Проверка овк что такое
Влияние систем ОВК на снижение риска хирургических операций
При любых хирургических процедурах существует риск послеоперационных инфекций, но при некоторых операциях этот риск может быть особенно серьезен, например, при замене суставов. Национальный институт здоровья США (NIH), Управление исследовательских проектов и Отделение инженерных служб провели всестороннее исследование влияния систем ОВК операционных на защиту места хирургического вмешательства от послеоперационных инфекций.
На вероятность возникновения послеоперационных инфекций влияют несколько факторов, среди которых:
На рис. 1 показаны источники выделения загрязняющих веществ и характер взаимодействия многих из этих факторов.
Рис. 1. Источники и направления перемещения загрязняющих веществ в операционной
Это обычная система вентиляции с объемным расходом воздуха 0,7 м 3 /с и показателем кратности воздухообмена, равным 18,75. Температура приточного воздуха равна 19,7 °С, скорость в приточной струе 1,63 м/с, используются обычные диффузоры.
Во многих научных исследованиях признается, что основными источниками вызывающих инфекции бактерий являются чешуйки или частицы кожи. Эти частицы имеют диаметр около 10 микрон и отделяются с открытых участков кожи как медицинского персонала, так и самого пациента. В данном исследовании рассматривается только этот источник загрязнения.
Во многих странах существуют стандарты систем кондиционирования воздуха операционных. Например, в Германии имеется стандарт для операционных DIN 1946/4, последний измененный вариант которого был подготовлен в 1999 году. Этот стандарт содержит некоторые специальные требования к проектированию операционных, например такие, как расход подаваемого воздуха, и определяет контрольный уровень этого расхода. Но фактическое количество подаваемого в помещение воздуха определяется, тем не менее, двумя факторами, требующими проведения специальных измерений.
В справочнике ASHRAE – Applications (Приложения) 1999 года говорится о том, что «подача воздуха с потолка, с нисходящим движением к нескольким вытяжным отверстиям, расположенным на противоположных стенах, является, возможно, наиболее эффективной схемой движения воздуха для поддержания концентрации загрязняющих веществ на приемлемом уровне». В руководстве указывается, что температура должна находиться в диапазоне от 17 до 27 °C, и в помещении следует поддерживать слегка повышенное давление воздуха.
Указывается также, что воздух должен подаваться на уровне потолка, а вытяжка или рециркуляция воздуха должны осуществляться через вытяжные отверстия, расположенные по крайней мере в двух местах вблизи пола. Рекомендуются приточные устройства, формирующие компактные струи; недопустимо использование потолочных или настенных диффузоров с высоким коэффициентом эжекции. Значение показателя кратности воздухообмена должно быть около 15 для систем, подающих наружный воздух, и 25 – для циркуляционных систем.
В некоторых исследованиях рассматривались относительные преимущества различных систем вентиляции. Однако в работах, например, Лидуелла и Шмидта (Lidwell, Schmidt) не указываются параметры конструкции конкретных систем, поэтому довольно трудно дать рекомендации по определенной конструкции системы вентиляции. Кроме того, существуют противоречивые данные по определению системы вентиляции, признаваемой самой «чистой». В частности, указывается, что системы вентиляции с ламинарным потоком воздуха обеспечивают меньший общий уровень концентрации загрязняющих веществ в помещении, но иногда встречаются обвинения в адрес этих систем по поводу того, что в них возникает больше инфекций, чем в обычных системах, см., например, работу Сальвати (Salvati) и др. Льюис (Lewis) выдвинул теорию, согласно которой системы с ламинарным потоком воздуха вызывают проникновение загрязнений в рану. Однако такое предположение, как нам кажется, основано на воздействии систем с высокими скоростями ламинарного приточного потока. Шмидт определяет ламинарную систему как систему со скоростями потока около 0,45 м/с.
