Существует множество параметров воздуха, которые регламентированы для медицинских помещений. Прежде всего это допустимый диапазон температуры и влажности, необходимое количество часовых обновлений воздуха в зависимости от использования зоны. Также к этим параметрам относятся класс чистоты, тип и эффективность фильтрации, время стерилизации, тип воздушного потока, местоположение и тип вентиляционных отверстий, скорость движения воздуха, максимальное отклонение температуры между приточным воздухом и помещением, наличие анестезирующего газа и уровень шума.
В этой статье обратим внимание лишь один параметр: влажность воздуха, и ответим на вопрос, почему в больничных помещениях необходимо увлажнять воздух и поддерживать определенный уровень влажности.
Увлажнение для сохранения здоровья пациентов
Основным аспектом, подчеркивающим значимость увлажнения воздуха в медицинских учреждениях, является обеспечение защиты пациентов от бактериального и микробного воздействия разнообразного происхождения.
Пациенты больниц находятся в условиях, где часто встречаются вредоносные микроорганизмы, обладающие достаточной устойчивостью для выживания после антибактериальной обработки и стандартных процедур очистки и дезинфекции. Более того, эти микроорганизмы обладают способностью быстро размножаться и находить подходящих носителей среди большого числа пациентов, которые чрезвычайно подвержены инфекциям из-за ослабленной иммунной системы или вследствие недавно перенесенной операции. Учитывая эти неблагоприятные обстоятельства, становится очевидным, что влажность воздуха существенно влияет на способность бактерий развиваться, размножаться и преодолевать наши защитные механизмы. Так, поддержание оптимального уровня влажности может стать эффективным средством для сокращения числа госпитальных инфекций, обеспечения здоровья и снижения затрат.
Контроль уровня влажности и борьба с бактериями
Контроль уровня влажности является критически важным фактором для предотвращения распространения бактерий внутри зданий больниц. Бактерии для своего роста требуют воду и питательные вещества, поэтому необходимо избегать условий, при которых влага может конденсироваться и образовывать стоячую воду, как это может произойти, например, в воздуховодах.
Также стоит учитывать, что если относительная влажность воздуха будет превышать 80% на протяжении продолжительного времени, это может привести к образованию поверхностного конденсата и плесени. Для человека плесень опасна из-за токсических испарений, которые вырабатывают многие виды грибка и споры. В организм споры проникают через кожу, нос и рот. Грибок может стать причиной многих заболеваний, таких как бронхиальная астма, кожные высыпания, пневмония, синусит, расстройства желудочно-кишечного тракта, носовые кровотечения и головные боли.
Таким образом, можно установить верхний предел допустимого диапазона влажности для больниц, но этого недостаточно для создания здоровой среды и снижения уровня инфекций.
Больницы по своей природе являются сосредоточением большого количества бактерий, и полностью избавиться от них при наличии больных невозможно. Поэтому основная задача в контроле влажности состоит в уничтожении патогенных микроорганизмов и предотвращении их распространения и передачи, а также в поддержке естественной защиты в борьбе с ними.
Уровень влажности и распространение заболеваний
Сегодня в большинстве больниц применяются строгие меры по очистке поверхностей и медицинского оборудования. Однако исследование состава воздуха подтверждает, что эти меры не всегда достаточны для снижения количества бактерий в воздухе, особенно учитывая растущее число инфекций, связанных с ними. Разговаривая, дыша и кашляя, люди постоянно выделяют множество микроорганизмов, которые затем становятся частью тысяч крошечных водяных капель в воздухе. По данным некоторых исследований, от 10 до 33% всех патогенов, вызывающих госпитальные инфекции, передаются воздушно-капельным путем.
Когда эти микроскопические капли попадают в помещение с относительной влажностью ниже 40%, они быстро теряют до 90% своего объема. Капли становятся меньше и могут долго находиться в воздухе, преодолевая большие расстояния. Это увеличивает вероятность того, что они достигнут другого человека, восстановят свой объем за счет влаги и заразят его.
Однако, если относительная влажность в помещении варьируется от 40 до 60%, капли остаются примерно одного размера (≈ 100 мкм) и скорее оседают, обычно в радиусе 1-2 м от источника. Это позволяет более эффективно удалять их с помощью традиционных методов очистки.
