تهویه مراکز بهداشتی

تهویه مراکز بهداشتی

راهبردهای تهویه برای مراکز بهداشتی و درمانی

یکی از مهم ترین مواردی که باید در زمان احداث یا بازسازی بنایی مانند بیمارستان مد نظر قرار دهید، سیستم گرمایش، تهویه و خنک کننده است. شما در مقام مالک بیمارستان یا هر بنای تجاری دیگر وظیفه دارید که از ایمنی و سهولت استفاده این سیستم ها اطمینان حاصل کنید. اگرچه ممکن است دستگاه های تهویه مطبوع را در ساختمان های مسکونی ببینید، باید بدانید که سیستم های HVAC که در اماکن تجاری مانند بیمارستان ها نصب می شوند، تفاوت بسیار زیادی با سیستم های منازل دارند.

انواع سیستم های HVAC

راه اندازی این سیستم در نصب یک دستگاه تهویه مطبوع در پنجره خلاصه نمی شود. بسته به نوع ساختمان، تعداد اتاق ها، به ویژه در بیمارستان ها، و سامانه های کنترل شخصی، انواعی از سیستم های HVAC وجود دارند.

سیستم اسپلیت (split)

سیستم های اسپلیت که مفتخر به داشتن بالاترین بهره وری انرژی هستند، اغلب در ساختمان های مسکونی یا تجاری کوچک تر یافت می شوند. در این سیستم، یک هواساز (AHU) داخلی- شامل فن و کویل های مبدّل هوا- به همراه یک کندانسور بیرونی وجود دارد. این سیستم می تواند تهویه مطبوع یا پمپ حرارتی باشد، و علی رغم دارا بودن بهره وری انرژی، تا اندازه ای پر سر و صدا است.

سیستم پکیج

در سیستم پکیج، دو جزء مذکور به یک مجموعه واحد تبدیل می شوند. سیستم پکیج خارج از ساختمان نصب می شود، و کانال های تعبیه شده، دستگاه را با فضای داخلی مرتبط می کنند. از تهویه مطبوع ترمینالی به صورت پکیج (PTAC) معمولاً در ساختمان های بزرگ با تعداد زیادی اتاق که باید به صورت جداگانه مدیریت شوند، استفاده می شود؛ سیستم های PTAC دستگاه های بزرگی هستند که اغلب زیر پنجره اتاق های بیمارستان ها نصب می شوند. این دستگاه ها فقط برای سرمایش هستند و می توانند به صورت مستقل از سیستم HVAC مرکزی ساختمان، عمل کنند. پمپ حرارتی ترمینالی به صورت پکیج (PTHP) عمل کردی همانند PTAC دارد، ولی از قابلیت ایجاد گرما نیز برخوردار است.

حجم متغیر هوا (VAV)

سیستم حجم متغیر هوا یا VAV یکی از محبوب ترین سیستم های HVAC در ساختمان های تجاری است. سیستم های VAV در عوضِ تأمین حجم ثابت هوا، مانند CAV، جریان هوا را کاهش یا افزایش می دهند تا دمایی ثابت را حفظ کنند. همین امر امکان کنترل دقیق تر دما را مهیا می سازد، که برای بناهایی با چندین اتاق (مانند بیمارستان ها) بسیار مناسب است و از آن جا که فن داخل دستگاه به طور مداوم با تمام ظرفیت کار نمی کند (بر خلاف سیستم CAV)، مصرف کلی انرژی و فرسایش دستگاه کم تر خواهد بود. از سیستم VAV اغلب در ساختمان هایی استفاده می شود که به کنترل دما در چندین اتاق با اندازه های مختلف، مانند بیمارستان ها یا ساختمان های اداری، نیاز دارند. این سیستم ها از بهره وری مناسبی برخورداند، ولی قیمت بالاتری دارند.

پره های خنک کننده (Chilled Beams)

سیستم چیلد بیم که جایگزینی برای سیستم های VAV تلقی می شود، از مبدّل هایی حرارتی که از سقف آویخته شده اند، تشکیل می شود. آب گرم یا سرد از طریق لوله ها جریان پیدا می کند؛ زمانی که هوای گرم به سمت بالا و چلید بیم می رود، خنک شده و به اتاق باز می گردد. دو نوع سیستم چیلد بیم وجود دارد: 1) منفعل، که متکی بر همرفت طبیعی است، و 2) فعال، که تأمین کننده هوا است. سیستم های چیلد بیم کم صداتر و دارای بهره وری انرژی بهتر هستند، ولی قیمت بالاتری دارند. تنوع سیستم های HVAC با پیشرفت فناوری رو به افزایش است. مالکان باید با توجه به نوع ساختمان خود (در این مبحث، بیمارستانداران)، تعداد اتاق ها و ساکنین، و بهره وری انرژی به انتخاب یک سیستم HVAC مبادرت ورزند.

