Simulation einer Verdrängungsströmung im Operationsraum

Einleitung: OPs werden mit raumlufttechnischen Anlagen ausgestattet, um Keime vom O P-Feld fernzuhalten und so das Infektionsrisiko zu senken. Die hygienische Notwendigkeit von raumlufttechnischen Anlagen bei bestimmten Eingriffen wird spätestens seit der LidwellStudie [1] nicht mehr bezweifelt. Die heutigen Eingriffsdauern und tiefen sowie die Anwendung von Immunsuppressiva, um Abstoßungsreaktionen nach Transplantationen zu mindern, werden durch diese Technik mit akzeptablem Risiko möglich. Die technischen Belange derartiger Anlagen sind in der DIN 1946, Teil 4, geregelt. RLT-Anlagen mit Zuluftsystemen für höchste hygienische Ansprüche arbeiten nach dem Verdrängungsprinzip. Die Zuluft, durch ein engmaschiges Filter beruhigt, wird direkt über dem OP-Team eingeblasen und spült dadurch emittierte Keime aus dem OP-Feld. Aufgrund der turbulenzarmen Strömung unterhalb der Decke werden derartige Anlagen als Laminar-Flow Decken bezeichnet. Durch eine gegenüber der Raumluft geringere Temperatur der Zuluft erfolgt eine Stabilisierung des Zuluftstrahles. Entsprechend sensibel reagiert die Verdrängungsströmung daher auf Wärmelasten und Strömungshindernisse, wie sie Operateure, OP-Leuchten und medizinisch-technische Geräte darstellen. Weiterhin ist der Betrieb solcher Anlagen aufwendig (Filtration, Befeuchtung, Erwärmung, Schutzdruck) und folglich kostenträchtig. In der Praxis zeigt sich eine Tendenz zu Zuluftsystemen mit geringer Deckenabmessung, die mit der in der DIN 1946 vorgegebenen Mindestzuluftmenge betrieben werden. Die Funktionstüchtigkeit derartiger Decken wird anhand der DIN 4799 überprüft. Vergleicht man die dort festgelegte Prüfanordnung mit den Bedingungen, wie sie in einer realen Operation vorliegen, so müssen Zweifel aufkommen, ob sich die geforderten Strömungsverhältnisse unter realen Bedingungen überhaupt einstellen können. Ziel dieser Arbeit ist daher die Untersuchung, inwieweit numerische Verfahren geeignet sind, den Einfluß von Wärmelasten und Strömungshindernissen auf die Verdrängungsströmung zu simulieren. KrU tische Konstellationen von Strömungshindernissen und Wärmelasten könnten dadurch in Abhängigkeit vom Zuluftsystem bzw. vom Betriebsmodus des Zuluftsystems ohne aufwendige Experimente detektiert werden.