Многие исследования подтверждают, что относительная влажность является ключевым фактором для контроля окружающей среды в контексте передачи бактерий и вирусов воздушно-капельным путем. В рамках первого такого исследования, проводимого в течение года в одной из больниц США, контролировались все параметры окружающей среды в десяти палатах, а также состояние здоровья пациентов, находившихся в этих палатах. Относительная влажность коррелировала с количеством инфекций, полученных пациентами. Когда уровень относительной влажности превысил 40%, количество инфекционных заболеваний значительно уменьшилось – от максимальных 10 случаев в месяц до абсолютного нуля.
В рамках другого исследования использовались манекены, которые имитировали людей, кашляющих при гриппе, и людей, дышащих на расстоянии в два метра. Образцы аэрозолей собирались около рта дышащего манекена в разное время, чтобы оценить их инфекционность.
Было выявлено, что при относительной влажности от 40 до 70%, инфекционность уменьшилась с 80 до 20%. Это объясняется тем, что грипповый вирус больше не может поддерживать себя во взвешенном состоянии на протяжении длительного времени, а также укорачиванием жизненного цикла многих воздушно-капельных бактерий и вирусов в этом диапазоне влажности.
В результате было доказано, что контроль влажности, помимо торможения роста микроорганизмов и бактерий, приводит к значительному снижению скорости их распространения и является крайне важным в таких местах, как больницы, где патогены и подверженные инфекции пациенты находятся в непосредственной близости друг от друга. Это особенно важно для тех, кто наиболее беззащитен перед инфекциями, то есть для людей с ослабленным иммунитетом вследствие болезни или недавно перенесенного хирургического вмешательства.
По данным ВОЗ, до 7% пациентов в развитых и до 15% в развивающихся странах могут заразиться во время оказания медицинских услуг в больницах. В отделениях реанимации с инфекциями могут столкнуться до 30% пациентов. По данным официальной статистики, в России ежегодно регистрируется около 30 тыс случаев заболеваний в результате оказания медицинских услуг.
Приведенные выше исследования же демонстрируют, что эффективное контролирование уровня влажности может существенно сократить число инфекций, передающихся воздушно-капельным путем (от 10 до 33% от общего числа).
Увлажнение и естественная защита организма
Инфекции, распространяемые воздушно-капельным способом, проникают в организм при вдыхании бактерий, которые проходят через дыхательные пути и оседают на стенках дыхательных органов или в альвеолах легких, способствуя развитию пневмонии или заражению крови. Конечной преградой для бактерий являются стенки дыхательной системы: от носа до трахеи и бронхов образуется тонкий слой слизи, который увлажняет и нагревает вдыхаемый воздух, задерживая бактерии. Этот слой слизи постоянно перемещается вверх благодаря ритмичному движению множества эпителиальных ресничек, расположенных на стенках дыхательных путей. Затем слизь достигает ротовой полости, а бактерии глотаются и нейтрализуются желудочными кислотами. Таким образом, они становятся частью кишечного микробиома, не нанося вреда.
Процесс, известный как мукоцилиарная очистка, имеет ключевое значение для нашего здоровья, так как при нормальных условиях он предотвращает проникновение большинства патогенных микроорганизмов, которые мы вдыхаем. Однако его эффективность во многом зависит от относительной влажности воздуха. Если относительная влажность опускается ниже 40%, слой слизи обезвоживается, а реснички замедляются до полной остановки, что позволяет вирусам и бактериям проникнуть и заразить клетки.
Таким образом, регулирование влажности играет главную роль в предотвращении многих госпитальных инфекций. Относительная влажность от 40 до 60% подавляет рост бактериальных колоний и плесени и существенно снижает их передачу, помогая нашей естественной защите справляться с ними.
Увлажнение, обеспечивающее правильное функционирование техники
Влажность в атмосфере может служить средством защиты электронных устройств от повреждений, вызванных электростатическими разрядами. Электростатический разряд — это быстрая, самопроизвольная передача электростатического заряда, вызванного электростатическим полем с высоким напряжением, возникающая когда объекты с различными зарядами приближаются друг к другу. В определенных ситуациях (количество, дистанция, свойства изолятора, обычно воздуха, который разделяет их) они могут преодолеть сопротивление и переходить от одного объекта к другому, создавая электростатический разряд.