Упомянутые выше исследования основаны на экспериментальных данных. Однако в исследовательских проектах по изучению параметров потока воздуха и рассеиванию загрязняющих веществ в помещении в качестве эффективного метода исследования хорошо себя зарекомендовала альтернативная техника вычислительной гидродинамики (computational fluid dynamics – CFD), называемая иногда методом моделирования воздушного потока. Известна только одна публикация Ло (Lo), посвященная контролю загрязнений в операционных c использованием этого метода.
Однако это исследование проводилось на основе двух допущений, снижающих значение полученных выводов. В частности, во-первых, рассматривалась только изотермная операционная и, во-вторых, предполагалось, что загрязнения имеют в воздухе определенную концентрацию. Говоря о первом допущении, можно отметить, что игнорируется эффект значительного теплового шлейфа в помещении. Второе допущение, эквивалентное предположению, что частицы загрязнения в помещении следуют Броуновскому движению, в полной мере применимо только к частицам, меньшим или равным одному микрону в диаметре.
Так как бактерии и вирусы не удовлетворяют этому критерию, как указывалось ранее, бактерии обычно заносятся в операционную чешуйками кожи, которые имеют значительно больший размер (порядка 10 микрон), поэтому не обязательно следуют Броуновскому движению. По этой причине в данном исследовании концентрация частиц в воздухе не рассматривалась. Другой причиной отказа от теории концентрации является то, что при использовании указанного предположения трудно учесть влияние частиц на место проведения операции.
В представленной здесь работе для рассмотрения рассеивания в операционных частиц, близких по размерам чешуйкам кожи, при использовании различных систем вентиляции, производилось моделирование потоков воздуха. Для сравнительного анализа различных систем вентиляции рассматривались параметры двух зон: места проведения операции и верхней поверхности заднего стола. Причиной заинтересованности загрязнением этого стола является то, что частицы, попадающие на его поверхность, с большой вероятностью вызывают непосредственное загрязнение инструментов.
Целью данной работы является:
Методология
Для реализации численного метода моделирования воздушного потока использовалась программа расчета методом конечных элементов, основанная на экспериментальных данных. Для анализа производительности системы вентиляции при различных установочных значениях использовались методы вычислительной гидродинамики с моделированием более 160 различных конфигураций помещения. Эффективность такого подхода была успешно проверена по результатам большого количества экспериментальных измерений. Для подтверждения методологии было собрано в общей сложности около 12,9 миллионов значений экспериментальных (эмпирических) данных. Среднее расхождение экспериментальных и расчетных значений составляло 14,36 % по температуре и скорости и 14,5 % по концентрации загрязнений.
Для вычисления траектории движения чешуек кожи использовался алгоритм расчета пробега частицы Лагранжа. Как будет рассмотрено далее, моделировалось выделение представительного количества частиц в определенных местах помещения. Так же как и для метода моделирования воздушного потока, проводилась проверка алгоритма Лагранжа на основании соответствующих экспериментальных данных, в стохастическую модель вводилась турбулентность в виде модели турбулентности типа k-e.
Методология написания программ по методу моделирования воздушного потока и расчета пробега частиц подробно описана в работе Мемарзаде и Маннинга (Memarzаdeh, Manning).
Базовая модель операционной
Для задания базовой модели методом моделирования воздушного потока рассматривалась схема типичной операционной со следующими переменными параметрами:
За основу бралась операционная с размерами 6,1 х 6,1 х 3,66 м. Общие характеристики базового помещения (вариант 1) представлены на рис. 2.
Рис. 2. Схема базовой операционной (вид с платформы Мейо).
На начальной стадии исследования медики и инженеры пришли к согласию по общей схеме помещения. Было решено не включать в схему некоторые элементы (например, газовую колонну) на том основании, что они препятствуют свободному перемещению по операционной крупного оборудования, ограничивают установку и расположение операционного стола. Кроме того, их сложно чистить. Эксперты исследовательской группы решили также, что подключения магистралей газа целесообразно разместить у потолка, т.к. в этом случае магистрали не будут препятствовать потоку воздуха.
