Nghiên cứu thiết kế và chế tạo module container cách ly điều trị áp lực âm dã chiến cho bệnh nhân covid áp dụng trong bệnh viện tuyến đầu phòng chống dịch

Mục tiêu của đề tài Thiết kế được một module container tổng thể tạo ra không gian cách ly áp lực âm đảm bảo tất cả yêu cầu, tiêu chuẩn đặt ra về mặt vi sinh để không phát tán virus gây

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG

CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MODULE CONTAINER CÁCH LY ĐIỀU TRỊ ÁP LỰC ÂM DÃ CHIẾN CHO BỆNH NHÂN COVID ÁP DỤNG TRONG BỆNH VIỆN TUYẾN ĐẦU PHÒNG CHỐNG DỊCH

Cơ quan chủ trì: Phòng thí nghiệm Trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật

hệ thống, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Tp.HCM

Chủ nhiệm nhiệm vụ: PGS.TS Nguyễn Duy Anh

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên nhiệm vụ:

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo module container cách ly điều trị áp lực âm dã

chiến cho bệnh nhân covid áp dụng trong bệnh viện tuyến đầu phòng chống dịch

Thuộc Chương trình/lĩnh vực:

2 Chủ nhiệm nhiệm vụ:

Họ và tên: Nguyễn Duy Anh Ngày, tháng, năm sinh: 29/10/1980 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: PGS TS

Chức danh khoa học:

Chức vụ: Nghiên cứu viên Điện thoại: Tổ chức: 028 - 38647256 (Ext: 6259) Mobile: 0938083479 Fax: E-mail: duyanhnguyen@hcmut.edu.vn Tên tổ chức đang công tác: PTN Trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật Hệ thống Địa chỉ tổ chức: 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, Tp.HCM

Địa chỉ nhà riêng: 210 Võ Thành Trang, P.11, Q.Tân Bình, Tp.Hồ Chí Minh

3 Tổ chức chủ trì nhiệm vụ:

Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: PTN trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật Hệ thống

Điện thoại: 028-38647256, số nội bộ: 6259 Fax:

E-mail: dcselab@dcselab.edu.vn Website: http://dcselab.edu.vn Địa chỉ: Nhà C6, 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, Tp.HCM

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Nguyễn Tấn Tiến

Số tài khoản: 3173.0.9057441.00000 Kho bạc: Nhà nước Quận 10, Tp.HCM Tên cơ quan chủ quản đề tài: Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG Tp.HCM

ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG

Tp.HCM, ngày tháng năm 2023

1 Thời gian thực hiện nhiệm vụ:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 07 năm 2020 đến tháng 07 năm 2022

- Thực tế thực hiện: từ tháng 07 năm 2020 đến tháng 01 năm 2023

- Được gia hạn (nếu có):

- Lần 1 từ tháng 08 năm 2022 đến tháng 01 năm 2023

2 Kinh phí và sử dụng kinh phí:

a) Tổng số kinh phí thực hiện: 2.687 triệu đồng, trong đó:

+ Kính phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: 2.687 triệu đồng

+ Kinh phí từ các nguồn khác: 0 triệu đồng

b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn ngân sách khoa học:

Số TT

(Số đề nghị quyết toán)

Thời gian

(Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

định

Tổng cộng 2.687.000.000 2.673.117.000

- Lý do thay đổi:

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xét duyệt, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì nhiệm vụ (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban hành văn

6 Phụ lục hợp đồng ký ngày

29/07/2022

V/v điều chỉnh Điều 2 Quyết định số 702/QĐ-SKHCN ngày 09/07/2020 của Sở Khoa học và Công nghệ

7 Công văn số

3254/SKHCN-QLKH ngày 19/10/2022

V/v Điều chỉnh sản phẩm dự kiến đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp

8 Quyết định số

67/QĐ-DCSELab ngày 19/12/2022

V/v thành lập Hội đồng khoa học đánh giá nghiệm thu cơ sở đề tài KH&CN cấp thành phố

4 Tổ chức phối hợp thực hiện nhiệm vụ:

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 Đại học Y Dược

Thành phố Hồ

Chí Minh

Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh

Tham gia thực hiện các nội dung: 1, 2, 7, 10

Báo cáo thử nghiệm

và kiểm tra nội dung liên quan đến y học

- Lý do thay đổi (nếu có):

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 PGS.TS Nguyễn

Duy Anh

PGS.TS Nguyễn Duy Anh

Nội dung 1, 2, 3, 4,

5, 6, 7, 8, 9, 10, 11

Thuyết minh, báo cáo chuyên đề, báo cáo tổng kết

2 KS Trương Công

Toại

KS Trương Công Toại

Nội dung 2, 3, 4, 5,

6, 7, 8, 9, 10, 11

Thuyết minh, báo cáo chuyên đề, báo cáo tổng kết

3 TS.BS Trần Hùng

Phong

TS.BS Trần Hùng Phong

Nội dung 2, 3, 4, 5,

6, 7, 8, 9 Báo cáo chuyên đề

16 KS Trần Trí Đức KS Trần Trí Đức Nội dung 2, 3, 4, 5,

6, 7, 8, 9 Báo cáo chuyên đề

17 KS Vũ Văn Khôi KS Vũ Văn Khôi Nội dung 2, 3, 4, 5,

6, 7, 8, 9 Báo cáo chuyên đề

18 KS Nguyễn Hồng

Phước Nguyện

KS Nguyễn Hồng Phước Nguyện

Nội dung 2, 3, 4, 5,

6, 7, 8, 9 Báo cáo chuyên đề

- Lý do thay đổi ( nếu có):

Số TT (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên

tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người

tham gia )

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên

tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người

tham gia )

Ghi chú*

1

- Lý do thay đổi (nếu có):

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

- Lý do thay đổi (nếu có):

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

1 Nội dung 1: Tổng quan 08/2020 08/2020 Chủ nhiệm đề tài,

Thành viên nhóm nghiên cứu làm việc tại PTN Trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật Hệ thống phối hợp cùng các thành viên tại Trường đại học Y Dược hoàn thành các nội dung công việc như thuyết minh đã đăng ký

2

Nội dung 2: Thiết kế module cấp khí

đầu vào có điều hòa không khí, đảm bảo

nhiệt độ không khí trong dải 20-26 độ

C, chất lượng không khí vô trùng

10/2020

10/2020

08/2020-3 Nội dung 3: Chế tạo hệ lọc khí đầu vào

10/2020-12/2020

12/2020

10/2020-4 Nội dung 4: Thiết kế module lọc khí tiệt

trùng khí đầu ra

03/2021

03/2021

12/2020-5 Nội dung 5: Chế tạo hệ thống hút và xử

lý khí thải

07/2021

06/2021

03/2021-6 Nội dung 6: Thiết kế phòng cách ly điều

trị

11/2021

07/2021-03/2022

10/2021-7

Nội dung 7: Tính toán thiết kế hệ thu

gom chất thải sinh hoạt của bệnh nhân

và tiền sử lý để đảm bảo không phát tán

vi sinh

02/2022

11/2021-10/2021- 03/2022

8 Nội dung 8: Thi công chế tạo hệ module

container

02/2022

01/2022-03/2022

10/2021-9

Nội dung 9: Lắp đặt tích hợp hệ thống

lọc khí vào, lọc khí ra, cửa tự động và

hệ thống khí đầu giường, điện cho

06/2022

02/2022-09/2022

03/2022-11 Báo cáo tổng kết

04/2022-06/2022

09/2022 12/2022

Lý do thay đổi (nếu có):

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

- Lọc khí đầu ra: phải qua xử lý diệt khuẩn 2 lớp bao gồm sục qua dung dịch diệt khuẩn và tiệt trùng bằng tia UV

- Buồng có kích thước dạng container 20Ft (2.5 x 6 x 2.4m)

- Số giường bệnh tối đa:

3

- Lọc khí đầu vào đảm bảo tiêu chuẩn bộ lọc hepa13 hiệu xuất đạt 99,97÷99,99% cho cỡ hạt là 0,5μm, với lưu lượng ≥ 450m^3/h

- Lọc khí đầu ra: phải qua xử lý diệt khuẩn 2 lớp bao gồm sục qua dung dịch diệt khuẩn và tiệt trùng bằng tia UV

- Lý do thay đổi (nếu có):

b) Sản phẩm Dạng II:

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

1

01 Bản thiết kế chi tiết Đáp ứng trình độ gia

công trong nước Đáp ứng trình độ gia công trong nước

- Lý do thay đổi (nếu có):

c) Sản phẩm Dạng III:

Số

Yêu cầu khoa học

(Tạp chí, nhà xuất bản)

Theo kế hoạch Thực tế đạt

được Bài báo cáo hội 02 Bài báo cáo

đăng trên kỷ

02 Bài báo cáo đăng trên kỷ

- Design of Automatic

7th International Conference on Advanced Engineering – Theory and Applications, Dec 8 - 10,

2022 in Ton Duc Thang University, Vietnam

- Design and control of automatic sliding door applied for isolation room, ICIUS2021, Aug 25-27,

2021 in HCMUT, pp:

277-284

- Lý do thay đổi (nếu có):

d) Kết quả đào tạo:

Số TT Cấp đào tạo, Chuyên ngành đào tạo

(Thời gian kết thúc)

Theo kế hoạch Thực tế đạt

được

1 Thạc sỹ

2 Tiến sỹ

- Lý do thay đổi (nếu có):

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp:

Theo kế hoạch Thực tế đạt được Đăng ký kiểu dáng

công nghiệp

Đăng ký kiểu dáng công nghiệp

Quyết định số 19691w/QĐ-SHTT ngày 11/11/2022 về việc chấp nhận đơn hợp lệ

Tên GPHI: Mô –đun Container (phòng) để cách ly điều trị bệnh truyền

nhiễm trong môi trường áp lực âm

- Lý do thay đổi (nếu có):

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

Số TT Tên kết quả đã được ứng dụng Thời gian

Địa điểm

(Ghi rõ tên, địa chỉ

1

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)