В операционных залах и других чистых помещениях очень важно предупредить возникновение разряда статического электричества, которое возникает при относительной влажности воздуха ниже 40%. Это может помешать работе врачей и опасно для жизни пациентов во время операции.
Снижение уровня относительной влажности может привести к тому, что:
-
электрический разряд возникает между пальцами медицинского работника и оборудованием. Напряжение может варьироваться, достигая нескольких десятков тысяч вольт, но даже напряжение меньше 3,5 тысяч вольт, не ощутимое для человека, может нанести серьезный ущерб оборудованию.
-
электростатическое поле, образуемое статическим зарядом, вызывает разницу потенциалов внутри цепей оборудования, что может привести к его повреждению.
Повреждения могут охватывать разрушение отдельных компонентов, выключение аппаратуры, некорректные измерения, обнуление сохраненных данных и сбор статического электричества на рентгеновских пленках, что в любом случае может угрожать функционированию ценного оборудования. Кроме того, из-за возникнувшей искры могут воспламенится газы, используемые анестезиологами. Не менее опасна ситуация из-за нарушения работы электронных приборов в результате разряда, как в операционной, так и в реанимации и в других палатах, где жизнь пациента поддерживает аппаратура.
Управление уровнем влажности может стать подходящим решением, поскольку оно влияет на способность нашей кожи и объектов в общем собирать электростатические заряды. Вода помогает уменьшить сопротивление воздуха при прохождении электричества, препятствуя сбору зарядов до опасных уровней, способствуя их постепенному рассеиванию в сторону зон с более низким потенциалом. Формирование тонкого слоя воды на поверхности объекта также помогает распространению зарядов за счет снижения их концентрации на конкретной площади.
Учитывая значимую роль, которую играет большая часть оборудования в больницах, важно избежать проблем, вызванных сухим воздухом. Для этого рекомендуется поддерживать относительную влажность выше 35 %, не забывая о других мерах защиты от электростатического разряда.
Увлажнение в больницах для комфортного нахождения пациентов и персонала.
Основные причины, по которым регулирование влажности в больнице является критически важным, включают снижение риска заражения и распространения бактерий, а также обеспечение защиты медицинского оборудования.
Поддержание оптимального уровня влажности также крайне важно для благополучия и комфорта людей, находящихся и работающих в больнице, и для предотвращения развития новых заболеваний, связанных с сухостью воздуха.
Влажность и комфорт
Понятие комфорта — субъективно, однако оно всегда связано с ощущением физического и психологического благополучия. Следующие факторы способствуют общему ощущению комфорта:
- Тепловой комфорт. Его можно измерить по температуре, относительной влажности и скорости движения воздуха.
- Качество воздуха. Оно измеряется по процентному содержанию свежего воздуха, уровню концентрации углекислого газа, летучих органических соединений и уровню микроорганизмов.
- Уровень шума.
Согласно новому европейскому стандарту EN15251, уровень теплового комфорта в больницах (категория II) считается приемлемым, если индекс PPD (процент недовольных) не превышает 10%. Кроме того, существуют различные национальные и международные стандарты которые определяют температуру, влажность и качество воздуха, которые должны быть обеспечены в помещениях.
Температура воздуха — это первый фактор, который определяется как источник дискомфорта. В то же время влажность имеет такое же существенное значение. Она влияет на то, как люди воспринимают температуру воздуха, а также на самочувствие и работоспособность.
Оптимальный уровень относительной влажности помогает предотвратить излишнюю сухость кожи, глаз и дыхательных путей, а также облегчает дыхание и потоотделение. Правильное регулирование влажности также способствует снижению количества пыли в воздухе, приводя к ее прилипанию к поверхностям. В сухой атмосфере пылинки будут дольше висеть в воздухе, усиливая ощущение сухости и дискомфорта.
Более того, если условия сухого воздуха сохраняются длительное время, люди, которые регулярно находятся в здании, могут столкнуться с рядом связанных с этим симптомов, достаточно серьезных, чтобы их можно было классифицировать как патологические, то есть синдром больного здания. В любом случае, причиной этих проблем является качество воздуха, которое влияет на здоровье людей, пребывающих в данной среде.