Другие важные элементы оборудования, например, С-образный кронштейн, не были включены в модель, т.к. эксперты посчитали, что они не относятся к «типичному» оборудованию. Согласились, что такие элементы могут влиять на воздушные потоки и распределение температуры в операционной, поэтому они будут учтены только при последующих исследованиях. Была принята величина отвода теплоты, равная 2 166 Вт. В расчет тепловой нагрузки были включены только объекты, постоянно отводящие теплоту.
Рассмотрение различных систем вентиляции
Моделирование различных типов диффузоров, используемых в данном проекте, проводилось с использованием комбинации нескольких граничных условий, проверка которых выполнялась перед исследованием параметров помещения. Большое внимание уделялось правильному расположению диффузоров в помещении, а также параметрам требуемого числа используемых решеток. Для обеспечения верного представления характеристик подачи воздуха множество моделей диффузоров проверялось на основании данных, предоставляемых производителями. Такая работа проводилась для всех типов диффузоров (обычная решетка, диффузор для ламинарного потока, неаспирационный диффузор, вытесняющий диффузор) и для соответствующих диапазонов расхода вентиляционного воздуха.
В этих вариантах использовалось около 600 000 ячеек-решеток. Для проверки того, что результаты не зависят от величины плотности решеток, проводились испытания решеток с различным числом ячеек.
Исследование источников выделения загрязняющих веществ
Как уже говорилось, в качестве источника загрязнений в этом исследовании рассматривались чешуйки кожи. Такие чешуйки отделяются с открытых мест тела медицинского персонала, например с шеи, лица и т.д. Они являются основным транспортным механизмом бактерий в операционной. Их размеры составляют приблизительно 25 микрон, толщина – от 3 до 5 микрон. Во время обычной операции (длящейся от двух до четырех часов) выделяется приблизительно от 1,15 х 106 до 0,9 х 108 таких чешуек. В данной работе проводилось отслеживание движения чешуек, чтобы определить, сколько их попадает на задний стол, показанный на рис. 1, или на место операции. В этом исследовании в качестве места операции брался квадрат со стороной 0,3 м, температура в этом месте была величиной 37,78 °C (рис. 4).
Рис. 4. Место проведения операции и платформа Мейо
Естественно, отследить в ходе исследования такое количество частиц нереально. Поэтому было выбрано представительное число загрязняющих частиц для трех источников их выделения. Положение и размеры источников, обозначаемых как «основной», «место медсестры» и «зона проведения операции», приведены в табл. 2.
Основной источник выделения загрязняющих частиц представляет общий объем, из которого выделяются чешуйки при движении медперсонала вокруг стола. Источник в месте медсестры представляет общий объем, из которого выделяются частицы при перемещениях медсестры. И, наконец, источник в зоне проведения операции представляет общий объем, из которого выделяются частицы в то время, когда медперсонал наклоняется над местом проведения операции. Так как частицы могут очень легко попасть в этом месте на инструменты, анализ переноса частиц из источника зоны проведения операции на верхнюю поверхность заднего стола не включен в это исследование.
Проводились тесты для определения, какое минимальное количество загрязняющих частиц должно быть выделено из каждого источника загрязнения, чтобы результаты анализа были неизменными. В результате было найдено, что для обеспечения постоянства результатов достаточно выделения 500 частиц из каждого источника загрязнения.
Результаты
Каждая загрязняющая частица может перемещаться по трем направлениям:
— частица может покидать помещение через вытяжные решетки вместе с вентиляционным воздухом. В этом случае анализ перемещения частицы прекращается;
— частица попадает на место проведения операции или на верхнюю поверхность заднего стола. В этом случае анализ перемещения частицы прекращается;
— частица остается в помещении в тот момент, когда прекращается анализ перемещения частицы.
