Recyrkulacja polega za zawróceniu części powietrza z pomieszczenia wentylowanego, wymieszaniu go w odpowiedniej proporcji z powietrzem świeżym i ponownym wprowadzeniu do pomieszczenia po wcześniejszej obróbce cieplno – wilgotnościowej i oczyszczeniu zmieszanych strumieni.

[fot.: VBW Engineering]

Zmniejszenie ilości powietrza świeżego doprowadzanego do strumienia nawiewanego umożliwia zmniejszyć zapotrzebowanie na energię niezbędną do jego obróbki. Efekty ekonomiczne są tym większe im wyższe są wydajności instalacji klimatyzacji – wentylacji. Zastosowanie recyrkulacji powietrza umożliwia zmniejszyć zużycie energii na obróbkę cieplno – wilgotnościową. Recyrkulacja jest jedną z najefektywniejszych metod oszczędzania energii [5]. 

Ponieważ w salach operacyjnych konieczne jest zapewnienie pełnej obróbki cieplno – wilgotnościowej, wymagane jest nie tylko ogrzewanie i ochładzanie powietrza, ale również jego nawilżanie i osuszanie. Ponadto, dla tego rodzaju pomieszczeń stosuje się instalacje o dużej wydajności, zatem przeznaczone do ich obsługi instalacje klimatyzacji – wentylacji są bardzo energochłonne.

Zaprojektowanie, wykonanie i eksploatowanie systemu klimatyzacji – wentylacji z recyrkulacją przeznaczonego dla sali operacyjnej nie jest sprawą prostą, jednak wykonalną. W praktyce podstawowym wymaganiem postępowania z tymi systemami jest odpowiednia wiedza i doświadczenie zarówno projektanta, wykonawcy i obsługi technicznej, zajmującej się codzienną obsługą tego systemu. Ważną rolę odgrywa stały monitoring stanu instalacji i jej poszczególnych elementów, kontrolowanie stanu filtrów, a także wykonywanie okresowych pomiarów czystości mikrobiologicznej powietrza [5].

Stosując recyrkulację, znacząco obniżamy:

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

Projektowanie i wykonanie systemu wentylacyjno-klimatyzacyjnego z recyrkulacją dla nawiewów laminarnych nie jest proste. Projekty te wymagają odpowiedniej wiedzy, kwalifi kacji i doświadczenia. W przypadku zastosowania recyrkulacji można pozyskać znaczne oszczędności [18].

Centrala klimatyzacyjna firmy VBW Engineering zainstalowana w szpitalu w Rydze [fot.: VBW Engineering]

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury [22] recyrkulacja nie powinna być stosowana w pomieszczeniach, w których występuje narażenie na mikroorganizmy chorobotwórcze, substancje toksyczne i cuchnące oraz narażenie na wystąpienie zagrożeń związanych z substancjami palnymi i wybuchowymi. Jednakże w szczególnych przypadkach, np. w salach operacyjnych, recyrkulacja bywa stosowana pomimo istnienia powyższych zagrożeń, po uprzedniej, dokładnej analizie jej wpływu na czystość powietrza. O możliwości zastosowania recyrkulacji zgodnie z zapisem rozporządzenia MI [22] decyduje właściwy państwowy inspektor sanitarny. Niestety, w polskim prawie nie opisano, jakie szczególne warunki muszą być spełnione, aby możliwe było zastosowanie recyrkulacji w sali operacyjnej a o jej zastosowaniu decyduje jedynie właściwy państwowy inspektor sanitarny. Zrozumiałym jest, że zastosowanie recyrkulacji może wiązać się ze zwiększonym ryzykiem zakażeń operacyjnych oraz może niekorzystnie wpływać na personel przebywający w sali operacyjnej, przcież istotne jest zarówno prawidłowe zaprojektowanie systemu klimatyzacji – wentylacji sali operacyjnej, wybranie odpowiednich rozwiązań technicznych, prawidłowe wykonanie instalacji oraz przez cały okres jej użytkowania prowadzenie eksploatacji zgodnie ze sztuką inżynierską i zdrowym rozsądkiem. Z uwagi na możliwość przenikania drobnoustrojów do powietrza nawiewanego, podczas eksploatacji szczególny nacisk należy położyć na zapewnienie prawidłowej filtracji powietrza, szczególnie w zakresie fi ltrów absolutnych. Ponadto, należy pamiętać, że poza zanieczyszczeniami mikrobiologicznymi i pyłowymi występującymi w powietrzu sali operacyjnej, emitowane są również inne zanieczyszczenia, takie jak np.:

• nieprzyjemne zapachy,
• dwutlenek węgla,
• opary środków dezynfekcyjnych,
• gazy medyczne (anestetyki w powietrzu sal operacyjnych stanowią jego zanieczyszczenie).

