Системы воздухоподготовки в инфекционных отделениях больниц

C. Vergani

Введение

Атипичная пневмония – SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) – в 2003 году унесла жизни почти 800 человек. Этой болезнью переболели около 8 000 человек в более чем 30 странах мира. Во время эпидемии в ряде стран местные медицинские учреждения были практически близки к коллапсу, власти даже были вынуждены подключать к работе военных медиков.

Для ликвидации последствий чрезвычайной ситуации в срочном порядке было организовано строительство дополнительных медицинских объектов из быстровозводимых конструкций. Такие сооружения, как и вообще любой объект, предусмотренный для госпитализации пациентов с особо опасными инфекциями, должны отвечать некоторым специфическим требованиям организации воздухоподготовки, которые мы опишем в статье ниже.

Строго говоря, системы воздухоподготовки имеют фундаментальное значение в предотвращении распространения вируса в больничных палатах.

Представляющийся наиболее вероятным возбудитель атипичной пневмонии (так называемый коронавирус) очень похож на возбудитель обычной простуды, и пути его распространения также очень похожи. Инфекция передается в первую очередь воздушно-капельным путем с аэрозольной массой, выдыхаемой заболевшим, особенно с кашлем и чиханием.

По этой причине главное внимание мы уделим способам предотвращения заражения через воздух, т. е. непосредственно системам воздухоподготовки.

Рисунок 1. (подробнее) Возможные направления потоков воздуха в инфекционном боксе, контуры подачи и отвода воздуха

Основные рекомендации Всемирной организации здравоохранения

Всемирная организация здравоохранения сформулировала основные требования, которые необходимо соблюдать при госпитализации больных с подозрением на атипичную пневмонию:

Больные с подозрением на атипичную пневмонию должны немедленно госпитализироваться и изолироваться, предпочтительно следующим образом (в порядке убывания):

- в помещение с отрицательным давлением с закрывающейся дверью;

- в отдельную комнату с туалетом;

- в выделенную зону с независимой системой кондиционирования воздуха и отдельным туалетом.

В палатах, не оборудованных автономной системой кондиционирования воздуха, следует отключить центральную систему кондиционирования (если таковая имеется) и открыть окна (указанных больных следует по возможности помещать в палаты, окна которых не выходят на тротуары и места скопления людей).

Использовать любые барьеры, которые могут оказаться полезными в предотвращении распространения воздушно-капельной массы пациента как воздушным путем, так и путем непосредственного контакта.

Особое внимание необходимо уделить температурному режиму, т. е. следить, чтобы больной не переохлаждался: известно, что вирус, вызывающий атипичную пневмонию, весьма чувствителен к теплу (при температуре свыше 56 °С он быстро погибает), однако при относительно низких температурах его резистентность намного увеличивается (до трех недель при температуре 4 °С и до бесконечности при 0 °С). По этой причине в помещениях, где содержатся больные с подозрением на атипичную пневмонию, не следует искусственно охлаждать воздух. Здесь, напротив, необходимо обеспечить эффективное проветривание механическим способом с целью как можно быстрее удалять из палат инфицированный аэрозоль.

Локализованная вытяжка

В целях предотвращения распространения инфицированного аэрозоля больного требуется использовать воздухозаградительные средства, такие как навесы и колпаки, оснащенные воздушной вытяжкой. При терапии атипичной пневмонии зачастую применяются специальные полностью герметичные лечебные комбинезоны типа скафандра, обеспечивающие, в частности, успешное снабжение пациента кислородом – одна из первоочередных мер для лечения больного с нарушением функции дыхания в силу серьезного нарушения деятельности легких.

В более легком режиме изоляции кровать больного необходимо полностью окружить сплошной ширмой или портьерой из пленки с узким открытым проемом в верхней части, выведенным в канал централизованной вытяжки, либо в непосредственной близости от кровати больного следует установить вытяжной колпак, который будет эффективно удалять аэрозоль. Последнее решение применяется нечасто, поскольку для эффективной вытяжки требуется достаточно высокая скорость воздуха (около 3 м/с по бортам колпака), что неизбежно скажется на акустическом и тепловом комфорте. Сегодня имеются автономные вытяжные устройства, предназначенные для использования в закрытых объемах, которые оснащены фильтрами очень высокого качества и обеспечивают возможность рециркуляции в пределах непосредственной рабочей среды.

Система вентиляции

Полную дезинфекцию среды автономные вытяжные устройства обеспечить не могут. Для этого требуется действенная система вентиляции, которая была бы в состоянии производить регулярную смену воздуха на объекте.

