Nawilżanie powietrza w szpitalach
Jak znaleźć kompromis między zdrowiem a zrównoważonym rozwojem?
Regulacja wilgotności powietrza ma fundamentalne znaczenie dla obiektów szpitalnych, ponieważ ściśle wiążą się z nią warunki zdrowotne pacjentów, prawidłowe funkcjonowanie sprzętu medycznego, dobre samopoczucie lekarzy i personelu oraz wydatki na opiekę zdrowotną.
W środowisku szpitalnym występuje wiele patogenów, które są wystarczająco odporne, aby przetrwać zabiegi antybakteryjne oraz codzienne procedury czyszczenia i dezynfekcji. Oprócz tego mikroorganizmy te mogą się szybko rozmnażać i znaleźć wielu odpowiednich żywicieli, a dokładniej - pacjentów.
Kontrola wilgotności jest przede wszystkim istotna w hamowaniu wzrostu kolonii bakterii w budynku, ponieważ do ich rozwoju potrzebna jest woda i składniki odżywcze. Dlatego też należy unikać tworzenia się obszarów, w których wilgoć kondensuje się i tworzy zastoje wodne, na przykład w przewodach wentylacyjnych.
Ponadto przy wzroście wilgotności względnej powyżej 80% przez dłuższy czas może tworzyć się pleśń, jak również może mieć miejsce kondensacja powierzchniowa, a w przypadku wdychania jej zarodniki stanowią zagrożenie dla zdrowia. Umożliwia to ustalenie maksymalnego limitu dla pożądanego zakresu wilgotności w środowisku szpitalnym, niemniej jednak zapewnienie zdrowego środowiska i zmniejszenie liczby zakażeń nie wystarczy.
Jeśli w pomieszczeniu wilgotność względna wynosi od 40 do 60%, kropelki utrzymują w przybliżeniu tę samą wielkość (≈ 100 µm) i mają tendencję do wytrącania się znacznie szybciej, w przybliżeniu w odległości 1-2 m od źródła, gdzie można je skuteczniej wyeliminować tradycyjnymi metodami czyszczenia. Z wielu badań wynika, że wilgotność względna jest najważniejszym czynnikiem kontroli środowiska dla przenoszenia bakterii i wirusów w powietrzu.
Nawilżanie gwarantuje poprawne działanie urządzeń. Wilgotność powietrza może być narzędziem zabezpieczającym sprzęt elektroniczny przed uszkodzeniami spowodowanymi wyładowaniami elektrostatycznymi, czyli zjawiskami występującymi, gdy obiekty o różnym stopniu naładowania zbliżają się do siebie. W odpowiednich warunkach udaje im się pokonać opór i przejść z jednego obiektu do drugiego generując wyładowania elektrostatyczne. W wyniku czego pole elektrostatyczne wytwarzane przez ładunek elektrostatyczny generuje różnice potencjałów wewnątrz obwodów urządzeń, które mogą ulec uszkodzeniu. Jak również elektryczny wyładunek między np. palcami a maszyną. Napięcie może się znacznie różnić, do dziesiątek tysięcy woltów, ale nawet napięcie niższe niż 3500V, które nawet nie jest odczuwalne przez człowieka, może spowodować poważne uszkodzenie sprzętu. Uszkodzenia mogą obejmować zniszczenie niektórych podzespołów, wyłączenie urządzenia, błędne pomiary, anulowanie zapisanych danych i gromadzenie się ładunków elektrostatycznych na błonach rentgenowskich, a w każdym razie mogą nieodwracalnie negatywnie wpłynąć na poprawne działanie drogiego sprzętu.
Również w tym przypadku regulacja wilgotności może być odpowiednim narzędziem do rozwiązywania tego typu problemów, ponieważ wpływa na zdolność naszej skóry i ogólnie obiektów do gromadzenia ładunków elektrostatycznych. Woda pomaga obniżyć opór powietrza podczas przepływu prądu, ograniczając gromadzenie się ładunków do niebezpiecznych wartości na rzecz stopniowej dyspersji w kierunku obszarów o mniejszym potencjale. Tworzenie cienkiej warstwy wody na powierzchniach obiektu pomaga również w rozkładaniu ładunków poprzez redukcję ich skupiania się w określonym miejscu.
Ze względu na czułość działania większości sprzętów w szpitalach, ważne jest, aby zapobiegać problemom spowodowanym przez suche powietrze. W celu uniknięcia problemów z ładunkiem elektrostatycznym, zaleca się utrzymywanie wilgotności względnej powyżej 35%.
Warto wspomnieć, że niska wilgotność powietrza może spowodować 3-7% spadek wydajności osób wykonujących zadania biurowe, takie jak czytanie, edycja dokumentów i wykonywanie obliczeń. Objawy te nasilają się, gdy oprócz warunków niskiej wilgotności występują czynniki takie jak wysoka temperatura i zanieczyszczenie powietrza.
Optymalny zakres wilgotności określono na 40%.< RH < 60%, który jest taki sam jak poziom, który należy osiągnąć w celu ograniczenia ryzyka zakażenia szpitalnego (40% < RH < 60%) i pokrywa się z poziomem koniecznym do redukcji wyładowań elektrostatycznych (RH > 35%) i rozmnażania się pleśni (RH < 80%).
