Die neue Lüftungsnorm DIN

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1 Die neue Lüftungsnorm DIN Neue Freiheiten und Chancen für die OP-Organisation Organisation Arnold Brunner, dipl. Ing. SIA AKI BW / Folie 1

2 Die neue Lüftungsnorm DIN Vorgeschichte und Grundlagen AKI BW / Folie 2

3 Juliusspital Würzburg 1805 Carl Caspar von Siebold ( ) In Siebolds Ägide fällt auch die Umgestaltung des Theatrum anatomicum (1788) und die Erweiterung der Kapazität des Juliusspitals (1799), in dem 1805 der erste moderne Operationssaal der Welt eingerichtet wurde. AKI BW / Folie 3

4 Meyers Konversations-Lexikon, 1885 In einem Evakuationspavillon des Krankenhauses Bethanien in Berlin ventiliert man ( ). In den Badekabinetten, den Theeküchen und Klosetten, welche sämtlich von den Krankensälen durch eine bis zur Decke reichende feste Mauer ( ) getrennt sind, geschieht die Ventilation im Sommer und Winter mittels eines in der Mitte des Gebäudes stehenden Saugschornsteins (Lockkamins), der durch die Feuerung des Badeofens erwärmt wird. AKI BW / Folie 4

5 AKI BW / Folie 5 Brunner Haustechnik AG, CH-8304 Wallisellen-Zürich

7 Impulse durch Sir John Charnley 1968 Greenhouse Raum-in-Raum Konstruktion Anästhesie abgesondert Bessere Luftfilter Body Exhaust System Selbstinstrumentierung AKI BW / Folie 7

8 Umsetzung 1970 durch Weber/Meierhans AKI BW / Folie 8

9 CH-Richtlinie für Bau, Betrieb und Überwachung von lüftungstechnischen Anlagen in Spitälern SKI Bulletin 4 von Dezember 1975 Die Richtlinie basiert auf der Deutschen Norm DIN 1946, Blatt 4 (Lüftung in Krankenanstalten) Drei Hygiene-Raumklassen Klasse I 10 KBE/m 3 Klasse II 200 KBE/m 3 Klasse III 500 KBE/m 3 AKI BW / Folie 9

10 RLT-Richtlinie von 1975 AKI BW / Folie 10

13 Lidwell-Studie 1982 AKI BW / Folie 13

14 Richtlinie für den Bau, Betrieb und die Überwachung von lüftungstechnischen Anlagen in Spitälern SKI Band 35 von 1987 Drei Hygiene-Raumklassen Klasse I 10 KBE/m 3 Klasse II 200 KBE/m 3 Klasse II 50 KBE/m 3 Klasse III 500 KBE/m 3 AKI BW / Folie 14

16 OP Kl. 1: TAV mit 8'000-10'000 m 3 /h AKI BW / Folie 16

17 1989: Überarbeitung der DIN Im Wesentlichen zwei Raumklassen (Luftreinheit): Raumklasse I (Operationsräume) Hohe bzw. besonders hohe Anforderungen an die Keimarmut Raumklasse II (übrige Räume im Krankenhaus) Übliche Anforderungen an die Keimarmut AKI BW / Folie 17

18 1990: Erarbeitung der DIN 4799 AKI BW / Folie 18

19 1990: Erarbeitung der DIN 4799 Zuluft m 3 /h AKI BW / Folie 19

20 Entwicklung des Standard-OP: "kleiner" TAV mit m 3 /h AKI BW / Folie 20

21 Überarbeitung der Schweizer Richtlinie Start 22. Januar 1997 (Zielsetzung: Ende 1998) Alle wesentlichen Organisationen miteinbezogen Krankenhaus-Hygiene Betrieber und Instandhalter Gebäudetechnik-Planer 1. "Gründruck" Januar "Gründruck" Dezember 2002 Inkraftsetzung 1. Mai 2003 AKI BW / Folie 21

22 Forschung an der FH AKI BW / Folie 22

23 Recherchen (Publikationen, Firmen) AKI BW / Folie 23

24 Recherchen (Publikationen, Firmen) Bild Admeco AKI BW / Folie 24

25 Kostenvergleich: Ergebnisse (1) Energiebedarfsunterschiede TFH Berlin Einfluß des Grundkonzeptes auf den Jahresenergiebedarf Jahresenergiebedarf [kwh/a] % 100 % 198 % 122 % 88 % Wärme Strom 108 % 108 % 0 CH 1 CH 2 DIN 1 DIN 2 DGKH 1 DGKH 2 DGKH-OPT Merkmale CH 1 CH 2 DIN 1 DIN 2 DGKH 1 DGKH 2 DGKH-OPT Einheit V AU (OP + EIN/AUS) m³/h V ZU (OP-LAF) m³/h Überströmung mit mit ohne mit mit mit mit AKI BW / Folie 25

