Hastane, laboratuvar, temiz oda ve ilaç üretim tesislerinde yalnızca sıcaklık ve nem kontrolü yeterli değildir. Havanın hangi yönde hareket ettiği de ortam güvenliği açısından büyük önem taşır.
Bu nedenle bazı alanlar komşu hacimlere göre pozitif basınçta, bazı alanlar ise negatif basınçta tutulur.
İki alan arasındaki basınç farkı genellikle Pascal (Pa) cinsinden ölçülür ve fark basınç sensörleri aracılığıyla bina otomasyon sistemine aktarılır.
Peki pozitif ve negatif basınç tam olarak nedir, hangi alanlarda kullanılır ve BMS üzerinden nasıl takip edilir?
Pozitif basınçlı oda, içerisindeki hava basıncının komşu alanlardan daha yüksek olduğu odadır.
Kapı açıldığında hava genel olarak:
Oda → Koridor
yönünde hareket eder.
Buradaki amaç dış ortamdan gelebilecek partikül, mikroorganizma veya kirli havanın kontrollü alana girişini azaltmaktır.
Pozitif basınç uygulamaları özellikle temizliğin ve sterilitenin korunması gereken alanlarda kullanılır.
Yaygın kullanım alanları arasında:
Ameliyathaneler
Koruyucu izolasyon odaları
Temiz odalar
Steril üretim alanları
İlaç üretim tesisleri
Bazı laboratuvar alanları
Steril malzeme hazırlama ve depolama alanları
bulunabilir.
Örneğin ameliyathane koridora göre pozitif basınçta tutulduğunda, kapı veya diğer kaçak noktalarından hava akışının kontrollü alandan dışarı doğru olması hedeflenir.
Negatif basınçlı oda ise oda içerisindeki basıncın çevresindeki alanlardan daha düşük tutulduğu hacimdir.
Kapı açıldığında hava hareketi genel olarak:
Koridor → Oda
yönündedir.
Buradaki amaç oda içerisindeki potansiyel kirleticilerin, partiküllerin veya havada taşınabilecek mikroorganizmaların diğer alanlara yayılmasını azaltmaktır.
Negatif basınç uygulamalarına özellikle:
Hava yolu ile bulaş riski bulunan izolasyon odalarında
Enfeksiyon izolasyon alanlarında
Bazı laboratuvarlarda
Kirli hacimlerde
Numune hazırlama alanlarında
Tehlikeli partikül oluşabilecek proses alanlarında
rastlanabilir.
Hava yolu ile bulaşan enfeksiyonların kontrolü için kullanılan AII/AIIR odaları bunun en bilinen örneklerinden biridir.
Temel fark hava akışının yönüdür.
| Oda Tipi | Basınç İlişkisi | Hava Akış Yönü | Temel Amaç |
|---|---|---|---|
| Pozitif basınç | Oda basıncı daha yüksek | Odadan dışarı | Odayı dış ortamdan korumak |
| Negatif basınç | Oda basıncı daha düşük | Dış ortamdan odaya | Çevreyi oda içerisinden korumak |
Kısaca:
Pozitif basınç odanın içini korur.
Negatif basınç ise çevredeki alanları korur.
Ameliyathanelerde temel hedeflerden biri operasyon alanına dış ortamdan kontrolsüz hava girişini azaltmaktır.
Bu nedenle ameliyathane, çevresindeki koridor ve diğer alanlara göre pozitif basınç altında tutulabilir.
ASHRAE Standard 170 kapsamında ameliyathanelerin komşu alanlara göre pozitif basınçta tutulması ve belirli uygulamalarda en az +2,5 Pa seviyesinde basınç farkının korunması öngörülmektedir.
Ancak gerçek projelerde hedef basınç değeri;
Proje şartnamesine
Hastanenin sınıflandırmasına
Kullanılan standarda
Odanın kullanım amacına
HVAC tasarımına
göre belirlenmelidir.
Bu nedenle her ameliyathane için doğrudan sabit bir değer kabul etmek yerine ilgili proje ve standart gereksinimleri kontrol edilmelidir.
Hava yolu ile bulaşabilecek enfeksiyonların bulunduğu izolasyon odalarında amaç, oda içerisindeki havanın kontrolsüz şekilde koridora ve diğer hasta alanlarına çıkmasını engellemektir.
Bunun için odadan çekilen hava miktarı, verilen havaya göre uygun şekilde düzenlenerek oda negatif basınçta tutulabilir.
CDC rehberlerinde hava yolu enfeksiyon izolasyon odalarının koridora göre yaklaşık −2,5 Pa veya daha düşük basınç ilişkisini koruması belirtilmektedir.
Böylece kapı çevresindeki hava hareketi koridordan izolasyon odasına doğru olur.
