Климатические системы лечебных заведений

Климатические системы лечебных заведений

Территория больничного комплекса г. Фиденца (Италия), построенного в 2004 году, занимает около 160 000 м2, из них почти 36 000 м2 — площадь самой больницы, рассчитанной на 257 койко-мест и 10 операционных залов.

C точки зрения медико-тех­нологической структуры комплекс состоит из ста­ционара с приемным по­коем и служебно-вспомо-гательного отделения со складским хозяйством. В плане комплекс имеет крестообразную форму, в централь­ной части которого располагается ад­министративный корпус, отделение неотложной помощи, поликлиника и операционное отделение. В крыльях «креста» размещены стационары. На расстоянии от главного корпуса рас­положен инженерно-технический участок, занимающий отдельное здание (корпус Н). В нем установле­ны тепловой узел, холодильная стан­ция и станция водоснабжения, отку­да теплоноситель поступает в при­точные вентиляционные камеры, об­служивающие здание. Инженерное обеспечение предусмотрено авто­номным для больничной (корпус A, B, C, D, E) и административной (корпуса N, O, и L)В первой зоне находятся отделе­ния кардиологии, лечебное, хирурги­ческое, гинекологическое, родильные залы (корпус А), отделения эндоско­пии, неврологии, дневной стационар, диагностическое отделение, операци­онные блоки (корпус В), отделение экстренного лечения, лечебно-восста­новительное, урологическое, стацио­нар, отделения диализа и реанима­ции (корпус С), отделения офтальмо­логии, скорой

Рис. 1. Холодильная стация больницы состоит из четырех подстанций мощностью 1 160 кВт каждая, три из них обслуживают непосредственно больничный комплекс, четвертая обслуживает административную зону.

медицинской помощи (корпус D), лаборатории, регистрату­ра, физиотерапевтическое отделение (корпус Е), а также гардеробные и траурные залы.

Во второй зоне расположены сто­ловая с кухней, конференц-залы, аптека, административные кабинеты, отделение банка (корпус Н), поли­клиника и хоспис (корпус О), а также ряд коммерческих предприятий, арендующих помещения в корпусе L

Тепловые станции

Тепловая станция, обслуживающая больничный комплекс, включает че­тыре генератора теплоты общей мощностью 1 798 кВт, которые обес­печивают тепловой энергией систе­мы отопления и горячего водоснаб­жения (два котла, обслуживающие больничную зону, имеют запас мощ­ности на аварийный случай). Поми­мо генераторов теплоты, в больнице имеются два диатермических масля­ных парогенератора мощностью по 1 160 кВт для приготовления пара (расположенные на чердачном этаже больницы и используемые в системе увлажнения воздуха).Все генераторы теплоты могут ра­ботать как на газе в обычном режиме, так и на дизельном топливе в режиме чрезвычайных ситуаций, для которо­го имеются три заглубленных в грунт стальных резервуара с двухслойными стенками емкостью по 1 5 м3 каждый. Еще один такой резервуар той же ем­кости отведен под диатермическое масло, которое подается в первичные теплообменники генераторных ма шин. В соответствии с требованиями действующих нормативов дымохо­ды оборудованы системой анализа продуктов сгорания, а питание во­дой масляных диатермических ге­нераторов осуществляется через специальный резервуар для сбора конденсата.

Рис. 2. План зданий больничного компелкса с указанием строительных корпусов.

В составе системы имеются блок фильтрации, хлорочистительные фильтры, двухконтурная опресни­тельная установка, установка обрат­ного осмоса, цистерна осмотиро-ванной воды и дозаторы полифос­фатов. Система водяного отопления независимая с установленным в ней герметичными расширительными баками.

В холодильной станции имеют­ся четыре холодильных машины мощностью 1 160 кВт каждая, три из которых обслуживают непо­средственно больничный ком­плекс, а четвертая - администра­тивную зону. Машины с воздушной конденсацией (компрессоры спи­ральные, хладагент К134А) осна­щены системой частичной регене­рации конденсационного тепла, которое затем используется для предварительного нагрева горячей санитарной воды в летний период.