26 Kostenvergleich: Ergebnisse (2) Gesamtkostenunterschiede TFH Berlin Einfluß des Grundkonzeptes auf die Jahreskosten Jahreskosten [D M/a] % 88 % 100 % 104 % 97 % 96 % 83% CH 1 CH 2 DIN 1 DIN 2 DGKH 1 DGKH 2 DGKH-OPT Energiekosten Betriebskosten Kapitalk. (20 a) Strompreis: 0,20 DM/kWh Wärmepreis: 0,08 DM /kwh Merkmale CH 1 CH 2 DIN 1 DIN 2 DGKH 1 DGKH 2 DGKH-OPT Einheit V AU (OP + EIN/AUS) m³/h V ZU (OP-LAF) m³/h Überströmung mit mit ohne mit mit mit mit AKI BW / Folie 26

27 Kostenvergleich, Erkenntnisse Eine Senkung vom Außenluftstrom auf 1000 m³/h und Anhebung vom Umluftstrom auf m³/h (OP- Zuluftstrom: 4000 m³/h) ändert die Energiekosten praktisch nicht. Bei 7000 m³/h Umluftstrom sind die Energiekosten noch niedriger als beim DIN-Fall mit Außenluftstrom: 2800 m³/h. Die Energiekosten machen nur ca. 5 8 % der Jahreskosten für die OP-Raumklimatisierung aus. Bei Optimierung der TAV/Umluftkonzepte können die Jahreskosten gegenüber den DIN-Fällen noch gesenkt werden (siehe DGKH-OPT-Fall). AKI BW / Folie 27

28 CFD-Simulation AKI BW / Folie 28

30 1999: Überarbeitung der DIN Revision der Richtlinie DIN "Raumlufttechnik: Raumlufttechnische Anlagen in Krankenhäusern" von 1999 wird als unbefriedigend eingestuft. Alternativen werden publiziert AKI BW / Folie 30

32 RKI-Anforderungen bei Operationen Turbulenzarme Verdrängungslüftung ist bei aseptischen Eingriffen mit besonders hohem Infektionsrisiko notwendig. Die Grösse des Deckenfeldes richtet sich nach der Art der operativen Eingriffe. In der Regel sollen OP-Tisch und Instrumententische geschützt sein. Lediglich im Operationssaal ist die Raumklasse I (DIN ) zu installieren. AKI BW / Folie 32

33 Hygiene und Medizin 2002 AKI BW / Folie 33

34 Gesellschaft für Krankenhaushygiene Schutzbereich mit 2,8 x 2,8 m definiert (OP- und Instrumententische umfassend) Turbulenzarme Verdrängungsströmung (TAV) Größe: 3,2 x 3,2 m mit Schürzen 5-50 cm Filter Klasse H 14 primärer Turbulenzgrad < 5% Korridore für Sterilgutversorgung im Überdruck AKI BW / Folie 34

35 FKT-Homepage Dezember 2002 AKI BW / Folie 35

39 Die neue Lüftungsnorm DIN Publikation im November 2008 AKI BW / Folie 39

41 Das Projektpflichtenheft AKI BW / Folie 41

42 Lufthygiene im Operationssaa aal OP-Räume werden unterschieden in: OP-Räume mit Luftführungssystemen mit turbulenzarmer Verdrängungsströmung (TAV) zur Erzielung eines Schutzbereiches, in dem die Operation stattfindet und die Instrumententische positioniert sind (Raumklasse 1A); OP-Räume mit Luftführungssystemen mit Mischoder Verdrängungsströmung (Raumklasse 1B). AKI BW / Folie 42

43 Neue Operationssaa aal Klasse 1A vertikale Verdrängungsströmung Mindestgrösse für den TAV-Auslass 9,0 m 2 endständige, werkgeprüfte Schwebstofffilter H13 umlaufende Strömungs-Leitschürzen bis auf Türhöhe (u.k. ca. 2,1 m OKFFB) Zuluftvolumenstrom > m 3 /h Aussenluftanteil (800 ) 1200 m 3 /h AKI BW / Folie 43