Синдром больного здания
Состояние нездорового здания (СНЗ) представляет собой проблему, с которой сталкиваются люди, находящиеся в здании и испытывающие непрерывный дискомфорт и проблемы со здоровьем, не связанные с определенными причинами или болезнями. Обычно возможные источники этого состояния связаны с неправильной работой или дефектами системы кондиционирования, недостаточным притоком свежего воздуха, летучими органическими соединениями (ВОС), плесенью и другими материалами и веществами, которые испускают вредные вещества.
Исследования подтверждают, что признаки СНЗ возникают или усиливаются при низкой относительной влажности. К ним относятся утончение слезной пленки, сухость глаз, раздражение носа и горла, астма, сухость кожи, головная боль, усталость и раздражительность.
Условия низкой влажности могут привести к снижению эффективности работы людей на 3–7%. При добавлении факторов, таких как высокая температура и загрязнение воздуха, эти симптомы становятся более заметными. Для работников медицинской сферы, которым необходимо быть сконцентрированными при работе с пациентами, эти несколько процентов могут стать причиной совершения ошибки, которую не всегда можно исправить.
Оптимальный уровень влажности должен находиться в диапазоне 40 % < RH < 60 %, что соответствует уровню, необходимому для снижения вероятности госпитальной инфекции (40 % < RH < 60 %) и совпадает с уровнями, необходимыми для уменьшения риска электростатического разряда (относительная влажность > 35%) и распространения плесени (относительная влажность < 80%).
Учитывая влияние относительной влажности на организм человека и работу больницы, можно утверждать, что желаемый диапазон для этой цели и для общего комфорта находится между 40 и 60%.
Возникает важный вопрос: соблюдаются ли эти условия и есть ли факторы, которые могут их изменить и, следовательно, требуют постоянного регулирования влажности?
Что влияет на оптимальный уровень относительной влажности?
Чтобы достичь рекомендуемого стандарта качества воздуха в больничных зданиях, требуется разбавить воздух в помещениях, так как он содержит загрязнители, которые производятся людьми и материалами, или используются во время хирургических операций анестетические газы, которые невозможно отфильтровать. Поэтому важно заменять внутренний воздух большим объемом свежего воздуха извне. Однако перед тем, как ввести его в помещение, его необходимо привести к приемлемому диапазону температур, обычно от 20 до 24°C.
Возьмем для примера зимний сценарий и, для упрощения, будем рассматривать только свежий воздух снаружи, который, следовательно, будет холодным и влажным (точка А, температура = -5°C, относительная влажность = 80%). Этот воздух будет нагреваться в одной из вентиляционных систем больницы, где температура повышается, а абсолютная влажность (масса водяного пара на единицу воздуха) остается неизменной (точка B, температура = 22°C, относительная влажность = 12%).
Относительная влажность теплого воздуха (соотношение количества водяного пара в воздухе к максимальному количеству, которое он может содержать) снижается. Без удаления воды уровень изменился с 80 до 12%. Это происходит из-за того, что воздух при нагревании увеличивает свою максимальную способность «удерживать» водяные капли, образующие влажность, в подвешенном состоянии, и поэтому относительная влажность снижается.
С учетом значимости поддержки подходящего уровня относительной влажности, требуется система увлажнения, способная сохранять относительную влажность (и температуру) внутри нужного диапазона. Такая система может осуществлять либо адиабатическое увлажнение через распыление тонкого водяного тумана в воздух, либо изотермическое увлажнение через кипячение воды и прямое создание пара. Вне зависимости от выбранного метода, система увлажнения, как правило, будет активнее работать зимой, когда система отопления сушит воздух. В больнице система увлажнения воздуха должна быть гигиенична и надежна, чтобы она приносила пользу без вреда для здоровья людей и была работоспособна в любых условиях наружной температуры. Только с помощью системы увлажнения, которая, как правило, передает увлажненный воздух в палаты через воздуховоды, можно достичь стабильного поддержания необходимого уровня влажности.
Заключение
Увлажнение играет более значительную роль в функционировании медицинского учреждения, так как оно существенно влияет на процесс распространения и передачи инфекций пациентам, защиту медицинского оборудования от электростатических разрядов и концентрацию внимания работников больницы.
Доказано, что идеальный уровень относительной влажности составляет от 40 до 60%, и нормативы, регулирующие установку систем вентиляции и увлажнения в больницах, требуют поддержания таких же показателей.