W artykule przedstawiono aktualny w Polsce stan prawny, w zakresie recyrkulacji powietrza, rozwiązania przyjmowane w praktyce oraz zapatrywania autorów zagranicznych wytycznych i norm dotyczące stosowania recyrkulacji powietrza w szpitalach.

Wraz z powietrzem usuwanym bezpośrednio na zewnątrz budynku z pomieszczeń wentylowanych i klimatyzowanych w okresie zimowym – ogrzewanym, w letnim – ochładzanym, tracone są bezzwrotnie przekazane mu w wyniku uzdatniania powietrza, mówiąc potocznie, ciepło i chłód. Ponowne wykorzystanie tej energii jest jednym z zaleceń dotyczących projektowania i wykonania energooszczędnych instalacji, zaleceniem istotnie wpływającym na ograniczenie kosztów eksploatacji instalacji. Przez wiele lat podstawową metodą odzyskiwania energii była recyrkulacja powietrza (obecnie stosuje się częściej wymienniki do odzysku ciepła). Powietrzem recyrkulacyjnym (obiegowym) zgodnie z definicją zamieszczoną w normie [7] nazywane jest powietrze wywiewane, które jest kierowane ponownie do centrali wentylacyjnej lub klimatyzacyjnej.

W wyniku powstania w komorze mieszania w centrali mieszaniny powietrza (w odpowiednim stopniu zmieszany strumień powietrza zewnętrznego i recyrkulacyjnego) faktycznie uzyskuje się podwyższenie lub obniżenie temperatury nawiewanego powietrza. Jednak problemem może stać się pogorszenie jakości nawiewanego powietrza, szczególnie w instalacjach wentylacji/klimatyzacji ogólnej dla budynków użyteczności publicznej lub mieszkalnych, w których raczej nie uwzględnia się konieczności odpowiedniego oczyszczenia powietrza wentylacyjnego z drobnych zanieczyszczeń pochodzących z pomieszczenia. Zanieczyszczenia te, w różnym stężeniu, będą przez długi czas krążyły na drodze: nawiew powietrza – pomieszczenie – wywiew powietrza – komora mieszania – nawiew… Jednak w układach z bardzo dokładną filtracją powietrza nawiewanego z wykorzystaniem filtrów wysokoskutecznych, należy spodziewać się, że drobne zanieczyszczenia stałe oraz drobnoustroje o wymiarach większych od wymiarów pyłu testowego, dla którego określono wysoką skuteczność, zostaną skutecznie usunięte ze strumienia powietrza. Taka sytuacja pojawia się w systemach klimatyzacji dla sal operacyjnych z nawiewnikami z filtrami wysoskutecznymi klasy H13 lub H14. Jednocześnie, gdy powietrze recyrkulacyjne pod względem ilości zanieczyszczeń ocenia się jako czystsze od powietrza pobieranego z zewnątrz (powietrze zewnętrzne w pobliżu obiektów służby zdrowia zawiera wiele zanieczyszczeń biologicznych, chemicznych i stałych), korzystne będzie zastosowanie układu recyrkulacji powietrza, chociażby w obrębie pomieszczeń czystych, jakimi są sale operacyjne. Przy takim rozwiązaniu powietrze będzie pokonywało krótszą drogę niż w typowym układzie z recyrkulacją: z sali operacyjnej do tej samej sali, poprzez strop laminarny, bez transportowania go do centrali/szafy klimatyzacyjnej. Filtry klasy H13 i H14 charakteryzują się bardzo wysoką skutecznością dla zanieczyszczeń o wymiarach ≥0,3 μm. Jest ona równa i większa odpowiednio od 99,95% i 99,995%. W [13] znajduje się wykaz drobnoustrojów alarmowych dla szpitali. Biorąc pod uwagę wymiary drobnoustrojów alarmowych dla szpitali, uznać należy założenie wysokiej skuteczności ich zatrzymania na filtrze za poprawne.

Wśród drobnoustrojów alarmowych, znajdują się następujące bakterie:

• gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) – o kształcie kulistym – wymiary od 0,8 do 1 μm,
• pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa) – o wymiarach 0,3 x 1 – 2 μm,
• pałeczki z gatunku Salmonella spp. – o wymiarach 0,4÷0,6 x 2 – 3 μm,
• pałeczki czerwonki (Shigella spp.) – pałeczki o budowie delikatniejszej niż pałeczki Salmonella, o wymiarach 0,5÷0,7 x 2 – 3 μm.