Đề tài này được đặt ra để giải quyết vấn đề về sự thiếu hụt giường bệnh trong trường hợp hệ thống y tế vỡ trận vì quá tải bệnh nhân khi tình hình lây lan của dịch bệnh mỗi lúc một nghiêm trọng Nghiên cứu đề tài này như thêm một giải pháp góp phần vào chiến dịch đẩy lùi COVID-19 trong cộng đồng, hạn chế nguy cơ lây nhiễm chéo và cung cấp thêm không gian điều trị bệnh cho hệ thống y tế Việt Nam và xa hơn nữa là trên toàn thế giới

Trong quá trình thực hiện đề tài, DCSELab đã tiếp thu thêm được nhiều kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn trong lĩnh vực phòng sạch, y tế và đặc biệt là về các vấn đề xử lý không khí và vi sinh bề mặt

Kết quả đạt được từ các mẫu thiết kế, quá trình gia công, lắp đặt và kiểm định nghiệm thu cho module container buồng cách ly điều trị cách ly áp lực âm đạt yêu cầu về mặt lưu lượng đầu vào ≥ 450𝑚3⁄ , tiêu chí lọc vi bụi đầu vào 99,97 − 99,99% với cỡ hạt 0.3𝜇𝑚, và ℎlọc thải vi sinh đầu ra 2 lớp qua sục dung dịch khử khuẩn và xử lý tia cực tím (UV)

Bên cạnh đó các mô hình trên cũng đã được thiết kế sao cho gói gọn bên trong module container 20ft kích thước tiêu chuẩn 2.5 × 6 × 2.4 mét, cung cấp đầy đủ các vùng không gian

và chức năng cho bệnh nhận với số giường tiêu chuẩn là 2, lên đến tối đa 3 giường bệnh Đến thời điểm hiện tại thì Việt Nam ta chưa có nghiên cứu về buồng cách ly áp lực âm

di động dưới dạng module Chỉ có các khu vực cách ly áp lực âm trong các bệnh viện phục vụ cho việc điều trị với nhược điểm lớn là không có khả năng di động đến các vùng dịch khẩn cấp, số lượng giường bệnh cố định và hạn chế cũng như không thể mở rộng thêm với quy mô lớn

Ở nước ngoài có những nghiên cứu theo dạng module như KAIST (The Korea Advanced Institute of Science and Technology) của Hàn Quốc hay CURA (Connected Units for Respiratory Ailments) Cụ thể ở đây ta tìm hiểu về hệ thống của CURA Carlo Ratti – kiến trúc sư, kĩ sư, nhà hoạt động và nhà phát minh người Ý – đã dẫn đầu một nhóm thiết kế đặc nhiệm có tên CURA Hơn 100 kiến trúc sư, nhà thiết kế, bác sĩ, cố vấn, kĩ thuật viên trên toàn thế giới đã cùng nhau thực hiện hóa ý tưởng: chuyển đổi các container vận chuyển thành những khu vực điều trị khẩn cấp Các container được biết đến với cái tên ICU (Intensive Critical Unit – phòng hồi sức cấp cứu, chăm sóc đặc biệt hoặc điều trị tích cực) ICU có thể được lắp ráp và tháo rời nhanh chóng, và vì tự thân chúng là container nên không khó để di chuyển từ nơi sản xuất sang vùng dịch bằng đường bộ, đường sắt hay bằng tàu Các thiết bị bố trí trong container dài 6,1 mét với hệ thống thông gió tạo ra áp lực âm bên trong – điều này ngăn không khí nhiễm mầm bệnh thoát ra ngoài, giảm nguy cơ lây nhiễm cho các nhân viên y

tế Đây là một kĩ thuật được sử dụng phổ biến trong bệnh viện và phòng thí nghiệm, thành viên nhóm CURA đã đặc biệt chú trọng các tiêu chuẩn Phòng cách ly nhiễm khuẩn (AIIRs - Airborne Infection Isolation Rooms standards) khi thiết kế Mỗi phòng ICU có thể chứa tối đa

2 bệnh nhân với đầy đủ các thiết bị y tế cần thiết

Điểm hay của CURA là nó có dạng mô-đun, từng buồng có thể hoạt động độc lập hoặc kết nối với nhau để tạo ra một trung tâm chăm sóc lớn hơn, có thể đặt gần bệnh viện để mở rộng công suất chữa trị hoặc tạo ra từng khu chăm sóc độc lập CURA tập trung vào những điểm bất cập của các bệnh viện dã chiến hiện tại cũng như diễn biến đại dịch để có thể tìm ra một giải pháp khả thi, hỗ trợ những người ở tuyến đầu cuộc chiến Nếu xây dựng một bệnh viện dã

sử dụng chiếc vỏ container nhiều lần và vận chuyển đến bất cứ nơi đâu cần chúng nhất Phiên bản đầu tiên hiện đang được chế tạo và dự kiến sẽ được lắp đặt tại một bệnh viện ở Milan Mỗi buồng ICU, được trang bị các thiết bị y tế thiết yếu, sẽ mất khoảng 75.000 đô la để sản xuất, và giá bán dự kiến là 150.000 đô la CURA được sự tài trợ từ ngân hàng Ý UniCredit để xây dựng bản mẫu

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do nhiệm vụ tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

Đề tài có khả năng ứng dụng cao trong lĩnh vực tổ chức xây dựng các hệ thống bệnh viện dã chiến mang yếu tố khẩn cấp và nhanh chóng, đem lại hiệu quả kinh tế cao so với việc xây dựng các hệ thống phòng cách ly áp lực âm cố định tại một hay nhiều các khu vực điều trị Có tính ứng dụng thực tế cao khi đồng thời giải quyết cả 2 bài toán về việc module hóa, tạo tính di động cho các buồng cách ly áp lực âm truyền thống và đảm bảo các tiêu chí về nhiệt độ, độ ẩm, thông khí, áp suất và an toàn vi sinh khi áp dụng ở các khu vực tuyến đầu dịch bệnh ở nhiều điều kiện khí hậu khác nhau trên khắp đất nước

Kể cả khi dịch bệnh qua đi, đề tài vẫn có khả năng được ứng dụng trong việc vận chuyển đến những địa điểm vùng sâu vùng xa, nơi cơ sở hạ tầng chưa phát triển hoặc không

có đủ điều kiện để xây dựng một phòng áp lực âm, phòng sạch đúng tiêu chuẩn cho hệ thống bệnh viện khu vực, để sử dụng linh hoạt mà không cần tốn thêm chi phí xây dựng mới

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của nhiệm vụ:

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

MỞ ĐẦU i

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN THIẾT KẾ BUỒNG CÁCH LY ÁP LỰC ÂM 1

1.1 Tìm hiểu tổng quan về buồng cách ly áp lực âm, xây dựng các tiêu chí để phù hợp với mục đích dã chiến và tuyến đầu cách ly điều trị trường hợp nhẹ, mới nhiễm 1 1.2 Tìm hiểu tổng quan về hệ thống lọc khí đầu vào, xây dựng bộ tiêu chí an toàn cho khí đầu vào 4

1.3 Tìm hiểu các hệ thống xử lý vi sinh không khí, xây dựng bộ tiêu chí cho hệ thống khí đầu ra về an toàn vi sinh 13

1.4 Tìm hiểu các yêu cầu về bố trí không gian điều trị bệnh, xây dựng tiêu chí bố trí nội thất đảm bảo không gian điều trị bệnh 19

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MODULE CẤP KHÍ ĐẦU VÀO CÓ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, ĐẢM BẢO NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRONG DẢI − ℃, CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ VÔ TRÙNG 33

2.1 Thiết kế module điều hòa không khí không khí duy trì nhiệt độ 20-26 độ C cho buồng bệnh 33

2.2 Thiết kế hệ thống lọc khí và lưu thông không khí 40

2.3 Thiết kế không gian đệm cho luồng không khí đầu vào và thiết kế giảm âm hệ thống HVAC 41

2.4 Tính toán phương án module hóa cho nhiều thể tích buồng cách ly 48

CHƯƠNG 3 CHẾ TẠO HỆ LỌC KHÍ ĐẦU VÀO 54

3.1 Chế tạo hệ thống điều hòa không khí và hệ thống tiệt trùng tuần hoàn cho khí

trong phòng lạnh qua điều hòa 54

3.2 Chế tạo hệ đỡ và kết nối của bộ lọc, hệ thống HVAC thông khí đầu vào 55

3.3 Chế tạo hệ giảm ồn, quạt đẩy tạo lực khí cấp Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MODULE LỌC TIỆT TRÙNG KHÍ ĐẦU RA 56

4.1 Tính toán thiết kế họng hút không khí và đường ống dẫn khí 56

4.2 Tính toán thiết kế hệ quạt hút lưu lượng và áp suất phù hợp tạo áp suất âm 57

4.3 Tính toán thiết kế hệ lọc vi bụi nhiễm khuẩn đầu ra và hệ UVC tiệt khuẩn liên tục khí thải 60

CHƯƠNG 5 CHẾ TẠO HỆ THỐNG HÚT VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI 63

5.1 Chế tạo hệ thống họng hút đầu giường 63

5.2 Chế tạo họng hút trong nhà vệ sinh 64

5.3 Chế tạo bộ lọc cơ học siêu mịn giữ lại virus 64

CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ PHÒNG CÁCH LY ĐIỀU TRỊ 66

6.1 Tính toán thiết kế khung giá kết cấu chịu lực cho module cách ly dạng container 66 6.2 Tính toán thiết kế hệ khung vách, sàn, trần đảm bảo kín khí và kháng khuẩn 72 6.3 Thiết kế hệ thống điện trong phòng 75

6.4 Thiết kế hệ thống khí oxy và khí cao áp đầu giường 77

6.5 Thiết kế hệ thống chiếu sáng và nội thất phòng 80

CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THU GOM CHẤT THẢI SINH HOẠT CỦA BỆNH NHÂN VÀ TIỀN XỬ LÝ ĐỂ ĐẢM BẢO KHÔNG PHÁT TÁN VI SINH 82 7.1 Thiết kế hệ thống nhà tắm, nhà vệ sinh, vách cửa tự động nhà tắm, nhà vệ sinh trong buồng bệnh 82

