Talotekniikka tukee tehokasta sairaalahoitoa
Talotekniikka-lehti vieraili Kainuun uuden sairaalan työmaalla. Lue juttu tai kuuntele se podcastina ja katso videoita ja kuvia työmaalta.
Kainuun uudessa sairaalassa kaikki mahdolliset laitteet ja järjestelmät on integroitu väyläpohjaiseen automaatioratkaisuun. Tekniikkaa on sairaalassa hyödynnetty muun muassa hyviin sisäolosuhteisiin sekä potilaiden ja henkilökunnan askeleita säästävään logistiikkaan.
Teksti, kuvat, videot ja podcast: Piritta Porthan
Kainuun uudessa seitsemänkerroksisessa sairaalassa tekniikalle varattiin neljäs kerros. Siitä tekniikan viennit on helposti toteutettu sekä ylempiin että alempiin kerroksiin. Tekniikkakerroksesta löytyvät esimerkiksi ilmanvaihtolaitteet, putkipostiterminaali, dialyysijärjestelmä sekä sähköjärjestelmiin liittyvät keskukset ja tilat.
Tekniikkakerroksen rengasverkosta lämmitys ja jäähdytys jaetaan kuiluja pitkin kaikkialle sairaalaan.
”Neljännestä kerroksesta tekniikka pääsee kolmanteen ja toiseen kerrokseen menemällä holvista läpi ja tekemällä sieltä vaakajakelua. Koneet saadaan suoraan alueiden päälle, ja kanava-, sähköjohto- ja putkivedot ovat vaaka- ja pystyjakelussa”, hankkeen talotekniikan suunnittelun johtamisesta vastannut Caverionin johtava asiantuntija Mikko Myyryläinen kertoo.
Väyläpohjainen automaatioratkaisu
Kainuun uudessa sairaalassa on useampia rakennusosia. Varsinaisen sairaalarakennuksen vieressä sijaitsee logistiikkakeskus, johon on myös keskitetty teknisiä järjestelmiä. Logistiikkakeskuksesta löytyvät muun muassa jäähdytyskoneet, paineilmakompressorit sekä jäte- ja pyykkijärjestelmät, jotka sairaalan runkoon asennettuna saattaisivat aiheuttaa värinää ja häiriötä sairaalan laitteille ja potilaille.
Sisällä sairaalassa on katkeamaton sähkönjakelujärjestelmä, niin sanottu RUPS-järjestelmä, jossa massiivista vauhtipyörää pyöritetään sähköllä.
”Sähkökatkon sattuessa vauhtipyörää ”jarrutetaan” niin, että varavoimakoneet ehtivät käynnistyä ilman sähköverkon pientäkään katkoa. Tämä mahdollistaa sen, että sairaalan sisällä ei ole käytännössä UPS-verkkoa ollenkaan. Kaikki kriittiset ja osa ei-kriittisiäkin toimintoja on lyöty katkeamattoman sähkön taakse”, Myyryläinen kertoo.
Koko sairaalan kattaa väyläpohjainen automaatioratkaisu: kaikki mahdolliset laitteet ja järjestelmät on integroitu ja kytketty rakennusautomaatioon. Väylä muodostaa verkon eikä jokaiseen laitteeseen siksi tarvita erillistä heikkovirtakaapelia.
Esimerkiksi tilojen lämpötilamittaukset on kytketty suoraan kiinni ilmamääräsäätimiin. Sairaalan säteilijät toteutettiin kuusitieventtiileillä, jotka nekin on toisiinsa ketjutettuina kiinnitetty väylään.
Modbus-laitteet toimivat vaikka väylä katkeaisi. Viimeinen ohjaus jää päälle, eli sairaalan toimintaa voidaan jatkaa ilman keskeytyksiä. Ja jos esimerkiksi Modbus-kortti rikkoutuu ja väylä katkeaa, sairaalasta löytyy varaosakaappi. Näin korjaukset voidaan tehdä heti.
Sairaalan kolmannessa kerroksessa sijaitsevat leikkaussalit, jotka vaativat isoja ilmamääriä, paljon sähköä sekä kaasuputkia. Myös leikkaussalin potilaiden Opera-ohjausjärjestelmä on integroitu rakennusautomaatioon.
