DE102010020240A1 - Device for determining comparison-moderated impressed current from air-permeable cover in operating room, has computation unit and memory unit, where device is connected with speed measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einer vergleichmäßigten aufgeprägten Strömung aus einer luftdurchlässigen Decke in einen OP-Saal mit einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung, einen Nachrüstsatz sowie eine Strömungsberechnung und einen Datenspeicher mit auf einem Computer ablaufbaren Verfahren aufweisender Strömungsberechnung.The present invention relates to a device for determining a uniform imprinted flow from an air-permeable cover in an operating room with a low-turbulence displacement flow, a retrofit kit and a flow calculation and a data memory with on a computer executable method having flow calculation.
In modernen Operationsräumen werden sogenannte TAV-Zuluftdecken eingesetzt. Mittels dieser sollen möglichst laminare Luftströmungen über die gesamte Einbringfläche einem Schutzbereich zugeführt werden. Diese Strömung soll als Verdrängungsströmung wirken, das bedeutet, dass die Strömung Luft verdrängt, möglichst aber nicht verwirbelt und damit eine Kontamination des Schutzbereiches vermieden wird. Bekannt ist es, dass bei derartigen TAV-Zuluftdecken die Zuluftführung durch kanalartige Strukturen, Leitflächen und ähnliches erfolgt, um eine Homogenität der durch die OP-Decken durchströmenden Luft zu erzielen.In modern operating rooms so-called TAV supply air ceilings are used. By means of this, as laminar air flows as possible should be supplied to a protected area over the entire introduction surface. This flow is intended to act as a displacement flow, which means that the flow displaces air, if possible not swirled and thus contamination of the protected area is avoided. It is known that in such TAV Zuluftdecken the Zuluftführung done by channel-like structures, fins and the like in order to achieve a homogeneity of the air flowing through the surgical ceilings air.
Aus der
Auf Basis der für OP-Räume geltenden
Bei der ersten Variante wird eine Mischluftdecke z. B. mit Umluftventilatoren eingesetzt, bei der zweiten Variante kommt eine reine Zuluftdecke zum Einsatz. Bei der ersten Variante ist es bekannt, dass ein Zuluftvolumenstrom von etwa 8300 bis 8540 m3/h in Abhängigkeit vom Anbieter, ein Außenluftvolumenstrom zwischen 1200 bis 2840 m3/h, ein Umluftvolumenstrom zwischen 5700 und 7120 m3/h vorliegt, die Anzahl der Ventilatoren zwischen 4 bis 8, die Anzahl der Umluftmodule zwischen 2 und 4 variiert. Je nach Anbieter werden für die Ventilatoren Radial-Ventilatoren genutzt, die beispielsweise direkt betrieben sind mit Außenläufermotoren wie aber auch beispielsweise als regelbarer doppelseitigsaugender Radialventilator in EC-Technik ausgestattet sind. Des Weiteren kommen verschiedene strömungsbeeinflussende Komponenten bei derartigen Mischluftdecken zum Einsatz, z. B. Schalldämpfer, Filter und ähnliches. Üblicherweise werden Schwebstofffilter der Klasse H13 bzw. H14 wie aber auch Vorfilter der Klasse F7 eingesetzt.Based on the applicable for operating theaters
In the first variant, a mixed air ceiling z. B. used with circulating fans, in the second variant is a pure Zuluftdecke used. In the first variant, it is known that a supply air volume flow of about 8300 to 8540 m 3 / h depending on the provider, an outside air volume flow between 1200 to 2840 m 3 / h, a recirculation air flow between 5700 and 7120 m 3 / h, the number the fans vary between 4 and 8, the number of recirculation modules varies between 2 and 4. Depending on the supplier, centrifugal fans are used for the fans, which are operated directly with external rotor motors, for example, but are also equipped, for example, with EC technology as a controllable double-sided centrifugal fan. Furthermore, various flow-influencing components are used in such mixed air ceilings, for. B. silencers, filters and the like. Typically HEPA filters of class H13 or H14 as well as prefilters of class F7 are used.