7.2 Thiết kế hệ đèn UV tiệt trùng tự động trong nhà vệ sinh, phòng tắm 84

7.3 Thiết kế buồng thu gom chất thải phù hợp tiêu chuẩn vận chuyển chất thải bệnh

viện đảm bảo nguyên tắc thay thế sẵn sàng khi vận chuyển 88

CHƯƠNG 8 THI CÔNG CHẾ TẠO HỆ MODULE CONTAINER 90

8.1 Chế tạo hệ khung giá bao gồm đà ngang, đà dọc chịu lực và hệ xương chịu lực đảm bảo di chuyển được an toàn 90

8.2 Thi công hệ vách, trần, sàn kháng khuẩn và làm kín khí 94

8.3 Chế tạo, lắp đặt hệ cửa tự động 106

8.4 Chế tạo, lắp đặt hệ UV tiệt trùng bên trong nhà vệ sinh 108

8.5 Chế tạo, lắp đặt hệ thu gom chất thải sinh hoạt và đường ống phòng vệ sinh 109 CHƯƠNG 9 LẮP ĐẶT TÍCH HỢP HỆ THỐNG LỌC KHÍ ĐẦU VÀO, LỌC KHÍ RA, CỬA TỰ ĐỘNG VÀ HỆ THỐNG KHÍ ĐẦU GIƯỜNG, ĐIỆN CHO CONTAINER 111 9.1 Thi công hoàn thiện hệ thống điện 111

9.2 Thi công hoàn thiện hệ thống khí nén âm tường đầu giường bệnh 118

9.3 Thi công kết nối hệ thống cấp khí đầu vào 120

9.4 Thi công kết nối hệ thống khí đầu ra 122

9.5 Thi công hệ thống cửa tự động 123

9.6 Lập phương án kiểm tra vi sinh từng phần, phối hợp vận hành phục vụ đơn vị kiểm tra độc lập lấy mẫu kiểm tra vi sinh và an toàn sinh học cho module 124

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 127

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 130

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 0.1 Mô hình phòng cách ly áp lực âm dưới dạng container của CURA [22] iv

Hình 0.2 Sơ đồ đường ống khí y tế của CURA vi

Hình 1.1 Thống kê số ca nhiễm tăng tích lũy đến tháng 12/2021 2

Hình 1.2 Thống kê số ca nhiễm tại Việt Nam đến tháng 12/2021 2

Hình 1.3 Phương pháp tăng áp chủ động 5

Hình 1.4 Phương pháp giảm áp chủ động 6

Hình 1.5 Phương pháp kết hợp tăng giảm áp chủ động 6

Hình 1.6 Cấu tạo bố trí một hệ thống HVAC [34] 7

Hình 1.7 Cấu tạo của hệ cấp khí trong cụm AHU[ [34] 7

Hình 1.8 Cấu tạo của hệ hút khí trong cụm AHU 8

Hình 1.9 Phương án sử dụng hệ thống khí trung tâm 11

Hình 1.10 Sử dụng riêng các khối xử lý không khí cho từng phòng 12

Hình 1.11 Các dải năng lượng UVC [33] 13

Hình 1.12 Lều cách ly di động – Portable Isolation Chamber [31] 21

Hình 1.13 Cấu tạo một container tiêu chuẩn ISO [36] 23

Hình 1.14 Sơ đồ lối đi một lối vào, một lối ra 26

Hình 1.15 Sơ đồ lối đi một lối vào, một lối ra 27

Hình 1.16 Sơ đồ lối đi hai lối vào, hai lối ra 28

Hình 1.17 Sơ đồ lối đi hai lối vào, một lối ra 29

Hình 1.18 Bố trí giường bệnh đối chân 32

Hình 1.19 Bố trí giường bệnh cạnh nhau 32

Hình 2.1 Bọc cách âm thiết bị AHU hoặc FCU [16] 46

Hình 2.2 Cơ cấu giảm chấn cho cụm thông khí [16] 47

Hình 2.3 Phân bố áp suất trong module container 49

Hình 2.4 Mô hình trước và sau khi mở cửa 50

Hình 2.5 Mô hình hóa hệ thống hút thải khí 52

Hình 3.1 Lắp hệ điều hòa tuần hoàn lọc khí phối hợp với bộ hút khí thải 54

Hình 3.2 Hướng lắp bộ lọc thô của bộ cấp khi HVAC 55

Hình 3.3 Hướng lắp bộ lọc HEPA H13 của bộ cấp khí HVAC 55

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lí hệ hút và xử lý không khí thải 56

Hình 4.2 Sơ đồ bố trí hệ hút không khí thải bên trong module 57

Hình 5.1 Thử nghiệm kết cấu bộ họng hút đầu giường 63

Hình 5.2 Thực nghiệm điều khiển họng hút đầu giường 63

Hình 5.3 Chế tạo các cấu kiện bộ phận cấp hút 64

Hình 5.4 Chế tạo lắp đặt họng hút phòng vệ sinh 64

Hình 5.5 Bộ lọc thô giữ các hạt bụi nhỏ 64

Hình 5.6 Bộ lọc HEPA H13 65

Hình 6.1 Cấu tạo một container tiêu chuẩn ISO [36] 67

Hình 6.2 Bộ khung trần Container 68

Hình 6.3 Gù Container 68

Hình 6.4 Bộ khung sàn Container 69

Hình 6.5 Trụ Container 69

Hình 6.6 Kết cấu bộ khung Container 69

Hình 6.7 Cầu kẹp khung Container 69

Hình 6.8 Kết nối 2 khung container sử dụng cầu kẹp 70

Hình 6.9 Mô phỏng chịu lực bộ khung container 71

Hình 6.10 Kết cấu tấm panel PU sử dụng cho hệ vách và trần container 72

Hình 6.11 Các mối ghép sử dụng để lắp panel tại các cạnh vuông góc 73

Hình 6.12 Mối ghép sử dụng ron cao su kín khí giữa các bề mặt chuyển động 73

Hình 6.13 Mối ghép sử dụng các thanh nhôm mặt trăng để bo góc không tạo góc chết cho vi sinh phát triển 74

Hình 6.9 Các loại thiết bị đầu cuối 78

Hình 7.1 Các vật dụng cơ bản trong phòng vệ sinh 83

Hình 7.2 Mô hình cửa tự động 84

Hình 7.3 Sơ đồ bố trí bộ đèn UVC trong module đệm 87

Hình 7.4 Bộ dụng cụ kiểm định cường độ UV 88

Hình 7.5 Bể phốt di động dạng plug and play 89

Hình 8.1 Thi công hàn hệ khung trên với gù container và trụ 90

Hình 8.2 Thi công hàn hệ khung dưới, và hàn khung dưới với các trụ 90

Hình 8.3 Thi công hàn hệ khung dưới, và hàn khung dưới với các trụ 91

Hình 8.4 Thi công sơn các mối hàn chống gỉ 91

Hình 8.5 Thi công hàn hệ khung giá container tại xưởng gia công 92

Hình 8.6 Thi công hàn các thanh đỡ trần 93

Hình 8.7 Thi công hàn các thanh ngăn vách 93

Hình 8.8 Thi công bắt cố định các tấm panel vách 94

Hình 8.9 Thi công lắp nối tiếp các tấm panel vách 94

Hình 8.10 Thi công khoét vách lắp kính cường lực 95

Hình 8.11 Thi công lắp đặt hệ sàn CEMBOARD 95

Hình 8.12 Thi công lắp đặt các vách panel ngoài của container 96

Hình 8.13 Thi công hoàn thành lắp đặt vách có cửa kính cường lực 96

Hình 8.14 Thi công lắp vách sàn khu vực phòng khử khuẩn 97

Hình 8.15 Thi công lắp vách sàn khu vực hành lang 97

Hình 8.16 Thi công lắp vách sàn khu vực phòng đệm nhân viên y tế 98

Hình 8.17 Thi công khoét lỗ cấp khí cho vách 98

Hình 8.18 Thi công lắp vách sàn khu vực phòng vệ sinh 99

Hình 8.19 Thi công lắp các vách giữa và ốp phụ kiện nhôm 100

Hình 8.20 Thi công ốp các ron cao su hỗ trợ kín khí 100

Hình 8.21 Thi công lắp hệ trần panel cách nhiệt 101

Hình 8.22 Thi công hệ vách sàn nội thất 102

Hình 8.23 Thi công hệ vách trần panel, sàn CEMBOARD cho module 103

Hình 8.24 Thi công hệ kính cường lực cửa sổ 103

Hình 8.25 Thi công kín khí toàn diện container 104

Hình 8.26 Lắp ron kín khí mặt ngoài container 104

Hình 8.27 Lắp ron kín khí mặt trong container 105

Hình 8.28 Lắp ron kín khí mặt sàn và trần container 105

Hình 8.29 Thi công cắt các tấm cửa panel 106

Hình 8.30 Thi công lắp đặt cửa trượt tự động khu vực khử khuẩn 106

Hình 8.31 Thi công lắp đặt cửa trượt tự động khu vực lối vào phòng bệnh 107

Hình 8.32 Thi công lắp đặt cửa phòng kỹ thuật 107

Hình 8.33 Gia công chế tạo bộ đèn UV 108

Hình 8.34 Thi công lăp đặt đề UVC tại phòng đệm và phòng vệ sinh 108

Hình 8.35 Thi công lắp đặt hệ đường ống thoát nước, nước cấp và đường ống thải chất