Станции водоподготовки

Были предусмотрены две станции водоподготовки. Главная станция водоподготовки обслуживает непосредственно больничную зону, стан­ция поменьше (куда вода приходит с главной станции) обслуживает ад­министративную зону. В первой предусмотрен главный вход горя­чей питьевой воды из водопровода, на котором установлен водомерный счетчик.

Из бака питьевая вода, пройдя рекуперацию и хлорочистительный фильтр, забирается специальной системой, которая подает холодную воду либо в административную зо­ну, либо после обработки в опрес­нительных установках в сеть хо­лодного водоснабжения больницы, а также в систему горячего водо­снабжения, где установлен дозатор полифосфатов. Приготовление го­рячей воды осуществляется через пластинчатый теплообменник (плюс один резервный) мощностью 580 кВт, тогда как второй теплообменник мощностью 930 кВт (плюс резерв­ный) обеспечивает предваритель­ный нагрев воды в летний период, используя возможности системы частичной регенерации тепла холо­дильных машин.

Горячая вода из резервуаров, циркулирующая через теплообмен­ники, вместе с обратной водой ре­циркуляционной сети подается на водоразборные точки больницы.

Административную зону обслу­живает один пластинчатый тепло­обменник мощностью 465 кВт (расположенный непосредственно на тепловой подстанции корпуса N и подключенный к стоящей рядом станции водоподготовки), питаю­щийся водой от главной станции во­доподготовки.

Вода для технических целей и полива забирается насосом из по-жарно-поливочной цистерны. Уро­вень воды в пожарной цистерне ча­стично поддерживается пожарным насосом, обеспечивающим поддер­жание рабочего давления в подзем­ной водопроводной сети, питающей пожарные уличные гидранты, насос­ные агрегаты и бачки.

Тепловые подстанции

В больничной зоне на каждые четы­ре этажа приходится своя тепловая подстанция, расположенная в спе­циальном машинном зале и питаю­щая разборные точки каждого из «подведомственных» четырех уров­ней при помощи пары циркуляцион­ных электрических насосов, обслу­живающих сеть отопления и/или кондиционирования. Еще одна пара электронасосов обслуживает систе­му отопления с радиаторами (выве­денными в другой коллектор). Ох­лажденная вода качается непосред­ственно холодильной станцией. Для приготовления горячей воды на каж­дой подстанции имеется пластинчатый теплообменник мощностью 232 кВт на каждый из четырех этажей. Вентиляционная камера для раз­мещения установок кондиционирова­ния воздуха находится на техническом этаже больницы. Парораспределитель (плюс один резервный) питается паром, поступающим с теплостанции, где он производится масляными диатермическими генераторами. Каж­дый парогенератор обладает произ­водительностью 1 500 кг/ч (при этом рабочее давление в сети составляет 1,5 бар). Вода, поступающая в паро­генераторы, предварительно прохо­дит через систему водоподготовки по­средством обессоливания, имеющую в своем составе блок фильтрации и два опреснителя. Расположенный на чердачном этаже теплообменник мощностью 2 325 кВт (плюс резервный) пред­назначен для подачи теплоты в воз­духонагреватели I и II ступеней подо­грева больничного корпуса. Тепло­носитель для воздухоохладителей подается из холодильной станции.

Рис. 3. Подающий коллектор рабочей жидкости теплостанции

Для больничной церкви охлаж­денная вода производится непо­средственно холодильной станцией, тогда как генераторы горячей воды теплостанции питают пластинчатый теплообменник мощностью 100 кВт, который обеспечивает отопление ра­диаторами и панелями. От коллекто­ра «горячая вода/охлаждение» берет начало контур вентиляционных кол­лекторов.

Для отделения компьютерной то­мографии и магнитно-резонансной диагностики предусмотрен холодиль­ный агрегат по специальному проекту с воздушным охлаждением мощно­стью 300 кВт, обслуживающий систе­му кондиционирования помещений и системы компьютерной томографии и магнитно-резонансной диагностики и, кроме того, подающий воду в кон­туры оборудования, требующего кон­диционирования. В отделении маг­нитно-резонансной диагностики воз­дух, поступающий по сети кондицио­нирования, забирается и отводится наружу по вытяжным воздуховодам.

