Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член
Summary:

Ультрафиолетовые бактерицидные модули для систем приточно-вытяжной вентиляции

Ultraviolet bactericidal units for supply and exhaust ventilation systems

A. L. Vasserman, Candidate of Engineering, CJSC “NII ZENIT”

Keywords: ultraviolet bactericidal radiation, bactericidal efficiency level, mercury discharge lamps

Ultraviolet bactericidal radiation (UBR) is the most effective method for elimination of pathogenic microclimate in room air and is used as prophylactic sanitary and anti-epidemiologic technology. The article presents available engineering method for calculation of bactericidal efficiency, selection of the equipment and definition of air exchange rate for design and supply-exhaust ventilation systems in medical facilities.

Описание:

Ультрафиолетовое бактерицидное излучение (УФИ) является наиболее действенным способом уничтожения патогенной микрофлоры в воздушной среде помещений и применяется в качестве профилактического санитарно-противоэпидемического средства. В статье приводится доступная инженерная методика расчета бактерицидной эффективности, выбора оборудования и определения кратности воздухообмена для проектирования приточноытяжной вентиляции в лечебно-профилактических учреждениях.

Ультрафиолетовые бактерицидные модули для систем приточно-вытяжной вентиляции

Ультрафиолетовые бактерицидные модули для систем приточно-вытяжной вентиляции

Показатель заболеваемости, обусловленный микробиологическим загрязнением воздушной среды помещений, на сегодняшний момент остается на высоком уровне. Предотвращение распространения заболеваний – основная задача процесса обеззараживания воздуха [1]. Ультрафиолетовое бактерицидное излучение (УФИ) является наиболее действенным способом уничтожения патогенной микрофлоры в воздушной среде помещений и применяется в качестве профилактического санитарно-противоэпидемического средства. Оно обеспечивает снижение уровня распространенности инфекционных заболеваний и дополняет обязательное соблюдение действующих санитарных норм и правил по устройству и содержанию помещений, в первую очередь лечебно-профилактических (ЛПУ).

Один из путей распространения инфекционных заболеваний – аэрогенный (или воздушно-капельный), относящийся к основному способу передачи респираторных заболеваний, таких как грипп, туберкулез, дифтерия, легионеллез (болезнь легионеров) и др. Это связано с тем, что воздушно-капельный бактериальный аэрозоль постоянно находится во взвешенном состоянии в воздушном объеме помещения из-за движения воздуха (конвекции), что увеличивает вероятность заражения.

Уровень бактерицидной обсемененности воздушной среды помещения патогенной микрофлорой определяется двумя факторами:

  • внутренним, зависящим от наличия людей в помещении (носителей инфекций) и их числа;
  • внешним, зависящим как от степени бактериальной загрязненности воздуховодов приточно-вытяжной вентиляции и кондиционеров, так и от зараженного воздушного потока (в критических ситуациях), забираемого из атмосферного воздуха.

Для профилактики заболеваний используются различные способы и средства. Один из них – применение УФИ, обладающего бактерицидным действием. УФ-облучение применяют для обеззараживания воздуха в помещениях, поверхностей ограждений (потолков, стен, пола) и оборудования в помещениях с повышенным риском распространения воздушно-капельных и кишечных инфекций. Его использование эффективно в операционных блоках больниц, помещениях родильных домов, бактериологических и вирусологических лабораториях, на станциях переливания крови, в перевязочных больниц и поликлиник, в тамбурах боксов инфекционных больниц, в приемных отделениях ЛПУ, детских учреждениях.

Процесс гибели микроорганизмов в воздушной среде под воздействием бактерицидного УФИ описывается выражением:

Nв = No exp(–σvHs), (1)

где Nв – число выживших микроорганизмов;
No– начальная концентрация микроорганизмов в кубическом метре воздушной среды;
σv– объемная константа, характеризующая значение фоточувствительности данного вида микроорганизма, м3/Дж.

Уровень бактерицидной эффективности оценивается по формуле:

Jбк n = (1 – Nбк в / Nбк о) · 100,%.  (2)

В отечественной практике уровень бактерицидной эффективности Jбк, %, оценивается для золотистого стафилококка (S. aureus) – санитарно-показательного микроорганизма (СПМ). Табличное значение объемной константы фоточувствительности этого микроорганизма σv = 0,0179 м3/Дж.

Связь между бактерицидной эффектностью и объемной биодозой оценивается по формуле:

  Hv = –Ln (1 – Jбк 10–2) / σv, Дж/м3. (3)

Более подробно этот процесс рассматривается в публикациях [2–5].

В настоящее время наибольшее распространение в качестве источника бактерицидного УФИ принадлежит трубчатым разрядным ртутным лампам низкого давления.