thải rắn 109

Hình 8.36 Mặt trước phòng vệ sinh 109

Hình 8.37 Bể phốt tự hoại xử lý chất thải 110

Hình 9.1 Thi công lắp đặt các vỏ tủ điện vào khu vực phòng kỹ thuật 111

Hình 9.2 Thử nghiệm bộ điều khiển tổng thể của hệ thống điện 111

Hình 9.3 Thi công lắp đặt các khí cụ điện và các bảng mạch tủ điện 112

Hình 9.4 Lắp đặt các thiết bị vào tủ điện động cắt 112

Hình 9.5 Hoàn thành lắp đặt các thiết bị vào bảng mạch 113

Hình 9.6 Chuẩn bị gia công các vỏ tủ điện 113

Hình 9.7 Lắp đặt các bảng mạch vào tủ điện 114

Hình 9.8 Chuẩn bị gia công các vỏ tủ điện 114

Hình 9.9 Thi công tủ điện phân phối 114

Hình 9.10 Thi công tủ điện đóng cắt 114

Hình 9.11 Thi công tủ điện điều khiển 115

Hình 9.12 Thi công tủ điện nguồn 115

Hình 9.13 Thi công hoàn thiện tủ điện tổng 116

Hình 9.14 Thi công hoàn thiện tủ điện nguồn 116

Hình 9.15 Đầu ổ ra khí 2 118

Hình 9.15 Đầu ổ ra khí 2 118

Hình 9.16 Đầu ổ ra khí hút chân không 118

Hình 9.15 Bộ máng khí y tế 119

Hình 9.15 Bộ lắp các ổ khí đầu ra 119

Hình 9.15 Chế tạo chuẩn bị lắp đặt các hệ cấp hút khí 120

Hình 9.16 Gia công hoàn thiện bộ cấp khí đầu vào 120

Hình 9.17 Góc lọc thô từ ngoài vào của bộ cấp khí 120

Hình 9.18 Lắp đặt bộ cấp khí phòng bệnh điều trị 121

Hình 9.19 Hình ảnh lắp đặt bộ cấp khí thực tế 121

Hình 9.20 Bố trí miệng khí thải đầu ra phòng vệ sinh 122

Hình 9.21 Miệng lọc thô bộ hút khí phòng vệ sinh 122

Hình 9.22 Lắp gá đặt ban đầu các bộ hút khí phòng bệnh điều trị 122

Hình 9.23 Thi công tháo các nẹp cố định gá đặt 123

Hình 9.24 Thi công lắp đặt hệ cửa vào 123

Hình 9.25 Thi công lắp đặt hệ cửa phòng bệnh 123

Hình 9.26 Thi cônglắp đặt hệ cửa phòng khử khuẩn 124

Hình 9.27 Thi cônglắp đặt hệ cửa phòng đệm 124

Hình 9.28 Lắp đặt thiết bị đo chất lượng không khí phòng sạch 124

Hình 9.29 Gia công chế tạo bộ đèn UV 124

Hình 9.30 Thiết bị đo chất lượng phòng sạch 125

Hình 9.31 Lắp đặt thiết bị đo cường độ kiểm định UV 125

Hình 9.32 Đơn vị lấy mẫu ngoại kiểm thực hiện lấy mẫu kiểm định vi sinh 126

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tiêu chí thiết kế buồng cách ly áp lực âm 3

Bảng 1.2 Tiêu chí vi sinh khí cấp vào phòng bệnh 12

Bảng 1.3 Tiêu chí an toàn không khí cấp đầu vào 12

Bảng 1.4 Năng lượng cần thiết để tiêu diệt một số loại virút [33] 14

Bảng 1.5 Hiệu quả khử khuẩn của một số hóa chất diệt khuẩn [32] 15

Bảng 1.6 Hiệu suất lọc của các loại màng lọc thô [29] 15

Bảng 1.7 Hiệu suất MPPS của một số loại lọc HEPA [29] 16

Bảng 1.8 Tiêu chuẩn vi sinh đánh giá không khí 19

Bảng 1.9 Tiêu chuẩn khí thải từ phòng bệnh 19

Bảng 2.1 Danh sách thiết bị y tế ước tính dùng trong phòng điều trị 35

Bảng 2.2 Bảng tổng hợp nhiệt tổn thất 39

Bảng 2.3 Phương án sử dụng các bộ lọc bụi 41

Bảng 2.4 Bảng tương quan độ ồn và vận tốc gió 42

Bảng 2.5 Thông số thông khí cho các khu vực phòng 43

Bảng 4.1 Thông số các bộ xử lý không khí 60

Bảng 4.2 Phương án sử dụng các bộ lọc bụi 61

Bảng 4.3 Thông số bóng đèn UVC RGTS-24HO/C01 62

Bảng 6.1 Tổng khối lượng ước tính tác dụng lên container 70

Bảng 6.2 Danh sách các thiết bị điện trong module 76

Bảng 6.3 Lựa chọn CB tổng cho từng phòng 77

Bảng 6.4 Độ rọi phòng theo tiêu chuẩn 80

Bảng 6.5 So sánh đèn tuýp huỳnh quang và đèn tuýp LED 80

Bảng 6.6 Thông số kỹ thuật đèn TUBE T8 N02 120/18W 81

Bảng 7.1 Năng lượng cần thiết để tiêu diệt một số loại virút 84

Bảng 7.2 Thông số bóng đèn UVC RGTS-24HO/C01 85

Bảng 7.3 Số lượng đèn UVC bố trí trong từng phòng 85

Bảng 7.4 Hiệu quả diệt khuẩn của đèn UV kiểm nghiệm 86

Bảng 7.5 So sánh các loại bể phốt 89

Bảng 0.1 Các sản phẩm dạng 1 đạt được 127

Bảng 0.2 Thông số kỹ thuật đạt được của buồng container 127

Bảng 0.3 Thông số kỹ thuật đạt được của bộ lọc khí đầu vào 127 Bảng 0.4 Thông số kỹ thuật đạt được của bộ lọc khí đầu ra 127 Bảng 0.5 Các sản phẩm dạng 2 đạt được 127

MỞ ĐẦU

Từ tháng 12/2019, dịch bệnh viêm đường hô hấp cấp do virus Corona chủng mới (Covid-19) gây ra đã và đang lan rộng và trở thành đại dịch trên phạm vi toàn cầu Với khả năng lây truyền nhanh và dễ dàng từ người sang người cùng mức độ nguy hiểm cao, yêu cầu về việc đảm bảo an toàn cho nhân viên y tế thực hiện công tác chữa trị cho các bệnh nhân mắc Covid-19 cũng như bảo toàn, duy trì hệ thống y tế còn lại không bị nhiễm chéo và sụp đổ luôn được đặt lên hàng đầu Vì thế, giải pháp buồng cách ly áp lực âm được xây dựng theo kiểu lắp ghép module như một phòng cách ly tạm được đề ra để đáp ứng cả hai yêu cầu trên Hiện nay, tại Việt Nam, số ca mắc Covid tăng đột biến tuy nhiên khả năng đáp ứng về vật tư y tế của chúng ta tới bây giờ là đủ Tuy nhiên số ca mắc này tăng theo cấp số nhân qua từng ngày, trung bình là 25,7 ca một ngày, không phủ nhận

sẽ có những đợt lây dịch bệnh mất kiểm soát như các nước khác trong tương lai Lấy Ấn

Độ làm ví dụ, quá chủ quan trong cách phòng chống và dự trù phương án bùng phát mạnh, hiện nay nước này là tâm dịch của toàn thế giới Các buồng cách ly áp lực âm được tạo ra mang sứ mệnh chống dịch cấp tốc cho hoàn cảnh thế này Xa hơn, ngoài Covid–19, buồng cách ly có thể sử dụng cho các loại bệnh lây nhiễm khác qua đường không khí như Ebola, lao, và các loại virus, vi khuẩn phát sinh có khả năng gây dịch trong tương lai Đây cũng là loại phòng cho phép chứa, thí nghiệm các loại bệnh phẩm

và nghiên cứu vaccine trong tình trạng thiết hụt không gian thí nghiệm Chúng tôi không mong gì hơn một thế giới không bệnh dịch, vì vậy chúng tôi mong muốn buồng cách ly

áp lực âm được sử dụng như một phương án chống dịch nhanh chóng và đảm bảo đầy

đủ tiêu chí y tế sau này

Mục tiêu của đề tài

Thiết kế được một module container tổng thể tạo ra không gian cách ly áp lực âm đảm bảo tất cả yêu cầu, tiêu chuẩn đặt ra về mặt vi sinh để không phát tán virus gây bệnh ra ngoài môi trường cũng như đảm bảo các yêu cầu cơ bản của phòng sạch cấp

10000 không gây ra hiện tượng bội nhiễm cho bệnh nhân trong phòng và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho nhân viên y tế làm việc bên trong

Tính cấp thiết của đề tài

Với đợt bùng phát dịch đợt 4 ở Việt Nam và số ca lây nhiễm hằng ngày lên đến hàng trăm ca bệnh, nếu không có tình hình thuyên giảm thì hệ thống y tế có khả năng sẽ đứng

trước nguy cơ quá tải bệnh nhân và những trường hợp bị bệnh có cơ hội cứu chữa được

sẽ không thể có giường bệnh để chữa trị Bên cạnh đó, trong tình huống dịch bệnh kết thúc, các module có thể được sử dụng như một phòng mổ dã chiến với việc đáp ứng cấp sạch của một phòng mổ bênh viện và các thiết bị y tế phục vụ cho quá trình phẫu thuật

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Đề tài này được đặt ra để giải quyết vấn đề về sự thiếu hụt giường bệnh trong trường hợp hệ thống y tế vỡ trận vì quá tải bệnh nhân khi tình hình lây lan của dịch bệnh mỗi lúc một nghiêm trọng Nghiên cứu đề tài này như thêm một giải pháp góp phần vào chiến dịch đẩy lùi COVID-19 trong cộng đồng, hạn chế nguy cơ lây nhiễm chéo và cung cấp thêm không gian điều trị bệnh cho hệ thống y tế Việt Nam và xa hơn nữa là trên toàn thế giới

Tình hình nghiên cứu của các công trình trong và ngoài nước liên quan

Đến thời điểm hiện tại thì Việt Nam ta chưa có nghiên cứu về buồng cách ly áp lực

âm di động dưới dạng module Chỉ có các khu vực cách ly áp lực âm trong các bệnh viện phục vụ cho việc điều trị với nhược điểm lớn là không có khả năng di động đến các vùng dịch khẩn cấp, số lượng giường bệnh cố định và hạn chế cũng như không thể mở rộng thêm với quy mô lớn