Что касается административной зоны, в подвальных этажах корпусов N и О предусмотрены пластинчатые теплообменники на 1 058 кВт (кор­пус М) и 988 кВт (корпус О), которые производят горячую воду для возду­хонагревателей I и II подогрева в си­стеме кондиционирования воздуха.

Внутри теплового пункта корпуса N имеется пластинчатый теплооб­менник на 465 кВт, который обеспе­чивает нагрев воды для соседней станции водоподготовки, обслужи­вающей здания указанной зоны. Хо­лодильная машина на станции, вы­деленная для этой зоны, подает ох­лажденную воду на воздухонагрева­тели системы кондиционирования, а от коллекторов горячей или охлажденной воды отводятся двухтрубные контуры фэнкойлов.

Стерильность операционных залов

Для распределения воздуха в опера­ционных залах применена система, позволяющая регулировать воздуш­ный поток, что обеспечивает сте­рильность в операционной зоне. По­мимо обеспечения постоянного объемного расхода свежего воздуха, эффективной фильтрации и эффек­тивного контроля тепловлажностных параметров важное значение имеет регулирование направления и ско­рости воздуха в критических точках помещения. Поток должен двигаться без завихрений по периферийной зоне, что возможно в том случае, если создать режим непрерывного поршневого движения обеззаражен­ного воздуха над операционной зо­ной, предотвращая его смешивание с загрязненным.

Идеальное решение, удовлетво­ряющее указанным требованиям, со­стоит в использовании однонапра­вленных воздухораспределительных систем. Но это приводит к увеличе­нию энергозатрат и снижению номи­нальной производительности, что об­условлено ограничениями стандарт­ной конфигурации операционного зала. В результате многочисленных исследований специалистам удалось оптимизировать методы распределе­ния воздуха и минимизировать дан­ные недостатки.

Один из предложенных способов (так называемый «метод Жубера») состоит в том, чтобы создать концен­трические завесы обеззараженного воздуха при том, что скорости воздухакольце мало различаются между собой и постепенно убывают от центра к периферии (где теорети­чески воздух должен быть неподвиж­ным). Методика вскоре была усовер­шенствована, и появились системы потолочного типа, оснащенные абсо­лютными фильтрами (Н14).

На базе данной технологии для всех десяти операционных залов больницы в целях обеспечения по­вышенной асептики были изготовле­ны системы однонаправленных по­толочных диффузоров с убывающей скоростью потока от центра потолка к периферии. Потолочные панели вы­полнены целиком из нержавеющей стали марки А151304, размеры пане­ли 2 400 х 2 400 мм. Объемный рас­ход воздуха, подаваемого через па­нели, составляет 2 500 м3/ч. Воздух проходит через абсолютные филь­тры класса Н14.

В отношении параметров бакте­риальной обсемененности во всех залах полученные значения были ниже 1 КОЕ/м3, при том, что тот же показатель внешней среды соста­вляет 280 КОЕ/м3). Результаты под­счета взвешенных частиц оказались существенно ниже предельно допустимых значений, установленных регламентом 150 14644.1 - факти­ческая чистота воздуха в операци­онных составила класс 150 4 / 15О 5 в целом по залу и 15О 3 / 150 4 в зо­не операционного стола. Испыта­ния с двукратным сокращением объемного расхода воздуха дали класс чистоты 150 б / 150 7, что со­ответствует более чем приемлемым условиям функциональности и стерильности для некритических хи­рургических операций.

Системы кондиционирования

В стационаре, отделении неотложной помощи, отделении реабилитации, гардеробных, кабинетах врачей, по­ликлинике, а также вестибюлях, административных кабинетах и поме­щениях дневного стационара исполь­зуются системы с применением двух­трубных фэнкойлов. Для лаборато­рий, отделения радиологии, аптеки, патолого-анатомического отделения и морга применяются централизован­ные системы кондиционирования воздуха. Для обслуживания различ­ных участков административного блока предусмотрены 9 приточных установок, 5 из которых обслуживают корпус N и 4 - корпус О. В составе главной подстанции кондиционирования, обеспечиваю­щей кондиционирование больнич­ных зданий, имеются 15 станций воздухоподготовки (помимо резерв­ных), обслуживающих различные отделения корпусов А, В, С, О и Е. От­деления, где на двух этажах располо­жены операционные залы, обслужи­ваются системой, гарантирующей на случай аварии полное технологиче­ское резервирование. Аналогичным образом отделения гинекологии, родильное, диагности­ческое, экстренного лечения и реани­мации обслуживаются станциями воз­духоподготовки, оснащенными венти­ляционным блоком с резервировани­ем, что гарантирует работоспособность системы, в том числе в случае выхода из строя одного из вентиляторов. Все системы оснащены также рекупераци­ей тепла, одни статического типа «воз­дух-воздух» с перекрестными потока­ми, другие - типа «воздух-вода».

