Header Reklam

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

24 Haziran 2016 Dergi: Haziran-2016

Yazan: C. Volkan Dikmen, Makine Mühendisi, DKM İnşaat ve Danışmanlık, İstanbul

           Alkan Sancak, Kimya Mühendisi, DKM İnşaat ve Danışmanlık, İstanbul

Özet

Havada bulunan mikroorganizma ve virüslere sağlıklı bir insanın bağışıklık sistemi direnç gösterebilmektedir. Fakat hastane ortamında bulunan insanların-hastaların büyük bölümü düşük bağışıklık sistemlerine sahiptir. Bunun yanında, hava dağıtım kanallarında oluşabilecek bakterilerin hastaların bulunduğu mahallere ulaşması çeşitli ölümcül fonksiyonlara sebep olacaktır.

Bu makalede; hijyenik havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinde kullanılan dağıtım elemanlarının (hava kanallarının) içinde kullanılan ses ve ısı yalıtım malzemelerinde mikroorganizma ve bakteri oluşumu incelenmiştir. Hava kanalları ve susturucu yüzeylerde oluşabilecek bakteriler, bunların yoğunluğu ve hastane mahallerine yayılımı ve bunun etkileri ele alınmıştır. Çözüm olarak geri dönüşüm malzemeden imal edilen antibakteriyel, nano teknolojik, hijyenik film kaplı ses ve ısı yalıtım malzemelerinin etkisi incelenmiştir.

Giriş

Günümüzde yalıtım giderek önemli bir olgu haline gelmiştir. Yalıtım hemen hemen her sektörde yapılmaktadır. Isı ve ses yalıtımı, yalıtım çeşitleri arasında en çok görülenleridir ve birçok çalışma, ısı ve ses yalıtımını geliştirmek üzere devam etmektedir. Isı ve ses yalıtımı yapan malzemelerin hijyenik özellik taşıması da önemli bir durumdur. Metinde bu konu incelenecek ve deney sonuçları değerlendirilecektir.

Hijyen ve Temiz Oda

Teorik olarak hijyen ve temiz oda kavramları aynıdır ancak pratik olarak incelersek hijyen ortam kavramı mikroorganizma türü ve sayısına bağlıyken, temiz oda kavramı partikül sayısı ve çapına bağlıdır. Temiz oda ya da hijyen ortam kavramı, partikül ve mikro-organizma sayısının kontrol edildiği, partikül ve mikroorganizmanın üretimi ve girişinin minimize edildiği, sıcaklık, nem, basınç ve benzeri parametrelerin de kontrol edildiği, kapalı bir ortamdır. Partikül boyutları çok küçüktür ancak bazı partiküller gözle görülebilirken bazıları görülemez. Genel olarak insan saçı 100 mikron çapındadır ve 50 mikron boyutlarındaki bir partikül gözle görülebilir ancak 0.5 mikron çapındaki bir partikül gözle görülemez. Şekilde de partiküllerin ne kadar küçük olabileceği gösterilmektedir.

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

Şekil 1. Farklı Mikron Çaplarında Örnekler

Hareketsiz duran bir insan dakikada 100.000 adet partikül yayarken sadece ayak, baş veya boyun hareketi yapan bir insan dakikada 500.000 adet partikül yayar. Oturma veya kalkma gibi hareketler esnasında bir insan 2,5 milyon adet partikül yayarken hızlı koşan bir insan dakikada 10 milyon adet partikül yaymaktadır. Bir insan hapşurduğu anda 1 milyon partikül ve ortalama 39 bin mikrop taşıyan partikül ortaya çıkmaktadır, bir insan her öksürdüğünde ise ortalama 700’ü mikrop taşıyan 5 bin partikül ortaya çıkmaktadır. 100 kelimelik sesli bir konuşma esnasında bile ortalama 40’ı mikrop taşıyan partikül olmak üzere 250 partikül ortaya çıkmaktadır. Bu sayılar göz önünde bulundurulduğunda bir insandan yayılan partikül sayısı bu kadar fazla iken, hastane gibi ortamlarda hijyen ortamının ve temiz oda kavramlarının çok önemli bir şekilde sağlanması gerektiği ve bunun ne kadar detaylı bir durum olduğu görülmektedir [1].

