DE2615904C3 - Zuluftdecke zum Klimatisieren von Operationssälen u.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuluftdecke zum Klimatisieren von Operationssälen, und dergl. mit einer Druckkammer, deren Unterseite Austrittsplatten mit mindestens einer schräg abwärts gerichteten Düse für einen Stützstrahl und mit in Reihen angeordneten Zuluftöffnungen aufweist.

Im Falle eines Operationssaales ist die zugeführte, über Hochleistungs-Schwebstoffilter gefilterte und klimatisierte Luft weitestgehend keimfrei. In der Raumluft im Operationssaal ist die Anzahl der Keime hingegen infolge der Sekundär-Kontamination vor allem durch das Personal im Operationssaal um Größenordnungen höher. Es wird daher eine Luftführung im Saal angestrebt, bei der die hochreine klimatisierte Luft von der Zuluftdecke auf einen möglichst kurzen Weg zum Operationstisch und von diesem unter Minahme aller Keime, Schwebeteilchen usw. zum Fußboden abströmt. Technische Einrichtungen im Deckenbereich und das Operationsteam sollen die Strömung nicht ungünstig beeinflussen. Der nicht unmittelbar unter der Zuluftdecke gelegene übrige Teil des Saales soll erst durch die Zuluft erfaßt werden, wenn sie im Operationsfeld vom Operationstisch abgeflossen ist Dabei sollen die Raumkühllasten von der Luft aufgenommen und in der Abluft abgeführt werden.

Da vergleichbare Anforderungen auch auf anderen Arbeitsgebieten gestellt werden, ist die Anwendung der Erfindung nicht auf Operationssäle beschränkt, die jedoch einen wesentlichen Anwendungsbereich darstel len.

Charakteristisch für die Zuluftdecke eines Operationssaales ist, daß sie nicht die gesamte Deckenfläche des Saales einnimmt, sondern konzentriert in quadratischer oder rechteckiger Form exzentrisch zum Operais tionstisch bzw. gegebenenfalls zur Raummitte angebracht ist Die Decke besteht gewöhnlich aus quadratischen Stahlblechplatten eines bestimmten Rastermaßes, die bis zur Erreichung der erforderlichen Deckengröße in Kalterahmen zusammengefaßt werden; die einzelnen Austrittsplatten lassen sich nach Entriegelung herabklappen und in einfacher Weise reinigen.

Die so gebildete Zuluftdecke bildet die Unterseite der Druckkammer, der die Zuluft in der Regel seitlich zugeführt wird und die in der Zwischendecke des Operationssaales — wahlweise deckenbündig oder nach unten vorstehend — untergebracht ist

Im Operationsfeld soll daher eine reine Abwärtsströmung der Luft herrschen, die aus dem Zuluftdeckenbereich stabil nachfließt und diese Abwärtsströmung soll

möglichst wenig Verunreinigungen aus der sie umgebenden Raumluft aufnehmen, damit eine Kontamination des Operationsfeldes vermieden wird.

Bei einer bekannten Zuluftdecke wird zu diesem Zweck aus der Druckkammer mittels Düsen ein vorzugsweise schräg auf das Operationsfeld gerichteter Stützstrahl eingeblasen, und im Bereich um die Düsen für diesen Stützstrahl sind in den Austrittsplatten Zuluftöffnungen vorgesehen, aus denen zusätzliche, induktionsarme Zuluft austritt (DE-OS 22 60 380).

Damit soll die unerwünschte Induktion von Raumluft in den Stützstrahl vermieden werden.

Würde man diese Zuluftöffnungen als eine Vielzahl von beispielsweise eng nebeneinander liegenden und über die ganze Zuluftdecke verteilte Lochreihen ausführen, so wäre trotz sehr geringer Induktionswirkung eine gewisse Instabilität der gleichmäßig von oben nach unten auf das Operationsfeld gerichteten Luftströmung nicht zu verhindern. Diese Instabilität rührt, wie aus Untersuchungen anderer Zuluftdecken bekannt ist

so daher, daß sich infolge des Coanda-Effektes die aus den Lochreihen austretenden Einzelstrahlen sich gegenseitig beeinflussen mit der Folge, daß die Gesamtströmung zeitlich und örtlich unbestimmt im Raum umherwandern kann, wodurch die von ihr angeregten Sekundärwirbel in den übrigen Raumteilen sich in Art und Größe stark verändern. Auch der Stützstrahl kann dies nicht verhindern, er kann der Gesamtströmung lediglich eine gewollte Vorzugsrichtung geben. — Die Folge dieser Instabilität ist, daß sich die Kontamination des Reinluftstrahles aus der Umgebung zeitlich und örtlich ebenfalls stark ändert.

Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Zuluftöffnungen einer Platte in Form von Lochreihen anzuordnen, deren Öffnungen untereinander einen geringeren Abstand aufweisen als zu den Öffnungen der benachbarten Lochreihen, wobei in Richtung der Schräglage des Stützstrahles eine größere Zahl von Lochplatten als in entgegengesetzter Richtung vorgese-

hen sind (DE-OS 24 57 984).

Diese Anordnung bringt zwar eine Verbesserung, aber noch keine optimale Lösung des Problems. Wie Versuche gezeigt haben, hat dies seinen Grund in der verhältnismäßig großen Berührungsfläche zwischen der Zuluftströmung aus den Lochreihen und der sie umgebenden, verunreinigten Raumluft (die Kontamination ist annähernd linear der Berührungsfläche) und in der Engstellung der Zuluftstrahlen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zuluftdecke der eingangs genannten Art so auszubilden, da£ bei stabilen Strömungsverhältnissen der Luft im Raum eine Beimischung von Raumluft zur zugeführten gefilterten Zuluft weitestgehend verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuluftöffnungen der Austrittsplatten unter sich parallele schmale Zuluftschlitze mit einem Achsabstand von mindestens 500 mm, vorzugsweise etwa 600 mm sind, die sich in ihrer Längsrichtung im wesentlichen über die gesamte Plattenlänge erstrecken und mindestens in dem der (den) Düse(n) benachbarten Bereich parallel zu der den Stützstrahl enthaltenden lotrechten Ebene verlaufen.

Bevorzugt ist das Verhältnis der Schlitzbreiten zu den Achsabständen 1 :100 bis 1 :20. Mit dieser Optimierung der Zuluftöffnungen in den Austrittsplatten sind die Berührungsflächen der einzelnen Zuluftstrahlen mit der Raumluft bei gleicher freier Zutrittsfläche erheblich verringert, wodurch auch die Injektionswirkung der einzelnen Zuluftstrahlen und damit die Verunreinigungsmöglichkeiten stark verringert sind. Außerdem haben Luftgeschwindigkeitsmessungen gezeigt, daß eine deutliche Vergleichmäßigung der Luftströmung in' allen Bereichen auftritt Das Strömungsbild wird erheblich stabiler. Am Operationsfeld herrscht eine reine Abwärtsströmung der Luft, die aus dem Deckenbereich stabil nachfließt.

In Anwendung der Erfindung bei einer Zuluftdecke mit mindestens einer von der Decke schräg abwärts gerichteten DuFe für einen Stützstrahl ist vorgesehen, daß die Zuluftschlitze mindestens in dem der (den) Düse(n) benachbarten Bereich parallel zu der den Stützstrahl enthaltenden lotrechten Ebene verlaufen. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige, stabile und störungsfreie Luftströmung erreicht.

Weiterhin hat sich als zweckmäßig zur Erhöhung der Strömungsstabilität erwiesen, die Zuluftschlitze im Randbereich der Zuluftdecke parallel zum Deckenrand anzuordnen.

Vorteilhafterweise sind die Zuluftschlitze jeder Austrittsplatte in mehrere in einer Linie angeordnete Einzelschlitze aufgeteilt. Auch bei verhältnismäßig großer Gesamtlänge eines derartigen Zuluftschlitzes wird die Austrittsplatte nicht geschwächt; außerdem ist die Herstellung dieser in Einzelschlitze aufgeteilten Zuluftschlitze einfacher.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der Gesamtquerschnitt der Zuluftschlitze und der Stützstrahldüse bzw. -düsen höchstens gleich dem Eintrittsquerschnitt der Druckkammer gewählt ist. Dadurch kann der Vordruckkasten wegfallen, so daß ein gleichmäßiger Überdruck in der Druckkammer erreicht wird. Die Reinigungsmöglichkeit wird durch den Wegfall des Vordruckkastens erleichtert. Hinzu kommt, daß das Hochleistungs-Schwebstoffilter unmittelbar in die Zuluftdecke integriert werden kann, so daß keine Verschmutzungsmöglirhkeit zwischen dem Filter und der Zuluftdecke besteht Außerdem ist das Filter bei dieser Anordnung leichter zugänglich.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist Es zeigt