Рис. 4. Пластинчатый теплообменник станции водоподготовки.

Оборудованию таких отделений, как операционное, реанимация, ин­тенсивная терапия, родильное, пре­дродовая интенсивная терапия, поме­щения стерилизации, компьютерной томографии и магнитно-резонансной диагностики, уделялось особое вни­мание. Помимо дублирования венти­ляционного блока системы оснащены глушителями на приточном и вытяж­ном коллекторах. Показатели смены воздуха составляют 12 об/ч в родиль­ных залах и 27-30 об/ч - в опера­ционных.

Операционное отделение

Для кондиционирования операцион­ного отделения предусмотрена полно­стью система кондиционирования воздуха с воздухозабором на высоте перекрытия здания. Для каждого опе­рационного зала (помещений опера­ционного блока) предусмотрено авто­номное функционирование систем кондиционирования воздуха различ­ной тепловой нагрузки помещений, и для обеспечения возможности исклю­чения функциональных контуров от­дельных залов из системы на период проведения дезинфекции без наруше­ния работы остальных боксов. Смеж­ные с боксами предоперационные и послеоперационные залы также об­служиваются автономно, поскольку работают в особом режиме, чаще все­го не совпадающем с функциональны­ми режимами остальных помещений. Отделение стерилизации также имеет автономный контур из-за осо­бенно высокой тепловой нагрузки, создаваемой автоклавами. Кроме того, автономно обслуживаются и помещения, расположенные по пе­риметру здания, в силу существен­ных колебаний теплопоступлений от солнечной радиации в течение суток. Регулирование расхода воздуха и температуры осуществляется через приточные установки.

Рис. 5. Два масляныхдиатермических парогенератора мощностью 1 160 кВт предназначены для питания двух машин приготовления чистого пара.

Регулирование работы системы кондиционирования отдельных опе­рационных залов предусматривает два рабочих режима: «идет операция» и «зал свободен». Это позволяет снизить энергопотребление в периоды, когда залы не используются. Имеющиеся в системе регулировочные инверторы позволяют поддерживать на постоян­ном уровне давление воздуха на при­токе и вытяжке, а также регулировать температуру и влажность на выходе из установок. Температура воздуха в от­дельных помещениях регулируется посредством температурных датчиков, установленных в приточных установ­ках и приводящих в действие треххо­довые клапаны воздухонагревателя II подогрева. Для распределения воз­духа в операционных залах применя­ются однонаправленные потолочные панели, обеспечивающие высокий уровень стерильности помещения.

В помещениях, смежных с опера­ционными залами, - стерилизацион-ная и предоперационная - подача воздуха осуществляется через анемо-статы или линейные сопла. В некото­рых из них (в частности, в так назы­ваемых «чистых» переходах) преду­смотрена абсолютная фильтрация.

Удаление воздуха из помещений осуществляется через решетки с де­флекторами, установленными на двух уровнях: вблизи пола и подвесных по­толков. Такая система применяется в операционных залах, а также в поме­щениях, где предусмотрено использо­вание тяжелых газов, таких как М2О и кислород. Причем, две третьих объема удаляется на уровне пола и одна треть воздуха - через потолочную вытяжку. Во всех других помещениях, смежных с операционным отделением, удаление воздуха осуществляется через решетки и диффузоры, расположенные по гра­нице между помещениями.

Рис. 6. Функциональная схема технологической сети водоснабжения

Источник: НП «АВОК» №8 2006 год

Перепечатано из журнала «КО».

Перевод с итальянского .

Научное редактирование выполнено , канд. техн. наук, до­центом МГСУ.