Рассматриваются результаты только для двух случаев, а именно: частица выводится из помещения вентиляцией и частица попадает на место назначения. В последнем случае определяется процент таких частиц по отношению к общему количеству выделенных частиц. Расчет третьего случая тривиален, а именно: процент частиц, остающихся в помещении по окончании анализа перемещения частиц, равен следующему выражению: 100 – [(процент частиц, выводимых вентиляцией в конце анализа перемещения частиц) + процент частиц, попадающих на место проведения операции или на верхнюю поверхность заднего стола)].
Анализ показывает, что частицы, остающиеся в помещении, могут быть либо захвачены в зоны рециркуляции (в которых они могут находиться долгое время), либо под действием силы тяжести осесть на пол в зонах с низкой скоростью воздушного потока.
Процент частиц, выводимых системой вентиляции
Процент частиц, выводимых из помещения системой вентиляции в конце периода отслеживания их перемещения, показан в табл. 3. Таблица показывает большой разброс показателя эффективности удаления частиц вентиляцией. Это ожидаемый результат, но из полученных показателей может быть сделан интересный вывод. Во-первых, варианты систем вентиляции с одинаковым значением кратности воздухообмена демонстрируют поразительные различия процента частиц, выводимых системой вентиляции. Например, вариант 10 демонстрирует явно более эффективный вывод частиц, чем вариант 1. Причиной этому является то, что при работе системы вентиляции варианта 1 в помещении образуются две большие зоны рециркуляции, в которые «захватываются» частицы. В варианте 10 при работе системы вентиляции в центре помещения образуется тепловой шлейф, который поднимает частицы вверх до уровня вытяжных отверстий.
Во-вторых, если принять варианты 3, 4, 5, 6 и 9 в качестве одной группы, в которой применяется единый подход к вентиляции, можно отметить, что в пределах этой группы процент выводимых частиц становится более равномерным в отношении места выделения частиц, но не обязательно в отношении величины этого процента, т.к. увеличивается показатель кратности воздухообмена и одновременно увеличивается размер сетки для приточного воздуха. Причиной этому является то, что для небольших ламинарных сеток в зонах вне прямого влияния приточного воздуха наблюдаются очень небольшие скорости перемещения потока. Здесь частицы под действием силы тяжести оседают на пол и остаются в помещении.
Процент частиц, попадающих на место проведения операции или на задний стол
В табл. 4 представлен процент частиц, попадающих на место проведения операции или на задний стол от основного источника, с места медсестры или из зоны проведения операции. Так же как и при рассмотрении частиц, выводимых системой вентиляции, здесь необходимо отметить несколько интересных моментов.
Во-первых, процент частиц, попадающих на место проведения операции из основного источника и с места медсестры, незначителен (менее 1 %). Это можно объяснить относительным доминированием теплового шлейфа над местом проведения операции. Например, на рис. 5 показан шлейф для варианта 2. Только если частицы выделяются близко к месту проведения операции, например частицы из источника в зоне проведения операции, процент попадающих частиц становится значительным.
Рис. 5. Тепловой шлейф над местом проведения операции для варианта 2 (система вентиляции с ламинарным потоком воздуха).
Во-вторых, при анализе места/зоны проведения операции показатель кратности воздухообмена не так важен, как конструкция системы вентиляции. Например, в варианте 4, имеющем показатель кратности воздухообмена, равный 20, количество попадающих на место операции частиц меньше, чем в варианте 2, в котором значение кратности воздухообмена равно 150.
