдельную группу учреждений, к которым предъявляются совершенно иные требования в области проектирования инженерных систем. Опыт проектной работы, а также статистический анализ решений, мнений и востребованных вопросов специалистов в области проектирования медицинских учреждений, позволяет сделать вывод, что процесс проектирования в данной области представляет достаточно серьезную проблему. Причины этого в следующем. Во-первых, лечебно-профилактические здания очень разнообразны по медико-технологическому назначению и представляют широкий спектр учреждений: специализированные, общеклинические и инфекционные больницы, родильные дома, поликлиники и диспансеры, реабилитационные, диагностические и стоматологические центры, медицинские научно-исследовательские институты, лаборатории. А также санатории, водолечебницы, санэпидстанции, виварии, подстанции скорой помощи, аптеки, производства лекарств в асептических условиях и даже молочные кухни, сауны и т. д. Сейчас поменялись медицинские технологии, обновились заболевания, что тоже приводит к строительству новых медицинских объектов с неведомой технологией организации вентиляции, например, больницы для ВИЧ-инфицированных, иммуннодефицитных больных и экстракорпоральных методов лечения. Такое разнообразие учреждений по типу оказываемой медицинской помощи приводит к наличию в объеме одного здания помещений с различными классами чистоты. Воздушная среда помещений характеризуется внутрибольничной инфекцией (ВБИ), приводящей к гнойно-воспалительным заболеваниям, удельный вес которых достаточно велик. Пример классификации помещений по допустимым уровням бактериальной обсемененности воздуха больничных помещений, в соответствии с [2], приведен в таблице.

Таблица (подробнее) Допустимые уровни бактериальной обсемененности воздушной среды помещений лечебных учреждений в зависимости от их функционального назначения и класса чистоты

Требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха

Существующая практика проектирования ЛПУ приводит к компактности, увеличению вместимости и этажности зданий, что не позволяет разобщить грязные и чистые помещения. К тому же в зданиях всегда имеют место перетекания воздушных потоков как между смежными помещениями в плане одного этажа, так и между этажами по высоте здания – через лестничные клетки, лифтовые узлы и другие вертикальные шахты. Это приводит к взаимосвязи помещений между собой потоками воздуха и росту переноса инфекции между ними, тем более, что ВБИ передается, в основном, воздушным путем, причем в 90 % случаев – с потоками воздуха. Таким образом, медико-технологические, конструктивные особенности ЛПУ и санитарно-гигиенические условия воздушной среды определяют следующие требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха:

• поддержание требуемых параметров микроклимата помещений (расчетной температуры, подвижности, относительной влажности воздуха);
• поддержание требуемых санитарных и микробиологических параметров воздушной среды помещений (нормы кислорода, химической, радиологической и бактериальной чистоты воздуха помещений, отсутствие запахов);
• исключение возможности перетекания воздуха из грязных зон в чистые;
• создание изолированного воздушного режима палат, палатных секций и отделений, операционных и родовых блоков и других структурных подразделений ЛПУ с целью исключения переноса инфекции из помещений и обеспечения требуемого класса чистоты воздушной среды помещений;
• препятствие образованию и накоплению статического электричества и устранение риска взрыва газов, применяемых при наркозах и других технологических процессах;
• соответствие требованиям нормируемых значений уровня шума и вибрации от работы оборудования систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
• обеспечение охраны окружающей среды от вентиляционных выбросов вредных веществ.

При этом также должны учитываться следующие неблагоприятные внешние и внутренние факторы:

• качество наружного воздуха, используемого в приточных системах;
• высокая тепловая нагрузка помещений, оснащенных технологическим оборудованием;
• выделение вредных газообразных и аэрозольных химических веществ, применяемых для наркоза и дезинфекции, наличие интенсивных специфических запахов;
• наличие источников внутрибольничной инфекции и возможные воздушные пути ее распространения.

Одним из основных способов исключения перетекания воздуха из грязных зон в чистые и создания изолированного воздушного режима основных структурных подразделений ЛПУ является правильная организация воздухообмена помещений, которая сводится к заданию перетекания воздушных потоков в требуемом направлении: из чистых помещений в менее чистые и грязные. Это возможно за счет устройства дисбалансов воздуха, подаваемых и удаляемых системами приточно-вытяжной вентиляции. Под дисбалансом обычно понимается разность между количествами подаваемого и удаляемого воздуха.

Ниже рекомендуются различные схемы организации воздухообмена помещений в зависимости от их назначения и планировочных особенностей.

Палатная секция

Как правило, согласно [2, 3], при палатах предусматривается устройство шлюза (входная группа с санузлом и душевой кабиной или без нее). Реже встречаются случаи, когда вход в палаты организован непосредственно из коридора секции. В основном это ранее построенные здания, подлежащие реконструкции, или современные проекты зарубежных авторов, работающих не по российским стандартам. Поэтому рассмотрим две планировки палат: с припалатным шлюзом и без него.