Hastane Enfeksiyonu

Hastaneye yatışı sırasında enkübasyon döneminde olmayan, yatıştan sonra hastanede veya taburcu olduktan sonra gelişen enfeksiyonlardır. Hastane enfeksiyonları genellikle hasta hastaneye yattıktan 48-72 saat sonra ile taburcu olduktan sonraki 10 gün içinde gelişir. Değişik çalışmalar, yatan hastaların % 3-14’ünde HE geliştiğini göstermiştir. En gelişmiş ülkelerde bile oran % 4’tür. Hastane enfeksiyonları, şekide de görüldüğü üzere yemekten, havadan, tozdan, vantilatör ve solunum cihazlarından, akışkan sondalardan, lavabolardan, lazımlıklardan, dezenfektanlardan kısacası tüm çevresel etkenlerden gelişebilmektedir. Hastanede bulunan hijyenik ortamlarda, hijyenik havalandırma ve iklimlendirme sistemleri kullanılarak enfeksiyonlar azaltılabilir. Metreküpteki mikroorganizma adedini 200’den 20’ye indirmekle enfeksiyon oranının % 3,5’ten 1,5’e indiği gözlenmiştir [1].

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

Şekil 2. Hastane enfeksiyonunu tetikleyen çevresel faktörler

Isı ve Ses Yalıtımı

Hijyenin yanında ısı ve ses yalıtımı da hastane ve benzeri ortamlarda önemlidir. Genel olarak başka bir kriter yoksa temiz odada seçilen sıcaklık 22 °C (20-24°C) ve bağıl nem % 45 (%40-55)’tir. Genel maksatlı odalarda sıcaklığın ±1°C, nemin ise ±%5 toleransla tutulmasına çalışılır. Hassasiyet gerektiren odalarda ise ±0,3 °C ile ±%2’ye kadar inebilir.

Temiz odalarda büyük hava debilerine gerek duyulmakta ve bu hava taşıyan kanalların boyutlarına bağlı olarak gürültü problemi ortaya çıkmaktadır. Laminer akışlı odalarda ses şiddeti 65 dB’in altında tutulmaya çalışılır. Ses şiddetinin önemli olduğu durumlarda örneğin ameliyathanelerde 40 dB’e kadar inebilen sistemler tasarlanabilmektedir. Elektron mikroskobu gibi çok hassas cihazların kullanıldığı temiz odalarda ses şiddeti yanında ayrıca titreşim kontrolü de gerekebilir [2].

Noise Criteria (Ses Seviyesi Kriteri)

Ses Seviyesi Kriterine göre farklı frekanslarda farklı ses basıncı seviyesi değerleri vardır ve aşağıdaki grafikte bu gösterilmiştir [4].

 Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

Şekil 3. Ses Seviyesi Kriteri Grafiği [4]

Çeşitli Seslerin dB Karşılıkları

İnsan kulağının hissedeceği ses oranı 0-140 dB arasında olmaktadır [1]. 

- Fısıltı sesi: 30 dB

- Konuşma sesi: 40-60 dB

- Bağırma sesi: 80-90 dB

- Uçağın kalkışı: 120-140 dB

- Tüfek patlaması: (yakın Mesafe) 130 dB

Hastanede Bulunan Mahallerin Ses Seviyeleri

• Operasyon odaları,                                  NC25

• Operasyon odalarına açılan tüm hacimler,  NC35

• Steril malzeme deposu,                            NC45

• Hasta hazırlama alanı,                              NC35

• Uyandırma odası,                                      NC25

• Yoğun bakım,                                           NC25

• Doğumhane,                                            NC30

• Yeni doğan,                                             NC35

• Karantina odaları                                      NC35

• Özel bakım yatak odaları,                          NC30 [5]