Operan avulla leikkaussali valmistellaan taloteknisesti leikkaukseen sopivaksi jo ennen kuin potilas tuodaan sisään, ja leikkauksen aikana sillä voidaan säätää esimerkiksi valoja ja lämpötilaa ja kosteutta. Leikkaussalin ilmanvaihtojärjestelmäksi valittiin sekoittava ilmanvaihto.
”Monissa sairaaloissa esimerkiksi ilmanvaihdon, anestesiakaasun ja lämpötilan säätäminen on osastohoitajien muistin varassa. Täällä olemme pyrkineet tekniikalla siihen, että hoitohenkilökunta voi keskittyä vain potilaaseen ja hänen parantamiseensa.”
Integrointia ja esivalmisteita
Sairaalan huoneiden ovenpielistä löytyy huonesäätimenä rakennusautomaatioon kytketty ohjauspaneeli. Paneeleihin on integroitu lähes kaikki sairaalahuoneiden tekniset toiminnot, kuten valot, värilämpötilan säätö, lämpötila, ilmanvaihdon tehostus sekä hoitajakutsu. Paneeleihin kulkee vain yksi heikkovirtakaapeli.
Hoitajakutsujärjestelmän kautta ohjauspaneeli on integroitu sairaalan turvajärjestelmään. Sen ympäristöön on integroitu kattava kamerajärjestelmä, rikos- ja paloilmoitinjärjestelmät sekä murtosuojaus. Henkilöt ja laitteet voidaan tarvittaessa paikantaa metrin tarkkuudella seurantalaitteiden avulla, myös osa potilaista saa paikanninrannekkeen.
Potilaspäätyjä sairaalasta löytyy yli 200. Niihin on rakennettu pistorasioita, valojen ohjaus, hoitajakutsujärjestelmä, kännykän latauspiste, telineitä sairaalalaitteille, atk- ja maadoituspiste, tyynyradio sekä sairaalakaasut. Potilaspäädyt tuotiin työmaalle esivalmistettuina kokonaisuuksina.
Esivalmisteena sairaalaan tehtiin myös ilmanvaihtokoneita, joiden automaatio, sähkö ja kaapelointi testauksineen hoidettiin tehtaalla. Yhteensä sairaalasta löytyy 70 ilmanvaihtokonetta. Sairaala on jaettu viiteen lohkoon ja niiden sisällä ilmanvaihtokoneen vaikutusalueen kokoisiin alueisiin.
Ilmanvaihdon tarpeenmukaisuutta mitataan sairaalassa tehostavan ajatuksen periaatteella. Vastaanotto- tai potilashuoneiden ilmanvaihtoa taas voidaan tehostaa tilapäisesti, kun tilaan tulee enemmän ihmisiä.
”Sairaalassa tehostustarpeet ovat usein hetkellisiä. Sairaalan perusilmanvaihto on jo niin hyvä, että jos esimerkiksi potilas ja lääkäri ovat keskenään tilassa, lämpötila- ja hiilidioksiditasot eivät nouse tehostustarpeen tasolle. Mutta kun tilaan tulee 5–6 henkilöä, tilannetta voidaan ennakoida tilan ohjauspaneelin avulla”, Myyryläinen sanoo.
Logistiikka säästää askeleita
Sairaalan logistiikan sujuvuudeksi suunniteltiin neljä erilaista kuljetusjärjestelmää:
- Sairaalan jäte- ja pyykkilogistiikka on ratkaistu imujärjestelmän avulla. Jätteet ja pyykki kulkevat putkistoja pitkin.
- Näytteitä vievässä laboratorion Tempus-järjestelmässä esimerkiksi verinäytteet kulkevat putkiloissa paineilman avulla laboratorion analytiikkatilaan. Sen jälkeen näytteeseen ei kosketa käsin, ja tulos luetaan tietokoneelta.
- Isommat näytepalat ja asiakirjat kulkevat koko sairaalan kattavassa putkipostijärjestelmässä.
- Sairaalan varastoautomatiikka säästi rakennuksesta noin 2000 neliötä varasto- ja rakennettavaa tilaa. Varastoautomaattien koko vaihtelee: välinehuollon puhdistamia tavaroita voi kuljettaa steriiliautomaatissa, isompiin varastoautomaatteihin taas voi ajaa jopa puhtaan sängyn.