Bei einer Zuluftdecke wiederum kommen Schwebstofffilter zum Einsatz, wobei festgestellt wurde, dass ein Gesamtdruckverlust einer Zuluftdecke bei etwa 150 Pascal liegt. Die Schwebstofffilter sind in der Klasse H13 bzw. H14 im Regelfalle eingesetzt. Diese Informationen stammen aus dem Schlussbericht ”Bestimmung des Energiebedarfs zur Optimierung von Luftkanalsystemen Raumlufttechnischer Anlagen Teil II”, abgekürzt BOLKA-II, AlF-13545BG/2 der Universität Stuttgart und der Technischer Universität Dresden.In a Zuluftdecke turn Schwebstofffilter be used, it was found that a total pressure loss of Zuluftdecke is about 150 Pascal. The particulate filters are generally used in class H13 or H14. This information comes from the final report "Determination of energy demand for the optimization of air duct systems of ventilation systems Part II", abbreviated BOLKA-II, AlF-13545BG / 2 of the University of Stuttgart and the Technical University of Dresden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontaminationsfreiheit in einem Schutzbereich innerhalb eines OP-Raums verbessern zu können.Object of the present invention is to be able to improve a contamination in a protected area within an operating room.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1, einem OP-Saal mit den Merkmalen des Anspruches 4, mit einem Nachrüstsatz mit den Merkmalen des Anspruches 8, mit einer Strömungsberechnung mit den Merkmalen des Anspruches 10 sowie mit einem Datenspeicher mit den Merkmalen des Anspruches 11 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den jeweiligen Unteransprüchen sowie der Beschreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale der jeweiligen unabhängigen Ansprüche können jedoch auch mit ein oder mehreren Merkmalen aus der nachfolgenden Beschreibung ausgetauscht werden. Die vorgelegten Ansprüche sind daher als ein erster Entwurf der Erfindungsformulierung zu verstehen, der jedoch nicht beschränkend aufzufassen ist.This object is achieved with a device having the features of claim 1, an operating room with the features of
Es wird eine Vorrichtung zur Ermittlung einer vergleichmäßigten aufgeprägten Strömung aus einer luftdurchlässigen Decke in einen OP-Saal vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung mit einer Geschwindigkeitsmessapparatur verknüpfbar ist, eine Berechnungseinheit und eine Speichereinheit aufweist, und Geschwindigkeitsdaten, bevorzugt auch eine Zulufttemperatur und eine Zuluftfeuchte, hinterlegt sind, die unterhalb der Decke mittels der Geschwindigkeitsmessapparatur aufgenommen sind und eine Berechnungsmethodik in der Vorrichtung hinterlegt ist, mittels der eine Deckengestaltung berechenbar ist, bei der die ermittelten Geschwindigkeitsdaten durch Änderung einer Luftdurchlässigkeit von Deckenbereichen aneinander anpassbar sind.The invention relates to a device for determining a uniform imprinted flow from an air-permeable blanket into an operating room, wherein the device can be linked to a speed measuring apparatus, has a calculation unit and a storage unit, and speed data, preferably also a supply air temperature and a supply air humidity, are stored , which are housed below the ceiling by means of the speed measuring apparatus and a calculation method is stored in the device, by means of which a ceiling design is calculated, in which the determined speed data are adaptable by changing an air permeability of ceiling areas to each other.
Die vergleichmäßigte aufgeprägte Strömung ist entsprechend der
Ein OP-Saal beziehungsweise eine Be- und Entlüftung desselben geht aus dem oben genannten Stand der Technik hervor, auf den im Rahmen der Erfindung vollständig verwiesen wird. Auch wird im Rahmen der Offenbarung auf die
Die Verknüpfung mit der Geschwindigkeitsmessapparatur kann dauerhaft wie aber auch nur temporär sein. Beispielsweise kann eine unabhängige Geschwindigkeitsmessapparatur von der Vorrichtung eingesetzt werden. Beispielsweise kann mittels dieser ein Ist-Zustand einer OP-Decke aufgenommen werden. Beispielsweise kann hierfür eine Geschwindigkeitsmessung, bevorzugt auch einer Luftfeuchtigkeit und einer Lufttemperatur und Zuluftgeschwindigkeitsverteilung, an verschiedenen Orten wie auch Höhen in einem OP-Saal vorgenommen werden.The connection with the speed measuring device can be permanent as well as only temporary. For example, an independent speed measuring apparatus can be used by the device. For example, by means of this an actual state of an operating room ceiling can be recorded. For example, for this purpose, a speed measurement, preferably also an air humidity and an air temperature and Zuluftgeschwindigkeitsverteilung, be made at different locations as well as heights in an operating room.
Hierbei können eine oder mehrere Sensoren ebenenweise eine Messung ausführen. Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mittels einer Ebenenaufteilung in Messraster ein oder mehrere Parameter, bevorzugt Luftgeschwindigkeit, Lufttemperatur, Zuluftgeschwindigkeitsverteilung und/oder Luftfeuchte aufgenommen wird. Beispielsweise können diese Parameter gleichzeitig aufgenommen werden, so dass auch eine Zeitfunktion möglich ist. Eine Weiterbildung sieht vor, dass mehrere Ebenen vermessen werden. So kann zum Beispiel eine erste Messebene 0,1 m unter der OP-Decke aufgenommen werden. Eine weitere Messebene kann zum Beispiel in 1,2 m Höhe oberhalb des OP-Bodens aufgenommen werden. Aus mehreren Messebenen und zugehörigen Parametern werden sodann bevorzugt Verteilungsdiagramme erstellt, Verhältnisse gebildet oder sonstige Datenverknüpfungen beziehungsweise -auswertungen ausgeführt. Beispielsweise können Mittelwerte gebildet werden, zum Beispiel hinsichtlich einer Temperatur, einer Geschwindigkeit und/oder eines Druckes. Auch können Verteilungen der Parameter in den einzelnen Ebenen visualisiert werden wie auch Trends ermittelt werden. Auch besteht die Möglichkeit der zeitlichen Auflösung, insbesondere wenn ein Messparameter nicht nur als singulärer Punkt aufgenommen wird, sondern eine kontinuierliche oder diskontinuierliche zeitabhängige Messwertaufnahme erfolgt. Hierüber kann beispielsweise ein Abgleich insbesondere hinsichtlich des Turbulenzgrades erfolgen.Here, one or more sensors can perform a level measurement. According to one embodiment, it is provided that one or more parameters, preferably air velocity, air temperature, supply air velocity distribution and / or air humidity, are recorded by means of a level distribution in the measuring grid. For example, these parameters can be recorded simultaneously, so that a time function is possible. A further development provides that several levels are measured. For example, a first measurement level can be recorded 0.1 m below the surgical ceiling. For example, another measuring level can be recorded 1.2 m above the floor of the operating room. From several measurement levels and associated parameters distribution diagrams are then preferably created, formed ratios or other data links or evaluations executed. For example, averages may be formed, for example, in terms of temperature, velocity, and / or pressure. Also, distributions of the parameters in the individual levels can be visualized as well as trends can be determined. There is also the possibility of temporal resolution, especially if a measurement parameter is recorded not only as a singular point, but a continuous or discontinuous time-dependent measured value recording takes place. This can be done, for example, an adjustment, in particular with regard to the degree of turbulence.