Problemem, który może wystąpić w wyniku zatrzymania drobnoustrojów na materiale (papierze) filtracyjnym jest namnażanie się ich na powierzchni filtra od strony napływu powietrza wentylacyjnego. Konieczny byłby zatem częściej przeprowadzany monitoring tych filtrów, właśnie ze względu na to zjawisko. Jednak, w przypadku gdy powietrze wentylacyjne jest w 100% powietrzem zewnętrznym, rozwój drobnoustrojów na filtrze powietrza również będzie występował. W tej sytuacji również w instalacji bez recyrkulacji powietrza konieczna jest kontrola filtra.

Recyrkulacja według polskich wytycznych i rozporządzeń

W Rozporządzeniu [9] zamieszczona jest regulacja dotycząca recyrkulacji powietrza w salach operacyjnych, stanowiąca, że w budynku opieki zdrowotnej może być ona stosowana tylko za zgodą i na warunkach określonych przez właściwego państwowego inspektora sanitarnego oraz wówczas, gdy przeznaczenie wentylowanych pomieszczeń nie wiąże się z występowaniem bakterii chorobotwórczych, z emisją substancji szkodliwych dla zdrowia, uciążliwych zapachów, przy zachowaniu wymagań §149 ust. 1 oraz wymagań dotyczących ochrony przeciwpożarowej (§151).

W najnowszej wersji rozporządzenia w sprawie warunków technicznych [11] wymóg stosowania odzysku ciepła został wprowadzony dla instalacji o wydajności 500 m3/h i więcej (dotychczas były to instalacje o wydajności 2000 m3/h i więcej). Urządzenia do odzyskiwania ciepła z powietrza wywiewanego muszą charakteryzować się sprawnością temperaturową co najmniej 50%. Gdy jest dopuszczalna recyrkulacja– można ją także stosować. W przypadku recyrkulacji strumień powietrza zewnętrznego nie może być mniejszy niż wynika to z wymagań higienicznych.

Ponieważ w niektórych urządzeniach do odzyskiwania ciepła w wyniku ich konstrukcji, niewielka ilość powietrza usuwanego z obiektu do strumienia powietrza nawiewanego z zewnątrz, zastosowanie ich w szpitalach uznawane jest za stosowanie recyrkulacji powietrza. Dotyczy to wymiennika płytowego, wymiennika z rurek cieplnych oraz wymiennika obrotowego, nawet wtedy gdy przeciek został ograniczony do podanych w [9] wartości określonych w odniesieniu do różnicy ciśnienia 400 Pa:

• 0,25% objętości strumienia powietrza wywiewanego z pomieszczenia – w przypadku wymiennika płytowego oraz wymiennika z rurek cieplnych,
• 5% objętości strumienia powietrza wywiewanego z pomieszczenia – w przypadku wymiennika obrotowego.

Pozostałe wymagania dotyczące zasad stosowania recyrkulacji powietrza także w szpitalach (poza wspomnianym wcześniej zapisem w DzU 75/2002 [9]), są następujące [10]:

• Przy stosowaniu w pomieszczeniach pracy wentylacji mechanicznej z recyrkulacją powietrza, ilość powietrza świeżego nie powinna być mniejsza niż 10% ogólnej ilości wymienianego powietrza;
• W powietrzu wprowadzanym do pomieszczeń pracy przy stosowaniu recyrkulacji zanieczyszczenie czynnikami szkodliwymi dla zdrowia nie powinno przekraczać poziomu, przy którym suma stosunków stężeń poszczególnych substancji do odpowiadających im wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń przekracza 0,3;
• Recyrkulacja powietrza nie powinna być stosowana w pomieszczeniach pracy, w których występuje narażenie na mikroorganizmy chorobotwórcze lub znajdują się substancje trujące, cuchnące albo możliwe jest nagłe zwiększenie stężenia szkodliwych substancji, a także w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

Dokumentem, który niestety nadal jest wykorzystywany podczas projektowania klimatyzacji w szpitalach, są „Wytyczne projektowania szpitali ogólnych” z 1984 roku. W odniesieniu do recyrkulacji powietrza, w [4] można przeczytać, że „Podstawowym układem w obiektach służby zdrowia jest równoczesny nawiew i wywiew powietrza z pomieszczenia bez stosowania recyrkulacji”.