Ртутные лампы низкого давления являются наиболее эффективными источниками бактерицидного УФИ благодаря тому, что более 60% от излучения в ультрафиолетовой области приходится на резонансную линию 253,7 нм, лежащую в диапазоне максимального бактерицидного действии. Это объясняет их высокую бактерицидную отдачу в пределах 30–40%. Бактерицидная отдача лампы оценивается в процентах, как отношение бактерицидного потока Фбк к электрической мощности Рл.

По основным конструктивным особенностям ртутные разрядные лампы низкого давления разделяются на две группы – лампы с оболочкой из увиолевого стекла и лампы с оболочкой из легированного окисью титана кварцевого стекла, так называемые амальгамные лампы. Эти оболочки исключают выход озонообразующей линии 200 нм в спектре излучения, поэтому они получили название безозонных.

Увиолевые лампы обладают малой единичной мощностью в пределах 8–75 Вт, в то время как амальгамные лампы обладают большой единичной мощностью в пределах 100–1000 Вт.

Полезный срок службы при спаде бактерицидного потока на 20% от начального значения составляет для амальгамных ламп 12000 ч, а для увиолевых 8000 ч.

Обеззараживание воздуха осуществляется в процессе его непрерывной прокачки через внутренний объем модуля с помощью систем общеобменной приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением.

Модуль представляет собой автономную конструкцию блока с бактерицидными лампами, расположенными параллельно линии движения воздушного потока. При прохождении воздушного потока через бактерицидные лампы происходит его обеззараживание.

Число ламп и их мощность определяют бактерицидную производительность модуля Прбк, м3/ч. Под бактерицидной производительностью понимается количественная оценка результативности использования модуля как средства снижения микробной обсемененности воздушной среды (отношение объема воздушной среды ко времени облучения) при достижении заданного уровня бактерицидной эффективности Jэф, %, для СПМ.

При проектировании приточно-вытяжной вентиляции в медико-техническом задании указывается функциональное назначение помещения и класс бактериальной чистоты, объем помещения V, м3, бактерицидная эффективность Jэф, %.

Кратность воздухообмена Кр, ч–1, определяется из таблицы в зависимости от класса чистоты помещений [6] и бактерицидной эффективности.

Если требуемая кратность воздухообмена Кр более 6 ч–1, то модуль устанавливается в начале воздуховода перед вентилятором. Если менее, то модуль устанавливается в выходной камере воздуховода после пылеуловительных фильтров.

Внутренние конструктивные элементы модуля с бактерицидными лампами и пылеуловительные фильтры оказывают определенное сопротивление воздушному потоку. Степень гидравлического сопротивления учитывается суммарным коэффициентом местного сопротивления (µ), оценочное значение которого с учетом запаса надежности находится в пределах 1,1–1,3.

Требуемая бактерицидная производительность модуля при заданном значении бактерицидной эффективности Jэф, %, находится по формуле:

Прм бк = V Кр, м3/ч.   (4)

Необходимое значение производительности приточно-вытяжной вентиляции:

   Прв = Прм бк µ, м3/ч. (5)

В нашей стране ряд производителей выпускают модули с бактерицидными увиолевыми лампами с бактерицидной производительностью от 500 до 20000 м3/ч и амальгамными лампами с бактерицидной производительностью от 1000 до 35000 м3/ч. Иногда в проспектах указывается не бактерицидная эффективность, а биодоза. Связь между бактерицидной эффективностью и биодозой определяется выражением:

Jбк = (1 – exp(–σvHv)) · 100, %.   (6)

Например, указана доза Hv = 167 Дж/м3, тогда Jбк = (1 – exp (–0,0179 · 167)) · 100,% = 95%.

Таблица
Определение кратности воздухообмена
Класс чистоты
помещения
Бактерицидная
эффектив-
ность Jэф, %
Кратность
воздухооб-
мена Кр, ч–1
Особо чистые (А) 99,9 10
Чистые (Б) 99,0 6
Условно чистые (В) 95,0 4
Грязные (Г) 90,0 2

Литература

  1. Современные методы обеззараживания воздуха в помещениях // АВОК.– 2009.– № 2.
  2. Вассерман А.Л., Шандала М.Г., Юзбашев В.Г. Ультрафиолетовое излучение в профилактике инфекционных заболеваний. М. : Медицина, 2003.
  3. Вассерман А.Л. Проектирование и эксплуатация ультрафиолетовых бактерицидных установок. М. : Дом Света, 2009.
  4. Методические указания МУ 42-51-1–93 и МУ 42-51-26–93 Методические указания. Организация и контроль производства лекарственных средств. Стерильные лекарственные средства.
  5. Ультрафиолетовые технологии в современном мире. Коллективная монография под редакцией Кармазинова Ф.В. и др. Издательский Дом «Интеллект», 2012.
  6. СанПиН 2.1.3.1375–03. Гигиенические требования к размещению, устройству, оборудованию и эксплуатации больниц, родильных домов и других лечебных стационаров.
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №3'2013

распечатать статью распечатать статью


Реклама
Реклама на нашем сайте
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Яндекс цитирования



Кондиционирование, отопление, вентиляция

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте