طراحی اتاق فشار منفی

مشخصات مدل و سناریو: شبیه‌سازی جریان هوا و انتقال آلاینده‌ها در اتاق ایزوله فشار منفی با استفاده از نرم‌افزار ANSYS Fluent انجام شد. حجم اتاق در نظر گرفته شده 51.84 m³ بود و هدف سیستم تهویه، تأمین 12 ACH و حفظ فشار تفاضلی −2.5 Pa نسبت به راهرو تعیین شد تا شرایط استاندارد اتاق ایزوله حفظ گردد. در طراحی اتاق فشار منفی، طول و عرض باید طوری باشد که جریان هوا یکنواخت و بدون نقاط کور ایجاد شود و نسبت طول به عرض بین 1.2 تا 1.5 توصیه می‌شود. بنابراین ابعاد اتاق ارتفاع 2.7 متر، طول 5.37 متر و عرض 3.58 متر می‌باشد. به منظور انتشار آلاینده، منبع ردیاب به صورت تزریق پالس به مدت 60 ثانیه از دهان بیمار مدل‌سازی شد. ابعاد دهانه تزریق 20×10 mm و سرعت بازدم بین 0.5 تا 1 m/s در نظر گرفته شد. همچنین، در برخی سناریوها، ردیاب از یک نقطه مرجع در اتاق تزریق شد تا اثرات جریان هوای محیط و الگوی انتقال آلاینده به نواحی مختلف، به ویژه ناحیه تنفسی کارکنان سلامت، بررسی گردد.سناریوهای اجرا شده در زیر بیان شده‌است. S0: مرجع – یک اگزاست بالاسر موقعیت اگزاست: مستقیماً بالای تخت بیمار، روی سقف یا دیوار نزدیک به سر تخت. ارتفاع نصب: حدود 2.5 متر از سطح زمین. فاصله افقی نسبت به تخت (مرکزی): مرکز گریل را در امتداد مرکز خط سر تخت قرار می‌گیرد. یعنی تا 25 cm افقی مجاز برای جبران قرارگیری دقیق تجهیزات. S1: اگزاست اضافی کم‌ارتفاع کنار تخت موقعیت اگزاست: در دیوار نزدیک به سر تخت، در ارتفاع پایین. ارتفاع نصب: حدود 203 میلی‌متر (8 اینچ) بالای سطح زمین. جای نصب معمولاً طوری است که مرکز گریل در حدود 203+ (ارتفاع گریل/2) قرار می‌گیرد؛ اگر گریل 150 mm ارتفاع داشته باشد، مرکز ≈ 203+75 = 278 mm). فاصله افقی تا سر تخت: 0.15–0.4 m از لبه سر تخت. مرکز گریل در راستای سر بیمار باشد. فاصله از دیوارهای کناری (کمینه): اگر گریل در دیوار جانبیِ تخت نصب می‌شود، فاصله‌اش از گوشه دیوار باید حداقل 0.2–0.3 m باشد تا جریان به‌صورت موضعی عمل کند و در گوشه‌گیر نماند و از آشفتگی جریان جلوگیری گردد. S2: تغییر محل دیفیوزر با احتمال شورت‌سیرکویت موقعیت دیفیوزر: در گوشه‌های اتاق، در ارتفاع بالا. ارتفاع نصب: حدود 2.4 متر از سطح زمین. همچنین فاصله بین مرکز دیفیوزر و مرکز اگزاست باید حداقل 1.2–1.5 m باشد. S3: افزودن پیش‌اتاق موقعیت پیش‌اتاق: بین اتاق بیمار و فضای عمومی، با سیستم تهویه مستقل. ابعاد پیشنهادی پیش‌اتاق (متداول): عرض حدود 1.2–1.5 m و طول 1.8–2.4 m (فضای کافی برای تعویض PPE و قرارگیری کشو/کمد)، این مقادیر مبتنی بر راهنماهای طراحی بیمارستان و گزارش‌های طراحی ایزوله است. سیستم تهویه پیش‌اتاق: پیش‌اتاق باید مستقل و ترجیحاً در فشار خنثی یا مثبت نسبت به فضاهای عمومی باشد تا هنگام باز شدن درب، هوای آلوده از اتاق به بیرون نرود. همچنین درِ پیش‌اتاق و درِ اتاق ایزوله باید طوری قرار گیرند که با باز بودن یکی، دیگری بسته باشد. S4: افزایش دبی اگزاست کنار تخت موقعیت اگزاست: در دیوار نزدیک به سر تخت، در ارتفاع پایین. ارتفاع نصب: حدود 203 میلی‌متر (8 اینچ) بالای سطح زمین. S5: کاهش دبی اگزاست بالاسر موقعیت اگزاست: مستقیماً بالای تخت بیمار، روی سقف یا دیوار نزدیک به سر تخت، مطابق با S0 می‌باشد. ارتفاع نصب: حدود 2.5 متر از سطح زمین. S6: جابه‌جایی دیفیوزرها به گوشه‌های اتاق موقعیت دیفیوزر: در گوشه‌های اتاق، در ارتفاع بالا. دیفیوزرهای سقفی/بالا در چهار گوشه اتاق، یا دو دیفیوزر در گوشه‌های u-shaped؛ هر دیفیوزر تقریباً زیر سقف (2.4–2.5 m از کف) یا در بالای دیوار (top of wall) نصب شود. مرکز هر دیفیوزر 0.1–0.3 m پایین‌تر یا دورتر از گوشه دیوار قرار می‌گیرد (یعنی نه دقیقاً در گوشه که عملکرد مختل شود). (این محدوده پیشنهادی برای اجتناب از بسته شدن یا ریزگردش در گوشه است). هدف شبیه‌سازی شناسایی «مناطق مرده» (stagnation) یا نقاط تجمع آلاینده و مقایسه با حالت سقف مرکزی/توزیع سنتی می‌باشد. S7: ترکیب پیش‌اتاق و اگزاست کنار تخت همان مشخصات S3 برای پیش‌اتاق + همان مشخصات S1 برای اگزاست (low-level) .موقعیت پیش‌اتاق بین اتاق بیمار و فضای عمومی، با سیستم تهویه مستقل. در این مدل، پیش‌اتاق با سیستم تهویه مستقل مدل می‌شود؛ معمولاً پیش‌اتاق جریان برون‌فکنی کمتری نسبت به اتاق ایزوله دارد، اما باید بتواند هنگام باز شدن درب، فشار را حفظ کند. موقعیت اگزاست: در دیوار نزدیک به سر تخت، در ارتفاع پایین. و در ارتفاع حدود 203 میلی‌متر (8 اینچ) بالای سطح زمین می‌باشد. S8: افزودن مانع جزئی جلوی تخت موقعیت مانع: در جلوی تخت بیمار، در ارتفاع مناسب. ابعاد پیشنهادی مانع جزئی ارتفاع 0.6–1.0 m (از سطح کف) و پهنای تقریباً برابر با پهنای تخت (حدود 1.0–1.2 m)؛ فاصله مانع از لبه تخت: 0.2–0.5 m جلوتر از تخت می‌باشد هدف این سناریو هدایت جریان هوای محلی و کاهش مستقیم شورت‌سیرکویت بین دیفیوزر و اگزاست می‌باشد. همچنین مانع باید نیمه‌باز باشد (قابلیت جریان از بالا/دو طرف) تا جریان کلی را کاملاً مسدود نکند. S9: افزایش ACH از 12 به 15 نرخ تعویض هوا (ACH): افزایش از 12 به 15.