Die Berechnungseinheit wie auch eine Speichereinheit der Vorrichtung ist derart ausgelegt, dass beispielsweise Geschwindigkeitsdaten, wie sie von der Geschwindigkeitsmessapparatur aufgenommen worden sind, dort hinterlegt werden. Auch können vorgegebene Geschwindigkeitsprofile, Geschwindigkeitsmesspunkte, Geschwindigkeitsvorgaben, sonstige Parameter oder Kenngrößen hinterlegt sein, auf die Rahmen der Berechnungsmethodik durch die Vorrichtung zurückgegriffen wird. Die Berechnungseinheit selbst ist vorzugsweise eine handelsübliche CPU.The calculation unit as well as a memory unit of the device is designed such that, for example, speed data as recorded by the speed measurement apparatus are stored there. Also predefined speed profiles, speed measurement points, speed specifications, other parameters or parameters can be stored, the frames of the calculation method is used by the device. The calculation unit itself is preferably a commercially available CPU.
Bei der Ermittlung einer vergleichmäßigten aufgeprägten Strömung kann gemäß einer Ausgestaltung zugegriffen werden auf eine gesamte Deckengestaltung des OP-Saals. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können auch nur relevante Bereiche, z. B. eine Schutzzone ausgewählt werden, die zumindest den OP-Tisch, bevorzugt auch einen Instrumententisch als ein Schutzziel gemäß der
Vorzugsweise weist die Berechnungsmethodik ein iteratives Verfahren auf, bei dem schrittweise ein oder mehrere Parameter verändert werden und zum Beispiel durch Vorgabe eines Grenzwertes ein Abbruchkriterium vorliegt, bei dem sodann die für die Ausgestaltung der luftdurchlässigen Decke notwendigen Informationen insbesondere in Bezug auf einzelne Segmente und deren Luftdurchlässigkeit vorliegt. Die Berechnungsmethodik kann gemäß einer Ausgestaltung numerisch erfolgen, zum Beispiel eine finite Elementenmethodik aufweisen. Als jeweilige Randwerte können hierbei vorgebbare Segmentgrenzen genutzt werden. Beispielsweise kann in die Berechnungsmethodik eingegeben werden, mit welchen Segmentgrenzen überhaupt gerechnet werden soll. Des Weiteren können auch Geschwindigkeitsdaten als Vorgabe einfließen, die beispielsweise in unterschiedlichen Höhen des OP-Saals ermittelt wurden. Auch die Anzahl der Messwerte kann unterschiedlich sein.The calculation methodology preferably has an iterative method in which one or more parameters are changed step by step and, for example, by setting a limit value, an abort criterion exists, in which then the information necessary for the design of the air-permeable blanket, in particular with regard to individual segments and their air permeability is present. The calculation methodology may be according to a Embodiment numerically done, for example, have a finite element methodology. Predefinable segment boundaries can be used as respective boundary values. For example, it is possible to enter into the calculation methodology which segment boundaries should be calculated at all. Furthermore, it is also possible to incorporate speed data as a default, which were determined, for example, at different heights of the operating theater. The number of measured values can also be different.
Bevorzugt werden Messwerte als Vorgaben bzw. als Grenzwerte angegeben die der
Der Turbulenzgrad, der hierbei in der Berechnungsmethodik vorzugsweise hinterlegt ist, ist wie folgt definiert: The degree of turbulence, which is preferably stored here in the calculation method, is defined as follows:
Hierin bedeuten:
- Tv
- Turbulenzgrad in %
- Sv
- Standardabweichung der Momentanwerte der Geschwindigkeit
-
V - mittlere Luftgeschwindigkeit (50%-Wert)
- T v
- Degree of turbulence in%
- S v
- Standard deviation of the instantaneous values of the velocity
-
V - average air speed (50% value)
Damit orientiert sich der Turbulenzgrad an der Messanweisung, wie sie die DIN vorgibt.Thus, the degree of turbulence is based on the measurement instructions, as prescribed by the DIN.
Die Berechnungsmethodik ist bevorzugt in der Lage, nicht nur die Schutzzone selbst zu berücksichtigen, sondern auch vielmehr Bereiche, die noch mit zum OP-Saal zugehörig sind, nicht aber in der Schutzzone als solches liegen. Dadurch können beispielsweise Querströmungen mit eingehen, aber auch Einflüsse, die sich beispielsweise durch die Seitengestaltung des OP-Saals ergeben, z. B. durch im OP-Saal angeordnete Heizkörper, durch die wiederum eine Konvektionsströmung im OP-Saal hervorgerufen werden kann.The calculation methodology is preferably able to take into account not only the protection zone itself, but also areas that are still associated with the operating room, but not in the protection zone as such. As a result, for example, cross flows can be included, but also influences resulting, for example, by the side design of the operating room, z. B. arranged in the operating room radiator, which in turn can be caused by a convection flow in the operating room.