В-третьих, за исключением варианта 11, процент частиц, попадающих на задний стол от основного источника и с места медсестры, сравнительно невелик. Хотя здесь нет теплового шлейфа, препятствующего попаданию частиц на стол, частицы попадают на стол, только если они входят в зону низких скоростей потока воздуха, где частицы оседают под действием силы тяжести или выдуваются потоком воздуха прямо на стол. Это имеет место для случая, когда процентное содержание частиц, попадающих с места медсестры, составляет 9,8 %. Результаты для вариантов 4, 5 и 6 указывают на то, что расположение вытяжных отверстий на разных уровнях лучше, чем установка вытяжки либо только высоко, либо только низко. И, наконец, для вариантов, которые можно скомпоновать в одну группу по типу ламинарного потока воздуха, а именно, для вариантов 2, 3, 4, 5, 6 и 9 не наблюдаются более высокие показатели попадания загрязняющих частиц на место проведения операции или на задний стол, чем у других систем. Фактически варианты 4 и 9 демонстрируют самое низкое значение этого показателя из всех рассмотренных вариантов.
Выводы и обсуждение результатов
Исходя из представленных выше результатов, можно утверждать следующее:
При более широком рассмотрении проблемы выбора размера сетки диффузора представляется, что основным фактором при проектировании системы вентиляции является возможность контролирования условий в центральной зоне операционной. В частности, операционная лампа и медперсонал обусловливают значительную тепловую плотность в центре помещения. Частицы могут захватываться тепловым шлейфом, образуемым этими объектами, рассеивающими тепло, и в этой точке контроль над частицами теряется. Но если используется система вентиляции, обеспечивающая ламинарный поток воздуха, частицы захватываются потоком и выводятся из помещения через вытяжные отверстия. В идеальном случае размер сетки должен быть достаточно большим, чтобы охватить основные объекты, рассеивающие тепло. Это проиллюстрировано на рис. 6, на котором показано поле воздушных потоков для варианта 9.
Рис. 6. Поле потоков воздуха для варианта 9.
Другим фактором уменьшения загрязнения является тепловой шлейф, формируемый над местом проведения операции. На рис. 5 представлен тепловой шлейф для варианта 2. Система вентиляции, создающая ламинарный поток воздуха со скоростью 0,15–0,18 м/с, предотвращает возможность попадания частиц на место проведения операции, на которую указывал Льюис (Lewis), т.к. в этом случае тепловой шлейф достаточен для защиты места проведения операции от загрязняющих веществ.
Авторы статьи — F. Memarzadeh, A. Manning.
Перепечатано с сокращениями из журнала ASHRAE.
Перевод с английского Л. И. Баранова.
Научное редактирование выполнено В. Д. Коркиным – зав. кафедрой СПб ГАИЖСА им. И. Е. Репина.
Конструкция систем ОВК повышенной безопасности
J. Coad, член Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE)
В начале проектирования любой системы ОВК устанавливается ряд конструктивных параметров, значения которых затем согласовываются между владельцем здания и группой разработчиков.
Ниже дан характерный список параметров, которые должны устанавливаться при проектировании любого здания или системы. Порядок перечисления параметров не отражает какого-либо приоритетного значения отдельных параметров, т. к. все они одинаково важны:
• Эффективность (тепловая, акустическая, зрительная и т. д.).
• Долговечность, эксплуатационная надежность и удобство обслуживания.
Несомненно, между всеми этими параметрами существует взаимная зависимость. Учитываемый должным образом, каждый из них способствует оптимальной реализации остальных параметров, поэтому в этом случае нет необходимости в каких-либо компромиссах. Например, более простая система одновременно обычно является и более дешевой системой; более дешевая, должным образом спроектированная система, обычно потребляет меньше энергии и т. д.
Наряду с вопросами защиты от пожара и дыма, обычно в качестве факторов безопасности рассматриваются вопросы, связанные с опасностью, источником которой могут быть компоненты самой системы, например, взрывы котлов, выделение вредных газов, нарушение структурной целостности массивных компонентов и т. д.
Загрязняющие вещества
Озабоченность опасностью, исходящей от терроризма или возникающей в чрезвычайно опасных ситуациях, стала причиной пересмотра нами многих принципов конструирования и эксплуатации систем ОВК в зданиях. Более детальное рассмотрение этих принципов касалось в основном двух моментов.