Ở nước ngoài có những nghiên cứu theo dạng module như KAIST (The Korea Advanced Institute of Science and Technology) của Hàn Quốc hay CURA (Connected Units for Respiratory Ailments) Cụ thể ở đây ta tìm hiểu về hệ thống của CURA Carlo Ratti – kiến trúc sư, kĩ sư, nhà hoạt động và nhà phát minh người Ý – đã dẫn đầu một nhóm thiết kế đặc nhiệm có tên CURA Hơn 100 kiến trúc sư, nhà thiết kế, bác sĩ, cố vấn, kĩ thuật viên trên toàn thế giới đã cùng nhau thực hiện hóa ý tưởng: chuyển đổi các container vận chuyển thành những khu vực điều trị khẩn cấp Các container được biết đến với cái tên ICU (Intensive Critical Unit – phòng hồi sức cấp cứu, chăm sóc đặc biệt hoặc điều trị tích cực) ICU có thể được lắp ráp và tháo rời nhanh chóng, và vì tự thân chúng là container nên không khó để di chuyển từ nơi sản xuất sang vùng dịch bằng đường bộ, đường sắt hay bằng tàu Các thiết bị bố trí trong container dài 6,1 mét với hệ thống thông gió tạo ra áp lực âm bên trong – điều này ngăn không khí nhiễm mầm bệnh thoát ra ngoài, giảm nguy cơ lây nhiễm cho các nhân viên y tế Đây là một kĩ thuật được

sử dụng phổ biến trong bệnh viện và phòng thí nghiệm, thành viên nhóm CURA đã đặc

biệt chú trọng các tiêu chuẩn Phòng cách ly nhiễm khuẩn (AIIRs - Airborne Infection Isolation Rooms standards) khi thiết kế Mỗi phòng ICU có thể chứa tối đa 2 bệnh nhân với đầy đủ các thiết bị y tế cần thiết

Điểm hay của CURA là nó có dạng mô-đun, từng buồng có thể hoạt động độc lập hoặc kết nối với nhau để tạo ra một trung tâm chăm sóc lớn hơn, có thể đặt gần bệnh viện để mở rộng công suất chữa trị hoặc tạo ra từng khu chăm sóc độc lập CURA tập trung vào những điểm bất cập của các bệnh viện dã chiến hiện tại cũng như diễn biến đại dịch để có thể tìm ra một giải pháp khả thi, hỗ trợ những người ở tuyến đầu cuộc chiến Nếu xây dựng một bệnh viện dã chiến hoàn toàn mới, bạn sẽ tốn khoản chi phí rất cao để rồi sau đó vài tháng không dùng đến nữa Trong trường hợp của CURA, các buồng có thể dễ dàng di chuyển ngay khi xây dựng cũng như khi đã sử dụng xong Do diễn biến đại dịch khó lường, nhóm CURA dự kiến sẽ tái sử dụng chiếc vỏ container nhiều lần và vận chuyển đến bất cứ nơi đâu cần chúng nhất Phiên bản đầu tiên hiện đang được chế tạo và dự kiến sẽ được lắp đặt tại một bệnh viện ở Milan Mỗi buồng ICU, được trang bị các thiết bị y tế thiết yếu, sẽ mất khoảng 75.000 đô la để sản xuất,

và giá bán dự kiến là 150.000 đô la CURA được sự tài trợ từ ngân hàng Ý UniCredit

để xây dựng bản mẫu

Xét về giải pháp module hóa phòng cách ly áp lực âm, trên thế giới có một nhóm

kỹ sư và chuyên gia y tế và quân sự đến từ Ý với dự án CURA – Connected Units for Respiratory (tạm dịch: Đơn vị kết nối kiểm soát các bệnh hô hấp) Dự án này tái sử dụng các container chở hàng tạo ra thiết kế tích hợp cho mô hình phòng hồi sức cấp cứu (phòng HSCC hay ICU – Intensive Care Unit) – cùng là một dạng phòng có yêu cầu về áp suất và các vấn đề khử khuẩn nhưng tiêu chí khác so với buồng cách ly áp lực âm có thể triển khai lắp đặt và đưa vào sử dụng tại mọi điểm bùng dịch thiếu hụt

về khu vực điều trị và số giường bệnh trên toàn thế giới Ta khảo sát các tiêu chí về buồng cách ly áp lực âm của Sở Y Tế đối với CURA Tất cả các tài liệu về CURA được tham khảo và lấy trên trang web curapods.ord là trang web chính của dự án

Đường ống cấp khí Thiết bị y tế Bộ xử lý không

khí

Hệ thống khí y tế

Mô hình 3D CURA

Hình 0.1 Mô hình phòng cách ly áp lực âm dưới dạng container của CURA [22]

Mô hình của CURA sử dụng loại container vận chuyển 20ft, bố trí gói gọn toàn bộ

hệ thống điện, giường bệnh, thiết bị y tế, hệ thống khí y tế và cụm AHU vào bên trong phòng Điều đặc biệt của CURA là khả năng tích hợp và module hóa rất cao khi theo Carlo Ratti – kỹ sư trưởng thiết kế và lên ý tưởng cho dự án CURA, chỉ một container

là có thể thay thế hoàn toàn một phòng hồi sức cấp cứu 2 giường bệnh mà không cần bất cứ thiết bị ngoại vi nào thêm Toàn bộ module của CURA có thể được vận chuyển đến mọi khu vực mà theo nhóm kỹ sư thiết kế CURA, chỉ cần được bố trí đường nước thải, hệ thống điện và hệ thống nước cấp là CURA có thể được sử dụng như một hồi sức cấp cứu ở mọi khu vực trên thế giới Theo đó, CURA có tính an toàn sinh học khi vùng không gian của CURA có thể linh hoạt chuyển đổi thành buồng áp lực hoặc áp lực dương tùy thuộc vào mục đích sử dụng cho cách ly điều trị, hồi sức cấp cứu hoặc phòng mổ dã chiến Khi sử dụng làm một module cách ly điều trị áp lực âm, CURA

có thể ngăn ngừa bội nhiễm nhờ không khí đi vào đã được làm sạch qua các bộ lọc

bố trí tại bộ xử lý không khí Các cụm chức năng quan trọng của CURA được bố trí sao cho có thể sửa chữa tại không gian bên ngoài mà không cần thiết bước vào vùng không gian đang được cách ly, đảm bảo an toàn cho nhân viên kỹ thuật bảo dưỡng, bảo trì hệ thống thông khí Khảo sát từng module riêng của CURA cho các cụm thành phần của một buồng cách ly áp lực âm

Về cụm AHU và HVAC, một CURApod sử dụng phương pháp tăng giảm áp chủ

động với 1 miệng khí cấp kích thước 200 × 100 với lưu lượng 150 ⁄ , 1 ℎmiệng khí hồi và 1 miệng khí hút kích thước 300 × 200 300 ⁄ Đủ thấy bên ℎtrong phòng tạo môi trường áp lực âm nhưng lại không có khu vực chứa khuẩn và khử toàn bộ vi sinh như phòng vệ sinh Bên cạnh đó, xét tiêu chí 7 yêu cầu miệng khí thải cách sàn 150mm đặt ở phía đầu giường bệnh, theo bố trí của CURA, không đáp ứng được tiêu chí này với cấu trúc lắp miệng khí Tính toán sơ bộ thấy được với lưu lượng khí cấp đạt 150 ⁄ , thể tích lọt lòng container rơi vào khoảng ℎ2.264 × 5.645 × 2.512 = 32.104 , module của CURA chỉ đạt khoảng 4,6 lần trao đổi không khí một giờ không thỏa tiêu chí 17

Tuy nhiên, toàn hệ HVAC bao gồm khối AHU của module CURA lại rất gọn chỉ chiếm 1 góc khoảng 1 12 không gian thể tích container Trong quá trình thiết kế, theo tính toán số lần trao đổi không khí và công suất lạnh có thể lớn hơn với các tiêu chí thiết kế của Sở Y Tế nhưng vẫn có thể tham khảo thiết kế của CURA để tăng khả năng tích hợp sao cho gọn gàng để giải quyết bài toán bố trí vật tư bên trong phòng cách ly áp lực âm được module hóa dưới dạng Module Container Ở đây quá trình lọc khí của CURA vẫn đảm ảo các tiêu chuẩn về lọc không khí thải Sử dụng bộ lọc bụi HEPA và bộ lọc vi sinh sử dụng lọc vi tĩnh điện, kết nối với đường ống thông gió được bố trí trên trần nhà, cấp từ trên xuống và miệng hút khí bố trí dưới sàn đặt đầu giường bệnh nhân

Xét về mặt kiểm soát nhiệt độ, CURA có cả dàn lạnh và dàn sưởi 1 pha 50 Hz với

công suất lạnh 5.3kW và công suất nóng 6.3kW sử dụng bộ điều nhiệt 1 pha 50Hz Điểm đặc biệt được đưa ra khi CURA không tích hợp bộ điều nhiệt vào bên trong cụm AHU mà lại tách cụm xử lý không khí và cụm điều nhiệt riêng Phương án này cho phép các CURApods rút gọn thể tích bố trí bộ hút cấp khí đi rất nhiều nhưng thay vào đó phải bố trí riêng một bộ điều hòa nhiệt độ bên trong phòng để đảm bảo không gian phòng đáp ứng được tiêu chuẩn về nhiệt độ đề ra Bộ điều nhiệt của CURA sử dụng điều hòa âm trần hoạt động theo quy tắc khí hồi, lấy không khí tại khu vực trong phòng làm mát và thổi vào môi rường bên trong Thông số này được dùng để tham

khảo đối chiếu với phần tính toán công suất lạnh của cụm HVAC trong mục thiết kế khi các container cùng kích thước đều được chuẩn hóa không gian thể tích bên trong