از اتاق های بیماران بیمارستان به خاطر اتلاف انرژی به واسطه مصرف بیش از اندازه از دستگاه های HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) به بدی یاد می شود، ولی سامانه های مدیریت بی سیم انرژی بیمارستان در صدد تغییر این روند هستند. اصلاً عاقلانه نیست که مدیر بیمارستان، یا حتی متصدّی تأسیسات بیمارستان، به بیماران بگوید چه زمانی می توانند یا نمی توانند از سیستم های HVAC اتاق خود استفاده کنند. با این حال، مشتریان مصرّانه به دنبال نرخ های پایین تر هستند، و از سوی دیگر هزینه های انرژی سرسام آور شده اند. بیمارستان ها چگونه این دغدغه ها را به طور موفقیت آمیزی مدیریت می کنند و در عین حال، تجربه ای لذت بخش و خوشایند برای بیماران خود رقم می زنند؟ پاسخ آسان است؛ مدیریت بی سیم انرژی بیمارستان، سیستم های HVAC را از پشت پرده کنترل می کند.

هرگاه صحبت از بهره وری انرژی ساختمان ها به میان می آید، بیمارستان ها به واسطه میزان انرژی مصرفی شان و مؤلفه های دخیل در تنظیمات سیستم تهویه، قد علم می کنند. وقتی قصد دارید میزان کلی مصرف انرژی را کاهش دهید، باید بتوانید تهویه و کیفیت هوای داخلی (IAQ) را در سطح مطبوع حفظ کنید تا کنترل مناسب عفونت و ایمنی بیماران تضمین شود.

بیمارستان ها نسبت به سایر مراکز و ساختمان ها، انرژی بسیار بیشتری مصرف می کنند. تهویه مناسب حجم عظیم هوای بیرونی به انرژی بیشتری نیاز دارد. باید به خاطر داشت که مؤسسه FGI و انجمن آمریکایی مهندسان ASHRAE شرایط خاصی را در رابطه با جزئیات تغییرات کلی هوا، تغییرات هوای بیرونی و نیاز به خروج کامل هوا از برخی از فضاها، تصریح می کنند. برخورد با مشکل بهره وری انرژی در فضاهای بهداشتی و درمانی نیاز به درک کامل شرایط و رهمنون های FGI و ASHRAE دارد؛ زیرا در بر گیرنده راهبردهای موجود در حوزه انرژی هستند.

پره های خنک کننده (Chilled Beams)

ایمنی و کنترل عفونت

میزان تهویه بر اساس استانداردهای 62.1 و 170 انجمن ASHRAE تعیین می شود. فضاهای اداری و مسیرهای رفت و آمد در بیمارستان ها بر اساس استاندارد 62.1، و فضاهای اختصاصی بیمارستان ها مانند اتاق های بیماران، بخش های تصویربرداری و اتاق های جراحی بر اساس استاندارد 170 (که در FGI به آن نیز اشاره شده) تهویه می شوند. استاندارد 170 شامل اطلاعاتی در رابطه با تغییرات حداقلی هوای بیرونی و تغییرات کلی هوا در هر نوع فضایی به اضافه ی فضاهای نیازمند خروج کامل هوا، می شود.

در مراکز بهداشتی و درمانی ای که از تهویه، طراحی یا کنترل مناسب برخوردار نیستند، احتمال شیوع پاتوژن های هوازی در سرتاسر این مراکز وجود دارد. احتمال عفونی شدن بیماران بستری که سیستم ایمنی تضعیف شده ای دارند و بیشتر مستعد ابتلا به عفونت هستند، بالاتر است و پاتوژن ها می توانند به دیگر بخش های بیمارستان سرایت کنند.

سامانه بی سیم کنترلِ HVAC از خودکارسازی برای مدیریت مصرف انرژی استفاده می کند

سیستم های HVAC خودکارسازی شده در اتاق ها می توانند با استفاده از اتصال بی سیم به صورت خودکار دستگاه های اتاق ها را زمانی که بیماران اتاق را تحویل می دهند، خاموش نمایند. اگرچه می توان از این سامانه برای خاموش کردن دستگاه ها در زمانی که بیماران خارج از اتاق ها هستند، استفاده کرد، نباید مورد استفاده نابجا قرار بگیرد. به عبارت دیگر، متصدّی تأسیسات بیمارستان نباید به خود اجازه دهد تا در تنظیمات دستگاه HVAC بیماران تغییراتی ایجاد کند. با این حال، بعید است که تغییرات نامحسوس مانند افزایش تنظیمات دما به اندازه دو درجه تأثیری بر تجربه بیماران داشته باشد، و می تواند در بلند مدت صرفه جویی زیادی به همراه داشته باشد.