Pascal, basınç ölçümünde kullanılan SI birimidir.
HVAC sistemlerinde özellikle oda basınç farkları çok düşük seviyelerde olduğu için bar gibi büyük birimler yerine Pa kullanılır.
Örneğin:
1 bar = 100.000 Pa
olduğundan, 5 veya 10 Pa gibi değerler oldukça küçük basınç farklarıdır.
Ancak bu küçük farklar dahi hava akışının yönünü belirlemek açısından kritik olabilir.
Oda basınçlandırmasında karşılaşılan değerler oldukça küçüktür.
Örneğin bir odanın koridora göre:
+5 Pa
olması, oda basıncının koridordan 5 Pascal daha yüksek olduğu anlamına gelir.
Benzer şekilde:
−5 Pa
değeri odanın koridora göre 5 Pascal daha düşük basınçta olduğunu ifade eder.
Burada önemli olan yalnızca sayısal değer değil, basınç farkının kararlı şekilde korunmasıdır.
Kapıların açılması, fan debilerinin değişmesi veya filtrelerin kirlenmesi basınç farkını etkileyebilir.
Pozitif veya negatif oda basıncı genellikle bir fark basınç sensörü / diferansiyel basınç transmitteri ile ölçülür.
Sensör üzerinde çoğunlukla iki basınç bağlantısı bulunur:
P+ / High
P− / Low
Bir bağlantı odadan, diğer bağlantı ise referans alınan koridor veya komşu hacimden alınır.
Sensör bu iki nokta arasındaki farkı hesaplar.
Örneğin:
Oda: P+
Koridor: P−
şeklinde bağlantı yapıldığında sistem odanın koridora göre basınç farkını sürekli izleyebilir.
Bağlantı yönü ve sensör üreticisinin montaj talimatları mutlaka kontrol edilmelidir.
Oda basıncı uygulamalarında oldukça düşük basınçlar ölçüldüğü için sensörün ölçüm aralığı doğru seçilmelidir.
Örneğin yalnızca birkaç Pascal seviyesinde basınç kontrol edilecek bir uygulamada 0–1000 Pa sensör kullanmak teknik olarak ölçüm sağlayabilse bile düşük basınç bölgesindeki çözünürlüğü ve hassasiyeti gereksiz şekilde azaltabilir.
Bu nedenle uygulamaya mümkün olduğunca yakın ölçüm aralığı tercih edilir.
Oda basıncı uygulamalarında projeye bağlı olarak örneğin:
0–25 Pa
0–50 Pa
0–100 Pa
±50 Pa
±100 Pa
gibi düşük basınç aralıkları kullanılabilir.
Sensör seçimi yapılırken yalnızca ölçüm aralığı değil, cihazın doğruluğu ve düşük basınç performansı da kontrol edilmelidir.
Modern fark basınç transmitterleri ölçülen değeri bina otomasyon sistemine farklı sinyaller üzerinden aktarabilir.
En yaygın seçenekler:
Modbus RTU
BACnet
şeklindedir.
Örneğin 0–50 Pa ölçüm aralığına sahip 0–10 V çıkışlı bir sensörde sistem şu şekilde ölçeklenebilir:
0 V = 0 Pa
5 V = 25 Pa
10 V = 50 Pa
BMS kontrolörü analog giriş üzerinden gelen sinyali Pa değerine dönüştürerek operatör ekranında gösterebilir.
Fark basınç sensörünün bina otomasyon sistemine bağlanması yalnızca değerin ekranda görülmesini sağlamaz.
BMS üzerinden:
Anlık oda basıncı görüntülenebilir
Pozitif veya negatif basınç durumu takip edilebilir
Alt ve üst alarm limitleri oluşturulabilir
Basınç geçmişi grafik olarak kaydedilebilir
Fan veya damper kontrolü yapılabilir
Filtre ve HVAC sistemiyle ilişkili arızalar tespit edilebilir
Kritik basınç kayıplarında alarm üretilebilir
Örneğin hedef basıncı +10 Pa olan bir odada basıncın belirlenen sınırın altına düşmesi durumunda BMS operatöre alarm verebilir.
Bu sayede problem uzun süre fark edilmeden devam etmez.
Oda ile koridor arasındaki basınç farkı oldukça düşük olduğu için kapının açılması iki hacim arasında büyük bir hava geçiş alanı oluşturur.
Bu nedenle kapı açıldığında basınç farkı geçici olarak önemli ölçüde düşebilir.
Kapı tekrar kapandığında HVAC sistemi gerekli hava debisini sağlayarak basınç farkını yeniden oluşturur.
BMS yazılımında alarm gecikmesi kullanılması bu nedenle önemlidir.
Aksi durumda birkaç saniyelik normal kapı açılmaları sürekli gereksiz alarm oluşturabilir.
