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Umluft-Decke für Operationsräume von Krantz Komponenten

Referenzobjekt

Krantz OP-Decken im Dreifaltig-keits-Krankenhaus Wesseling• ErweiterungumzweiOP-Räume

derKlasseIa,jeweils40m2

• Bauherr:MariaHilfNRWgGmbH

• Architekt:GLSWArchitektenIngenieure

• Planer:IngenieurbüroKlinkhamelsHaustechnik

• TGA-Ausführer:BilfingerWolffertsGebäude-technikGmbH

Krantz Komponenten ist seit über 40 Jahren Spezialist für raumluft-technische Gesamtkonzepte und seit mehr als 20 Jahren Anbieter innova- tiver Komponenten für Krankenhäu-ser und Reinräume. Dabei stehen Behaglichkeit und Hygiene und da-mit der Schutz des Patienten und des Personals im Vordergrund.

Das Dreifaltigkeits-Krankenhaus Wesse-ling ist “Akademisches Lehrkrankenhaus” der Universität Bonn und gehört zur Ma-ria Hilf NRW gGmbH, einem christlichen Träger mehrerer Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen die zur “Dernbacher Gruppe Katharina Kasper” gehört. Im Zuge umfassender Modernisierungs- und Neubauarbeiten am gesamten Kranken-haus wurde der OP-Trakt um zwei wei-tere hochmodern ausgestattete Operati-onsräume der Klasse Ia mit jeweils 40 m2 erweitert.

Krantz Komponenten lieferte und mon-tierte ein komplettes Deckensystem be-stehend aus zwei Umluft-Decken mit umlaufendem Beleuchtungsring, Strö-mungsstabilisatoren und abschließender Restdecke.

Die für das Dreifaltigkeits-Kranken-haus Wesseling realisierte OP-Decke OP-U-32/32 von Krantz Komponen-ten ist die optimale lüftungstechnische Lösung für einen Operationsraum. Mit Außenabmessungen von 3,2 x 3,2 m und einem Schutzbereich von 3 x 3 m entspricht sie den in der Norm empfoh-lenen Standardmaßen. Der Gesamt- Volumenstrom beträgt 9 200 m3/h. Ein 77-facher Raumluftwechsel, welcher durch eine dezentrale Umluftführung mit 8 000 m3/h und einem vom RLT-Gerät zur Verfügung gestellten Außenluft-Volumen-strom von 1 200 m3/h realisiert wird, sorgt

dafür, dass die Luft mit einer Geschwin-digkeit von im Mittel 0,25 m/s abströmt. Dadurch wird eine optimale Verdrängung bei höchsten Anforderungen an die Be-haglichkeit realisiert.

Nach erfolgreicher Montage und Inbe-triebnahme durch geschultes, firmen-eigenes Personal wurden beide neuen OP-Räume des Dreifaltigkeits-Kranken-hauses Wesseling durch ein unabhängi-ges Hygieneinstitut für den Betrieb in der Raumklasse Ia qualifiziert und freigege-ben.

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Funktionsoptimiertes OP-Decken-System

Richtig eingesetzte Raumluft- und Klima- technik in Krankenhäusern, speziell in Operationsräumen, kann einen wichti-gen Beitrag zur Vermeidung von parti-kelbelasteter Raumluft leisten. Sie ist ein wesentlicher Baustein im Rahmen eines Multibarrieresystems, bestehend aus einer Vielzahl an hygienischen und lüf-tungstechnischen Maßnahmen, die alle-samt den Schutz des Patienten und des Personals in den Vordergrund rücken.Die Grundlagen für ein System mit höchs-ten Anforderungen an die Partikelfreiheit schafft die DIN 1946-4 (12-2008). Sie de-finiert für die Raumklasse Ia einen dyna-misch abgeschirmten Schutzbereich mit turbulenzarmer Verdrängungsströmung, in dem sich OP- und Instrumententisch befinden. Gefilterte und aufbereitete Luft von höchster Reinheit reduziert den Luft-keimpegel und mindert damit das Infek-tionsrisiko.

Folgende Merkmale zeichnen unsere Umluft-Decke aus:• Modulbauweise• Hochleistungsmischkammer• Doppeldifferentialströmung• Aktive Leuchtendurchführung• Eckseitige Umluftansaugung

FortluftTür

TAV-Strömung

1 200 m3/hmin.