W porównaniu do obecnego stanu wiedzy na temat powiązania rodzaju przepływu powietrza w salach operacyjnych i systemu filtracji powietrza z czystością powietrza w strefie chronionej (obejmującej stół operacyjny, stolik narzędziowy oraz personel medyczny w sterylnej odzieży), zamieszczone w tej publikacji wytyczne są zdecydowane przestarzałe.

Rażące dziś zalecania to m.in. [4]:

• Przy wyporowym przepływie powietrza w sali operacyjnej prędkość powietrza w rejonie stołu operacyjnego powinna wynosić 0,4÷0,5 m/s;
• Ograniczanie ilości mikroorganizmów do wartości 20÷70 szt/1 m3 wymaga zastosowania sytemu wyporowego przepływu powierza, bądź przez całą salę, bądź przez rejon pola operacyjnego;
• Laminarny przepływ (w [4] terminologia zamiennie używana z nazwą „przepływ wyporowy”) (pionowy lub poziomy) powietrza nawiewanego pełną płaszczyzną ściany lub stropu zapewnia utrzymanie ilości mikroorganizmów na poziome 30 szt./1 m3; jednak system ten pociąga za sobą duże koszty inwestycyjne i eksploatacyjne, niewspółmierne do efektów (absolutna sterylność wymagana jest tylko w rejonie stołu operacyjnego), dlatego jedynym zalecanym rozwiązaniem w systemie wyporowym jest stosowanie kabin operacyjnych o powierzchni wypływu powietrza wynoszącej 2,7 x 2,7 m,
• Ze względu na aktualne możliwości krajowego wykonawstwa, system wyporowy należy traktować jako rozwiązanie przyszłościowe.

Ponieważ wraz z zagranicznymi firmami zajmującymi się wentylacją i klimatyzacją obiektów służby zdrowia pojawiającymi się w Polsce, docierały do nas, zdobywające coraz większą popularność nawiewne stropy laminarne umożliwiające recyrkulację powietrza, na kierowane w sprawie ich stosowania pisma, Ministerstwo Zdrowia, wysyłało swoje stanowisko przedstawione w dokumencie „Tymczasowe wytyczne MZiOS dotyczące stosowania recyrkulacji powietrza wewnętrznego w ZOZ” z 1992 roku.

W „Tymczasowych wytycznych…” [18] zamieszczono m.in. wykaz pomieszczeń i obszarów w obiektach służby zdrowia, w których nie wolno stosować recyrkulacji powietrza. Należą do nich:

• oddziały zakaźne,
• oddziały pneumonologiczne,
• pomieszczenia, w których stosowane są substancje wybuchowe, toksyczne, trujące, żrące, cuchnące (np. laboratoria),
• pomieszczenia, w których występuje jonizacja powietrza oraz wykonywane są prace z bezpośrednim źródłem promieniowania radioaktywnego (rtg, pracownie diagnostyki izotopowej, światłolecznictwo).

„Tymczasowe wytyczne…” podobnie jak „Wytyczne projektowania...” zostały opracowane na podstawie aktualnych w momencie ich powstawania wymagań zachodnich, a przede wszystkim w oparciu o niemiecką normę DIN 1946-2. Jednak należy zauważyć, że norma niemiecka regularnie podlega nowelizacji, natomiast polskie wytyczne nie doczekały się do dziś uwspółcześnienia.

Ponieważ jest to jednak dokument, do którego odwołują się i projektanci, i rzeczoznawcy ds. sanitarnohigienicznych przedstawiono poniżej najważniejsze wymagania dotyczące recyrkulacji powietrza.

