Oulun ammattikorkeakoulu
ePooki 100/2020

Sairaalakaasujärjestelmän toimintavarmuus

Metatiedot

Nimeke: Sairaalakaasujärjestelmän toimintavarmuus

Tekijä: Heikkinen Mauri; Niskala Mikko

Aihe, asiasanat: kaasulaitteet, kaasut, kompressorit, käyttövarmuus, rakennustekniikka, sairaalat, sairaalatekniikka

Tiivistelmä: Sairaalakaasujärjestelmän rakentaminen poikkeaa täysin tavanomaisesta rakentamisesta, ja järjestelmien toimivuus varmistetaan kolmella erillisellä syöttöjärjestelmällä. Jos kaksi erillistä syöttöjärjestelmää pettää, voidaan siirrettävät kaasupullot kytkeä suoraan painevahtiin tai pikasulkukoteloon. Asennuksessa huomioidaan siirrettävien kaasupullojen tilantarve.

Järjestelmien rakentamisessa kiinnitetään erityistä huomiota puhtauteen ja tiiveyteen. Kaikki jakelurungon liitokset kovajuotetaan tai hitsataan. Liitettäessä putken sisäpinta suojataan inertillä typpikaasulla. Myös paine- ja tiiviyskokeet tehdään typellä. Järjestelmän rakentamisen kaikki vaiheet dokumentoidaan. Urakoitsija tekee ja dokumentoi itselleluovutuksen ja testaukset.

Ennen käyttöönottoa sairaalakaasujen toimittaja testaa kaasunottopisteistä saatavan kaasun laadun ja määrän. Jos kaasunottopisteestä otetun kaasun laatu ja määrä täyttää sairaalakaasuille määritellyt vaatimukset, järjestelmä hyväksytään käyttöön.

Julkaisija: Oulun ammattikorkeakoulu, Oamk

Aikamääre: Julkaistu 2020-12-09

Pysyvä osoite: http://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2020120399343

Kieli: suomi

Suhde: http://urn.fi/URN:ISSN:1798-2022, ePooki - Oulun ammattikorkeakoulun tutkimus- ja kehitystyön julkaisut

Oikeudet: CC BY-NC-ND 4.0

Näin viittaat tähän julkaisuun

Heikkinen, M. & Niskala, M. 2020. Sairaalakaasujärjestelmän toimintavarmuus. ePooki. Oulun ammattikorkeakoulun tutkimus- ja kehitystyön julkaisut 100. Hakupäivä 26.2.2021. http://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2020120399343.

Sairaalarakentaminen on haasteellinen ja vaativa ympäristö talotekniikan järjestelmien toteutukselle. Sairaalakaasujärjestelmä on yksi monista sairaalakiinteistöön asennettavista erikoisjärjestelmistä. Sairaalakaasujen toimintavarmuus ja puhtaus on ehdottoman tärkeää monissa terveydenhuollollisissa toimenpiteissä, laboratoriotutkimuksissa sekä lääkkeiden valmistuksessa sairaala-apteekissa. Erityisesti happihoidossa, jota käytetään esimerkiksi koronapotilaan hoitomuotona, on lääkkeellisen hapen katkeamaton saanti ehdottoman tärkeää. Järjestelmä vaatii suunnittelulta sekä toteutukselta huolellisuutta, täsmällisyyttä ja saumatonta yhteistyötä rakennushankkeen kaikissa vaiheissa.

Sairaalakaasujen syöttöjärjestelmät

Yleisimmin käytettyjä sairaalakaasuja ovat lääkkeellinen ilma (HI), instrumentti-ilma (IPI), lääkkeellinen happi (O2), lääkkeellinen hiilidioksidi (CO2) ja lääkkeellinen dityppioksidi (N2O) eli ilokaasu. Sairaalakaasut johdetaan sairaalan jakeluverkostoon syöttöjärjestelmien kautta. Syöttöjärjestelmät muodostuvat niihin kaasua syöttävästä kojeesta, pullosta, pullopatterista, nestesäiliöasemasta tai näiden yhdistelmästä. Sairaalakaasujen syöttöjärjestelmien tulee muodostua vähintään kolmesta itsenäisestä syöttölähteestä pois lukien instrumentti-ilma, jonka syöttöön riittää kaksi lähdettä. Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf

Syöttöjärjestelmät jaotellaan kolmeen ryhmään: ensisijaisiin, toissijaisiin ja varasyöttölähteisiin. Ensisijainen syöttöjärjestelmä on kiinteistön ulkopuolella sijaitseva nestesäiliöasema ja toissijainen kaasukeskus. Varasyöttöjärjestelmänä toimivat liikuteltavat kaasupullot. (Kuvio 1). Ensi- ja toissijaiset syöttöjärjestelmät sijaitsevat kaasukeskustilassa, kompressorihuoneessa ja nestesäiliöasemat ulkona kiinteistön välittömässä läheisyydessä. Varasyöttölähteinä toimivat yleisesti jakeluverkostossa olevat painevahdit ja pikasulkukotelot, jotka on sijoitettu osastoille lähelle kaasunottopisteitä Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf. Sairaalakaasujärjestelmän kaikki sähköä käyttävät kojeet liitetään kiinteistön varavoimajärjestelmään. Lääkkeellisiä sairaalakaasuja syöttävien kojeiden ja laitteiden kaasunsyöttö toimii ilman sähköäkin. 
Kuviossa 1 on sairaalakaasujärjestelmän virtauskaavio.

KUVIO 1. Sairaalakaasujärjestelmän virtauskaavio

Sairaalakaasujen syöttöjärjestelmän sijoitukseen vaikuttavat useat käytännöllisyyteen ja turvallisuuteen liittyvät sekä asetuksissa määritellyt asiat. Esimerkiksi ilmakompressorijärjestelmää ja kaasupulloja tai pullopattereita ei voi sijoittaa samaan tilaan. Lisäksi painelaitteet on sijoitettava siten, että ne eivät aiheuttaisi vaaraa mahdollisessa vikatilanteessa ja ovat tarkastettavissa, huollettavissa ja vaihdettavissa mahdollisimman yksinkertaisesti Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf. Talotekniikan rakentamisen yleisissä laatuvaatimuksissa (RYL2002) on määritelty kaasu- ja painelaitteiden sijoittelusta tarkemmin.

Nestesäiliöasemia käytetään ensisijaisina syöttölähteinä, kun kaasun vuosikulutus on yli 10 000 normikuutiometriä/vuosi = Nm³/a Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf. Yksikkö normikuutiometri (Nm³/a) tarkoittaa kuutiota kaasua normaalipaineessa 0 °C:n lämpötilassa Pro Agria Pohjois-Karjala. 2014. Sanasto biokaasuista. Hakupäivä 9.3.2020. https://www.proagria.fi/sites/default/files/attachment/lbk_tietokortti_6.pdf. Sairaalakäytössä varastoitavat kaasut ovat lääkkeellinen happi, lääkkeellinen dityppioksidi ja lääkkeellinen hiilidioksidi. Nestesäiliöasema sijoitetaan palamattomalle alustalle, esimerkiksi betonilaatalle avoimeen paikkaan rakennuksen ulkopuolelle. Mikäli säiliö sijoitetaan vartioimattomaan paikkaan, suojataan se aidalla, jossa on lukollinen portti. Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf Nestesäiliöasemalta kiinteistöä syöttävä RFe- tai HFe-putkisto asennetaan yleisesti maan alle suojaputkeen ja varustetaan kaasukeskustilassa sulku- ja yksisuuntaventtiilillä. Yksisuuntaventtiilillä estetään mahdollinen vikatilanteen takaisinvirtaus ja kaasunsyöttöä voidaan jatkaa keskeytyksettä toissijaisen syöttöjärjestelmän kautta.

Kaasukeskustilan kojeet

Yleisesti kaasukeskustilassa sijaitsevat lääkkeellisen hapen, lääkkeellisen hiilidioksidin, lääkkeellisen ilokaasun ja lääkkeellisen hengitysilman kaasukeskukset. Kaksipuolisella syötöllä varustettu keskus toimii sairaalakaasujärjestelmän kaasukohtaisena ensi- ja toissijaisena syöttölähteenä Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf. Paineen laskiessa ensisijaisessa syöttölähteessä automatiikka osaa ottaa käyttöön toissijaisen syöttölähteen antaen samalla hälytyksen kiinteistöautomaatiojärjestelmään Oy Linde Gas Ab. 2016. Kaasunjakelujärjestelmät / Tuotetiedotekokoelma. Hakupäivä 3.3.2020. https://www.linde-healthcare.fi/fi/images/Kaasunjakeluj%C3%A4rjestelm%C3%A4t%20-%20tulostettava%20versio%20-ver3_tcm633-245257.pdf. Kaasukeskukset sijoitetaan kaasukeskustilaan seinälle noin 1500 mm:n korkeuteen lattiasta, jolloin järjestelmää syöttävät kaasupullot ja pullopatterit voidaan sijoittaa kojeen molemmille puolille lattialle.