Eine weitere Ausgestaltung der Berechnungsmethodik sieht vor, dass hierbei auch ein Deckenhohlraum, der der luftdurchlässigen Decke in Strömungsrichtung betrachtet, vorgelagert ist, dessen Gestaltung und dessen Einfluss auf die Geschwindigkeitsverteilung über die luftdurchlässige Decke mit eingeht. Verschiedene Hersteller weisen unterschiedliche Konstruktionen hierfür auf, die zu einem unterschiedlichen Verhalten hinsichtlich einer Luftströmung und Luftströmungsverteilung und insbesondere einer damit resultierenden Abströmung in der Decke führen. Durch die Nutzung von Störstellen wie Lampendurchführungen, einer einseitigen Einblasung in einer Zwischendecke, Strömungseffekte, die durch Leitbleche oder durch das Auftreffen der Strömung auf Wandbereiche erfolgt, können auf diese Weise mit simuliert und bei der Berechnung von Luftdurchlässigkeiten von einzelnen Deckenbereichen mit eingehen.A further embodiment of the calculation method provides that in this case also a ceiling cavity, the air-permeable ceiling viewed in the flow direction, upstream, whose design and its influence on the velocity distribution on the air-permeable ceiling with enters. Different manufacturers have different constructions for this, which lead to a different behavior with respect to an air flow and air flow distribution and in particular a resulting outflow in the ceiling. Through the use of imperfections such as lamp lead-throughs, a one-sided blowing in a false ceiling, flow effects that occur through baffles or by the impact of the flow on wall areas, can be simulated in this way with and included in the calculation of air permeability of individual ceiling areas.
Bei einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine konstruktive Vorgabe in der Berechnungsmethodik mit eingeht. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Berechnungsmethodik eine konstruktive Gestaltung der Schutzzone, von Elementen dieser bzw. des OP-Saals angepasst werden kann und im Rahmen dieser Anpassung die Berechnung einer Änderung einer Luftdurchlässigkeit von Deckenbereichen erfolgt.In one embodiment, it is provided that a design specification is included in the calculation method. According to another embodiment, it is provided that in the calculation method, a constructive design of the protection zone, of elements of this or the operating room can be adjusted and in the context of this adjustment, the calculation of a change in air permeability of ceiling areas.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass als Grenzwert für einen Turbulenzgrad auch ein höherer beziehungsweise niedrigerer Turbulenzgrad angenommen wird als derjenige, der aus der obigen genannten DIN hervorgeht. So kann beispielsweise durch die Berechnungsmethodik sich ergeben, dass ein Partikeleintrag vom Boden her in die Schutzzone trotz des gemäß DIN-Grenzwertes überhöhten Turbulenzgrades ausgeschlossen ist. Damit besteht die Möglichkeit, durch entsprechende Vorgaben in der Berechnungsmethodik auch derartiges mit berücksichtigen zu können.According to a further embodiment, it is provided that a higher or lower degree of turbulence is assumed as the limit value for a degree of turbulence than that which results from the aforementioned DIN. For example, it can be found by the calculation method that a particle entry from the ground into the protection zone is excluded despite the excessive degree of turbulence according to the DIN limit value. Thus, there is the possibility to be able to take into account such by using appropriate specifications in the calculation methodology.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass nicht nur ein stationäres sondern auch ein dynamisches, insbesondere ein instationäres Verhalten Berücksichtigung finden kann. Beispielsweise kann durch eine Drehzahländerung von ein oder mehreren Ventilatoren eine Änderung der zugeführten Zuluft in einem Umluftsystem erfolgen, durch Klappenschaltungen sich eine Luftströmungsänderung ergeben, die sich auch unverzüglich auf die aus der luftdurchlässigen Decke durchströmende Luftführung aufprägt.Another embodiment provides that not only a stationary but also a dynamic, in particular a transient behavior can be taken into account. For example, can be done by a speed change of one or more fans, a change in the supply air supplied in a recirculation system, by flap circuits result in a change in air flow, which also imprints immediately on the flowing from the air-permeable ceiling air flow.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass in der Berechnungsmethodik ebenfalls ein thermischer Einfluss mit eingeht. So können beispielsweise Temperaturunterschiede, die sich im Zulauf der Strömung bzw. in der Decke selbst oder unterhalb der Decke ergeben, ebenfalls Einfluss auf das Strömungsverhalten haben. Werden beispielsweise sehr heiße OP-Leuchten verwendet, Wandheizungen oder ähnliches, kommt es zu entsprechenden thermischen Bewegungen, die die vergleichmäßigte aufgeprägte Strömung aus der luftdurchlässigen Deckung in den OP-Saal selbst beeinflussen kann. Durch eine Berücksichtigung thermischer Einflüsse kann dem beispielsweise durch Anpassung der Luftdurchlässigkeit in verschiedenen Deckenbereichen Rechnung getragen werden.Another embodiment provides that a thermal influence is also included in the calculation methodology. For example, temperature differences in the inlet of the flow or in the ceiling itself or below the Ceiling also have influence on the flow behavior. For example, if very hot surgical lights are used, wall heaters or the like, it comes to corresponding thermal movements that can affect the uniformed impressed flow from the air-permeable cover in the operating room itself. By taking into account thermal influences, this can be taken into account, for example, by adapting the air permeability in various ceiling areas.
Eine Möglichkeit, um Geschwindigkeitsdaten in einem schon vorhandenen OP-Saal zu erhalten bzw. eine Überprüfung der mittels der Vorrichtung ermittelten angepassten Daten zu erhalten, kann beispielsweise über ein folgendes Messsystem erfolgen:
- – eingesetzt werden Schildknechtsonden des Fabrikats Ahlborn Typ Almemo FV A605 TA1 mit einem Messbereich von 0,01 m/s bis 1 m/s und einer Auflösung von 0,0001 m/s, einer Genauigkeit von 1% vom Endwert und 1,5% vom Messwert.