سامانه های بی سیم می توانند از محیط انرژی جذب کنند

حسگرهای مدیریت بی سیم انرژی بیمارستان می توانند از منابع انرژی در پیرامون خود- مانند انرژی خورشیدی- برای شارژ مجدد باتری ها استفاده کنند. البته اگر بیمارستان بتواند در زمانی که بیمار در اتاق حضور ندارد، بین زمان تسویه بیمار قبل و پذیرش بیمار جدید، فرصتی را مهیا کند، حسگرها می توانند به منبع تغذیه ورودی دستگاه ها وصل شوند؛ هرچند که این فرآیند نیازمند خاموشی طولانی مدت دستگاه است.

سامانه های بی سیم می توانند افت یا افزایش حرارت را شناسایی کنند

تعداد دفعاتی که در اتاق باز می شود، بر آب و هوای کلی داخل اتاق تأثیر می گذارد. از این گذشته، کنتاکت های تعبیه شده روی پنجره به سامانه متصل هستند و می توانند زمانی که پنجره ها باز گذاشته می شوند تنظیمات ترموستات HVAC را تغییر دهند یا آن را خاموش کنند تا از افت یا افزایش غیرضروری حرارت برای مدتی طولانی جلوگیری کنند. علاوه بر این، حسگرهای رطوبت و حسگرهای اشغال محیط می توانند به بیمارستان ها در کاهش مخاطرات دیگر مانند جلوگیری از رشد کپک به خاطر رطوبت بالا در اتاق کمک کنند.

حسگرهای بی سیم کنترل کارآمدتر را در بیمارستان های بزرگ میسر می کنند

بیمارستان های بزرگ، مانند بیمارستان های چند طبقه با صدها اتاق، می توانند به نحو کارآمدی از حسگرهای بی سیم در هر اتاق بدون ایجاد اختلال در امواج رادیویی، بهره ببرند. سامانه های بی سیم می توانند با برخی از نرم افزارهای مدیریت انرژی بیمارستان ادغام شوند، و همچنین می توانند با یک هاب مرکزی در هر طبقه در ارتباط باشند. اطلاعات گردآوری شده در هر طبقه را می توان از طریق اینترنت یا شبکه های دیگر به سامانه اصلی مدیریت تأسیسات انتقال داد. در نتیجه، بیمارستان ها می توانند بدون سر زدن به تک تک اتاق ها و راهروها، آن ها را مدیریت کنند.

بازیابی انرژی و فناوریهای تهویه

نصب و استفاده از فیلترهای با کیفیتِ بالا, شیوه ای مناسب برای کمک به کاهش و حذف آلاینده های ورودی به ساختمان، و نیز حذف ذرات بزرگتری که معمولاً در ساختمان پخش می شوند، است. طراحان و مهندسان باید برای آگاهی از فیلترهای مورد نیاز به استانداردهای 62.1 و 170 مراجعه کنند. استفاده از فیلترهای حذف ذرات با عملکرد بالا (HEPA) در برخی از بخش های بیمارستان ها مانند اتاق های جراحی ضروری هستند. فیلترهای هِپا می توانند ذرات زیر میکرون، از جمله باکتری ها و ویروس ها، را از جریان هوا جداسازی کنند. متأسفانه، هرچه عملکرد فیلترها در حذف ذرات بهتر باشد، به همین اندازه فشار هوا در اطراف آن ها افت می کند، و در نتیجه فن ها به انرژی بیشتری برای حرکت دادن حجم هوای عبوری نیاز خواهند داشت.

بازیابی انرژی و فناوریهای تهویه

بازیابی گرمایشی هوا به هوا

بنابر دستورالعمل طراحی برای بیمارستان ها و کلینیک ها، بازگرمایش اغلب تنها فرایند پرمصرف در مراکز بهداشتی درمانی است. یکی از روش های غلبه بر این موضوع، استفاده از تجهیزات بازیابی گرمایشی هوایی است. این تجهیزات از جریان هوای تخلیه انرژی می گیرند و آن را به سوی جریان هوای بیرونی سوق می دهند.