Basınç farkında meydana gelen dalgalanmaların birçok nedeni olabilir:
Kapının açık kalması
Besleme fanı debisinin değişmesi
Egzoz fanı debisinin değişmesi
VAV damperlerinin hareket etmesi
HEPA veya diğer filtrelerin kirlenmesi
Kapı ve pencere kaçakları
Sensörün yanlış montajı
Basınç hortumlarının tıkanması
Yanlış sensör ölçüm aralığı
HVAC sisteminin balansının bozulması
Bu nedenle oda basıncı problemi görüldüğünde yalnızca fark basınç sensörünün arızalı olduğu düşünülmemelidir.
Tüm HVAC sistemi birlikte değerlendirilmelidir.
HEPA filtreler özellikle hastaneler, laboratuvarlar ve temiz odalarda önemli rol oynar.
Filtre kirlendikçe hava geçişine karşı oluşturduğu direnç artar.
Bu durum hava debisini etkileyebilir ve dolaylı olarak oda basıncında değişime neden olabilir.
Burada iki farklı basınç ölçümü birbirine karıştırılmamalıdır:
Oda – koridor fark basıncı: Odanın pozitif veya negatif basınç durumunu gösterir.
Filtre fark basıncı: Filtrenin giriş ve çıkışı arasındaki basınç kaybını gösterir.
Her ikisi de fark basınç sensörüyle ölçülebilir ancak ölçüm aralıkları ve kullanım amaçları farklıdır.
Uygun sensör seçimi yapılırken aşağıdaki kriterlerin birlikte değerlendirilmesi gerekir:
Ölçüm aralığı: Ölçülecek düşük basınç değerlerine uygun olmalıdır.
Doğruluk: Özellikle birkaç Pascal seviyesinde kontrol yapılan sistemlerde önemlidir.
Çıkış sinyali: BMS sistemindeki analog veya haberleşme girişleriyle uyumlu olmalıdır.
Besleme gerilimi: 24 VAC/DC gibi proje altyapısına uygun besleme desteklenmelidir.
Çift yönlü ölçüm: Pozitif ve negatif basıncın aynı sensörle izleneceği sistemlerde ±Pa ölçüm özelliği avantaj sağlayabilir.
Ekran: Lokal olarak basıncın görülmesi gereken uygulamalarda LCD ekran tercih edilebilir.
Kalibrasyon ve sıfırlama: Düşük basınç ölçümlerinde uzun vadeli doğruluk açısından önemlidir.
Pozitif ve negatif basınç kontrolü hastane, temiz oda, laboratuvar ve birçok kritik HVAC uygulamasının temel parçalarından biridir.
Pozitif basınç uygulamalarında kontrollü alanın dış ortamdan korunması, negatif basınç uygulamalarında ise oda içerisindeki havanın çevre alanlara yayılmasının azaltılması hedeflenir.
Bu kontrolün güvenilir şekilde yapılabilmesi için doğru ölçüm aralığına sahip bir fark basınç sensörü seçilmeli ve ölçülen değer mümkünse BMS üzerinden sürekli takip edilmelidir.
Sensör seçimi sırasında ölçüm aralığı, doğruluk, çıkış sinyali, besleme gerilimi ve uygulamanın gerektirdiği basınç yönü birlikte değerlendirilmelidir.
Not: Sağlık tesislerinde kullanılacak tasarım basınçları ve alarm limitleri proje şartnamesine, tesisin kullanım amacına ve uygulanması gereken güncel ulusal/uluslararası standartlara göre belirlenmelidir.
Pozitif basınçlı oda, iç basıncı komşu alanlardan daha yüksek tutulan odadır. Havanın odadan çevre alanlara doğru hareket etmesi hedeflenir.
Negatif basınçlı oda, iç basıncı komşu alanlardan daha düşük tutulan odadır. Böylece hava koridor gibi çevre alanlardan odaya doğru hareket eder.
Standart ameliyathane uygulamalarında ameliyathane genellikle komşu alanlara göre pozitif basınçlı tasarlanır. Ancak özel prosedürler ve proje gereksinimleri ayrıca değerlendirilmelidir.
Hava yolu ile bulaşan enfeksiyonların izolasyonu amacıyla kullanılan AII/AIIR odaları çevresindeki alanlara göre negatif basınçta tutulur.
Oda ile koridor gibi iki farklı alan arasındaki basınç farkı fark basınç sensörü veya diferansiyel basınç transmitteri kullanılarak ölçülür.
Evet. 0–10 V, 4–20 mA, Modbus veya BACnet gibi çıkışlara sahip sensörler BMS sistemlerine entegre edilerek basınç değeri ve alarm durumları merkezi olarak takip edilebilir.