- – Temperatur-Feuchtesonden des Fabrikats Ahlborn Typ Almemo FH A646 E1 PPD mit einem Messbereich von –20°C bis +70°C, einer Genauigkeit von 0°C bis 70°C mit +/–0,1°C und einer Reproduzierbarkeit von 0,1°C.
- – Des Weiteren kann ein Datenlogger beispielsweise des Fabrikats Ahlborn Typ Almemo eingesetzt werden.
- – Zur Datenaufnahme wie auch zur Berechnung kann beispielsweise ein handelsüblicher Laptop herangezogen werden.
- – Eine Darstellung wie aber auch Verifikation von Messergebnissen kann beispielsweise mittels einer Software wie Systat SigmaPlot 11.0 ermöglicht sein.
- - used are probe probes manufactured by Ahlborn type Almemo FV A605 TA1 with a measuring range of 0.01 m / s to 1 m / s and a resolution of 0.0001 m / s, an accuracy of 1% of the final value and 1.5% from the measured value.
- - Temperature-Humidity-Probes of the make Ahlborn type Almemo FH A646 E1 PPD with a measuring range of -20 ° C to + 70 ° C, an accuracy of 0 ° C to 70 ° C with +/- 0,1 ° C and a reproducibility of 0.1 ° C.
- - In addition, a data logger, for example, the brand Ahlborn type Almemo be used.
- - For data acquisition as well as for the calculation, for example, a standard laptop can be used.
- - A representation as well as verification of measurement results, for example, by means of software such as Systat SigmaPlot 11.0 may be possible.
Hinsichtlich der Ausführung einer Messung zur Ermittlung von Geschwindigkeitsdaten wird auf die Vorgaben durch die
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Temperatur bzw. Temperaturverteilung innerhalb der Strömung ebenfalls Mitberücksichtigung finden kann. So können beispielsweise Einflüsse, wie sie sich durch eine nichtausreichende Durchmischung von verschiedenen Strömungsfäden einstellen, ebenfalls Berücksichtung finden. Aufgrund von Temperaturunterschieden innerhalb einer Strömung kann es zu unterschiedlichen Temperaturprofilen innerhalb der Schutzzone und damit zu einer nicht ausreichenden Vergleichmäßigung mit Hinsicht auf ein gefordertes Temperaturprofil und auch eines geforderten Geschwindigkeitsprofils kommen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Zuführung von Außenluft, die konditioniert wurde, ebenfalls Einfluss nimmt, ebenso wie unterschiedliche Konditionierungen. Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Temperaturprofil ebenso wie Geschwindigkeitsdaten unterhalb der luftdurchlässigen Decke in einem OP-Saal aufgenommen werden und durch eine entsprechende Änderung einer Luftdurchlässigkeit von Deckenbereichen aneinander angepasst werden. Auch kann vorgesehen werden, dass eine Raumlufttemperatur Berücksichtigung findet, die höher ist als eine von einem Nutzer bestimmte Zulufttemperatur.According to a further embodiment, it is provided that a temperature or temperature distribution within the flow can also be taken into account. Thus, for example, influences, as they occur due to insufficient mixing of different flow filaments, can also be taken into account. Due to temperature differences within a flow may lead to different temperature profiles within the protection zone and thus to an insufficient equalization with regard to a required temperature profile and also a required velocity profile. For example, it may be provided that a supply of outside air, which has been conditioned, also influences, as well as different conditioning. According to one embodiment, it is provided that a temperature profile as well as speed data are taken below the air-permeable ceiling in an operating room and adapted to each other by a corresponding change in air permeability of ceiling areas. It can also be provided that a room air temperature is taken into account which is higher than a supply air temperature determined by a user.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass in die Berechnungsmethodik einfließt, dass eine Einhausung an der Deckenfläche vorhanden ist, die die durchlässige Decke umrahmt. Gemäß einer Ausgestaltung kann des Weiteren vorgesehen sein, dass im Bereich der Einhausung ein oder mehrere Träger zur Anordnung von Geräten, Versorgungsleitungen, Lampen oder ähnliches vorhanden sind. Die Berechnungsmethodik kann derart ausgelegt sein, dass dieses ebenfalls mit umfasst wird. Des Weiteren kann gemäß einer Weiterbildung vorgesehen sein, dass ermittelte Geschwindigkeiten nicht nur direkt unterhalb der luftdurchlässigen Decke ermittelt werden. Vielmehr besteht die Möglichkeit, dass auch in Bereichen, die nicht direkt unterhalb der luftdurchlässigen im OP-Saal angeordnet sind, Geschwindigkeitsdaten oder sonstige Parameter aufgenommen werden. Diese können ebenfalls in die Berechnungsmethodik eingehen, insbesondere auch in der Speichereinheit hinterlegt sein. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei einer Änderung einer Luftdurchlässigkeit von Deckenbereichen, die aneinander angepasst werden hinsichtlich der Geschwindigkeit, um zu einer vergleichmäßigten aufgeprägten Strömung zu gelangen, auch ein Einfluss mit eingeht, der sich aus einer oder mehreren Strömungen außerhalb der Schutzzone ergeben mögen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Einstellung verschiedener Strömungen in dem OP-Saal berechnet wird, wobei eine erste Strömung entlang der Schutzzone verläuft und eine zweite Strömung außerhalb der Schutzzone, wobei die erste Strömung in die zweite Strömung übergeht.Furthermore, it can be provided that the calculation methodology includes the provision of an enclosure on the ceiling surface, which frames the permeable ceiling. According to one embodiment, it can further be provided that one or more carriers for the arrangement of devices, supply lines, lamps or the like are present in the area of the housing. The calculation methodology can be designed such that this is also included. Furthermore, it can be provided according to a development that determined speeds are determined not only directly below the air-permeable ceiling. Rather, there is the possibility that even in areas that are not located directly below the air-permeable in the operating room, speed data or other parameters are included. These can also be included in the calculation method, in particular also stored in the memory unit. According to a further development, it is provided that when there is a change in the air permeability of ceiling areas that are adapted to one another with regard to the speed in order to arrive at a uniform imprinted flow, an influence which may result from one or more flows outside the protection zone is also included , For example, it can be provided that an adjustment of different flows in the operating room is calculated, with a first flow running along the protection zone and a second flow outside the protection zone, wherein the first flow merges into the second flow.
