OP-Lüftung quo vadis · 2018. 1. 15. · OR ventilation quo vadis Prof. Arnold Brunner...
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OR ventilation quo vadis
Prof. Arnold Brunner
Obermattstrasse 2
8330 Pfäffikon ZH
M + 41 79 431 82 81
Graz, 30. März 2017 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81
OP-Lüftung quo vadis
Schweizerische Richtlinie im Vergleich mit den Englischen,
Schwedischen und den Amerikanischen Normen sowie den
zukünftigen Europäischen CEN-Standards
1
T. +41 44 874 13 00
www.vadea.ch
Vadea AG
Bahnhofplatz 1c
8304 Wallisellen
OR ventilation quo vadis
Warum braucht es eine Lüftung im
Krankenhaus?
Graz, 30. März 2017 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81
Aus den genau gleichen Gründen wie wir auch in anderen
Gebäuden eine Raumlufttechnische Anlage installieren:
• Sauerstoff-Zufuhr
• Abführen von Lasten
• Behaglichkeit
• Reduktion des Energiekonsums
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OR ventilation quo vadis
Was ist spezifisch bei der Lüftung im
Krankenhaus? (1)
Graz, 30. März 2017 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81
• Anforderungen techn. Prozesse oder Produkte
• Personenschutz (z.B. chir. Rauch, Aerosole, Gase, aktive
Substanzen wie z.B. Pentamidin)
• Aufrechterhaltung eines physiologischen und behaglichen
Raumklimas für Patient und Personal
• Kompensation ungünstiger Gegebenheiten
(z.B. innen liegende Räume, nicht zu öffnende Fenster
wegen stark belasteter Aussenluft)
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OR ventilation quo vadis
Was ist spezifisch bei der Lüftung im
Krankenhaus? (2)
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Die wissenschaftliche Evidenz des Beitrags von RLT-Anlagen
zur Vermeidung von im Spital erworbenen Infektionen ist wider-
sprüchlich. Übliche Hygienemassnahmen und Antibiotika-Pro-
phylaxe sind wirksamer. Prinzipiell kann die Raumlufttechnik
aber einen Beitrag zur Vermeidung von nosokomialen Infek-
tionen leisten, insbesondere
• in Operationssälen
• bei Patienten mit über die Luft übertragbaren Erkrankungen
(Tuberkulose, Masern, SARS, usw.)
• bei Patienten mit schwerer Suppression des Immunsystems.
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OR ventilation quo vadis
Warum braucht es eine Lüftung im
Operationssaal?
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Aus den genau gleichen Gründen wie wir auch in anderen
Gebäuden eine Raumlufttechnische Anlage installieren:
• weil OP-Räume in der Regel "gefangene" Räume sind
• weil das Personal regelmässig chirurgischem Rauch
ausgesetzt ist
• weil grosse Wärmelasten anfallen
• weil hier regelmässig durch geöffnete Haut (Schutzhülle)
der Eintrag von Keimen in den Körper stattfindet
(Ziel: Lüftung reduziert die Keimkonzentration in der Luft)
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OR ventilation quo vadis
Swiss-Guideline SWKI VA105-01
Raumlufttechnische Anlagen in
medizinisch genutzten Räumen (Planung, Realisierung, Qualifizierung, Betrieb)
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OR ventilation quo vadis
Was ist nun neu an der SWKI VA105
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• Keine Einmischung in medizinische Belange
• Alle relevanten Belange sind im Team festzulegen und im
Projektpflichtenheft verbindlich festzuhalten
• Die Richtlinie beschreibt verschiedene Lüftungskonzepte
(als Angebot)
• Die Qualifizierungsmethode wird pro Lüftungskonzept
beschrieben
• Es gibt zwei Lüftungskonzepte für Operationssäle
LK 1a: TAV Turbulenzarme Verdrängungsströmung
LK 1b: TML Turbulente Mischlüftung
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OR ventilation quo vadis
SWKI VA105:2015 Was ist nun neu?
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SWKI VA105-01 Tabelle 2
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Lüftungskonzept LK1a
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Anzustreben sind Luftdurchlassfelder von ca. 9 m2.
Ein TAV-Zuluftdurchlass als Differenzialflow ausgebildet be-
wirkt eine stabile Verdrängungsströmung durch eine gegenüber
dem Randgebiet im Kerngebiet erhöhte Zuluftgeschwindigkeit.
Die notwendige Kühlleistung kann über Kühlelemente abgeführt
werden, welche umluftseitig eingebaut sind. Dabei ist mit ge-
eigneten konzeptionellen oder technischen Vorkehrungen die
Bildung von Kondensat zu vermeiden (Trockenkühlung).