Z tego powodu należy bardzo starannie dobierać wielkość mieszających się strumieni powietrza. W przypadku stosowania recyrkulacji powietrza konieczne jest zastosowanie szczelnych instalacji odciągu gazów medycznych i anestetycznych.

Częsty, a także długotrwały kontakt personelu służby zdrowia z powietrzem zawierającym anestetyki wziewne może wywoływać u nich niekorzystne skutki zdrowotne. Skutki oddziaływania anestetyku na personel zależą m. in. od:

• rodzaju anestetyku,
• jego stężenia w powietrzu oddechowym,
• czasu ekspozycji,
• zdolności interakcji z innymi zanieczyszczeniami powietrza,
• indywidualnych cech odporności organizmu [9].

W przypadku zastosowania instalacji klimatyzacji – wentylacji z recyrkulacją powietrza zalecane jest częstsze (w porównaniu do sal operacyjnych wyposażonych w instalację klimatyzacji – wentylacji bez recyrkulacji) prowadzenie badań czystości mikrobiologicznej powietrza doprowadzanego do sali [5]. 

Najczęstszymi przyczynami skażenia sal operacyjnych anestetykami wziewnymi są m. in.:

• nieszczelności instalacji gazów medycznych;
• nieszczelności elementów aparatu do znieczulenia;
• brak instalacji odprowadzania gazów medycznych lub niewłaściwe jej działanie;
• niezapewnienie odpowiedniej wentylacji pomieszczenia; 
• niedbalstwo personelu medycznego.

Wielkość zanieczyszczenia powietrza sal operacyjnych anestetykami wziewnymi zależy w dużej mierze od stanu wyposażenia, w tym od instalacji odciągów gazów medycznych i wentylacji pomieszczenia [9]. Należy tutaj przypomnieć, że wentylacja pomieszczeń odgrywa ważną rolę w rozcieńczaniu i usuwaniu tego rodzaju zanieczyszczeń powietrza.

W przypadku zastosowania wentylacji mechanicznej z recyrkulacją należy pamiętać, że brak oczyszczania powietrza recyrkulacyjnego z zanieczyszczeń przyczynia się do wzrostu ich stężenia w powietrzu wewnętrznym. Wzrost stężenia na skutek działania recyrkulacji uzależniony jest od udziału świeżego powietrza w powietrzu wentylacyjnym. Zwiększanie udziału powietrza recyrkulacyjnego powoduje wzrost stężenia zanieczyszczenia powietrza wewnętrznego. Sytuacja ta dotyczy również anestetyków emitowanych do powietrza wewnętrznego.

(...)

W salach operacyjnych podczas przerw między zabiegami wymagane jest zachowanie sterylności sali. W tym czasie brak jest źródeł emisji zanieczyszczeń wewnątrz pomieszczenia, zatem możliwe jest zmniejszenie ilości dostarczanego do pomieszczenia powietrza wentylacyjnego. Pomimo mniejszej ilości dostarczanego powietrza utrzymywana jest odpowiednia sterylność sali. Do jej utrzymania niezbędne jest nadciśnienie w stosunku do pomieszczeń sąsiednich, kontrolowane przez czujnik różnicy ciśnień. Nadciśnienie w sali uniemożliwia infiltrację przez powietrze z jej otoczenia. Oczywistym jest fakt, że funkcja obniżonej wydajności powinna być wyłączona podczas trwania zabiegów i załączana ze znacznym opóźnieniem po ich wykonaniu. W praktyce w przypadku szczelnych pomieszczeń obniżenie prędkości obrotowej do około 30% prędkości znamionowej zapewnia uzyskanie wystarczającego nadciśnienia.

Podczas regulacji prędkości obrotowej wentylatorów można założyć, że: 

• strumień objętościowy powietrza jest proporcjonalny do prędkości obrotowej,
• ciśnienie jest proporcjonalne do kwadratu prędkości obrotowej,
• zapotrzebowanie mocy jest proporcjonalne do trzeciej potęgi prędkości obrotowej.

(...)

Ważną rolę w działaniach energooszczędnościowych odgrywa wyeliminowanie wzajemnego, niekorzystnego oddziaływania instalacji klimatyzacji – wentylacji oraz instalacji c.o.

* * *

Na tym kończymy omawianie tematu recyrkulacji powietrza w salach operacyjnych. W następnym wydaniu, w kolejnej, szóstej już części cyklu zostaną omówione typy sal operacyjnych i związane z ich specyfiką zagadnienia.

mgr inż. Krzysztof KAISER
specjalista w zakresie eksploatacji
szpitalnych instalacji technologicznych,
w tym instalacji wentylacji i klimatyzacji