Đường khí oxiĐường khí hút chân không

Đường khí N2O

Điều hòa

âm trần

Hình 0.2 Sơ đồ đường ống khí y tế của CURA

Một thành phần quan trọng cho buồng cách ly áp lực âm hay ở đây là phòng hồi sức cấp cứu ICU là hệ thống khí y tế bao gồm khí , khí và máy nén hút khí – tham khảo ý kiến của các bác sĩ đến từ đại học Y Dược Ở đây CURA bố trí dưới sàn khu vực bên dưới cụm AHU, trong hệ thống này họ sử dụng 1 bình khí oxi và 1 bình

40 lít và máy hút chân không để hỗ trợ hô hấp cho bệnh nhân và gây mê trong phòng ICU Các đường dây được đi âm vách cửa sổ kết nối với chuôi cắm đầu ra có thể kết nối với các thiết bị y tế khác, lấy máy thở và máy hút đàm là các ví dụ Vị trí các đường ống khí bao gồm đường khí hút chân không được bố trí tại 2 đầu giường bệnh kệt nối với bộ phận máy hút dịch trong cơ thể phục vụ cho hồi sức cấp cứu hoặc phẫu thuật dã chiến bên trong module ICU của CURA Đường khí Oxi và N2O mặt khác được đi ở phía trên cùng với hệ thống máy thở khí cấp oxi ở chính giữa phòng

Vì đó, toàn bộ hệ thống thiết bị y tế cần đến hệ thống khí y tế đều được bố trí ở khu vực giữa phòng Trên Hình 0.2 còn thể hiện bố trí các ổ cắm điện kết nối đến các thiết bị y tế đặt bên trong khu vực hồi sức cấp cứu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN THIẾT KẾ BUỒNG CÁCH LY ÁP LỰC ÂM 1.1 Tìm hiểu tổng quan về buồng cách ly áp lực âm, xây dựng các tiêu chí để phù hợp với mục đích dã chiến và tuyến đầu cách ly điều trị trường hợp nhẹ, mới nhiễm

Vào tháng 11 năm 2019, SARS-CoV-2 hay COVID-19, một loại bệnh nguy hiểm lây nhiễm qua đường hô hấp, bùng phát ở thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc và nhanh chóng trở thành đại dịch lây lan trên khắp thế giới với tốc độ chóng mặt Theo số liệu từ tổ chức Y Tế thế giới, số ca nhiễm một ngày rơi vào trung bình hơn 500,000 người với tỉ lệ tử vong 1.96% Tại Việt Nam, số ca nhiễm trong đợt bùng dịch thứ tư đã khiến số người mắc COVID-19 lên hơn 1,4 triệu người với hơn 27,000 ca tử vong Tại các địa phương có số ca nhiễm báo động, tỉ lệ tử vong cao khi hệ thống y tế tại đó trở nên quá tải và không đủ giường bệnh và thiết bị y tế điều trị cần thiết dẫn đến hiện tượng các F0 phải tự điều trị tại nhà Khi đó các ca trở nặng không tiếp xúc kịp thời với sự hỗ trợ y tế dẫn đến tử vong Thậm chí một số địa phương có những người mắc các bệnh kinh niên cần điều trị thường xuyên như các bệnh về thận, huyết áp, … đến những ca cấp cứu không được nhập viện điều trị kịp lúc do hầu như toàn bộ lực lượng vật tư y tế tập trung chữa trị cho bệnh nhân nhiễm COVID-19 khi số ca nhiễm có thời điểm lên đến hơn 15,000 ca một ngày Bên cạnh đó, theo thống kê của báo nhân dân vào ngày 19/8/2021, đã có hơn 2,300 nhân viên y tế bị lây nhiễm COVID-19 trong quá trình thực hiện công tác chữa trị và 3 người trong số đó đã trở nặng dẫn đến tử vong Sự lây nhiễm cho nhân viên y tế xảy ra do không đáp ứng được yêu cầu khử khuẩn đầu vào và đầu ra cho họ khiến vi khuẩn vẫn còn bám đậu trên quần áo báo hộ, găng tay, dụng cụ của người nhân viên y tế Vì vậy, một trong những phương án hàng đầu cho giải pháp giảm

số ca nhiễm và tỉ lệ tử vong chính là tăng số lượng giường bệnh điều trị cho người nhiễm giúp họ tiếp cận kịp thời sự can thiệp của hệ thống y tế Nói về việc gia tăng số lượng giường bệnh và mở rộng không gian điều trị cho các bệnh truyền nhiễm như COVID-

19, thuật ngữ phòng cách ly áp lực âm được sử dụng để ngăn chặn virus lây lan ra môi trường bên ngoài khu vực điều trị Tuy nhiên, các mô hình phòng áp lực âm hiện tại đều thiếu đi khả năng di động giữa các vùng đỏ dịch bệnh, đặc biệt tại các khu vực thiếu thốn điều kiện xây dựng các phòng áp lực âm cố định có chi phí đắt đỏ xấp xỉ 500 triệu

VND (thông tin từ báo CAND số ngày 26/03/2020) khiến đa phần các khu bệnh viện dã chiến không hỗ trợ tạo áp lực âm cho vấn đề cách ly cũng như không đáp ứng đủ các yêu cầu về khử khuẩn cho nhân viên y tế khi làm việc

Số ca nhiễm toàn cầu

0 2tr 4tr269,468,311

Số ca tử vong

5,304,248

Hình 1.1 Thống kê số ca nhiễm tăng tích lũy đến tháng 12/2021

(Theo trang chủ của tổ chức Y Tế thế giới https://covid19.who.int)

1tr 1.5tr

Hình 1.2 Thống kê số ca nhiễm tại Việt Nam đến tháng 12/2021

(Theo trang chủ của tổ chức Y Tế thế giới https://covid19.who.int)

Vì vậy đặt ra mục tiêu thiết kế cho luận văn tốt nghiệp về một không gian cách ly áp

lực âm có khả năng di động thông qua việc module hóa đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn y

tế đặt ra, phần tìm hiểu tổng quan về các tiêu chuẩn y tế cho buồng cách ly áp lực âm sẽ được trình bày ở mục 1.2

Buồng cách ly áp lực âm là môi trường được tạo áp suất âm bên trong cho mục đích giữ cho luồng khí mang theo mầm bệnh không lọt ra ngoài môi trường cách ly mà phải được lọc và khử khuẩn thông qua một hệ thống xử lý không khí đặc biệt trước khi thải

ra bên ngoài Bên cạnh đó không khí cấp vào phòng cũng phải được xử lý nhằm tạo sự

trao đổi khí và ngăn chặn quá trình bội nhiễm cho các bệnh nhân điều trị trong phòng Buồng áp lực âm thông thường được bố trí thành một cụm các phòng có liên kết thông khí với nhau phục vụ cho một mục đích duy nhất là ngăn chặn sự phát tán của vi khuẩn

ra bên ngoài khu vực cách ly

Ngoài ra Sở Y Tế thành phố Hồ Chí Minh còn đưa ra 34 tiêu chí về thiết kế, thông khí, vi sinh và vi bụi áp dụng để nghiệm thu trước khi đưa vào sử dụng nhằm đảm bảo

an toàn cho người bệnh và nhân viên y tế như Phụ lục 1 Đó là cách làm của Sở Y tế TP.HCM khi triển khai sử dụng các buồng áp lực âm để cách ly người bệnh nhiễm COVID-19 (xét nghiệm dương tính) nhằm giảm thiểu lây lan mầm bệnh ra môi trường xung quanh Các tiêu chí được các chuyên gia kiểm soát nhiễm khuẩn và chuyên gia về trang thiết bị của các bệnh viện đầu ngành xây dựng dựa trên các khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới và Trung tâm kiểm soát bệnh tật Hoa Kỳ Buồng áp lực âm đòi hỏi nhiều tiêu chí kỹ thuật nghiêm ngặt, nếu không có thể gây tác dụng không mong muốn Chính vì yêu cầu cao về yếu tố kỹ thuật, trong khi chờ Bộ Y tế ban hành các hướng dẫn chi tiết về buồng áp lực âm, Hội đồng Khoa học công nghệ Sở Y tế mở rộng bao gồm các chuyên gia đầu ngành về kiểm soát nhiễm khuẩn, về xây dựng và trang thiết bị y tế, các nhà quản lý bệnh viện có kinh nghiệm về triển khai phòng áp lực âm, các chuyên gia về phòng chống dịch bệnh đã nghiên cứu các tư liệu về buồng áp lực âm và đã xây dựng tiêu chí kỹ thuật đối với buồng áp lực âm sử dụng trong hoạt động khám, chữa bệnh Căn cứ trên các tiêu chí này, Sở Y tế yêu cầu Ban Giám đốc các bệnh viện phải mời Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng 3 đến nghiệm thu buồng áp lực âm, chỉ khi đạt tất cả các tiêu chí mới được phép đưa vào sử dụng

Bảng 1.1 Tiêu chí thiết kế buồng cách ly áp lực âm

1 Tối thiểu có 3 buồng: buồng đệm, buồng bệnh và nhà vệ sinh

Có buồng thay đồ sạch và đồ bẩn riêng biệt

2 Buồng đệm có phương tiện vệ sinh tay thùng kín chứa đồ bảo hộ sạch của

NVYT

3 Nhà vệ sinh riêng đặt trong khu vực áp lực âm

4 Buồng áp lực âm có 2 cửa tự động đóng mở bằng cảm biến

5 Khe hở giữa cửa và sàn: 8 − 12

6 Miệng khí cấp từ trên trần, phía trên vị trí chân của bệnh nhân

7 Miệng khí thải, cạnh đáy miệng khí thải cách sàn 150 mm ở vị trí đầu

giường bệnh

8 Quạt hút khí thải (đã được xử lý) đặt ngoài buồng cách ly cách xa ít nhất

8m miệng khí thải, đặt trên mái nhà, cách xa miệng khí hút vào

9 Hệ thống giám sát và cảnh báo áp suất khi độ chênh áp không đạt yêu cầu,

có đèn cảnh báo

10 Dán nhãn đường ống khí thải buồng cách ly

11 Dán nhãn đường khí cấp vào và thải ra

12 Tiếng ồn trong buồng cách ly < 45 dB (QCVN 26:2010/BTNMT)

13 Tường phẳng, sơn kháng khuẩn

14 Đồng hồ đo áp lực, nhiệt độ và độ ẩm

15 Chuông gọi, camera quan sát và điện thoại liên lạc với NVYT

16 Hệ thống khí trung tâm (oxi, hút, khí nén,…)

17 Số lần trao đổi không khí trong buồng bệnh: 12 lần/giờ

18 Số lần trao đổi không khí trong nhà vệ sinh: 10 lần/giờ

19 Chênh lệch lưu lượng khí thải và khí cấp vào buồng cách ly tối thiểu từ 50

CFM tương đương 1.4 ℎú

20 Áp suất âm trong buồng bệnh từ -5 đến -10 Pa

21 Áp suất trong toilet âm nhiều hơn hoặc bằng áp suất buồng bệnh

22 Áp suất trong buồng đệm âm ít hơn buồng bệnh: tối thiểu 3 Pa

23 Áp suất trong buồng thay đồ âm ít hơn buồng bệnh: tối thiểu 3 Pa

24 Áp suất hành lang 0 Pa

25 Lưu lượng khí thải và khí cấp luôn cố định

26 Lưu lượng khí cấp bé hơn lưu lượng khí thải tối thiểu 30%

27 Lọc HEPA (High Efficiency Particulate Air), lọc thô (Pre-filter): ở khí thải

nếu buồng bệnh

Lọc HEPA, lọc thô: có ở khí cấp và khí thải

28 Tia cực tím với bước sóng 254mm: có ở khí thải buồng bệnh, ở khí cấp và

Về phương pháp tạo ra và duy trì áp suất âm

Nói là áp lực âm thì phải có lý thuyết tạo ra loại áp lực này Lấy ví dụ về vùng không gian A và B là phòng đệm và phòng điều trị trong buồng cách ly áp lực âm, C

là môi trường, ta có hai cách để tạo áp suất âm:

Giảm áp thụ động và tăng áp chủ động sử dụng hệ thống đẩy: không gian A được

gia áp và cho khe hở sang vùng không gian B Khi không gian A được gia áp bằng

cách thổi khí liên tục thì áp suất của A đang lớn hơn B, do đó áp suất của B âm hơn của A Đối với hệ thống đẩy, dù áp suất của B có âm hơn A thì B vẫn không chắc chắn âm hơn so với C Vì vậy, virus vẫn có khả năng phát tán Đây là loại phòng áp dụng cho các phòng chứa thuốc tiêm vì bản chất không gian A là vùng không gian chủ yếu sử dụng, phải đảm bảo vô trùng, không gian bên trong phải có áp suất lớn hơn bên ngoài để gió thổi mọi thứ ra ngoài Không gian B là thứ yếu đảm bảo cho A

có không gian để thoát khí

thống hút khí và cho khe hở sang vùng không gian B Khi không gian A được giảm

áp bằng cách hút khí liên tục thì áp suất A đang âm hơn B Đây gọi là giảm áp chủ động Đối với hệ thống hút, không gian yêu cầu chắc chắn âm hơn so với môi trường Lúc này, không gian A có áp suất nhỏ hơn môi trường Đây là loại phòng dùng cho thí nghiệm sinh học và chứa mẫu bệnh thuộc loại nguy hiểm mà vi sinh không thể phát tán ra ngoài Tuy nhiên vùng không gian này không có khí cấp vào, vì vậy áp suất liên tục âm sẽ dẫn đến quá tải cho bên trong phòng gây thủng tấm lọc không khí, phá vỡ kết cấu phòng và gây đau tim cho người bên trong do chênh áp giữa mạch máu và không gian bên ngoài

khả năng ngăn ngừa virus phát tán, vừa dùng được cho người, phòng cách ly áp lực

âm của đề tài này phải bố trí cả hệ thống đẩy khí đầu vào và hút khí đầu ra Sự âm áp suất lúc này được tính bằng độ chênh lưu lượng giữa lượng khí cấp và khí hút Thêm vào đó, dù trong trường hợp nào, ta đều phải làm kín căn phòng trước, sau đó tính tới tạo khe hở Do đó, phòng cách ly sẽ phải được thiết kế kín nhất có thể, với trần nguyên khối, cửa ra vào kín khí – chỉ để hở khe dưới cánh với độ cao xấp xỉ 8 – 12 mm Cửa

sổ (nếu có) cũng phải đảm bảo kín khí và có khóa niêm phong Các ổ cắm điện, đường dây, đường ống ra vào căn phòng cũng đều phải đảm bảo không tạo ra khe hở lọt khí bệnh ra ngoài

năng giữ vi sinh bên trong mà vì vậy phải thiết kế cả hai bộ hút và thải khí Ở mục này ta sẽ tập trung vào tìm hiểu tổng quan về hệ thống lọc khí đầu vào và phương pháp đảm bảo an toàn khí đầu vào cho bệnh nhân trong khu vực bệnh để không bị bội nhiễm Có hai thuật ngữ nói về hệ thống thông khí này, đó là HVAC và AHU HVAC gọi chung là hệ thống điều hòa không khí gồm Heating (gia nhiệt), Ventilating (thông khí) và Air Conditioning (điều hòa không khí) là một hệ thống kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không AHU – Air Handling Unit hay còn gọi khối xử lý không khí là một thiết bị trao đổi nhiệt và xử lý nhiệt ẩm, tạo độ sạch cho không khí được dùng trong hệ thống HVAC HVAC là đơn vị trung tâm mà AHU được kết nối AHU chỉ là một phần của HVAC đảm nhận xử lý và thông khí Nói ngắn gọn, HVAC là toàn bộ hệ thống lớn bao gồm đường ống, không gian cấp hút khí, tiêu âm và AHU đảm nhận các bộ phận xử lý nhiệt, độ ẩm, thông gió, lọc và khử khuẩn

Không gian phòng

sạch

Cụm AHU

Không khí thô

Tiêu âm Van gió

Hình 1.6 Cấu tạo bố trí một hệ thống HVAC [34]

Dàn lạnh

Lọc

Lọc HEPAKhông khí

cấp vào

phòng

Không khí thô

Hình 1.7 Cấu tạo của hệ cấp khí trong cụm AHU[ [34]

Sục khử khuẩn

Lọc

Lọc HEPAKhông khí

thải ra môi

trường

Không khí nhiễm khuẩn

Hình 1.8 Cấu tạo của hệ hút khí trong cụm AHU

Nói về thông khí, một chỉ số quan trọng được quy định trong bộ tiêu chí phòng cách ly áp lực âm của bộ y tế là số lần trao đổi không khí Số lần trao đổi không khí

là số lần thay đổi thể tích của một không gian thể tích quyết định khả năng cung cấp gió tươi và thải gió cũ ra khỏi phòng, cũng như trong vấn đề tính toán thiết kế đường ống khí Số lần trao đổi khí có đại lượng quy đổi là lưu lượng gió trong một giờ mà

vì vậy với một kích thước ống nhất định, tăng lưu lượng chính là tăng vận tốc đi qua lọc Vận tốc qua lọc khí quá lớn sẽ dẫn đến rách lọc do bụi bám quá nhiều và nhanh Ngoài ra vận tốc gió còn là yếu tố quyết định tới áp suất các buồng khác nên buộc phải khống chế trong khoảng vì theo nguyên lý Bernoulli, vận tốc tại một vị trí càng cao, áp suất tại vị trí đó càng nhỏ

Áp suất không khí được điều khiển bằng hiệu số giữa của lưu lượng khí thải trừ và lưu lượng khí cấp Như vậy, lưu lượng khí thải lớn hơn khí cấp càng nhiều, áp suất

âm tạo ra được càng lớn Khi phòng không kín trong một số điều kiện như đóng mở cửa phòng trong khoảng thời gian ∆ , áp suất thay đổi theo chiều tăng áp do gió bên ngoài có áp lớn hơn lùa vào trong phòng, tức áp suất không đủ âm thì dựa vào việc tăng lưu lượng khí thải ∆"#, hoặc giảm lưu lượng khí cấp ∆"$ hoặc áp dụng cả hai

để áp suất đạt giá trị âm trong khoảng thời gian này Sau khi cửa đóng kín, áp suất lúc này âm hơn giá trị cài đặt, vì vậy, phải giảm lưu lượng khí thải một đoạn ∆"# để

hệ trở về các áp suất đã cài đặt ban đầu

Về điều khiển nhiệt độ trong phòng trong dải 21℃÷27℃

Nội dung đề tài trước tiên thực nghiệm áp dụng ở trong nước, vị vậy ta xét khí hậu Việt Nam là vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm quanh năm, cùng với các thiết

bị điện và sự hoạt động liên tục của cán bộ y tế bên trong một phòng kín Đối với phương án làm lạnh, thông thường sẽ khảo sát sử dụng máy lạnh sử dụng nguyên tắc hút gió bên trong phòng, làm lạnh rồi trả lại lượng gió này Đây là phương án đơn

giản nhất, được áp dụng trong gia đình vì không khí trong gia đình không nhiễm vi sinh với ưu điểm là công suất nhỏ do không khí được làm lạnh liên tục mà thất thoát không nhiều Nếu áp dụng cho phòng cách ly, vi sinh bị hút vào bám trên màn lọc của máy lạnh mà không có phương án xử lý sẽ vi phạm các nguyên tắc về khử khuẩn Khảo sát phương án làm lạnh cho phòng sử dụng dàn lạnh tích hợp bên trong cụm AHU Dàn lạnh được đặt sau các bộ lọc và quạt bơm khí, không khí được làm lạnh khi bơm từ quạt qua và cấp vào phòng Về nguyên tắc thì phương pháp làm lạnh này tương tự máy lạnh thông thường nhưng thay vì làm lạnh chính không khí bên trong phòng thì dàn lạnh AHU sẽ làm lạnh liên tục không khí tươi cấp từ ngoài vào cho phép giải quyết cùng lúc được cả bài toán về số lần trao đổi không khí và bài toán nhiệt độ trong phòng Tuy nhiên, máy lạnh trong phòng thì sử dụng lại khí hồi đã được làm lạnh ở các vòng tuần hoàn trước đó, còn dàn lạnh AHU sẽ phải làm lạnh liên tục không khí ẩm nóng từ ngoài vào với lưu lượng đáp ứng tiêu chuẩn về số lần trao đổi không khí yêu cầu công suất làm lạnh lớn hơn gấp nhiều lần Với cùng một thể tích phòng khảo sát là 43 , máy lạnh khí hồi chỉ cần đạt công suất 8,600 BTU thì dàn lạnh AHU cần đáp ứng 36,000 BTU để làm lạnh với cùng mức chênh lệch nhiệt độ

