Personbevægelsens indflydelse på forureningstransport i ventilerede rum Henrik Brohus Aalborg Universitet Projektdeltagere Kasper D. Balling Mikkel Hyldig Dennis Jeppesen Simon Kamper Ulla Vachek Henrik Brohus 1
Indhold Indledning/problemstilling Ortopædkirurgiske operationer Transport mellem zoner Modellering af bevægelsens effekt Hjerteoperationer Måling af bevægelse i felt og laboratorie Konklusioner Ortopædkirurgiske operationer... 2
OP3 Farsø Sygehus OP3 Farsø Sygehus, 2 3
Ventilationsprincip Local exhaust LAF General exhaust Crack below door CR General exhaust Crack below door Flow device Flow rate [m 3 /h] ACH [h -1 ] LAF 9,600 69 General ventilation 1,800 13 CFD model af OP3 4
Luftstrømning i symmetriplan Transport mellem zoner 5
Transport mellem zoner, 2 Bord Skab Bord Bord Anæstesi Bord Operationsbord Bord Operationsleje Afdækning over leje Operationsbord Skuffeanordning Skab ERBE z Opvartningssygeplejerske Anæstesisygeplejerske x y Kirurg Kirurgassistent Operationssygeplejerske Område ventileret med LAF Placering af op.sygeplejerske Op.sygeplejerske under operation Ved blanding af knoglecement 6
Personbevægelse mellem usteril og steril zone Overgang fra område udenfor LAF til område under LAF 3 2 1 Bakterietransport til operationsleje ved bevægelse under LAF Bakterietransport fra den usterile zone til den sterile zone Personbevægelse mellem usteril og steril zone, 2 7
Simpel CFD model af person Body Arms Length 1.7 m Length 0.4 m Width 0.35 m Width 0.075 m Depth 0.208 m Height 0.075 m Location 1 1.25 m Total surface area 2.21 m 2 Convective heat flux 31.65 W/m 2 Note 1: Distance from the floor to the lower edge of the arms. Fordelt bevægelsesmængde Negative z-direction: 0.15 m/s Negative z-direction: 0.15 m/s Boundary between non-clean area and LAF area (clean area) Boundary between non-clean area and LAF area (clean area) Negative z-direction: 0.25 m/s Negative z-direction: 0.15 m/s Negative x-direction: 0.008 m/s Negative z-direction: 0.2 m/s Negative y-direction: 0.05 m/s Operating table Momentum sources 8
Hastighedsfelt Velocity (m/s) CSP Operating table TOP: Ingen bevægelse. BUND: Bevægelser modelleret vha. fordelt bevægelsesmængde (worst case). Source Source Source Source Velocity (m/s) CSP O. table Bakteriefordeling TOP: Ingen bevægelse. cfu/m 3 BUND: Bevægelser modelleret vha. fordelt bevægelsesmængde (worst case). CSP O. table LAF felt er vist med stiplede linjer. Source Source Source Source cfu/m 3 Kildestyrke: 10 cfu/s. CSP O.table 9
Turbulent kinetisk energi - kilde Brohus et al., 2006 Hjerteoperationer... 10
OP9 Aalborg Sygehus Syd Typisk operationsstue til hjertekirurgi Operationsstue fra 1975 Ventileret efter opblandingsprincippet Meget udstyr Måling af bakterieniveau Virkelig operation Slitsampler og sedimentationsplader Notering af bl.a. antal personer Forløb (tid) og fordeling (sted) 11
Forløb af bakterieniveau Forløb af bakterieafgivelse 12
Laboratorieforsøg Volumen: 35,4 m 3 Luftskifte: 5 h -1 Rumtemperatur: 21 C Forsøgsmatrix Ventilations -princip Persontype Antal Bevægelse Kilde- Placering Opblanding Personsimulator 1 Ingen Ryggen Forsøgsperson Fortrængning 3 Bevægelse Bord Radiator Røg- og sporgasforsøg 13
Forsøgsopstilling Bakterieafgivelse Bakterieafgivelsen simuleret vha. sporgas Personsimulator Forsøgsperson 14
Bevægelser 5 bevægelser undersøgt Nedadgående Opadgående Tilfældig Horisontal Gå bevægelse Fx: Horisontal bevægelse Veldefineret: Lydfil Kontrolpunkter Kildeplacering På bord 1 15
Horisontal bevægelse Sporgas medrives Større spredning Opblandingsventilation bedst Ingen Horisontal Ingen Horisontal Opblanding Fortrængning Konklusioner mht. bevægelse A. Oplandingsprincippet er mindst påvirket (mest robust) B. Fortrængningsprincippet er generelt bedre (højere gnst. ventilationseffektivitet) Kan fortrængningsventilation så ikke anvendes til optimering af operationsstuer? 16
Sporgasfordeling Fortrængningsventilation Vertikal sporgasfordeling målt Kildeplacering på Radiator Personsimulator Bord 1 Sporgasfordeling, 2 Radiator Bord 1 Personsimulator 17
Fortrængning på OP? Fortrængningsventilation er ikke anvendelig på operationsstuer! Konklusioner Personbevægelsens indflydelse på forureningstransport i ventilerede rum er diskuteret baseret på en række OP- og laboratoriecases m.v. Det er konstateret, at personer bevæger sig og fundet, at det kan have en signifikant indflydelse på forureningsfordelingen i et rum og dermed personeksponeringen. OP personalets bevægelsesmønster kan have en stor (og uønsket) effekt på bakterieniveauet omkring såret m.v. Effekten af bevægelse kan simuleres tilnærmet i CFD vha. fx fordelt bevægelsesmængde. Ved bevægelse er opblandingsventilation mere robust end fortrængningsventilation. Fortrængningsventilation er ikke anvendelig på operationsstuer, men vil stadig kunne anvendes med fordel inden for komfortventilation. 18