Во-первых, если в здании или вблизи него происходит выброс смертельно опасного вещества, желательно, чтобы система ОВК не засасывала это вещество внутрь здания и не распространяла его затем по всему зданию. Во-вторых, если выброс происходит внутри здания, как, например, в попытках отравления сибирской язвой в США в конце 2001 года, система в идеальном случае должна ограничить распространение этого вещества, в сущности, она должна вобрать и сохранить его внутри себя.
В прошлом, в зданиях, связанных с повышенным риском, были предприняты значительные усилия по достижению достаточно высокого уровня безопасности от загрязнения. Однако владельцы и проектировщики административных зданий в США обычно не закладывали безопасность от загрязнения в качестве проектировочного параметра.
Вслед за событиями 11 сентября 2004 года и последующими случаями атак с возбудителями сибирской язвы и рицином владельцы зданий, руководители организаций и проектировщики стали воспринимать эту проблему со всей серьезностью.
После случаев с возбудителями сибирской язвы зимой 2001–2002 гг., когда многие владельцы зданий начали предпринимать оправданные, с точки зрения заботы о людях, но плохо продуманные шаги по повышению безопасности, в Американском обществе инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) осознали необходимость разработки общих рекомендаций как по эксплуатации уже существующих зданий, так и по проектированию и эксплуатации новых сооружений.
Было осознано, что в современных зданиях основные усилия должны быть направлены на обеспечение максимально возможной безопасности, не мешающей деловой активности в этих зданиях.
В то же время для новых зданий следует изначально закладывать иные проектировочные параметры, определяющие конфигурацию здания и/или выбор применяемого в нем оборудования.
Перед исследованием этих проблем рассмотрим вначале виды загрязнения, от которого должна производиться защита. Во-первых, это летучие газы, которые могут вызывать летальный исход. От многих из этих газов могут защитить заложенные в человеческом организме механизмы обнаружения опасности, например, по запаху или по раздражению кожи.
Проблема загрязнения такими газами может быть решена с помощью системы, которая приводится в режим «опасность», и выполнением заранее разработанного плана вывода людей из помещения. Такая концепция аналогична используемым в настоящее время системам защиты от пожара и дыма.
Однако имеются и другие виды загрязнений, например, биологическое (споры сибирской язвы, бактерии оспы, рицин и т. д.), радиологическое, а также загрязнение газами, которые не имеют запаха, не вызывают раздражения и не обнаруживаются никакими известными методами.
Таким образом, в будущем к проектированию зданий должна привлекаться биологическая группа. Здания должны конструироваться, эксплуатироваться и содержаться таким образом, чтобы в них постоянно обеспечивалась максимально возможная безопасность. Зачастую люди не догадываются о выделении биологического загрязнения, пока через несколько дней не возникают очевидные симптомы воздействия этого загрязнения. Такие моменты очень важны при планировании профилактических мер.
Существующие здания
Давайте вернемся к проблемам уже существующих зданий.
Прежде всего, говоря о существующих зданиях, следует отметить, что нет способа выработки универсальных мер, которые должны быть приняты при возникновении инцидента, т. к. характеристики системы безопасности в большой степени зависят от вида и расположения здания. То, что может быть хорошо в одном здании, может ухудшить ситуацию в другом.
Однако одним из существенных выводов, полученных при исследовании существующих зданий, было то, что реакция системы на действия оператора редко была именно такой, как планировалось. И это из-за того, что большинство систем по ряду причин содержались или эксплуатировались не так, как это было запроектировано.
В связи с этим была выведена рекомендация для всех владельцев зданий – проведение повторной проверки эксплуатационных характеристик системы ОВК. Такая проверка необходима для того, чтобы оператор систем здания был уверен в том, что все системы и устройства в здании надежно работают и выполняют свои функции именно так, как это было для них изначально назначено.