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OR ventilation quo vadis
Qualifizierung Lüftungskonzept 1a
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Wenn im Pflichtenheft keine Soll- bzw. Grenzwerte vereinbart
sind, sollen unter den oben genannten Prüfbedingungen
folgende Minimal- bzw. Maximalwerte eingehalten werden:
- Sollwertbereich der Zulufttemperatur 21°C ± 3,0 K
- Abweichung lokaler Zulufttemperatur vom Mittelwert ± 1,0 K
- Relative Luftfeuchte 30% - 50% (bei 21°C)
- Beurteilungsschalldruckpegel Lr,H in Raummitte 1,0 m üfB
≤ 48 dB(A)
- mittlere Zuluftgeschwindigkeit ≥ 0,25 m/s
(Anm.: Zuluftgeschwindigkeit im Kerngebiet ca. doppelt so schnell wie im Randgebiet)
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OR ventilation quo vadis
Qualifizierung Lüftungskonzept 1a
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Schutzgradmessung
(Schutz vor innerem und äusserem Lasteintrag)
Die unter Anwendung dieser Richtlinie neu gebauten oder
rekonstruierten Operationsräume mit LK 1a müssen bei Nenn-
Luftvolumenstrom mindestens einen massgebenden Schutzgrad
erreichen von:
SG ≥ 4,0 ohne den Störeinfluss von OP-Leuchten bzw.
SG ≥ 2,0 mit Störeinfluss der OP-Leuchten.
Der verbindliche Wert ist im Pflichtenheft festzuhalten.
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Lüftungskonzept LK1b
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Als Zuluftelement können sowohl Einzelauslässe mit endständig
eingebauten H13-Filtern als auch eine kleine TAV-Decke ein-
gesetzt werden.
Zur Erlangung von bisher üblichen Luftschadstoff-Reduktions-
zeiten (Erholzeit 100:1) von ≤ 20 Minuten bei noch akzeptabler
Behaglichkeit im Raum ist von einem Zuluftvolumenstrom von
mind. 25 Luftwechseln auszugehen.
Es ist dabei zu beachten, dass auch im Operationsraum
Lüftungskonzept 1b ein Aussenluft-Volumenstrom von
min. 800 m3/h notwendig ist.
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Qualifizierung Lüftungskonzept 1b
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In mischgelüfteten Operationsräumen mit Lüftungskonzept 1b
ist eine Prüfung der Erholzeit in Anlehnung an das in der ISO
14644-3 beschriebene Vorgehen durchzuführen.
Die Sonde des Partikelzählers wird sowohl im kritischen Bereich
(Eingriffsort) oder in Raummitte 1.0 m üfB als auch bei einem
Rückluftdurchlass angeordnet (untere Absaugung, Mitte Gitter).
In beiden Fällen ist eine Erholzeit (100:1) von ≤ 20 Minuten
erforderlich.
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Anhänge (informativ)
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A Heizungs- und kältetechnische Anlagen
B Anforderungen an RLT-Komponenten
C Betriebszustände von RLT-Anlagen
D Vergleich Misch- und Verdrängungs-Lüftung in
Operationsräumen
E Raumdaten
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C Betriebszustände von RLT-Anlagen (informativ)
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C1 Betrieb der RLT-Anlagen im Operationsraum bei
Brandalarm
C2 Betrieb der RLT-Anlagen im Operationsraum bei
Netzausfall
C3 Nachtbetrieb OP
In Räumen mit LK 1a ist eine Reduzierung des Volumen-
stromes in jedem Fall zulässig, ein Abschalten des
Umluftdeckenauslasses ist abhängig vom Aussenluft-
versorgungskonzept. Eine Strömungsumkehr in den
Rückluftkanälen und damit eine Abreinigung der Vorfilter
ist auszuschliessen.
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OR ventilation quo vadis
D Vergleich Misch- und Verdrängungs-Lüftung
in Operationsräumen (informativ)
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D1 Behaglichkeit und Kühllast
D2 Arbeitsschutz Personal
D3 Auswirkungen auf Layout
D4 Betriebssicherheit
D5 Projektbezogener Entscheid
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D5 Projektbezogener Entscheid
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Vor einer Konzeptwahl TAV oder TML sollten die untenstehen-
den vier Punkte inklusive der peripheren Fragen durch das
Planungsteam diskutiert und im Projektpflichtenheft festge-
halten werden:
• Zu erwartende Wärmeeinträge und dabei gewünschte
Behaglichkeitsgrenzen
• Berücksichtigung zukünftiger Nutzungskonzepte, insbeson-
dere sich ändernde chirurgische Disziplinen (Flexibilität) mit
ihren Wärmelasten und Emissionen
• Einhaltung der Arbeitssicherheit für das Operationsteam
gegenüber luftgetragenen Belastungen
• Beeinflussung des Logistikkonzepts sowie des Layouts der
OP-Abteilung (Bedarf von Vorräumen als Luftschleusen)
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E Raumdaten (informativ)
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OR ventilation quo vadis
E Raumdaten (informativ)
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Basis der Richtlinienarbeit:
Forschung der Hochschule Luzern
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Wirksamkeits-Optimierung von
TAV-Lüftungen
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Bisher: Gleichstromfeld Neu: „Differentialflow“
Merkmale: Im Kerngebiet vom Schutzbereich stabile Verdrängungswirkung
und die Randzone wird mit H13 gefilterter Luft versorgt.