1. Палаты неинфекционные (для взрослых больных, детей и совместного пребывания матери и новорожденного ребенка)

Палаты со шлюзом, оборудованным санузлом и душевой кабиной (рис. 1)

Рисунок 1. Схема организации воздухообмена в палатах, оборудованных шлюзом с санузлом и душевой кабиной (план): а – палаты на 1–2 койки; б – палаты на 3–4 койки; 1 – палата на 1 койку; 2 – палата на 2 койки; 3 – палата на 3–4 койки; 4 – санузел; 5 – душевая кабина; 6 – шлюз припалатный; 7 – коридор палатной секции

В случае планировки палат с припалатным шлюзом движение воздуха должно быть организовано из палат и коридора в шлюз.

В палатах на 1–2 койки (рис. 1а) следует предусмотреть устройство притока с вытяжкой из шлюза (из санузла и душевой кабины) с преобладанием вытяжки над притоком. В дальнейшем, превышение вытяжки над притоком в шлюз будем называть дисбалансом шлюза – L_шл. В соответствии с нормами [3] эту величину следует принимать в количестве 50 м³/ч. Это значение, которое обычно принимают проектировщики, не всегда достаточно для обеспечения стабильного движения воздуха в требуемом направлении. Поэтому по результатам исследований рекомендуемое значение L_шл может быть не менее 100 м³/ч.

L_{п пал} = L_тр; L_{у шл} = L_{п пал} + L_{у с.у.} + L_{у д.к.} + L_шл,

где L_{п пал} – расход воздуха, подаваемого в палату, м³/ч;

L_тр – требуемое значение расхода воздуха, подаваемого в палату, определяемое по санитарной норме;

L_шл – дисбаланс шлюза, принимаемый 50 м³/ч;

L_{у шл}; L_{у с.у}; L_{у д.к} – нормативный расход воздуха, удаляемого из шлюза, санитарного узла и душевой кабины, соответственно, м³/ч.

По [5] L_{у с.у} = 50 м³/ч; L_{у д.к.} = 75 м³/ч.

Пример. Две палаты на 1 койку (рис. 1а): L_п пал = 80 м³/ч.

В шлюз перетекает L_{пер пал} = 80 х 2 = 160 м³/ч, L_у шл = 160 + 50 + 75 + 50 = 335 м³/ч.

В палатах на 3–4 койки (рис. 1б) следует устраивать приточно-вытяжную вентиляцию. Тогда количество приточного воздуха в палату составит L_{п пал} = L_тр, вытяжного – 50 % от объема притока. Остальной объем удаляемого воздуха компенсируется вытяжкой из санузла и душевой кабины с преобладанием вытяжки над притоком в палату на 50 м³/ч.

L_{п пал} = 100 %, L_{у пал} = 0,5 L_{п пал},

L_{у шл} = 0,5 L_{п пал} + L_{у с.у} + L_{у д.к.} + L_шл,

где L_{у пал} – расход воздуха, удаляемого из палаты.

Пример. Две палаты на 3 койки (рис. 1б):

L_тр = 80 м³/ч; L_{п пал} = 80 х 3 = 240 м³/ч; L_{у пал} = 0,5 x 240 = 120 м³/ч; L_{у шл} = 120 + 50 + 75 + 50 = 295 м³/ч.

В коридоре палатной секции следует устраивать приток воздуха, расход которого определяется по балансу выходящих в него помещений:

L_{п кор} = L_{шл х m} + L_{пом кор},

где m – число припалатных шлюзов, выходящих в коридор;

L_{пом кор} – дисбаланс других лечебно-вспомогательных помещений, выходящих в коридор.

Такая схема организации воздухообмена палат исключает перетекание воздуха из палат в коридор и из коридора в палаты.

Палаты без шлюза (рис. 2)

Рисунок 2. Схема организации воздухообмена в палатах без шлюза (план): 1 – палата; 2 – коридор палатной секции

В случае, когда проектом шлюз не предусмотрен, перетекание воздуха нужно организовать из палат в коридор, как более грязное помещение. Для этого в палату следует подавать воздух в размере: L_{п пал} = L_тр = 100 %, а удалять L_{у пал} = 0,5 L_{п пал}. Остаток приточного воздуха Lпер пал перетекает из палат в коридор. Расход воздуха, удаляемого их коридора: L_у кор = L_{пер пал} х m + L_{пом кор}, м³/ч.

Пример. Палатная секция состоит из десяти 2-коечных палат, 1 процедурной (L_п = 80 м³/ч, L_у = 120 м³/ч), 1 кабинета врача (L_п = 60 м³/ч, L_у = 60 м³/ч) L_п пал = 80 х 2 = 160 м³/ч (рис. 3). Найти объем вытяжки из коридора.