Neben der Erfüllung der
Eine numerische Berechnung ist eine Möglichkeit, wie eine Änderung der Luftdurchlässigkeit von Deckenbereichen und damit von ermittelten Geschwindigkeitsdaten anpassbar ist. Hierbei wird bevorzugt auf CFD-Verfahren zurückgegriffen. Hierbei können insbesondere neben der schon genannten Finiten-Elemente-Methode vor allem auch Finite-Differenz-Methoden FDM bzw. Finite-Volumen-Methoden FVM zum Einsatz gelangen. Eine weitere Ausgestaltung sieht beispielsweise vor, dass über eine Partikelmessung auf eine Strömung bzw. Strömungsverteilung zurückgeschlossen werden kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, aus der Partikelmessung auf eine Geschwindigkeit bzw. auf eine Geschwindigkeitsverteilung zu schließen. Auch können Kombinationen von Berechnungsverfahren wie auch durch Versuche ermittelte Verfahren miteinander kombiniert werden, um eine Anpassung der ermittelten Geschwindigkeitsdaten durch Änderung einer Luftdurchlässigkeit von Deckenbereichen zur Erzielung der vergleichmäßigten aufgeprägten Strömung aus der luftdurchlässigen Decke in den OP-Saal erzielen zu können. Versuchsdaten können beispielsweise durch gezielte Raucheinbringung in den OP-Saal ermittelt werden. Auch können Schlierenmessungen oder sonstige optische Verfahren genutzt werden, mittels denen eine Strömung im OP-Saal aufgenommen und untersucht werden kann. Insbesondere die Nutzung von Prüf-Aerosolen ist hierbei möglich.A numerical calculation is one way in which a change in the air permeability of ceiling areas and hence of determined speed data can be adapted. In this case, recourse is preferably made to CFD methods. In particular, finite difference methods FDM or finite volume methods FVM can be used in addition to the already mentioned finite element method. A further embodiment provides, for example, that a particle measurement can be used to deduce a flow or flow distribution. But it is also possible to conclude from the particle measurement on a speed or on a velocity distribution. Combinations of calculation methods as well as methods determined by tests can also be combined with one another in order to be able to achieve an adaptation of the ascertained speed data by changing an air permeability of ceiling areas in order to achieve the uniform impressed flow from the air-permeable ceiling into the operating theater. Experimental data can be determined, for example, by targeted introduction of smoke into the operating room. Schlieren measurements or other optical methods can also be used, by means of which a flow in the operating room can be recorded and examined. In particular, the use of test aerosols is possible here.
Eine Weiterbildung sieht beispielsweise vor, dass mittels der Berechnungsmethodik verschiedene Deckenbereichen unterschiedliche Luftdurchlässigkeiten zugeordnet werden können. Beispielsweise kann eine unterschiedliche Porosität verschiedener Segmente der luftdurchlässigen Bereiche ermittelt werden. Eine weitere Ausgestaltung sieht beispielsweise vor, dass ein Lagenaufbau unterschiedlicher Bereiche der luftdurchlässigen OP-Decke bestimmt wird. Über den Lagenaufbau beispielsweise eines verwendeten Materials innerhalb der Decke bzw am Rand der Decke wie zum Beispiel ein Filtermaterial und/oder ein Gewebe, insbesondere ein CG-Gewebe, vorzugsweise eines Laminisatormaterials, wie zum Beispiel das genannte Gewebe, kann eine Luftdurchlässigkeit in diesem Bereich bei Auswahl und Anpassung der Verwendung der Lagen gezielt eingestellt werden.One refinement provides, for example, that different air permeabilities can be assigned to different ceiling areas by means of the calculation methodology. For example, a different porosity of different segments of the air-permeable regions can be determined. A further embodiment provides, for example, that a layer structure of different areas of the air-permeable surgical blanket is determined. By way of example, the layer structure of a material used inside the blanket or at the edge of the blanket, for example a filter material and / or a fabric, in particular a CG fabric, preferably a laminator material, such as the said fabric, may contribute to air permeability in this area Selection and adjustment of the use of the layers can be targeted.
Gemäß einer Ausgestaltung wird ein Filtersegment verwendet, welches einen Filter und ein weiteres, luftdurchlässiges Material aufweist, dass vom Filter beabstandet ist. Durch die Beabstandung zum eigentlichen Filter, vorzugsweise einem Filter nach
Das Gewebe wird beispielsweise am Rahmen eines Segmentes festgeklebt. Auch kann es in einem Spannrahmen gehalten werden. Wird ein zusätzliches Gewebeteil auf einem Bereich des Segments aufgebracht, kann dieses zum Beispiel mittels eines diskontinuierlichen Klebeauftrages erfolgen. Auch besteht die Möglichkeit, dass zum Beispiel Klebefasern verwendet werden, die bei Hitzewirkung anschmelzen und damit eine Verbindung zwischen zwei Lagen schaffen, ohne aber hierbei möglichst so zu verschmelzen, als dass Öffnungen im Gewebe verstopft werden. Auch kann ein Randbereich des zusätzlichen Gewebeteils nur mit der anderen Lage verbunden werden oder aber das zusätzliche Gewebeteil vollflächig in diskontinuierlicher Weise, vorzugsweise in punktueller Weise.The fabric is glued to the frame of a segment, for example. Also, it can be kept in a tenter. If an additional fabric part is applied to a region of the segment, this can be done, for example, by means of a discontinuous adhesive application. There is also the possibility that, for example, adhesive fibers are used, which melt when exposed to heat and thus create a connection between two layers, but without this as possible to merge, as the openings in the tissue are clogged. Also, an edge region of the additional fabric part can only be connected to the other layer or the entire fabric part over the entire surface in a discontinuous manner, preferably in a punctiform manner.
Das Gewebe kann gemäß einer Ausgestaltung als Leinwandbindung ausgeführt sein. Hierbei über- und unterlaufen sich Kett- und Schussdraht in ständigem Wechsel. Vorzugsweise sind der Kett- und der Schussfaden gleich und weisen insbesondere die gleiche Geometrie und das gleiche Material auf. Sie können aber auch voneinander verschieden sein, zum Beispiel in Bezug auf die Geometrie und/oder das Material. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, ein Lang- oder auch Breitmaschengewebe einzusetzen, bei dem das Maschenverhältnis 1 zu 3 bzw. 3 zu 1 beträgt. Auch andere Maschenverhältnisse können eingesetzt werden. Vorzugsweise sind Schuss- und Kettfaden voneinander verschieden. Weiterhin kann das Gewebe als Köperbindung bzw. als Köpergewebe gestaltet sein, zum Beispiel mit Spitz- oder Wechselköper. Auch die Nutzung einer Tresse, insbesondere einer Panzertresse, als Gewebe ist möglich.The fabric may be designed according to one embodiment as a plain weave. In this case, the warp and weft wire overflow and undermine in constant change. Preferably, the warp and the weft yarn are the same and in particular have the same geometry and the same material. But they can also be different from each other, for example in terms of geometry and / or material. Furthermore, it is possible to use a long or wide mesh fabric in which the mesh ratio is 1 to 3 or 3 to 1. Other mesh ratios can be used. Preferably weft and warp threads are different from each other. Furthermore, the fabric may be designed as twill weave or as twill weave, for example with pointed or removable twill. Also, the use of a piece of clothing, in particular a tank armor, as tissue is possible.
An Stelle aber auch ergänzend zu dem Gewebe kann auch ein anderes Lagenmaterial Verwendung finden, zum Beispiel ein mikroperforierter Film, ein mikroporöser Film, ein Vlies und/oder anders. Auch dafür besteht die Möglichkeit, die Zusatzlagen in ein oder mehreren Bereichen einzusetzen und dadurch eine Änderung der Luftströmung zu erzielen. Auch können unterschiedliche Materialien bzw. Lagen eingesetzt werden, um eine Anpassung der Luftströmung zu erhalten.However, instead of the fabric, another layer material may also be used, for example a microperforated film, a microporous film, a nonwoven and / or another. Also, there is the possibility to use the additional layers in one or more areas and thereby achieve a change in the air flow. Also, different materials or layers can be used to obtain an adjustment of the air flow.
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Gewebe oder ein anderes Material eine letzte Ebene darstellt, die durchströmt wird, bevor die Luft in den OP-Saal eintritt. Insbesondere ist keine weitere Abdeckung, zum Beispiel in Form eines Bleches oder ähnliches vorhanden.According to one embodiment, it is provided that the tissue or another material represents a last level, which is flowed through before the air enters the operating room. In particular, no further cover, for example in the form of a sheet or the like is present.
Eine Änderung einer Luftdurchlässigkeit in einem Deckenbereich kann beispielsweise durch Verwendung einer geänderten Dichte, einer Formänderung, einer Änderung einer geometrischen Anordnung, durch Änderung der Porosität, durch Nutzung eines Dichtegradienten über die Dicke eines Materials, über die Nutzung von unterschiedlichen Schichten, unterschiedliche Porosität, durch unterschiedliche Dichten im Material, wie auch durch weitere hierfür nutzbare Möglichkeit eingestellt werden. So kann in der luftdurchlässigen Decke hierfür beispielsweise Gewebe, Vlies, Film, oder anderes als Lagenmaterial genutzt werden. Es können ein oder mehrere Lagen übereinander angeordnet, insbesondere auch miteinander verbunden in Deckenbereichen eingesetzt werden.A change in air permeability in a ceiling area can be achieved, for example, by using a changed density, a change of shape, a change of a geometric arrangement, by changing the porosity, by using a density gradient across the thickness of a material over the use of different layers, different porosity different densities in the material, as well as be set by other usable for this possibility. For example, fabric, non-woven, film, or other material may be used in the air-permeable cover for this purpose. One or more layers can be arranged one above the other, in particular also connected to one another in ceiling regions.