F i g. 'k einen vereinfachten Längsschnitt durch einen Operationssaal,

F i g. 2 eine Unteransicht der Zuluftdecke in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie Hi-IH in F i g. 2,
Fig.4 eine Unteransicht einer einzelnen Austrittsplatte in nochmals vergrößertem Maßstab,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 4 und Fig.6 einen Schnitt ähnlich Fig.5 durch eine Abwandlungsform.

In einem Operationssaal 1 ist ein Operationstisch 2 scb?matisch angedeutet, dessen ICopfende mit »K« bezeichnet ist Über dem Operationstisch 2 ist eine Operationsleuchte 3 angeordnet A.n der Raumdecke des Operationssaales ist über dem Operationsfeld eine erfindungsgemäße Zuluftdecke 4 angebracht aus der die gefilterte und ggf. klimatisierte Zuluft austritt. Die Luftbewegung im Operationssaal 1 ist in F i g. 1 mit kleinen Pfeilen schematisch dargestellt. Abluftöffnungen 5 und 6 führen die Luft aus dem Operationssaal ab.

Wie die Unteransicht der Zuluftdecke 4 in Fig.2 zeigt, besteht die Zuluftdecke 4 aus mehreren Austrittsplatten 7. Eine dieser Austrittsplatten 7 trägt beispielsweise drei Düsen 8, aus denen Stützstrahlen austreten. Die Düsen 8 sind (nicht dargestellt) leicht schräg gestellt so daß die Stützstrahlen auf das Operationsfeld gerichtet sind.

Die Zuluftöffnungen der Austrittsplatten 7 sind schmale Zuluftschlitze 9 mit einem Achsabstand von mindestens 500 mm, vorzugsweise etwa 600 mm. Sie sollen sich in der Längsrichtung im wesentlichen über die gesamte Plattenlänge erstrecken. Bei diesen Abständen bildet sich eine wesentlich stabilere Luftströmung aus als bei einer Engsteliung der Öffnungen, die insbesondere auch dann erhalten bleibt, wenn nicht kühlere Luft, sondern thermo-neutrale oder wärmere Luft in den Raum eingeblasen wird.

Die Austrittsplatten 7 weisen jeweils schmale Zuluftschlitze 9 auf, die jeweils aus mehreren in einer Linie angeordneten Einzelschlitzen 9.1 (Fig.4) bestehen können. Aus diesen Zuluftschlitzen 9 tritt Zuluft mit geringer Induktionswirkung für die umgebende Raumluft aus, so daß die gleichmäßig von der Zuluftdecke 4 zum Operationsfeld nach unten strömende Luft weitestgehend aus Zuluft besteht, der keine Raumluft mit möglichen Sekundär-Verunreinigungen zugemischt ist.

Der technische Fortschritt der schlitzförmigen Ausbildung der Austrittsöffnungen gegenüber der Ausbildung in Lochreihen ergibt sich aus folgendem Zahlenbeispiel: Ein Schlitz von 10 mm Breite und 100 mm Länge hat eine Öffnungsfläche von 1000 mm² und einen Umfang von 220 mm. Bei gleicher Öffnungsfläche müßte eine Lochreihe mit einem Lochdurchmesser von 5 mm aus 51 Löchern bestehen mit einem Umfang von 800 mm, d. i. das 3,64fache. Der Umfang der Austrittsfläche entspricht aber exakt der Berührungsfläche zwischen der austretenden Luft und der Raumluft an der Austrittsstelle. Bei sonst gleichen Verhältnissen ist also die Induktion der aus einer Lochreihe austretenden Luft ca. 3—4 mal so hoch wie der aus einem Schlitz gleicher Öffnungsfläche austretenden Luft.

Die Herstellung einzelner Zuluftschlitze 9 ist einfa-

eher und eine mit einem oder zwei solchen Schlitzen versehene Austrittsplatte 7 ist stabiler als eine Lochplatte.