Vakauttamissäätimet ovat yleisesti kaasukeskuksessa lääkkeellisen hapen ja kompressorihuoneessa lääkkeellisen hengitysilman sekä instrumentti-ilman syöttöön käytettäviä kojeita. Vakauttamissäätimet asennetaan seinälle kaasukeskuksien tavoin 1500 mm korkeuteen. Näiden tehtävänä on säätää ja vakauttaa haluttu paine jakeluverkostoon kaasunsyöttöjärjestelmän viimeisenä osana ennen jakeluverkostoa. Vakauttamissäätimissä on kahdet toisistaan riippumattomat säätimet, varoventtiilit, painekytkin sekä sulkuventtiilit sisään- ja ulostuloissa. Vikatilanteessa voidaan viallinen säädin poistaa käytöstä ja syöttää järjestelmää toimivan säätimen kautta. Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf

Kompressorihuoneen syöttöjärjestelmät

Ilmakompressorijärjestelmää käytetään lääkkeellisen hengitysilman ja instrumentti-ilman tuotantoon. Järjestelmä muodostuu kompressoriyksiköistä, puhdistus- ja kuivausyksiköistä, paineentasaus- ja varasäiliöistä sekä näiden ohjauslaiteista. Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf Järjestelmä koostuu yleisesti kolmen kompressoriyksikön ja kolmen puhdistus- ja kuivausyksikön yhdistelmästä, jotka muodostavat samalla ensisijaisen ja toissijaisen syöttölähteen. Kaksi kompressoria on aina "reservissä", mikäli ilman kulutus sairaalassa kasvaa yli yhden kompressoriyksikön tuoton, sekä varmistamassa mahdollisessa vika- tai huoltotilanteessa järjestelmän toimivuuden. Varasyöttölähteenä on yleisesti pulloja tai pullopattereita, joita voidaan sijoittaa lisäksi osastoilla sijaitseviin painevahteihin. (Kuvio 2.)

KUVIOssa 2 on kompressorihuoneen järjestelmäkaavio.

KUVIO 2. Kompressorihuoneen järjestelmäkaavio

Kompressorihuoneen laitteet ja kojeet

Sairaalaympäristössä ilman tuottamiseen käytetään öljytöntä paineilmaa tuottavia kompressoriyksiköitä. Kompressorit ohjataan automatiikalla, johon on aseteltu tavoitellun verkostopaineen raja-arvot. Tällä pyritään pitämään verkostossa aina riittävä painetaso. Automatiikan ohjaamana kompressorien käyntiä vuorotellaan esimerkiksi käyntiaikojen perusteella.

Puhdistusyksikön tehtävänä on puhdistaa ja kuivattaa kompressorin tuottama ilma lääkkeellisen ilman ja instrumentti-ilman laatuvaatimukset täyttäviksi. Puhdistusyksikössä on yleisesti seuraavat osat: vedenerotin, hienosuodatin, aktiivihiilisuodatin, adsorptiokuivain, aktiivihiili-/katalyyttipuhdistin ja pölysuodatin. Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf

Paineentasaussäiliön tarkoituksena on tasata kompressorin käyntiä. Säiliössä pitää olla seuraavat varusteet: varo- ja tyhjennysventtiili, näyttävä painemittari, automaattinen lauhteenpoistin, tarkastusluukut sekä tulo- ja lähtöyhteisiin yhdistäjillä liitetyt huoltosulut. Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf

Varasyöttölähteet

Sairaalakaasujärjestelmän varasyöttölähteinä käytetään painevahteja ja pikasulkukoteloita, joissa on liitäntämahdollisuus varasyöttöpulloille. Sairaalan huoltohenkilökunta voi liittää näihin kojeisiin irtopulloja syöttämään kaasua sitä tarvitsevalle osastolle. Painevahti ja pikasulkukotelo sijoitetaan sairaalakaasuverkossa kaasunottopisteiden välittömään läheisyyteen. (Kuvio 3.)