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OR ventilation quo vadis
Verbesserung von TAV-Lüftung unter
praxisrelevanten Bedingungen
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Einfluss von OP-Lampen
Partikelkonzentrations-
messungen auf dem OP-
Tisch bei strömungs-
technisch relevanten
Lasten
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OR ventilation quo vadis
Verbesserung von TAV-Lüftung unter
praxisrelevanten Bedingungen
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OR ventilation quo vadis
Verbesserung von TAV-Lüftung unter
praxisrelevanten Bedingungen
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Schutz vor Eintrag aus Flur:
Schleuse vor OP oder TAV-Lüftung?
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Schleuse ….
beeinträchtigt Gestaltung
der OP-Abteilung
Frage:
Wie wirkt sich eine fehlende
Schleuse bei TAV-Lüftung
aus?
TAV TAV TMS
Schleuse ?
TAV: Turbulenzarme Verdrängungsströmung
TMS: Turbulente Mischströmung
keine besonderen Anforderungen
Sterilflur optional
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OR ventilation quo vadis
Auswirkung periodischer
OP-Türöffnung im Schutzbereich
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Erkenntnis:
Türöffnung hat nur am Rand der Schutzzone verschlechternden Einfluss
Luftschleuse bei OP ohne hohe Temperaturdifferenzen nicht erforderlich.
Versuchsanlage:
Messstellen:
M1 – M3: OP-Tisch
M1: Tür nahe Seite
OP-Untertemperatur
gegenüber Umge-
bung: 2,0 Kelvin
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Erkenntnis:
Ausspülung im Schutzbereich bei LK1a ca. 10x schneller als bei LK1b
Erholzeit bei OP-Tischmitte,
Musterlastanordnung nach SWKI
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Versuchsanlage:
Partikelaufgabe
nach Schutzgrad-
methode, dann
Abschaltung des
Partikelgenerators
Auswertung:
Partikel ≥ 0,5µm
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OR ventilation quo vadis
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• Die Idee der «Grünen Glocke» umsetzen
• Aussenluft hydraulisch von der Umluft trennen
• Aussenluft-Einbringung als Bereitstellungskoje nutzen
• Overflow-Konzept konsequent umsetzen
• Trockenkühlung im OP sicherstellen
The new concept
OR ventilation quo vadis
The principle of the “Green cap”
Material
Prepa-ration
Operation
Outside-air
HEPA-Filter H13 HEPA-Filter H13
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OR ventilation quo vadis
Überströmkonzept ab Instrumenten-
Richtplatz anstreben
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• Aussenluftanteil strömt über
• Umluft ausgelegt nach Schutzbereichsgrösse
• Rüst- und Vorhaltebereich nahe am OP
Merkmale:
Konzept-Beispiel
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OR ventilation quo vadis
Hybeta GmbH: Thomas Benen 2014
Ziele:
Rüsten und Vor-
halten unter
LK1a-Verhältnissen,
OP-Raum entlasten
Beispiel
Überströmkonzept ab Instrumenten-
Richtplatz anstreben
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Beispiel
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Eine internationale Sicht
Was haben die mit dem Wissen aus der Lidwell-Studie
genacht:
Deutschland
England
Schweden
Amerika (US)
und was wird im Europäischen CEN-Standard stehen?