W [18] podane zostały następujące, kolejne, zasady stosowania recyrkulacji powietrza w obiektach służby zdrowia:

• recyrkulacja może być stosowana wyłącznie w odniesieniu do powietrza z tego samego pomieszczenia lub z tej samej grupy pomieszczeń (np. zespoły operacyjne),
• w przypadku stosowania recyrkulacji w bloku operacyjnym, sala operacyjna powinna być wyposażona w odsysacze gazów anestezyjnych,
• powietrze recyrkulacyjne przed powtórnym wprowadzeniem do pomieszczenia musi być poddane (oddzielnie lub wspólnie z powietrzem zewnętrznym) identycznemu procesowi uzdatniania, jakiemu poddawane jest powietrze zewnętrzne,
• jeżeli jedno z kilku pomieszczeń obsługiwanych przez ten sam zespół wentylacyjny lub klimatyzacyjny wymaga stosowania filtrów klasy H13, należy takie same filtry zastosować we wszystkich pozostałych pomieszczeniach,
• ze względu na zakwalifikowanie sal operacyjnych do pomieszczeń zagrożonych wybuchem, należy dotrzymać warunków wynikających z przepisów ochrony ppoż., tzn. nie wolno stosować recyrkulacji powietrza, w przypadku gdy mogłoby to spowodować wzrost zagrożenia wybuchem,
• stężenie par środków wybuchowych w powietrzu wentylacyjnym nie może przekroczyć 30% dopuszczalnego stężenia wybuchowego.

Zgodnie z zapisami w [18], minimalna ilość powietrza zewnętrznego powinna wynosić:

• dla wszystkich pomieszczeń niezwiązanych bezpośrednio z chorymi i zabiegami medycznymi 20 m³/(h˙osobę), zgodnie z wielkościami przedstawionymi w PN-83/B-03430 [5] (odniesienie w [18] do wersji normy sprzed nowelizacji w 2000 r.), przy założeniu zakazu palenia wyrobów tytoniowych,
• dla pomieszczeń medycznych poza salami operacyjnymi: 50 m³/(h˙osobę),
• dla sal operacyjnych:
  • AA z systemem wyporowym (obecnie zwanym: laminarnym) nawiewu powietrza (zalecanym dla sal wąskospecjalistycznych, takich jak: transplantacje, operacje kardiochirurgiczne, ortopedyczne itp.): 2400 m³/h,
  • AA z systemem konwencjonalnym (wentylacja mieszająca): 1200 m³/h.

Porównując wymagania według [18] z ostatnio wydanymi wymaganiami niemieckimi [1], warto zwrócić uwagę na zmienione wartości minimalnego strumienia powietrza zewnętrznego w przypadku instalacji z recyrkulacją powietrza.

Zalecana przez [1] minimalna ilość powietrza zewnętrznego, określana jest przede wszystkim ze względu na konieczność odprowadzenia zanieczyszczeń gazowych (gazów anestezyjnych oraz oparów środków dezynfekcyjnych) dla sal operacyjnych z nawiewnymi stropami laminarnymi lub z wentylacją mieszającą i wynosi przynajmniej 1200 m3/h (w najnowszej wersji [1] podano jednakowe minimalne strumienie powietrza zewnętrznego dla sal z wentylacją laminarną i mieszająca, w poprzedniej wersji normy z roku 1999 było: 2400 m3/h dla sal z wentylacją laminarną, 1200 m3/h dla sal z wentylacją mieszającą). Minimalny strumień powietrza zewnętrznego jest tak obliczony, aby zapewnić stężenie gazów poniżej toksykologicznie dopuszczalnej granicy w obszarze pracy osoby z personelu medycznego najbardziej narażonej na wpływ gazów anestezyjnych (anestezjolog), także przy zastosowaniu wentylacji mieszającej.

Źródła zanieczyszczeń powietrza w salach operacyjnych

(...)

Uzasadnienie stosowania recyrkulacji powietrza w salach operacyjnych

(...)

Układy urządzeń klimatyzacyjne z recyrkulacją powietrza dla sal operacyjnych

Poniżej przedstawiono trzy rozwiązania klimatyzacji sal operacyjnych z wykorzystaniem recyrkulacji powietrza, opierając się na informacjach zamieszczonych w [3, 15, 16].

Rozwiązanie I: Strop laminarny z zintegrowanymi modułami recyrkulacyjnymi, szafa klimatyzacyjna nawiewno-wywiewna

(...)

Rozwiązanie II: Strop laminarny, recyrkulacyjne moduły ścienne, szafa klimatyzacyjna nawiewno-wywiewna

(...)