Außenluft

strömungÜber-

strömungÜber-

Zentrales RLT-Gerät

Umluft

Dezentrale Umluftführung für OP-Räume

der Klasse Ia

Im Vergleich zu turbulenter Mischlüftung (Klasse Ib), die nach dem Prinzip der Konzentrationsverdünnung arbeitet, wer-den mit einer TAV-Strömung deutlich ge-ringere Keim- und Partikelbelastungen im Operationsfeld und auf dem Instrumen-tentisch erreicht.

Neben dem Vorteil der optimalen Raum-nutzung durch Wegfall der bei Ib be-nötigten vorgelagerten Schleuse und Energieeinsparung durch geringe Filter-druckverluste bietet eine TAV-Strömung weitere Vorteile:

Die TAV-Strömung• verhindert das Eindringen von Partikeln

und Keimen in den Schutzbereich,• verdrängt gefährliche Emissionen wie

chirurgischen Rauch vom OP-Team,• vermeidet Ansammlung von Partikeln

und Keimen unterhalb der OP-Leuch-ten,

• führt Wärmelasten und Gefahrstoff- emissionen sicher aus dem Raum ab

• fördert die thermische Behaglichkeit im OP-Raum.

Strömungsstabilisator 200 mm

Schutzbereich

Funktionsprinzip einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung (TAV) mit Differentialströmung

Raumklassen

Raumklasse II2-stufige Zuluftfilterung

(ohne Schwebstoff-Filter)

Raumklasse I3-stufige Zuluftfilterung

F7/F9/H13

Raumklasse IIMedizinisch genutzte Räume,

Flure und Bereiche nicht zu Ia oder Ib;

Raumklasse IbKleine Implantate

Invasive AngiographieHerzkatheterisierungen

MIC-Eingriffe

Raumklasse IaAllgemeinchirurgie

Herz-/GefäßchirurgieTransplantationenTumoroperationen

TurbulenzArmeVerdrängungsströmung

(TAV)

Keine vorgeschriebene Raumströmung

TurbulenteMischlüftung

Raumklassen und geforderte Raumströmungen im Gesundheitswesen nach DIN 1946-4 (12-2008)

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Besonderheiten

ModulbauweiseDer konsequent modulare Aufbau der Krantz OP-Decke, in welcher kein Bau-teil größer als 1 600 x 1 600 mm ist, führt zu technischen und wirtschaftlichen Vor-teilen in allen Wertschöpfungsstufen: Engineering, Fertigung, Lagerhaltung, Transport, Handling auf der Baustelle, Montage, Inbetriebnahme, Abnahme, Betrieb, Wartung, Ersatzteilhaltung.

HochleistungsmischkammerDie Umluft wird in einer zum Patent ange-meldeten Mischkammer mit dem Außen-luftanteil homogen vermischt. Dadurch kann bei einer ausreichend großen Tem-peraturdifferenz zwischen rückgeführter Umluft und aufbereiteter Außenluft auf dezentrale Kühler in der OP-Raumdecke ganz verzichtet werden. Somit entfällt die ansonsten erforderliche Systemüber-wachung und -regelung zur Vermeidung einer hygienisch bedenklichen Taupunkt- unterschreitung.

Bei einem Mindest-Außenluftanteil von 1 200 m3/h, eingespeist mit 14 °C, wird eine Kühlleistung von 4 kW erreicht. Erhöht man den Außenluftanteil bei gleichbleibender Temperatur auf z. B. 2 400 m3/h, sind Kühlleistungen bis zu 8 kW möglich (siehe Rechenbeispiel).

Die zur Trocknung gekühlte und nicht wieder aufgewärmte Außenluft kann di-rekt zur Feuchteregulierung verwendet werden. Dies trägt zur Energieeffizienz der gesamten Anlage bei.

Der zweite entscheidende Vorteil ist die hochintensive Vermischung der unter-schiedlich großen Volumenströme, mit

der eine Temperaturhomogenität von ± 0,3 K über die gesamte Ausströmungs-fläche der OP-Decke (ca. 10 m2) erzielt wird, und dies bei einer Temperatur- differenz von bis zu – 12 K. Ungleich-mäßiges Abströmen und ein damit ver-bundener Partikeleintrag werden somit vermieden. Dies bedeutet eine größere Sicherheit sowohl bei der gesetzlich vor-geschriebenen Abnahme als auch beim Betrieb der OP-Decke.