33 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
OR ventilation quo vadis
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OR ventilation quo vadis
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OR ventilation quo vadis
Eine internationale Sicht
Deutschland
England
Schweden
Amerika (US)
CEN-Standard
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OR ventilation quo vadis
OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017 37
30 Jahre später
OR ventilation quo vadis
OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017 38
The answer
OR ventilation quo vadis
35 Jahre
später
39 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
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Abb. 4: Dinge, die ergonomisch verbessert werden müssen. (Mehrfachnennung war möglich) n = 423
40 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
OR ventilation quo vadis
Eine internationale Sicht
Deutschland
England
Sweden
Amerika (US)
CEN-Standard
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England HTM 03-01A:2007-11 Specialised ventilation for healthcare premises
Part A: Design and validation
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OR ventilation quo vadis
England HTM 03-01A:2007-11 Types of UCV system Specialised ventilation for healthcare premises
Part A: Design and validation
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OR ventilation quo vadis
England HTM 03-01A:2007-11 Types of UCV system Specialised ventilation for healthcare premises
Part A: Design and validation
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OR ventilation quo vadis
England HTM 03-01A:2007-11 Specialised ventilation for healthcare premises
Part A: Design and validation
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OR ventilation quo vadis
Eine internationale Sicht
Deutschland
England
Schweden
Amerika (US)
CEN-Standard
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OR ventilation quo vadis
Schweden SIS-TS 39:2015-05 Microbiological cleanliness in the operating room
Example calculation:
Assumption: The operating room
contains six people wearing ordinary
scrub suits which give a source
strength of 5 cfu/s for each person.
The requirement is <10 cfu/m3.
Q = 6 × 5 = 3.0 m3/s
10
NOTE The relationship between air flow, air
change, concentration and recovery time is
described in Annex C.
Fig 1b. Air flow and source strength which can
give 10 cfu/m3
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OR ventilation quo vadis
Schweden SIS-TS 39:2015-05 Microbiological cleanliness in the operating room
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OR ventilation quo vadis
Schweden SIS-TS 39:2015-05 Microbiological cleanliness in the operating room
Quellstärke: 5 KBE/s Quellstärke : 1.5 KBE/s Quellstärke : 1.5 KBE/s ?
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OR ventilation quo vadis
Microorganisms in the operating-room
Influence of surgical clothing
on the airborn germ level
The results
Diplomanden:
Markus Lang und Daniel Sigg
50
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OR ventilation quo vadis
0,25 0,25 0,75
0,25 0,50 2,00
13,5 14,8 17,5
Graz, 30. März 2017 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 51
OR ventilation quo vadis
Schweden SIS-TS 39:2015-05 Microbiological cleanliness in the operating room
(2’016 m3/h)
52 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
OR ventilation quo vadis
Eine internationale Sicht
Deutschland
England
Schweden
Amerika (US)
CEN-Standard
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OR ventilation quo vadis
USA ASHRAE standard 170
Ventilation of Health Care Facilities 2008
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OR ventilation quo vadis
USA ASHRAE standard 170
Ventilation of Health Care Facilities 2008
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OR ventilation quo vadis
USA ASHRAE standard 170
Ventilation of Health Care Facilities 2008
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OR ventilation quo vadis
USA ASHRAE standard 170
Ventilation of Health Care Facilities 2008
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OR ventilation quo vadis
USA ASHRAE standard 170
Ventilation of Health Care Facilities 2008
58 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
OR ventilation quo vadis
USA
Guidelines for Design and Construction of Hospital and Health Care Facilities
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OR ventilation quo vadis
Eine internationale Sicht
Deutschland
England
Schweden
Amerika (US)
CEN-Standard
60 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
OR ventilation quo vadis
EN 16244 (?)
61 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
EN 16244
OR ventilation quo vadis
62 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
OR ventilation quo vadis
CEN TC 156 WG 18 NWIP 16244-2 2015-12
63 OR ventilation quo vadis ¦ Prof. Arnold Brunner ¦ Gebäudetechnik- und Reinraumplanung ¦ CH-8330 Pfäffikon ZH, Schweiz ¦ +41 79 431 82 81 Graz, 30. März 2017
OR ventilation quo vadis
CEN TC 156 WG 18 NWIP 16244-2
recommended
design parameter Ultra clean air Clean air
dilution
mixing
system
Microbiological test Air
Operational (in operation)
Critical zone < 10 Cfu/m3
Periphery area < 10 Cfu/m3
at rest room ≥0,5µm ISO 5
Recovery test 100:1 < 15 Min
Microbiological test Air
Operational (in operation)
Critical zone < 100 Cfu/m3
Periphery area < 100 Cfu/m3
at rest room ≥0,5µm ISO 7
Recovery test 100:1 < 20 Min
protected
zone
system
Microbiological test Air
Operational (in operation)
Critical zone < 10 Cfu/m3
Periphery area < 10 Cfu/m3
at rest Critical zone ISO 5
≥0,5µm Periphery area ISO 6
Recovery test 100:1 < 15 Min
Microbiological test Air
Operational (in operation)
Critical zone < 100 Cfu/m3
Periphery area < 100 Cfu/m3
at rest Critical zone ISO 7
≥0,5µm Periphery area ISO 7
Recovery test 100:1 15 Min
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