L_{у пал} = 0,5 х 160 = 80 м³/ч; перетекает в коридор L_{пер пал} = 80 х 10 = 800 м³/ч, дисбаланс процедурной L_пр = 120 – 80 = 40 м³/ч, кабинета врача – 0. L_{у кор} = 800 – 40 = 760 м³/ч.

Рисунок 3. Схема организации воздухообмена в палатной секции, состоящей из 10 палат: 1 – палата на 2 койки; 2 – процедурная; 3 – кабинет врача; 4 – коридор

2. Палаты психиатрические (рис. 4)

Особенность эксплуатации таких палат заключается в необходимости фиксирования дверных проемов в открытом положении. Приток в палаты осуществляется из коридора через дверные проемы, удаление непосредственно из палат: L_{п пал} = L_{у пал} = L_тр. В коридоре требуется подпор в 0,5-кратном размере.

Рисунок 4. Организация воздухообмена в психиатрических палатах (план): 1 – палата; 2 – шлюз при палате; 3– коридор; 4 – открытая дверь; 5 – санузел; 6 – душевая кабина

3. Палаты для новорожденных, недоношенных и травмированных детей

Это палаты для размещения детей грудного возраста в перинатальных (родильных) и специализированных детских учреждениях. Следует пояснить, что родильные дома (отделения) состоят из двух функциональных частей. Одна из них, называемая «физиологическим» отделением, служит для размещения здоровых пациентов, другая – «обсервационная» – является коллектором всех больных, поступивших с улицы или заболевших в стационаре. Иными словами, палаты, как для матерей, так и для детей, следует условно разделять на «очень чистые» и «грязные». В любом случае, организация воздухообмена палатных секций должна исключать перетекание воздуха между палатами. Для «очень чистых» палат рекомендуются следующие способы организации воздухообмена (причем независимо от того, в каком направлении задается перетекание воздуха, палаты остаются «защищенными» от примыкающих помещений):

– Воздух из палат не поступает в коридор, из коридора – в палаты (рис. 5а). Перетекание воздуха организовано из шлюза в палаты и коридор секции. В этом случае припалатный шлюз находится под подпором воздуха и является «чистым». В палату следует подавать воздух в количестве L_{п пал} = 0,5 L_тр, а удалять в количестве L_{у пал} = L_тр. В шлюзе при палате обеспечивается подпор L_{п шл} = 0,5 L_{п пал} х r + L_шл, где r – число палат, L_шл – дисбаланс шлюза, принимаемый в 1,5-кратном размере, м³/ч.

  Пример. Дано: полубокс из 4-х детских палат на 1 койку, объединенных общим шлюзом. Размер шлюза: длина 10 м, ширина 2 м, высота 3 м. Найти расход воздуха, подаваемого, удаляемого в полубоксе. Две палаты на 3 койки (рис. 1б): L_тр = 80 м³/ч; L_{п пал} = 80 х 3 = 240 м³/ч; L_{п пал} = 0,5 х 80 = 40 м³/ч; из шлюза перетекает в коридор L_{пер пал} = 80 – 40 = 40 м³/ч; объем шлюза V_шл = 10 х 2 х 3 = 60 м³/ч, L_шл = 1,5 х 60 = 90 м³/ч, L_{п шл} = 40 х 4 х 90 = 250 м³/ч.

– Воздух перетекает из помещений палат, как в операционном блоке, в направлении убывания асептических требований: из палат – в шлюз, затем в коридор секции (рис. 5б). В палату следует подавать воздух в количестве L_{п пал} = L_тр, а удалять в количестве L_{у пал} = 0,5 L_{п пал}. В шлюзе следует предусмотреть приточно-вытяжную вентиляцию с подпором («чистый» шлюз): L_{п шл} = L_шл; L_{у шл} = 0,5 L_{п пал} х r.

  Пример. Дано: полубокс из 3-х детских палат на 2 койки, припалатного шлюза с размерами: длина 7,5 м, ширина 2 м, высота 3 м. Найти расход воздуха, подаваемого, удаляемого в полубоксе: L_{п пал} =  80 х 2 = 160 м³/ч; L_{у пал} = 0,5 х 160 = 80 м³/ч; из палаты перетекает в шлюз L_{пер пал} = 80 х 3 = 240 м³/ч; объем шлюза V_шл = 7,5 х 2 х 3 = 45 м³/ч, L_{у шл} = 240 м³/ч, L_{п шл} 1,5 х 45 = 67,5 = 70 м³/ч.