44 Grundsätzliche Anforderungen an TAV-Decken im OP Kl. 1A Zuluftgeschwindigkeit = 0,23 bis 0,25 m/s Min. lokale Zuluftgeschwindigkeit = 0,15 m/s Schalldruckpegel bei Nennluftstrom max. 48 db(a) Zulufttemperatur C (einstellbar) Lokale Abweichung vom T mittel : 0,3 K (??) Behaglichkeit messen (jedoch nicht definiert) AKI BW / Folie 44

45 Grundsätzliche Anforderungen an die Raumlufttechnik im OP Kl. 1B Schalldruckpegel bei Nennluftstrom max. 48 db(a) Zulufttemperatur C (einstellbar) Behaglichkeit messen (jedoch nicht definiert) Prüfung der Erholzeit (Recovery-Test) nach DIN EN ISO Reduktion der Partikelkonzentration um 99 % innerhalb von 25 Minuten AKI BW / Folie 45

46 Ganzheitliches OP-Abnahmeverfahren Zwei Teilprüfungen: 1. Technische Abnahme Leistungsparameter der RLT-Anlage 2. Abnahme Teil 2 Schutzwirkung gegenüber Aussenlasteintrag Schutzwirkung gegenüber Innenlasteintrag AKI BW / Folie 46

47 OP-Qualifizierung (äusserer Lasteintrag) M3 OP-Lampe M11 M12 M13 M2 M01 M02 M03 OP-Tisch 200x60 M1 OP-Tisch AKI BW / Folie 47

48 OP-Qualifizierung (innerer Lasteintrag) M3 OP-Lampe M11 M12 M13 M2 M01 M02 M03 OP-Tisch 200x60 M1 OP-Tisch AKI BW / Folie 48

49 Lokaler Schutzgrad SG x AKI BW / Folie 49

50 Beurteilung des Schutzgrads AKI BW / Folie 50

51 Versuchsaufbau AKI BW / Folie 51

52 OP-Qualifizierung (Turbulenzgradmessung Turbulenzgradmessung) AKI BW / Folie 52

56 Mannheimer Forscher zum Operationssaal der Zukunft (Prof. Dr. Dr. Hans-Joachim Bender) OP Prozess: Kritische Steuerungspunkte im Ablauf Freigaben zur OP bzw. des OP Saals Um eine optimale Auslastung der OP Säle während des Tages zu gewährleisten, ist eine schnelle Wechselzeit zwischen den Patienten unabdingbar. Das überlappende Einleiten der Patienten im Vorbereitungsraum ist hierbei derart punktgenau zu koordinieren, dass die Leerstandzeit des OP Saals minimiert wird und gleichzeitig keine Überbelegung von Vorbereitungsräumen und Anästhesieärzten notwendig wird. Abrufzeitpunkt für den nächsten Patienten Einrichtung einer Holding Area AKI BW / Folie 56

57 Operating Room Ventilation (Dr. Christian Brandt) AKI BW / Folie 57

58 Operating Room Ventilation (Dr. Christian Brandt) Laminar Air Flow ist nicht definiert. Ein Deckenfeld macht noch keinen LF. Die in den letzten 20 Jahren installierten LF sind mit den heute geforderten 9 m 2 Auslassfläche in keiner Weise vergleichbar. Die Studie bestätigt jedoch, dass kleine Deckenauslässe ohne Schürzennicht besser sind als turbulente Lüftung. AKI BW / Folie 58

59 Operating Room Ventilation (Dr. Christian Brandt) Laminar Air Flow ist nicht definiert. Ein Deckenfeld macht noch keinen LF. Die in den letzten 20 Jahren installierten LF sind mit den heute geforderten 9 m 2 Auslassfläche in keiner Weise vergleichbar. Die Studie bestätigt jedoch, dass kleine Deckenauslässe ohne Schürzen nicht besser sind als turbulente Lüftung. AKI BW / Folie 59