Homogene Temperaturverteilung über die gesamte

Ausströmungsfläche der OP-Decke (ca. 10 m2)

DoppeldifferentialströmungMit einem doppelten Differentialströ-mungssystem wird eine besonders effek-tive Verdrängungsströmung oberhalb des OP-Tisches aufgebaut, die eine gezielte Verdrängung der durch das OP-Team erzeugten Belastungen sicherstellt. Die Geschwindigkeiten der Luftströme beim Austritt durch die äußeren, mittleren und inneren Deckensegmente sind so ge-staffelt und optimiert, dass ein beson-ders stabiles Strömungsfeld mit vertikal nach unten gerichteter turbulenzarmer Verdrängungsströmung aufrechterhalten wird. Störungen durch Leuchten werden schnell abgebaut. Besonders wichtig ist hier die aktive Leuchtendurchführung.

Modularer Aufbau einer Krantz Umluft-Decke

Außenluft Zuluft

Umluft

MischkammerEckseitige Umluftansaugung

Funktionsprinzip der Hochleistungsmischkammer

Rechenbeispiel

zur Mischung

von Außen- und

Umluftanteil

(Gleichung

um Einheiten

bereinigt)

Q· = V·AL · ∆J · 0,336JAußenluft = 14 °C JRaumluft = 24 °C∆J = 10 KV·AL = 1 200 m3/h

Q· = 4 kW

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Besonderheiten

Aktive LeuchtendurchführungDer kritische Bereich um das zentrale Leuchtenstativ wird aufgrund einer Rah-menkonstruktion mit Gewebebespan-nung lufttechnisch durchströmt. Dies hat für die gewünschte turbulenzarme Verdrängungsströmung einen entschei-denden Vorteil. Die TAV-Strömung wird an dieser Stelle weniger stark gestört und unter dem Leuchtenstativ wird die Stö-rung durch das Stativ durch einen spe-ziellen Effekt wieder aufgehoben. Über den gesamten Bereich oberhalb des OP-Tisches steht eine TAV-Strömung ohne Turbulenzen zur Verfügung.

Eckseitige UmluftansaugungAufgrund des hohen 77-fachen Raum-luftwechsels (ergibt sich aus 9 200 m3/h Zuluft und dem üblichen Raumvolumen eines Operationssaales von 120 m3) und als Ergebnis entsprechender detaillierter Untersuchungen empfiehlt Krantz Kom-ponenten die Umluftansaugung in den Raumecken in der Zwischendecke. Dann ergibt sich sowohl eine mit der TAV-Strö-mung verträgliche Raumströmung als auch eine ungestörte Raumnutzung bis in die Raumecken hinein. Lee-Gebiete und Bereiche mit unkontrollierter Luftführung, wie sie häufig bei einer zweiseitigen Um-luftansaugung vorkommen, werden voll-ständig vermieden. Der Fortluftanteil kann dann individuell im Bodenbereich abge-saugt werden. Er hat bei der vorgeschla-genen Umluftführung keinen bzw. einen geringen Einfluss auf die TAV-Strömung.

Auf Basis intensiver Messungen und jahrelanger Projekterfahrung hat Krantz Komponenten hierzu ebenfalls besondere Umluftmodule entwickelt. Durch ihre spe-zielle Bauform und die Platzierung der Umluftansaugung im Deckenbereich der vier Raumecken wird eine gleichmäßige Luftführung im gesamten OP erreicht.

Aktive Leuchtendurchführung

Positionierung der Umluftansaugung in den Ecken

6 m6,

6 m

Geweberahmen

TAV-Strömung OP-Leuchtenstativ

Aktive Leuchtendurchführung

– Aufbau und Umströmung

Legende

Fortluft (FL)

25 % Umluft (UL, oben)

OP-Auslass 3,2 x 3,2 m

Raumluftwalzen

Funktionsprinzip einer turbulenzarmen

Verdrängungsströmung

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Einsatzbereich

Abschließend lässt sich sagen, dass bei Planung und Bau des Gesamtsys-tems „Operationsraum“ anspruchsvolle Anforderungen erfüllt werden müssen. Ein wesentliches Kriterium ist, dass die Luftströmung im Bereich des OP-Feldes eine sehr hohe Schutzwirkung gegen-über dem Eindringen von Partikeln und Keimen gewährleisten muss.

Sicher und zuverlässig erfüllen Umluft- Decken von Krantz Komponenten die vorgeschriebenen OP-relevanten Normen und Richtlinien, ohne die thermische Be-haglichkeit und die Energieeffizienz zu vernachlässigen.

Weitere Informationen zur Umluft-Decke OP-U-32/32 finden Sie hier!

Weitere Informationen zum Radialauslass RA-N3 finden Sie hier!

R. Busse, 16.01.2014

Radialauslass als Abluftdurchlass, Dreifaltigkeits-Krankenhaus, Wesseling Umluft-Decke für Operationsräume,

Fraunhofer inHaus-Zentrum, Duisburg

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