На участках с повышенным риском (стационар, отделения терапии) рекомендуется использовать выделенные вентиляционные контуры для предотвращения риска распространения патогенных микробов в незащищенные зоны. Воздух забирается снаружи, проходит термическую обработку и подается в помещение. Отработанный воздух из помещения забирается, пропускается через систему фильтров тонкой очистки и только затем отводится наружу. На участках, где риск инфекции не такой высокий (это, как правило, служебные помещения, окружающие участки повышенного риска), можно использовать обычную централизованную систему вентиляции при условии строжайшего соблюдения фундаментального правила: между такими зонами необходимо всегда оставлять градиент отрицательного давления, чтобы полностью исключить возможность поступления зараженного воздуха в незараженную зону. Есть только одно исключение. Оно касается помещений, где непосредственно сами пациенты подвергаются риску подхватить еще одну инфекцию, — это операционные: в них давление должно всегда оставаться положительным в отношении смежных комнат. Чтобы обеспечить надлежащее обеззараживание, требуются большие кратности воздухообмена (не менее 12 ч^–1). Случается, особенно после проведения реконструкции здания либо после капитального ремонта помещений, что имеющееся оборудование с большим трудом обеспечивает требуемые кратности воздухообмена. В таких случаях допускается частичная рециркуляция при условии применения системы фильтров тонкой очистки (до 50 % необходимого общего объема воздуха)*.

*По существующим нормам в Российской Федерации использование рециркуляции в медицинских учреждениях не разрешается. — Примеч. ред.

Определенную очистку воздуха могут обеспечивать автономные переносные устройства, оснащенные отдельным вентилятором и фильтрами тонкой очистки.

Некоторые модели комплектуются даже стерилизующими лампами ультрафиолетового освещения. Но размещение такой системы в палате создает ряд проблем. Корректная установка требует тщательного расчета равномерности воздушных течений. После установки перемещать систему уже нельзя. По этой причине гораздо предпочтительней потолочные системы, идеальные с точки зрения пространственных решений и не требующие сложных приводных механизмов.

Естественно, большие кратности воздухообмена могут оказаться совершенно бесполезными, если использовать их некорректно. В частности, необходимо следить, чтобы между приточными и вытяжными струями не возникало своего рода «коротких замыканий», а также по возможности стараться не допускать образования застойных зон.

В идеале воздух должен подаваться в палату как можно дальше от пациента, однородным потоком пересекать все помещение, по пути перемешиваясь с воздухом среды, и забираться непосредственно вблизи больного. Таким образом, производится эффективная прогрессивная «промывка» помещения в направлении от более чистого к менее чистому воздуху.

Рисунок 2. Пример использования генератора дыма вблизи нижней кромки двери для проверки направления воздушного потока в палате с отрицательным давлением

Рисунок 3. Высота точки измерения отрицательного давления в палате

На самом деле некорректное расположение приточных и вытяжных устройств вкупе с неудачно расположенными предметами мебели может вполне снизить эффективность проветривания до опасного уровня. По этой причине помимо грамотно рассчитанного проекта необходимы тщательные замеры на этапе пусконаладочных испытаний. Например, при помощи переносного генератора дыма можно наглядно выяснить эффективность перемешивания приточного воздуха с воздухом помещения, а также проверить помещение на наличие застойных зон.

Каким образом обеспечивается эффективный перепад давления? Теоретически для поддержания постоянного течения воздуха из одного помещения в другое нужно иметь совсем небольшой перепад давления. Чтобы получить его, вытяжка должна превышать приток на 10 %. В некоторых случаях для обеспечения необходимого перепада давления следует провести поиск утечек воздуха и при необходимости заделать такие места (оконные переплеты, водопроводные сливы, не оборудованные сифоном и т. п.).

Двери палаты должны оборудоваться возвратным механизмом с тем, чтобы время на закрытие двери было минимальным. Некоторые системы вентиляции оснащаются функцией автоматического увеличения мощности вытяжки на время открывания двери палаты. Наличие входного тамбура предоставляет дополнительную возможность предотвратить утечку аэрозоля. Такой тамбур в свою очередь может быть вентилируемым и невентилируемым. Важно, чтобы в любом случае сохранялся градиент отрицательного давления между палатой и смежными помещениями.

Контроль перепада давления

При закрытых дверях и включенной системе вентиляции можно проверить, имеются ли в палате воздушные течения, образуемые перепадом давления. Здесь также поможет переносной генератор дыма. Струя дыма, направленная в щель под дверью, должна быстро исчезнуть за порогом. Если же этого не происходит, дым всасывается очень медленно или вообще стоит, необходимо отрегулировать соотношение мощностей подачи и отвода воздуха и обеспечить герметичность помещения для восстановления необходимого уровня разрежения.