Ниже приведены примеры некоторых элементов и характеристик системы, для которых должна быть уверенность в определенной реакции на соответствующие действия:
• средства включения, выключения и блокировки;
• средства обеспечения безопасности и уведомления о неисправностях;
• средства регулирования температуры и производительности;
• все регулируемые устройства, такие как электродвигатели, заслонки, вентили, реле и т. д.;
• блокирующие уплотнения заслонок;
• воздуховоды и другие каналы распределения воздуха должны быть в исправном состоянии и герметичны, в них не должно быть препятствий для свободного потока воздуха;
• воздушные фильтры должны быть чистыми, они должны быть правильно установлены, их тип должен соответствовать типу, заданному для конкретного приложения;
• корпус здания должен быть герметизирован.
После того как персонал здания убедится в том, что системы и устройства работают подобающим образом, некоторое время должно быть потрачено на то, чтобы понять, как они должны работать при обычных условиях. Как только это будет проделано, должен быть составлен план работы оборудования, обеспечивающий наиболее безопасный режим.
Этот план может включать тщательный выбор и техническое обслуживание фильтров, надежное определение характеристик и структуры воздушных потоков, тщательную, максимально возможную герметизацию здания, обеспечение безопасности каналов забора наружного воздуха и т. д. Кроме того, по возможности должна быть проведена проверка активирования системы аварийной сигнализации при обнаружении ею загрязнения определенного вида.
Для этого может понадобиться привлечение высококвалифицированного инженера ОВК, специалиста по вводу в эксплуатацию систем или специалиста, имеющего опыт работы с соответствующим оборудованием и пользующегося полным доверием владельца и руководства.
Возможно, что в ходе указанных работ у владельца может возникнуть желание произвести некоторую небольшую реконструкцию, но если обнаружится, что финансирование этой реконструкции или проведение связанных с ней работ представляют проблему, следует остановиться на планировании указанных мер в той конфигурации здания и оборудования, которая имеется на текущий момент.
Целью такого плана должно быть предотвращение засасывания загрязняющих веществ извне здания или ограничение и изолирование таких веществ, а затем и их удаление их здания.
Как только такой план будет составлен, настоятельно рекомендуется дать его на ознакомление непосредственным исполнителям, которые и будут обслуживать системы здания. В некоторых случаях они могут помочь составить такой план.
С высокой степенью вероятности можно предсказать, что в результате проведения владельцами здания и руководителями персонала, обслуживающего здание, указанных мероприятий улучшится климатическийкомфорт в здании, и система вентиляции будет работать лучше, чем в прошлые годы.
Проект нового здания
Ниже мы кратко представим концепцию проектирования систем, обеспечивающих должную безопасность. При этом следует отметить, что такая концепция касается не каких-то отвлеченных понятий – она определяет основное ядро конфигурации и экономические параметры системы.
В привлекающих внимание зданиях, связанных с повышенной опасностью, должна быть заплачена высокая цена за защиту от рассматривавшихся выше опасностей, т. к. связанный с ними риск настолько велик, что оправдывает эти затраты. Однако для обычных зданий вероятность подобных инцидентов невелика, поэтому соответствующие затраты экономически не могут быть оправданными.
Итак, приступим к рассмотрению концепции безопасности новых зданий.
Когда инженер приступает к проектированию системы ОВК в здании, он составляет перечень параметров, которые должны учитываться в проекте. Успешным проектом может считаться только такой, в котором должным образом учтены все параметры.
Как уже указывалось во введении, до недавнего времени в этом перечне отсутствовала защита от чрезвычайных событий.