Havalandırma Kanallarında Hijyenin Önemi

Soluduğumuz havada normal şartlarda birçok dış etkenin de yardımıyla çeşitli polen, bakteri, mikroorganizma gibi şeyler bulunmaktadır. Bu taneciklerin birçoğu gözle görülememektedir. Özel ve hijyenik koşulların bulunması gereken yerlerde havalandırma çok önemli bir etkendir. Ameliyathane, yoğun bakım, hasta odası gibi yerlerde hava kalitesinin çok iyi olması ve düzenli bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Ameliyathane gibi ortamlarda hastanın herhangi bir şekilde bakteri veya mikroorganizmalarla temas etmemesi gerekir [6].

Hijyenik Olmayan Havalandırma Kanallarına Örnekler

Havalandırma kanalları için gerekli önlemlerin alınması önemlidir ve önlemler alınmadığı zaman, havalandırma kanalları insan sağlığını olumsuz etkileyecek bakteri ve mikroorgnizma üremesi için uygun yerler haline gelmektedir. Hijyenik olmayan

Havalandırma kanallarına örnekler aşağıda verilmiştir:

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı 

Şekil 4. Hijyenik olmayan havalandırma kanallı örneği [7]

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

Şekil 5. Hijyenik olmayan havalandırma kanallı örneği [8]

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

Şekil 6. Hijyenik olmayan havalandırma kanallı örneği [8]

Mikroorganizma ve Bakteri Oluşumunu Etkileyen Faktörler

Mikroorganizma ve bakteri oluşumu birçok farklı etkene bağlıdır.

- Isı, radyasyon, yüzey gerilimi, osmotik ve hidrostatik basınç, rutubet ve kuruma, elektrik gibi fiziksel faktörler, oksijen,

- Redoks potansiyeli, hidrojen iyon konsantrasyonu gibi kimyasal faktörler,

- Biyolojik faktörler,

- Çalkalanma, filtrasyon, santrifukasyon, ezmek, basınç uygulamak ve vibrasyon gibi mekanik faktörler,

Mikroorganizma ve bakteri oluşumu etkilemektedir [9].

Tunex

DKM’nin ses yalıtımı konusundaki deneyimi ve uzmanlığı ile geliştirdiği darbe sesi yalıtım ürünü TUNEX, yapılarda katlar arası ses geçişini en üst seviyede engeller. Bunun yanı sıra düşük ısı iletkenlik değeriyle ısı yalıtımına da katkı sağlar. Şap altı, halı, parke, seramik gibi kaplamaların altına pratik bir şekilde uygulanır. 5 ve 8/4mm kalınlığıyla yapılarda kat kat sessizlik ve kat kat konfor sağlar. Yanmaz, çevreci ve geri dönüşüm imkânı olması aynı zamanda yerli üretim olması (LEED ve BREEAM sertifikasına yüksek puan etkisi) Tunex’i cazip hale getirmektedir. Mükemmel ses yalıtımı, darbe sesi yalıtımı ve ısı yalıtımı ile de Tunex yine bir adım öne çıkmaktadır.

Şekil 1’de bulunan grafiklerde de görülmektedir ki, yapılan ölçümlerde Tunex’in ses yalıtım katsayısı farklı frekanslarda yüksek değerler vermektedir.

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

Şekil 7. 50 mm kalınlığında ve 150 kg/m3 yoğunluğunda “NBR (Akrilonitril Bütadien Kauçuk) esaslı kauçuk köpük” malzemesinin ses yutma katsayısının frekansa bağlı olarak değişimi

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

Şekil 8. Farklı örneklerin farklı frekanslarda ses yutma katsayısı

Tunex’in Diğer Poliüretan Esaslı Akustik Köpük Malzemeleri ile Karşılaştırılması

Tunex, diğer poliüretan esaslı akustik köpük malzemelerine göre daha yüksek bir ses yutma katsayısına sahiptir.