Bei der in OP-Räumen üblichen Wisch-Desinfektion kann der innere Rand eines Schlitzes beim Wischen mit desinfiziert werden, der innere Rand von Löchern mit 5 mm Durchmesser kann bei 1,5 mm Blechstärke nicht mehr mit Desinfektionsmitteln erreicht werden.

Die Zuluftschlitze 9 liegen in dem den Stützstrahldüsen 8 benachbarten Bereich, d. h. beim Ausführungsbeispiel in den mittleren drei Zeilen von Austrittsplatten 7 in F i g. 2, parallel zu der die Stützstrahlen enthaltenden lotrechten Ebene, d. h. die Schnittebene der Fig. 1. Im Randbereich der Zuluftdecke 4, d. h. in allen äußeren Austrittsplatten 7 (F i g. 2), verlaufen die Zuluftschlitze 9 jjäi anci £Uiit ixaiiu uci ^uiiii luc^ivc ■».

Der Raum über den Austrittsplatten 7 bildet die Druckkammer 10 der Zuluftdecke (Fig.3). Der Gesamtaustrittsquerschnitt der Zuluftschlitze 9 und der Stützstrahldüsen 8 ist höchstens gleich dem Eintrittsquerschnitt der (nicht dargestellten) Zuluftleitung in die Druckkammer 10 zu wählen. Dann ist die Lufteintrittsgeschwindigkeit in die Druckkammer 10 so niedrig, daß sich kein wesentlicher dynamischer Druckanteil ergibt und in der gesamten, einfachen Druckkammer ein gleichmäßiger Luftdruck auftritt. Dies ist Voraussetzung für ein gleichmäßiges Austreten der einzelnen Zuluftstrahlen mit gleicher Geschwindigkeit, ohne daß

ίο Vordruckkästen erforderlich wären, die schwer sauber zu halten sind.

Vorteilhaft kann an dem Eintrittsquerschnitt der Zuluftdecke 4 eine Filtereinheit, z. B. ein Hochleistungs-Schwebstoffilter 11 angeordnet sein (Fig. 2).

is Anstelle der Stützstrahldüsen 8 können auch die Züliifischützc, wie bei 9' in F i g. 6 angedeutet, so durch Aufkantungen o. dgl. ausgebildet sein, daß die Zuluft an der Deckenunterseite schräg gerichtet austritt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:

1. Zuluftdecke zum Klimatisieren von Operationssälen und dgl., mit einer Druckkammer, deren Unterseite Austrittsplatten mit mindestens einer schräg abwärts gerichteten Düse für einen Stützstrahl und mit in Reihen angeordneten Zuluftöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöffnungen der Austrittsplatten (7) unter sich parallele schmale Zuluftschlitze (9) mit einem Achsabstand von mindestens 5GO mm, vorzugsweise etwa 600 mm sind, die sich in ihrer Längsrichtung im wesentlichen über die gesamte Plattenlänge erstrecken und mindestens in dem der (den) Düse(n) (8) benachbarten Bereich parallel zu der den Stützstrahl enthaltenden lotrechten Ebene verlaufen.

2. Zuluftdecke nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Schlitzbreiten zu den Achsabsländen 1 :100 bis 1 :20 ist

3. Zuluftdecke nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Gruppen (9a, 9b) von unter sich parallelen Zuluftschlitzen (9), die sich kreuzen oder senkrecht aufeinander stoßen.

4. Zuluftdecke nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 mit mindestens einer von der Decke schräg abwärts gerichteten Düse für einen Stützstrahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftschlitze (9) mindestens in dem der (den) Düse(n) (8) benachbarten Bereich parallel zu der den Stützstrahl enthaltenden lotrechten Ebene verlaufen.

5. Zuluftdecke nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftschlitze (9) im Randbereich der Zuluftdecke (4) parallel zum Deckenrad verlaufen.

6. Zuluftdecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftschlitze (9) jeder Austrittsplatte (7) in mehrere in einer Linie angeordnete Einzelschlitze (9.1) aufgeteilt sind.

7. Zuluftdecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Zuluftschlitze (9) und der Stützstrahldüse(n) (8) höchstens gleich dem Eintrittsquerschnitt der Zuluftleitung in die Druckkammer (10) gewählt ist.