Vorzugsweise sind diese in der Lage, einen Filter auszubilden, beispielsweise der Klasse H13 oder H14. Des Weiteren sind die Materialen zumindest feuerhemmend, bevorzugt nichtbrennbar. Dazu können diese entsprechend der Vorschriften entweder selbst derartig durch Zusätze ausgerüstet sein oder als solches aus Materialen bestehen, die nicht brennbar sind. Weitere Eigenschaften wie beispielsweise eine Barrierefähigkeit gegenüber Mikroorganismen, hinsichtlich elektrostatischer Eigenschaften, Zurückhaltefähigkeit gegenüber Bakterien oder sonstigen gewünschten Eigenschaften ist ebenfalls möglich. Dieses kann durch zusätzliche Ausrüstung in Form von Untermischung von Additiven, aber auch durch Benetzung der Oberfläche der verwendeten Materialien erfolgen. Materialien, die eingesetzt werden können, sind beispielsweise Polymermaterialien unterschiedlichster Art, mineralische Fasern, Polymerfilme, Mischungen dieser verschiedener Arten und sonstiges. Verschiedenste Materialien, Bestandteile von Filtern, Eigenschaften derselben gehen z. B. aus der
Hinsichtlich eines modularen Filtersystems wird beispielsweise auf den Inhalt der
Insbesondere ist es möglich, durch einen segmentartigen Aufbau der Decke des OP-Saals jedem Segment eine spezielle Kennzeichnung zuordnen zu können. Auf diese Weise kann bei einer entsprechenden Ausstattung des Segments und des Ortes des Einbaus ein Fehleinbau vermieden werden.In particular, it is possible to be able to assign each segment a special identification by means of a segment-like structure of the ceiling of the operating room. In this way, incorrect installation can be avoided with appropriate equipment of the segment and the place of installation.
Bevorzugt wird ein OP-Saal gemäß Raumklasse Ia gemäß der Erfindung ausgelegt. Es kann aber auch ein OP-Saal nach Raumklasse Ib so ausgelegt werden bzw. die Erfindung hierfür eingesetzt werden. Bevorzugt erfolgt eine Anpassung der Strömung in einem Bereich, in dem Lampen oder sonstige Einbauten sich in der Schutzzone befinden. Dieses vermeidet zum Beispiel Ansammlungen von Partikeln, Keimen oder anderem in Strömungsrichtung betrachtet hinter diesen, beispielsweise bei Ausbildung eines strömungstechnischen ”Totwassers”. Die Schutzzone kann neben einer Größe von etwa 3 mal 3 Meter auch anderer Abmessungen aufweisen. Die Decke kann dementsprechend größer wie auch kleiner dimensioniert sein. Neben einer quadratischen Abmessung kann auch eine andere nicht-quadratische rechtechförmige Abmessung vorgesehen sein, zum Beispiel aber auch zumindest abschnittsweise aber auch vollständig eine gerundete Form, eine ovale oder kreisförmige Form.Preferably, an operating room is designed according to space class Ia according to the invention. But it can also be an operating room to room class Ib designed so or the invention can be used for this purpose. Preferably, the flow is adjusted in an area in which lamps or other installations are located in the protection zone. This avoids, for example accumulations of particles, germs or other viewed in the flow direction behind this, for example, in the formation of a fluidic "dead water". The protection zone can have a size of about 3 by 3 meters and other dimensions. The ceiling can be correspondingly larger and smaller dimensions. In addition to a square dimension, another non-square right-angled dimension may also be provided, for example, but also at least in sections but also completely a rounded shape, an oval or circular shape.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den nachfolgenden Figuren hervor. Die dabei aus den Figuren hervorgehenden Einzelheiten sind jedoch nicht auf die jeweilige Ausgestaltung beschränkt, sondern können vielmehr mit ein oder anderen Merkmalen aus der Figur oder anderen Figuren wie auch aus der obigen Beschreibung zu weiteren Ausgestaltungen verknüpft werden. Die aus den Figuren hervorgehenden Ausgestaltungen sind nur erläuternd und beispielhaft, nicht aber beschränkend auszulegen. Es zeigen:Further advantageous embodiments and developments will become apparent from the following figures. The details resulting from the figures, however, are not limited to the particular embodiment, but rather can be linked to one or other features of the figure or other figures as well as from the above description to further embodiments. The embodiments resulting from the figures are only to be interpreted as illustrative and not restrictive. Show it:
Wie aus
Vorgesehen ist, eine Geschwindigkeits- und Turbulenzmessung an unterschiedlichen Positionen innerhalb der Schutzzone
Die Messvorrichtung
Gemäß einer Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Laptop gleichzeitig auch Bestandteil der Messvorrichtung
Im Übrigen kann die luftdurchlässige Decke
- – ”Die optimierten OP-Reinluftdecken Typ ULA.4 und Typ FFA.4” von Weiss Klimatechnik GmbH, Bezeichnung des Prospekts RK 4.0.0.120d/2 1107 0.5
- – ”Reinluftdecke CG3”, SPX Air Filtration, SPX Air Filtration 2007 0103.A.D.03/07
- – ”Reinluftdecke CG3”, Vokes Air Group, Vokes-Air Group 2009-02-13 DE
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- - "Clean Air Ceiling CG 3 ", SPX Air Filtration, SPX Air Filtration 2007 0103.AD03 / 07
- - "Clean Air Ceiling CG 3 ", Vokes Air Group, Vokes-Air Group 2009-02-13 DE
Die daraus jeweils hervorgehenden Einzelheiten können auch bei der hier vorgeschlagenen OP-Gestaltung Mitberücksichtigung finden. Bevorzugt ist, dass der Schutzbereich zumindest 3 × 3 m beträgt und eine ausreichende Reinluft für das Wundfeld, ein OP-Team und Instrumententische vorhanden ist, insbesondere in hygienegerechter Form nach
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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