- Hijyenik film kaplanması sayesinde antibakteriyel olarak da diğer poliüretan esaslı akustik köpük malzemelerden daha iyi bir özellik göstermektedir.

Gümüş Nanopartiküllerinin Antibakteriyel Özellikleri

Gümüş nanopartiküllerindeki yüksek antimikrobiyal aktivite daha hızlı hücre zarından geçmeleri ile açıklanabilir, sonuç olarak daha küçük partiküller daha büyük bir yüzey alanı- hacim oranına sahiptir. Bu oranın daha büyük olması gümüş nanopartiküllerinin daha fazla etkin olmasını sağlamaktadır. Bu şekilde istenmeyen bakteri ve mikroorganizmalara karşı yürütülen azaltma ve yok etme proseslerinde, gümüş nanopartikülleri çok etkili bir şekilde kullanılabilmektedir [3,10].

Sonuçlar

Gümüş nanopartikülü destekli film ile kaplanmış TUNEX malzemesi ISO 22196 standardına göre antibakteriyel özellikleri ile ilgili test edilmiştir ve aşağıdaki raporda da sonuçları görülmektedir.

Hastane Havalandırma Kanalları İç İzolasyonunda İnovatif Antibakteriyel Nano Katkılı Ses ve Isı Yalıtımı Kullanımı

Şekil 9. ISO 22196 Test Raporu

Analiz ve Tartışma

Nanopartikül Destekli Yalıtım Malzemesi

- Gümüş nanopartikülü içeren bir film ile Tunex’in kaplanması, hem Tunex’in sayesinde ses yalıtımı ve ısı yalıtımı olan hem de gümüş nanopartikülleri sayesinde antibakteriyel bir özellik taşıyan malzeme üretilebilmesini sağlamaktadır.

- Hastane ve benzeri ortamlarda havalandırmalarda bu malzemenin kullanılması, hijyen, ısı ve ses yalıtımı açısından çok iyi sonuçlar çıkaracaktır.

Referanslar

1. Mobedi, M. (2002). Hastane Hijyenik Havalandırma Ve İklimlendirme Sistemleri.

2. Öztürk, H., Atalay, Ö, Yılancı, A., & Dinç, İ. (2005). Tesisat Mühendisliği Dergisi. Hijyenik Havalandırma Sistemleri Ve Bu Sistemlerin Enerji Bakımından İncelenmesi, 90, 37-45.

3. Thirumurugan, G., & D., M. (2012). Silver Nanoparticles: Real Antibacterial Bullets. Antimicrobial Agents.

4. http://www.engineeringtoolbox.com/nc-noise-criterion-d_725.html 15.01.2016

5. Anıl, O., Arslan, A., Boylu, A., Evren, E., Gacaner, G., Gencer, Ü, . . . Ulutupe, L. (2009). Ix. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi. Hastane Hijyenik Alanlarının Klima Ve Havalandırma Proje Hazırlama Esasları.

6. Gürdallar, M. (2003). VI. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi Ve Sergisi. Hijyen Ve İç Hava Kalitesi Bakımından Hvac Sistemlerinin Temizliği.

7. http://www.ackhvac.com/fiberglass.php 15.01.2016

8. http://inspectapedia.com/Fiberglass/Fiberglass_Insulation_Mold_Causes.php 15.01.2016

9. Arda, M. (2000). Temel Mikrobiyoloji; Genişletilmiş İkinci Baskı. Bakterilerin Üremelerine Etkili Faktörler.

10. Prabhu, S., & Poulose, E. (2012). Prabhu and Poulose International Nano Letters. Silver Nanoparticles: Mechanism of Antimicrobial Action, Synthesis, Medical Applications, and Toxicity Effects, 2(32).

*Bu makale, XII. Uluslararası Yapıda Tesisat Teknolojisi Sempozyumu’nda bildiri olarak sunulmuştur.