Но теперь мы обязаны учитывать соответствующие требования для всех зданий, т. к. вероятность подобных инцидентов определяет просто уровень принимаемых мер безопасности. Для иллюстрации рассмотрим пример офисного здания, для которого вероятность инцидентов невелика, и выясним, каким образом параметр обеспечения безопасности от подобных событий может влиять на проект при небольшом или даже при полном отсутствии влияния на стоимость проекта (и напомним, что это только пример):
• Для предотвращения распространения вредных веществ при внутреннем выбросе система просто не смешивает воздух из одного помещения с воздухом из других помещений и не распространяет его затем по всему зданию. Это означает, что регулирование температуры и перемещения воздуха в помещении обеспечивается установкой или устройствами внутри помещения, например, вентиляторными конвекторами, тепловыми насосами, использующими воду в качестве источникатеплоты, или устройствами циркуляции воздуха, соединенными с отопительными или охлаждающими панелями.
• Для достижения вышеуказанного может понадобиться применение вентиляционного агрегата кондиционирования воздуха, называемого также специальным агрегатом обеспечения наружного воздуха, снабжающего все здание нужным количеством вентиляционного воздуха, отфильтрованного, освобожденного от излишней влаги в теплом и влажном климате или нагретого в холодном климате.
• Вентиляционный воздух вначале кондиционируется, а затем доставляется непосредственно в комнаты или помещения, в которых отработанный воздух выводится непосредственно в атмосферу. В таких помещениях с повышенным риском загрязнения вытягивается немного большее количество воздуха, чем нагнетается, тем самым предотвращается загрязнение окружающих помещений в случае внутреннего выброса.
• Как приточные, так и вытяжные вентиляционные системы могут конфигурироваться с учетом будущей дополнительной установки химических фильтров и/или высокоэффективных пылепоглощающих фильтров при помощи надлежащего выбора вентиляторов и конфигурации стоек для оборудования.
• Для предотвращения умышленного загрязнения забираемого для вентиляции воздуха должно быть тщательным образом определено расположение всех входных вентиляционных отверстий вдалеке от вытяжных отверстий и от уровня земли, в защищенных, трудных для доступа местах.
• Для снижения вероятности загрязнения здания из внешнего «выброса» (умышленного или случайного) корпус здания должен быть хорошо защищен от проникновения пара, он должен быть спроектирован и построен с обеспечением низкой инфильтрации. Кроме этого, вентиляционная система кондиционирования воздуха должна подавать больше воздуха, чем выводится из здания системой вытяжки, для поддержания в здании положительного давления.
• Все заслонки приточного и вытяжного воздуха должны при необходимости обеспечивать полное перекрытие воздушного канала.
• Должен обеспечиваться тщательный и строгий ввод в эксплуатацию здания и системы.
Это просто примеры тех мер, которые могут быть приняты и оказывают влияние не на стоимость проекта, а на выбор системы и на конструкцию. Такие меры обеспечивают более безопасную систему, создающую более высокий комфорт. Такая система может быть модернизирована в будущем для еще более высокой степени безопасности.
Холодильные системы
Все меры предосторожности, рассматривавшиеся для систем ОВК, должны применяться к работе существующих и к проектированию новых холодильных систем. Для существующих систем должна производиться повторная проверка эксплуатационных характеристик, и соответствующие органы должны давать заключения о том, что системы работают должным образом. При разработке новых конструкций основным конструктивным параметром должна стать повышенная надежность.
Этот краткий обзор основных моментов, связанных с текущим положением, и направлений развития в области национальной безопасности, касающейся систем ОВК, можно свести к следующему.
Во-первых, что касается работы таких систем, мы должны более строго подходить к поддержанию высокого уровня их производительности, т. к. речь теперь идет не просто о тепловом комфорте и нормальных бытовых условиях, но о защите жизни людей.
Во-вторых, при проектировании мы должны включить в список основных проектных параметров улучшенную защиту в чрезвычайных случаях. Такие изменения в нашей работе требуют проведения постоянных исследований, обмена информацией и, конечно, инженерных инноваций.
Перепечатано с сокращениями из журнала «ASHRAE».
Перевод с английского Л. И. Баранова.