Biorąc pod uwagę wszystkie skutki, jakie wilgotność względna ma na organizm człowieka i funkcjonowanie szpitali, można stwierdzić, że pożądany zakres wilgotności w tym zakresie i dla dobra komfortu wynosi dokładnie od 40 do 60%. W celu osiągnięcia zalecanych poziomów jakości powietrza w strukturach szpitali konieczne jest rozcieńczenie powietrza w pomieszczeniach, ponieważ zawiera ono substancje zanieczyszczające wytwarzane przez ludzi i stosowane podczas operacji materiały lub gazy anestezjologiczne, których nie można przefiltrować. Dlatego też konieczna jest wymiana powietrza wewnętrznego na świeże powietrze z zewnątrz. Przed wprowadzeniem powietrza do pomieszczenia należy jednak doprowadzić je do akceptowalnej temperatury, zazwyczaj między 20 a 24°C.
Wyobraźmy sobie na przykład scenariusz zimowy, zajmijmy się wyłącznie świeżym powietrzem z zewnątrz, które w związku z tym byłoby bardzo zimne i wilgotne (punkt A, temperatura = -5°C, wilgotność względna = 80%). Powietrze byłoby podgrzewane za pomocą nagrzewnicy w jednej z central wentylacyjnych w szpitalu, w której temperatura i wilgotność właściwa (masa pary wodnej w jednostce powietrza) pozostają na stałym poziomie (punkt B, temperatura = 22°C, wilgotność względna = 12%).
Wilgotność względna ciepłego powietrza (stosunek ilości pary wodnej w powietrzu do maksymalnej ilości, jaką może ono pomieścić) jest natomiast niższa. Spada ona od 80 do 12% bez konieczności pozbywania się wody! Powietrze podczas ogrzewania zwiększyło bowiem swoją maksymalną zdolność "zatrzymywania" w zawiesinie kropel wody tworzących wilgoć, a tym samym zmniejsza się wilgotność względna, która wskazuje na maksymalną ilość pary wodnej jaką powietrze może zatrzymać.
Rysunek 9 - Diagram psychometryczny ilustruje, dlaczego powietrze ogrzewające jest zbyt suche do zastosowań szpitalnych.
Zapytaj o systemy nawilżania CAREL
Biorąc pod uwagę znaczenie utrzymania odpowiedniego poziomu wilgotności względnej, niezbędny jest system nawilżania, który utrzymuje wilgotność względną (i temperaturę) w odpowiednim zakresie. System może realizować nawilżanie adiabatyczne (opcja 1) poprzez rozpylanie mgły wodnej w powietrzu lub nawilżanie izotermiczne (opcja 2) poprzez wrzącą wodę i bezpośrednie wytwarzanie pary wodnej.
Rysunek 10 - Po podgrzaniu powietrze musi być nawilżone, aby osiągnąć optymalny stan ≈ 22°C, 50% RH.
Niezależnie od wybranej technologii system nawilżania będzie najprawdopodobniej działał bardziej intensywnie zimą, kiedy to system grzewczy wysusza powietrze.
Szpitalne systemy nawilżania zazwyczaj nawilżają świeże powietrze w kanałach, a nie bezpośrednio w pomieszczeniu, ale poza tym ich główne elementy nie różnią się od tych, które są wykorzystywane w innych zastosowaniach. Jednakże biorąc pod uwagę znaczenie czynności przeprowadzanych w tych miejscach, należy zastosować szczególne środki produkcyjne w celu zagwarantowania higieny i niezawodności instalacji.
Istnieją różne technologie nadające się do nawilżania pomieszczeń szpitalnych, ale niezależnie od nich, systemy zawsze składają się z następujących elementów:
- nawilżacz typu adiabatycznego (produkcja wody nebulizowanej) lub izotermicznego (produkcja pary wodnej);
- system dystrybucji wytworzonej wilgoci. Szpitale często pobierają powietrze z zewnątrz, uzdatniają je i uwalniają do wnętrza pomieszczeń przez kanały wentylacyjne. W związku z tym systemy dystrybucji wilgoci muszą być umieszczane wewnątrz kanałów za wymiennikami ciepła. Systemy te są podłączone do nawilżacza i mogą składać się z przewodów rurowych z otworami i małymi dyszami rozpylającymi wodę pod ciśnieniem lub większych rur z otworami, które uwalniają parę bezpośrednio do kanałów. W innych przypadkach nawilżacz można zainstalować bezpośrednio wewnątrz kanału;
- na końcu sekcji nawilżania umieszczony jest odkraplacz, stosowany tylko z nawilżaczem adiabatycznym. Zatrzymuje nadmiar wilgoci, która nie jest wchłaniana przez wodę i zapobiega jej stagnacji;
- system uzdatniania wody wlotowej do wody zasilającej. Nie zawsze jest on obowiązkowy, ale zdecydowanie zalecany w zastosowaniach szpitalnych.
Pełna treść artykułu dostępna jest w magazynie Cyrkulacje
Zobacz także:
Rodzaje i zasada działanie nawilżaczy izotermicznych
Rodzaje i zasada działanie nawilżaczy adiabatycznych