Rozwiązanie III: Strop laminarny, jednomodułowe szafy recyrkulacyjne, szafa klimatyzacyjna nawiewno-wywiewna

(...)

Recyrkulacja powietrza w dokumentach zagranicznych

(...)

Korzyści wynikające ze stosowania recyrkulacji powietrza

Korzyści ze stosowania recyrkulacji powietrza można rozpatrywać w odniesieniu do kosztów procesu budowlanego oraz kosztów eksploatacji systemu:

1. Oszczędności podczas procesu budowlanego [14]:

• mniejsze przekroje instalacji wentylacyjnej,
• tańsze i lżejsze przewody wentylacyjne,
• tańszy i łatwiejszy montaż, transport, składowanie,
• mniejsza uciążliwość procesu instalacji dla szpitala (w przypadku modernizacji),
• niższe koszty materiałowe, zakupu instalacji i jej wykonania,
• mniejsza przestrzeń technologiczna realizacji,
• mniejsze wymiary urządzeń (np. central lub szaf klimatyzacyjnych): niższe zapotrzebowanie na energię elektryczną i tańsze urządzenia,
• niższe zapotrzebowanie na moc grzewczą/chłodniczą.

2. Oszczędności procesu eksploatacji – niższe koszty:

• czynników energetycznych przy wytworzeniu mocy grzewczej / chłodniczej,
• nawilżania parowego,
• energii elektrycznej,
• przesyłu czynników i strat z tym związanych.

LITERATURA:

[1] DIN 1946-4:2008-12: Ventilation and air conditioning – Part 4: VAC systems in buildings and rooms used in the health care sector. December, 2008.
[2] HTM 2025: Ventilation in healthcare premises, Design considerations, Health Technical Memorandum 2025, Wielka Brytania, 1999.
[3] http://www.medtechnik.pl/]
[4] Kruczkowski P., Wytyczne projektowania szpitali ogólnych. Instalacje sanitarne. Zeszyt 5. Wentylacja i klimatyzacja. Biuro Projektów Służby Zdrowia. 1984.
[5] PN-83/B-03430: Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.
[6] PN-87/B-02151/02: Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach. Dopuszczalne wartości dźwięku w pomieszczeniach
[7] PN-EN 12792:2006P: Wentylacja budynków. Symbole, terminologia i oznaczenia na rysunkach.
[8] ROMANOWSKA B.: Recyrkulacja powietrza w salach operacyjnych, 9.12.2011 r., http://www.gis.gov.pl/
[9] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (Dz.U 75 z dnia 15 czerwca 2002 r., poz. 690) .
[10] Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy ( Dz U z 2003 r. Nr 169, poz. 1650 z późn. zm.) .
[11] Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, DzU 2013 poz. 926.
[12] Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinny odpowiadać pomieszczenia i urządzenia podmiotu wykonującego działalność leczniczą, Dz. U. 2012. 0.739
[13] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 23 grudnia 2011 r. w sprawie listy czynników alarmowych, rejestrów zakażeń szpitalnych i czynników alarmowych oraz raportów o bieżącej sytuacji epidemiologicznej szpitala, DzU 2011.294.1741.
[14] RÓŻYCKI A.: Czystość, bezpieczeństwo i ekonomia sal operacyjnych w standardach europejskich, sterylizacja. Infrastruktura techniczna szpitala 1/2013, ss. 43–50.
[15] SITKO K.: Recyrkulacja powietrza w salach operacyjnych. Cyrkulacje 1/2012, ss. 30-31
[16] STRZELECKA W: Systemy klimatyzacji z recyrkulacją powietrza dla sal operacyjnych.
[17] TADDIA C.: Le norme sui blocchi operatori, Convegno Internazionale „L’ospedale nel Terzo Millennio”. 17-19.03.2006. Alba, Włochy.
[18] Tymczasowe wytyczne MZiOS dotyczące stosowania recyrkulacji powietrza wewnętrznego w Zakładach Opieki Zdrowotnej, sformułowane przez MZiOS, 15.03.1996

dr inż. Anna CHARKOWSKA
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa
Politechnika Warszawska

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w Chłodnictwie i Klimatyzacji 06/2014