Kuviossa 3 on sairaalakaasujen varasyöttökojeet kaasujen virtauskaaviossa (oppari).

KUVIO 3. Sairaalakaasujen varasyöttökojeet kaasujen virtauskaaviossa Heikkinen, M. 2020. Sairaalakaasujärjestelmien asennustekniikka. Oulun ammattikorkeakoulu. Opinnäytetyö. Hakupäivä 24.11.2020. http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202005016746

Painevahtien tarkoituksena on toimia verkostossa osastoivina painetta valvovina varasyöttölähteinä. Sairaalan kaikki lääkkeellistä dityppioksidia käyttävät osastot, esimerkiksi leikkaussalit, varustetaan painevahdilla. Painevahdit sijoitetaan yleisesti erilliseen tilaan sen palvelualueen läheisyyteen. Tilassa painevahti asennetaan seinään 1500 mm lattian yläpuolelle, jolloin varasyöttöpulloille jää riittävä tila painevahdin alapuolelle. Painevahti pitää sisällään seuraavat komponentit: sulkuventtiilit, näyttävät painemittaukset, liitännät varapulloille, kiinteistöautomaation painemittauksen ja hälytyksen vaatiman automatiikan sekä ohjaussäätimen. Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf

Pikasulkukotelot toimivat osastojen sekä erillisten tilojen esimerkiksi leikkaussalin sairaalakaasujen sulku- ja varasyöttökojeena. Kiinteistöautomaation paineen mittaus ja hälytyksien automatiikka on mahdollista sijoittaa pikasulkukoteloon. Pikasulkukotelo pitää sisällään seuraavat komponentit: sulkuventtiilit, varasyötön pikaliittimet, paineen näyttävät mittaukset, kiinteistöautomaation painemittauksen ja hälytyksen vaatiman automatiikan. Suomen Sairaalatekniikan yhdistys ry. 2014. Sairaalakaasujärjestelmien suunnittelu-, asennus- ja huolto-ohje. Hakupäivä 1.3.2020. http://ssty.fi/lvi-jaos/files/2014/04/Sairaalakaasu_WEB.pdf

Kokeet ja testaukset

Asennustöiden yhteydessä järjestelmälle tehdään verkoston painekokeet useassa eri vaiheessa. Painekokeista laaditaan koepainepöytäkirjat koko järjestelmästä. Työnjohto tarkastaa koko sairaalakaasujärjestelmän itselleluovutuksen yhteydessä. Mahdolliset viat ja puutteet kirjataan, korjataan sekä uudelleentarkastetaan. 

Ennen käyttöönottoa kaasuntoimittaja tarkastaa järjestelmän jokaisen kaasunottopisteen kattavalla tarkastuksella. Tarkastuksessa käytetään järjestelmässä virtaavia kaasuja syöttöjärjestelmän kautta syötettyinä. Verkostosta otetaan useasta kohdasta kaasuanalyysit tarkempia kaasuntoimittajan omassa laboratoriossa tehtäviä tutkimuksia varten. Tutkimuksista kirjatut kaasuanalyysit toimitetaan sähköisesti ja tallennetaan virallisiin loppudokumentteihin.

Sairaalakaasujärjestelmän toimintavarmuus muodostuu useasta tekijästä. Syöttöjärjestelmässä on vähintään kolme itsenäisesti toimivaa syöttölähdettä kiinteästi liitettynä jokaiselle kaasulle. Varasyöttölähteiden liitäntämahdollisuuksia on sijoitettu osastoivasti palvelemaan jokaista sairaalakaasuja käyttävää osastoa ja tilaa. Oikein suunniteltuna sekä toteutettuna sairaalakaasujärjestelmä kykenee palvelemaan sairaalan toimintaa kaikissa mahdollisissa tilanteissa. 

Artikkeli perustuu opinnäytetyöhön:

Heikkinen, M. 2020. Sairaalakaasujärjestelmien asennustekniikka. Oulun ammattikorkeakoulu. Opinnäytetyö. Oulu. http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202005016746

Lähteet

    Kommentit

    blog comments powered by Disqus