فناوری های بازیابی انرژی برای مراکز درمانی و بهداشتی باید قابلیت جداسازی دو جریان هوا را بدون آلودگی متقابل دارا باشند. تقابل جریان هوا می تواند امکان بازگشت پاتوژن هایی را که از طریق سیستم تخلیه هوا خارج شده اند را به جریان هوای تغذیه به وجود بیاورد. استفاده از چرخ گردشی بازیابی انرژی گزینه ای مناسب نیست زیرا امکان تقابل جریان هوا وجود دارد. تجهیزاتی مانند لوله های گرمایی، سیستم های coil loop یا مبدل های حراتی صفحه ای و فریم می توانند جریان های هوا را جدا از هم نگه دارند تا احتمال آلودگی متقابل از بین برود، و در عین حال جا به جایی انرژی از هوای تخلیه به هوای بیرونی را فراهم سازند. استفاده از این تجهیزات در صورتی عقلانی است که بهره وری کلی انرژی کمتر از چرخ گردشی بازیابی انرژی باشد، هرچند که از بین بردن احتمال آلودگی متقابل برای مراکز بهداشتی و درمانی حیاتی است. در هر صورت، انرژی اضافی مورد نیاز برای این سیستم ها باید در برابر کاهش انرژی گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز برای تصفیه جریان هوای بیرونی سنجیده شود.

سیستم های coil loop، سیستم هایی کوچک هستند که از یک پمپ برای حرکت دادن سیّال بین کویل در جریان هوای تخلیه به سوی کویل در جریان هوای تهویه بهره می برند. این فرایند به هر دو جریان هوا اجازه می دهد تا جدا از هم باشند- برعکسِ کنار هم بودن جریانات هوا یا در یک محل بودن در یک سیستم کنترل هوای مرکزی. می توان انرژی را از یک سیستمِ تخلیه ی اختصاصی خارج کرد و به یک سیستم کنترل هوا انتقال داد. کاهش بار تهویه در اقلیم های مرطوب می تواند تا 20 درصد و در اقلیم های خشک و سردسیرتر تا 55 درصد افزایش پیدا کند. بسته به اقلیم، این کاهش بار ممکن است آن قدری زیاد نباشد که بتواند هزینه های اضافی مورد نیاز برای انرژی فن و پمپاژ را پوشش دهد.

دستگاههای کنترل و شرایط تهویه

به واسطه استفاده از دستگاه های کنترل دیجیتال که امکان بهره وری انرژی را ممکن می سازند، راهبردهایی در دسترس هستند، از جمله کاهش عملیات در هنگام شب و در فضاهای خالی، برنامه های روشن/خاموش بهینه و تنظیم مجدد دما برمبنای شرایط هوای بیرونی که ایمنی بیمار یا کیفیت هوای داخلی را به خطر نخواهد انداخت.

کاهش عملیات در هنگام شب و در فضاهای خالی یک راهبرد نسبتاً ساده برای کاهش مصرف انرژی است. مبنای این راهبرد این گونه است که شرایط تهویه فضا در خلال زمانی که خالی باشد، تغییر می کند. در طول ماه های زمستان، دمای فضاهای خالی می تواند تا زیر مقدار تعیین شده کاهش پیدا کند تا در مصرف انرژی گرمایشی صرفه جویی شود. در طول تابستان، دمای فضاهای خالی می تواند تا بیش از دمای تهویه فضاهای اشغال شده افزایش پیدا کند، تا در مصرف انرژی سرمایشی صرفه جویی شود. در هر دو راهبرد بالا، مصرف انرژی فن ها نیز کاهش پیدا می کند، زیرا به محض این که شرایط تهویه فضاهای خالی برقرار شوند، جریان هوا به آن فضا را می توان کاهش داد یا قطع کرد. پیاده سازی این راهبرد را می توان برای زمان هایی که ساختمان خالی است، انجام داد. با این حال، در بیشتر بیمارستان هایی که بی وقفه فعالیت می کنند، حسگرهای تشخیص حرکت می توانند مؤثرتر باشند.

دستگاههای کنترل و شرایط تهویه

یکی دیگر از راهبردهای کنترلی که می تواند به صرفه جویی در انرژی کمک کند، تنظیم مجدد دمای هوا است. این راهبرد کمک می کند تا در صورتی که میزان رطوبت و دمای فضا به نقطه تعیین شده برسد، دمای هوای تغذیه به بالاتر از نقطه تعیین شده نرمال افزایش پیدا کند. با افزایش دمای هوای تغذیه، در مصرف انرژی سرمایشی صرفه جویی می شود، و بار وارد بر تجهیزات سرمایشی اصلی کاهش پیدا می کند.

تمامی این راهبردها در راستای حفظ کیفیت هوای داخلی و ایمنی بیماران، با هدف کاهش مصرف انرژی، پیاده سازی می شوند. این هدف تنها با کاهش بار گرمایشی و سرمایشی با حفظ شرایط تهویه فضا و در خلال زمان هایی که این فضاها خالی هستند، محقق می شود.

بلاگ های اخیر

آخرین بلاگ وندور لیست ایران