Mittels Strömungssimulation Patienten schützen

Merkle & Partner: Optimiertes Lüftungskonzept für Operationsräume

CFD-Simulation eines Operationsraumes (Bildquelle: Merkle & Partner GbR)

Messungen von kleinsten Luftströmungen sind oft sehr kompliziert und mit einem hohe Messaufwand verbunden. Vor allem, wenn Maßnahmen zur Luftreinhaltung, Schadstoffausbreitung oder der Ausbreitung von Aerosolen und Viren abgeleitet werden sollen. Mittels CFD-Simulation (Computational Fluid Dynamics) lassen sich entsprechende Daten mit geringem Aufwand bestimmen, um in Folge Optimierungsmöglichkeiten abzuleiten. Wie Merkle & Partner im Rahmen einer Simulation für einen OP zeigt.

Das grundlegende Ziel von Reinraumkonzepten ist es, eine saubere Umgebung zu schaffen und den Übertrag von Kontamination auf das zu schützende Objekt maximal zu reduzieren. Im OP muss der Patient vor Viren, Bakterien und Schmutzpartikeln geschützt werden.

Mittels turbulenzarmer Verdrängungsströmung (TAV) wird die Luft so geführt, dass sie einen Vorhang um den Patienten bildet und am Sockel in Bodennähe gleichmäßig abgesaugt wird. Die TAV-Strömungen werden idealtypisch entwickelt. Das heißt, ohne eingeschwenkte Untersuchungsleuchten oder dem Personal, das nicht nur im laminaren Luftstrom steht, sondern selbst auch Quellen von Wärme, Aerosolen und Partikeln sind.

In einer Kooperation mit Merkle & Partner sowie der OHB System AG und der HAT Group wurden CFD-Simulationen auf relevante Räume in der Medizintechnik aber auch in der Luft- und Raumfahrt angewendet. Erste Ergebnisse zeigen die Leistungsfähigkeit der CFD-Simulation hinsichtlich eines besseren Verständnisses, der Risikoreduktion sowie der Optimierung von Betriebskonzepten.

„Einfache Simulationen haben bereits Einzug in die Reinraumtechnik gefunden, um den Messaufwand zu reduzieren oder Strömungen nachzuvollziehen. Der Mehrwert aus dem CFD-Simulationsansatz seitens Merkle & Partner findet sich in der Visualisierung von Geräten, Personen und Bewegungsabläufen“, so Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner GbR. Damit wird die idealtypische TAV-Strömung auch in erweiterten Modellen berücksichtigt, woraus sich neue Bewertungsansätze und Optimierungsmöglichkeiten ableiten lassen.

Das Ingenieurbüro Merkle & Partner GbR in Heidenheim wurde 1989 von Luft- und Raumfahrtingenieur Stefan Merkle gegründet und zählt zu den ersten und führenden Dienstleistern für ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen und Simulationen in Deutschland. Am Hauptsitz Heidenheim und den Niederlassungen Wolfsburg, Homburg/Saar und Erfurt bearbeiten die 50 Mitarbeiter jedes Jahr rund 500 Kundenprojekte aus den Kerngebieten Strukturanalyse, Strömungssimulation und virtueller Produktentwicklung. Zum Kundenkreis zählen namhafte Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilindustrie, der Konsumgüterindustrie und dem Schiffbau.

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