– В обсервационном отделении (рис. 6) воздух не должен попадать из палат в коридор секции и из коридора в палаты. Перетекание воздуха организовано из помещений палат и коридора в шлюз. В палатах рекомендуется подавать воздух в количестве L_п пал = L_тр, а удалять – L_у пал = 0,3 L_п пал м³/ч. В шлюзе – предусмотреть вытяжку («грязный» шлюз) в объеме L_{у шл} = 0,7 L_{п пал} х r + L_шл, м³/ч. Дисбаланс шлюза L_шл принимать в 1,5-кратном размере.

Пример. Дано: полубокс из 3-х детских палат на 1 койку (рис. 6) и палатного шлюза размерами: длина 7,5 м, ширина 2 м, высота 3 м. Найти расход воздуха, подаваемого, удаляемого в полубоксе: L_п пал = 80 м³/ч; L_{у пал} = 0,3 х 80 = 24 м³/ч; из палаты перетекает в шлюз L_{пер пал} = 80 – 24 = 56 м³/ч; объем шлюза V_шл = 7,5 х 2 х 3 = 45 м³/ч, L_шл = 1,5 х 45 = 67,5 м³/ч. L_{у шл} = 56 х 3 + 67,5 = 235,5 = 240 м³/ч.

Рисунок 5. Схема организации воздухообмена в детских полубоксах (чистого) физиологического отделения (план): а) перетекание воздуха организовано из шлюза в палаты и коридор секции; б) перетекание воздуха организовано из палат в направлении убывания асептических требований; 1 – палата для новорожденного; 2 – припалатный шлюз

В коридоре палатной секции следует устраивать приток или вытяжку (определяется расчетом по балансу объединяемых коридором помещений) в количестве L_{п(у) кор} = L_шл х n + L_{пом кор}, где n – число шлюзов, выходящих в коридор, Lпом кор и дисбаланс всех помещений, объединяемых коридором, может быть положительным или отрицательным.

Для исключения перетекания воздуха между секциями палатных отделений необходимо устройство между ними и лестнично-лифтовым узлом «нейтральной зоны» и шлюзов при входе в каждую секцию. В «нейтральной зоне» следует обеспечить подпор в 5-кратном размере, в шлюзе – вытяжную вентиляцию с самостоятельным каналом (от каждого шлюза) в размере не менее 10 крат.

В коридорах палатных секций требуется устройство приточной вентиляции с кратностью воздухообмена 0,5 объема коридора. Допускается устройство одной приточной установки для вентиляции палатных секций и нейтральной зоны при условии подачи воздуха в нейтральную зону самостоятельным каналом непосредственно от приточной установки.

Рисунок 6. Схема организации воздухообмена в детских полубоксах обсервационного отделения (план): 1 – палата для новорожденных; 2 – припалатный шлюз

Окончание статьи читайте в следующем номере.

Литература

1. СНиП 2.08.02–89*. Общественные здания и сооружения.
2. СанПиН 2.1.3.1375–03. Гигиенические требования к размещению, устройству, оборудованию и эксплуатации больниц, родильных домов и других лечебных стационаров.
3. Инструктивно-методические указания по организации воздухообмена в палатных отделениях и операционных блоках больниц.
4. Инструктивно-методические указания по гигиеническим вопросам проектирования и эксплуатации инфекционных больниц и отделений.
5. Пособие к СНиП 2.08.02–89* по проектированию учреждений здравоохранения. ГипроНИИздрав Минздрава СССР. М., 1990.
6. ГОСТ ИСО 14644-1–2002. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Ч. 1. Классификация чистоты воздуха.
7. ГОСТ Р ИСО 14644-4–2002. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Ч. 4. Проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию.
8. ГОСТ Р ИСО 14644-5–2005. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Ч. 5. Эксплуатация.
9. ГОСТ 30494–96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
10. ГОСТ Р 51251–99. Фильтры очистки воздуха. Классификация. Маркировка.
11. ГОСТ Р 52539–2006. Чистота воздуха в лечебных учреждениях. Общие требования.
12. ГОСТ Р МЭК 61859–2001. Кабинеты лучевой терапии. Общие требования безопасности.
13. ГОСТ 12.1.005–88. Система стандартов.
14. ГОСТ Р 52249–2004. Правила производства и контроля качества лекарственных средств.
15. ГОСТ 12.1.005–88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
16. Инструктивно-методическое письмо. Санитарно-гигиенические требования к лечебно-профилактическим учреждениям стоматологического профиля.
17. МГСН 4.12-97. Лечебно-профилактические учреждения.
18. МГСН 2.01-99. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению.
19. Методические указания. МУ 4.2.1089-02. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Минздрав России. 2002.
20. Методические указания. МУ 2.6.1.1892-04. Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при проведении радионуклидной диагностики с помощью радиофармпрепаратов. Классификация помещений ЛПУ.