Tìm hiểu tổng quan về hệ thống lọc khí

Như đã trình bày, chế độ thông khí quyết định khả năng chống phát tán vi sinh của buồng cách ly Nếu chỉ riêng từng hệ thổi khí vào và hút khí ra, phòng cách ly sẽ không đảm bảo khả năng giữ vi sinh bên trong mà vì vậy phải thiết kế cả hai bộ hút

và thải khí Ở mục này ta sẽ tập trung vào tìm hiểu tổng quan về hệ thống lọc khí đầu vào và phương pháp đảm bảo an toàn khí đầu vào cho bệnh nhân trong khu vực bệnh

để không bị bội nhiễm Có hai thuật ngữ nói về hệ thống thông khí này, đó là HVAC dùng cho không gian nhà nhiều tầng và AHU dùng cho không gian nhỏ, như là phòng chứa vật dụng y tế, nhà ở Vì vậy, hệ AHU nên được áp dụng trong trường hợp này AHU là từ viết tắt cho Air Handling Unit hay còn gọi khối xử lý không khí còn HVAC đại diện cho Heating (gia nhiệt), Ventilating (thông khí) và Air Conditioning (điều hòa không khí) Với hệ thống lọc khí đầu vào, ta cần đảm bảo điều kiện về vi bụi và

vi sinh Điều kiện vi bụi nhằm lọc các hạt bụi lớn và bụi mịn, các tạp chất có thể theo đường không khí vào phòng làm tồi tệ hơn tình trạng suy hô hấp của bệnh nhân, điều

kiện vi sinh nhằm loại bỏ tất cả các vi khuẩn đầu vào hạn chế tối đa quá trình bội nhiễm của bệnh nhân làm tăng nguy cơ tử vong và gây khó khăn cho việc điều trị

Phương án sử dụng hệ thống khí trung tâm HVAC

Hệ thống khí trung tâm HVAC, như đã trình bày ở phần tổng quan, cung cấp một

hệ thống thông khí bao gồm tât cả các đề mục như nhiệt độ, lưu lượng khí ra vào và

áp suất Hệ thống HVAC hoạt động như một hệ thống gió trung tâm thổi và hút khí thông qua các đường ống dẫn đến các cụm phòng khác nhau

Về ưu điểm, tính module hóa của hệ thống HVAC là cao hơn khi chỉ sử dụng một

dàn cấp hoặc hút, theo đó bố trí các đường ống đến các khu vực phòng khác nhau Khi có vấn đề kỹ thuật như: hỏng quạt, đèn UVC quá tuổi thọ, thay lọc khí, … cho cụm AHU thì chỉ thay cho một cụm trung tâm Cả bộ điều nhiệt của toàn hệ thống phòng cách ly áp lực âm cũng sẽ được tích hợp bên trong cụm AHU, tất cả hệ thống kết nối thông khí được đi bằng đường ống gió

Về nhược điểm, từ chính trong ưu điểm đã nêu về vấn đề một cụm AHU sử dụng

thông khí cho tất cả các phòng bên trong module cách ly áp lực âm Khi có vấn đề xảy ra với hệ thống quạt, bộ lọc bụi hoặc bộ lọc vi sinh bên trong hệ thống AHU trung tâm, toàn bộ quá trình thông khí, áp suất và điều nhiệt bên trong cụm phòng sẽ bị ngưng trệ Nguy hiểm hơn khi sự cố xảy ra với hệ thống thông khí của phòng cách ly

áp lực âm ví dụ về hệ thống quạt, bộ phận lọc hoặc bộ phận khử khuẩn sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến thông khí, áp suất và nhiệt độ của tất cả các cụm phòng chức năng

Hệ thống khí trung tâm

Phòng bệnh

Đường khí cấpĐường khí thải

Hình 1.9 Phương án sử dụng hệ thống khí trung tâm Phương án sử dụng cụm hút cấp khí AHU riêng cho từng cụm phòng

Ngược lại với hệ thống HVAC, sử dụng các module hút khí, cấp khí riêng cho từng cụm phòng là mỗi phòng sẽ có các cụm cấp khí và hút khí tách biệt nhau Tùy theo đặc tính của từng khu vực phòng mà các cụm hút, cấp sẽ được thiết kế với áp suất và lưu lượng khác nhau Cụ thể, các cụm xử lí không khí sẽ được sẽ được bố trí như sau:

Về ưu điểm, phương án này sẽ giải quyết được hạn chế khi tập trung các đầu mối

thông khí Tăng tuổi thọ các bộ lọc khi chỉ phải xử lí thông khí trong một vùng không gian nhỏ hơn, loại bỏ các bố trí đường ống khí rườm rà giữa module xử lý không khí

và các cụm phòng chức năng Bên cạnh đó khi một cụm xảy ra vấn đề kỹ thuật thì các cụm phòng còn lại vẫn đảm bảo được chức năng của mình

Về nhược điểm, chính là sự phân tán của các cụm xử lý không khí với nhau Quá

trình khi tiến hành bảo dưỡng và sửa chữa định kì buộc nhân viên bảo dưỡng phải sửa chữa nhiều cụm thông khí thay vì chỉ giải quyết cho 1 cụm xử lý trung tâm Bên cạnh đó, việc sử dụng nhiều cụm thông khí đặt ra bài toán về lắp đặp các thiết bị này bên trong các cụm phòng khi đa số các cụm phòng chức năng như phòng đệm hay phòng vệ sinh có diện tích rất hạn chế khi bố trí gói gọn bên trong 1 container 20ft

Phòng bệnh

Cụm hút khí phòng bệnh

Cụm cấp khí phòng bệnh

vệ sinh

Cụm cấp khí phòng

vệ sinh

Hình 1.10 Sử dụng riêng các khối xử lý không khí cho từng phòng

Xây dựng bộ tiêu chí an toàn cho khí đầu vào

Sở Y tế TP Hồ Chí Minh, trong Quyết Định số 1793/SYT-HĐKHCN về việc ban hành “Tiêu chí phòng cách ly áp lực âm trong cách ly người mắc bệnh lây truyền qua đường không khí” ban hành ngày 31/3/2020, cũng đã nêu rõ tiêu chí vi sinh trong đánh giá chất lượng không khí sạch cấp vào phòng bệnh như sau:

Bảng 1.2 Tiêu chí vi sinh khí cấp vào phòng bệnh

Phòng HSCC hoặc thủ thuật/phẫu thuật ≤ 50 CFU (lấy trên đĩa thạch)

≤ 100 CFU (lấy qua không khí) (theo WHO, grade C)

≤ 200 CFU (lấy qua không khí) (theo WHO, grade D)

Từ các tiêu chí vi sinh của bộ Y Tế và các tìm hiểu tổng quan, ta xây dựng bộ tiêu chí an toàn cho không khí cấp đầu vào như sau:

Bảng 1.3 Tiêu chí an toàn không khí cấp đầu vào

STT Tiêu chí an toàn không khí cấp đầu vào

1.3 Tìm hiểu các hệ thống xử lý vi sinh không khí, xây dựng bộ tiêu chí cho hệ thống khí đầu ra về an toàn vi sinh

Về khử khuẩn và bộ lọc bụi không khí

Vấn đề tiêu diệt vi sinh trong không khí, khảo sát 2 phương án thông dụng hiện nay là sử dụng tác nhân khử khuẩn vật lý và tác nhân khử khuẩn hóa học

Tác nhân khử khuẩn vật lí có thể sử dụng diệt khuẩn thường thấy là hệ thống đèn

cực tím UV Các hệ thống UV có thể chia ra làm ba loại, ngoài UVA bước sóng từ

315 – 400 mm sử dụng để thu hút, bẫy côn trùng và UVB bước sóng từ 280 – 315

mm chuyên dụng trong y tế điều trị các bệnh da liễu, tia UVC có bước sóng 100 –

280 mm mang năng lượng cao phá vỡ cấu trúc DNA và RNA của vi khuẩn, vi rút, nấm mốc nghĩa là vô hiệu hóa chúng Chưa có loại vi sinh vật nào kháng được UVC theo những nghiên cứu và thử nghiệm tới ngày nay Năng lượng cần thiết để đèn UVC có thể tiêu diệt một số các loại virus gây bệnh được thể hiện trong Bảng 1.4

Bước sóng (mm)700

400315

280100

Hình 1.11 Các dải năng lượng UVC [33]

Mặc dù mang hiệu quả cao và sạch (không để lại đọng nước hóa chất), song hệ thống đèn UVC lại không tối ưu nếu xét về mặt vi bụi, vi sinh bám đậu lẩn khuất sau các hạt bụi mịn khiến để rò lọt vi sinh qua hệ thống diệt khuẩn Có hai điều cần quan tâm sau thiết kế là kiểm tra độ hiệu quả của diệt khuẩn bằng UVC sau khi thiết kế công suất đèn sử dụng Quá thấp, năng lượng tạo ra từ đèn UVC không có khả năng tiêu diệt vi sinh nhưng ngược lại công suất quá cao đèn ozone hóa không khí, khiến không khí có mùi tanh ảnh hưởng đến sức khỏe của người hít và gây ung thư da nếu phải tiếp xúc trong thời gian dài Tuy nhiên, khắc phục các nhược điểm này rất đơn giản khi phối hợp cùng các bộ lọc bụi, phương án sử dụng tác nhân hóa học và kiểm soát bật tắt đèn không cho phép đèn phơi nhiễm lên người thông qua các hệ thống cảm biến Bên cạnh đó, hiệu suất của đèn UVC do đèn bị yếu dần theo thời gian nên