Отрицательное значение давления можно постоянно контролировать при помощи дифференциальных электронных манометров, которые в случае аварии либо системной недостаточности подают сигнал тревоги. Сигнал тревоги подается также в том случае, когда входная дверь слишком долго не закрывается. Критичным фактором является месторасположение датчика давления: идеальное место для него будет в непосредственной близости от щели под дверью. Ошибочно этот датчик часто размещают рядом с манометром, который обычно устанавливают в дверную перекладину. Может так случиться, что из-за определенной конфигурации воздушных течений на этой высоте перепад давления будет отрицательным, а ниже окажется нейтральным либо даже положительным.

Рисунок 4. Система воздухоподготовки на базе сети воздушных каналов с НЕРА-фильтрами. Определенная часть воздуха (около 10 %) отводится наружу

Рисунок 5. Система очистки воздуха посредством фиксированного устройства потолочного типа

Выбор фильтров

Аэрозоль, выдыхаемый пациентами, с точки зрения фильтрации имеет вполне определенные характеристики. Он состоит из капель, имеющих диаметр от 1 до 10 микрон.

Отфильтровать такого рода загрязнители не так уж сложно для фильтров класса НЕРА*, обеспечивающих захват 99,7 % частиц диаметром от 3 микрон. Такие фильтры обладают высокой очищающей способностью и повсеместно используются, в т. ч. и в медицинских учреждениях. Их применяют как для очистки рециркуляционного воздуха, так и для обеззараживания удаляемого воздуха.

* НЕРА Filter, High Efficieny Particulate Air Filter – высокоэффективный аэрозольный фильтр.

Если вытяжная система оборудована утилизатором тепла (при таких кратностях воздухообмена, как в больнице, утилизация тепла используется очень часто), перед утилизатором обязательно следует ставить фильтр тонкой очистки воздуха, чтобы в контуре за ним работал очищенный воздух. Кроме того, это предотвращает возможные поломки, часто вызываемые повреждением поверхностей теплообменника.

На практике такие фильтры, при условии корректной установки, могут привести воздушную среду в состояние, когда число частиц диаметром более одного микрона опустится ниже порога чувствительности обычных средств измерения.

Но чтобы добиться таких результатов, надо, во-первых, очень тщательно подойти к расчету проекта и, во-вторых, самое пристальное внимание уделить вопросам технического обслуживания сети.

Перед НЕРА-фильтром обязательно ставятся «расходные» фильтры предварительной очистки. Это может продлить срок службы самого НЕРА-фильтра до 10 раз. Два последовательных фильтра предварительной очистки с эффективностью 90 % вполне окупают расходы на приобретение, поскольку надежно предохраняют НЕРА-фильтр от наиболее крупных частиц. Блоки фильтрации всегда и везде должны работать в зоне пониженного давления. Рамки фильтров должны оставаться абсолютно герметичными. Для этого их регулярно осматривают. Рамки некоторых современных моделей фильтров имеют гелевое покрытие, обеспечивающее отличную герметичность контуров. Если монтажные прокладки резиновые, их регулярно меняют вместе с фильтрами. Для проведения работ по техобслуживанию персонал обеспечивается спецодеждой и дыхательными аппаратами. Использованные фильтры упаковываются в герметичные пакеты и уничтожаются путем сжигания на специальных установках, желательно непосредственно в медицинском учреждении. После каждой плановой замены фильтров эффективность работы сети проверяется при помощи специального оборудования.

Рисунок 6. Зона рециркуляции воздуха вокруг здания. Отвод зараженного воздуха должен производиться через шахты, высота которых превышает высоту зоны рециркуляции

Меры безопасности при выбросе зараженного воздуха

В случае выхода из строя фильтрующих элементов внутри объекта имеется целый ряд различного рода барьеров, препятствующих распространению патогенных веществ. А вот последствия утечки зараженного воздуха наружу может быть самыми катастрофическими. По этой причине оконечные участки вытяжных каналов должны размещаться как можно дальше от точки забора воздуха, а также мест, посещаемых людьми и животными. Кроме того, во избежание попадания в здание удаленного зараженного воздуха вытяжные шахты должны иметь высоту, превышающую высоту зоны турбулентности, образуемой ветрами вокруг здания. Эти меры может заменить установка на участке перед отводом воздуха наружу HEPA-фильтра.

Перепечатано с сокращениями из журнала «Costruire Impianti».

Перевод с итальянского С. Н. Булекова.

Научное редактирование выполнено Н. В. Шилкиным, доцентом МАрхИ, тел. (095) 921-80-48