60 Fragen? AKI BW / Folie 60

61 Die neue OP-Abteilung im Spital Wetzikon AKI BW / Folie 61

62 Erdgeschoss alt OP-Abteilung Notfall Aufwachen OP-Abteilung 5 AKI BW / Folie 62

64 Das neue Erdgeschoss OP-Abteilung Notfall Aufwachen Tagesklinik AKI BW / Folie 64

65 Das neue Erdgeschoss OP-Abteilung Notfall Aufwachen Tagesklinik AKI BW / Folie 65

66 Die neue Philosophie AKI BW / Folie 66

67 Die Idee der sterilen Glocke Aussenluft HEPA-Filter H13 HEPA-Filter H13 Operation Vorbereitung AKI BW / Folie 67

68 Überstr berström-prinzip / Schutzdruck Aussenluft +/ AKI BW / Folie 68

69 Der neue Vorbe- OP im Grundriss reitung Operation AKI BW / Folie 69

71 Der neue OP AKI BW / Folie 71

73 OP3 OP2 Die neue Vorzone OP1 Transfer-Korridor Geräte Patienten-Korridor, Umbetten AKI BW / Folie 73

75 Fragen? AKI BW / Folie 75

76 Die neue Lüftungsnorm Der Labor-OP an der Hochschule Luzern Technik & Architektur AKI BW / Folie 76

77 Skizze Labor-OP Überströmöffnungen: Wand A: 3 x Overflow oben, 2 x Overflow unten + Türspalt Wand B: 3 x Overflow oben, 2 x Overflow unten Bild: DA Hengesbach Umluftansaugung: Wand C/D: 2 x UML oben, 2 x UML unten Decken-UML-Ansaugung AKI BW / Folie 77

78 Labor-OP AKI BW / Folie 78

79 Labor-OP AKI BW / Folie 79

80 VDI: Aufbau bei OP-Raumqualifizierung, Wärme rme-, Strömungslasten, Partikelquelle AKI BW / Folie 80

81 Variation vom Zuluftströmungsprofil drei homogene Geschwindigkeitsprofile (3,1 x 3,1): 0,30 m/s ca m³/h 0,28 m/s ca m³/h 0,25 m/s ca m³/h 3 Geschwindigkeitsprofile Differentialflow (3,1 x 0,6): 0,21-0,40-0,21 ca m³/h 0,21-0,35-0,21 ca m³/h 0,20-0,30-0,20 ca m³/h Aussenluftvolumenstrom ca.1000 m³/h AKI BW / Folie 81

82 Zwei Zuluftgeschwindigkeitsprofile 0,30 m/s 0,21-0,40-0,21 m/s Geschwindigkeit [m/s] 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0, Eingang OP A C E G 0,18-0,19 0,19-0,20 0,20-0,21 0,21-0,22 0,22-0,23 0,23-0,24 0,24-0,25 0,25-0,26 0,26-0,27 0,27-0,28 0,28-0,29 0,29-0,30 0,30-0,31 0,31-0,32 0,32-0,33 0,33-0,34 0,34-0,35 Bild: DA Hengesbach Homogenes Profil, Gleichstromprofil Bild: DA Bunge / Weber Differentialflow, hier: Kernzone: 3,1 x 0,6 m² AKI BW / Folie 82

83 Turbulenzgrad: Auswirkung auf Störk rkörper rper Bild: Vergleich der Ausdehnung der Nachlauf- und Totwassergebiete bei der Lochblech- und Laminarisator-Decke // Quelle: Degenhard, E., Warnecke, H.J.: Reinraumtechnik 4/1990, S Erkenntnisse: höhere Grundturbulenz verringert bei Verdrängungsströmungen das Totwasser- und Nachlaufgebiet hinter Störkörpern AKI BW / Folie 83

84 Mikroorganismen im Operationsaal Die Fragestellung Der Versuchsaufbau AKI BW / Folie 84

85 Lüftungstechnisch verwertbares Ergebnis aus Literaturrecherche Kappstein Immerhin gibt es überzeugende Daten dafür, dass eine Kontamination der Luft im unmittelbaren Bereich vom OP- und Instrumententisch eine direkte oder indirekte Kontamination des OP-Feldes zur Folge hat. AKI BW / Folie 85

86 ABL 2 B 2 ABL 3 ABL ABL 3 1 A B Messpunkte: A A A Instrumente H = 1.15 m C B C OP-Tisch Raumluft H = 1.12 m H = 0.29 m ABL D Abluft H = 0.34 m 3 ABL D 3 2 ABL A B ABL 2 AKI BW / Folie 86

87 Schnitt B-BB ZUL ZUL B A D ABL UML C UML ABL AKI BW / Folie 87

94 Mikroorganismen im Operationsaal Die Resultate AKI BW / Folie 94

96 ,5 14,8 17,5 AKI BW / Folie 96

98 ,25 0,50 2,0 AKI BW / Folie 98

100 ,25 0,25 0,75 AKI BW / Folie 100

101 13,5 14,8 17,5 0,25 0,50 2,00 0,25 0,25 0,75 AKI BW / Folie 101

102 Mikroorganismen im Operationsaal Die Erkenntnis Lessons Learned AKI BW / Folie 102

104 Weitere Informationen AKI BW / Folie 104