”Meillä on neljä pystysuunnassa ikään kuin hissikuilussa kulkevaa varastoautomaattia, jotka täytetään ykkös- eli logistiikkakerroksesta. Tavarat tilataan tietokoneella, ja ne voi hakea minkä tahansa kerroksen käyttöaukosta”, kertoo Kainuun uuden sairaalan projektipäällikkö Terho Pekkala.
Muuntojoustavuutta tiloihin
Logistiikkaa ajateltiin sairaalan suunnittelussa myös huonesijoittelun kannalta.
”Päivystys sijoittuu rakennuksen toiseen kerrokseen, ja sen vieressä on kuvantava diagnostiikka. Laboratorionäytteenotto on kätevästi kiireettömien- ja päivystysasiakkaiden välissä. Päivystyksen yläpuolella kolmoskerroksessa leikkaussali, heräämö, teho-osasto ja tehovalvonta ovat vierekkäin”, Pekkala luettelee.
Sairaalan tilat ovat muuntojoustavia. Yhden hengen potilashuoneet voidaan muuntaa kahden hengen huoneiksi. Vastaanotto-, kokous-, opetus- ja neuvottelutiloja voidaan vaihtaa keskenään. Rungot, automaatio ja sähkönjakelu on mitoitettu tulevia muutoksia silmällä pitäen.
”Esimerkiksi joka kolmas ontelolaatta voidaan purkaa pois. Vesipiste voidaan laittaa melkein minne vain, koska joka toisessa pilarinvälissä kulkee pystyviemäri. Myös tietoliikenneverkossa rj45-pisteitä on sijoitettu tasaisesti”, Myyryläinen kertoo.
Tieto liikkuu sairaalassa kuituverkon avulla kuutta eri reittiä, joten esimerkiksi yhden kytkinaseman palaminen ei vaikuta sairaalan toimintaan.
Sairaalan lämmitysjärjestelmä pohjaa säteilijöihin jäähdytyksen, lämmityksen ja myös siivouksen takia. Kun pattereita putkineen ei tarvita, puhdistettavat pinnat ovat yksinkertaisempia. Hygieniaa parantavat myös yleisten tilojen elektroniset hanat.
Energiatehokkuus avaintulostavoitteena
Myyryläisen mukaan energiatehokkuutta on sairaalan kovassa energiankulutusympäristössä vaikea painaa A-luokkaan. Energiatehokkuus on kuitenkin ollut yksi hankkeen avaintulostavoitteista.
”Vertaamme jokaisessa hankinta- ja suunnitteluvaiheessa, toteutuuko asetettu energiatehokkuusajattelu. Hankinnoissa käydään myös aina keskustelu investoinnin elinkaarikustannuksista”, Myyryläinen sanoo.
Energiatehokkuutta on lisätty tarpeenmukaisen ilmanvaihdon lisäksi led-valaistuksella, viemärivesien lämmön talteenotolla sekä ilmanvaihdon tarpeenmukaisuudella. Mahdollisiin tulevaisuuden kuumiin hellekesiin on varauduttu ylimitoittamalla ilmanvaihtojärjestelmä. Sairaalan ilmanvaihdon kuormittavuus on laskennallisesti 60–70 prosenttia maksimista.
”4–5 asteen lämpeneminen pystytään ottamaan kiinni niin, etteivät olosuhteet heikkene. Kun ilmanvaihtojärjestelmän kaikkia koneita ajetaan tehostustilanteessa, ilmaa pyörähtää 150 kuutiota sekunnissa. Siitä maksimissaan 80 prosenttia tarvitaan hengittämiseen ja auringonpuoleisen seinän viilentämiseen, vaikka lämpötila nousisi ulkona 30 asteeseen.”
Korkea hyötysuhde hiilidioksidilämmön talteenotossa
Sairaalan sisäisten lämmönlähteiden lämmön talteenotto hoidetaan hiilidioksidilämmöntalteenottojärjestelmällä. Sillä tuotetaan kylmä teknisiin tiloihin ja lauhteella lämmitetään muu aika vuodesta. Myös käyttöveden lämpö tuotetaan ensisijaisesti samalla järjestelmällä. Hiilidioksidilämmöntalteenoton takaisinmaksuajaksi laskettiin 2,7 vuotta.
Viemäriveden lämmön talteenoton sekä ympäri vuorokauden käyvien koneiden poistoilmasta tuotetun kylmän ansiosta sairaalan jäähdytysjärjestelmiin ei tarvita talvikäyttötoimintoja. Vedenjäähdytyskoneilla ja hiilidioksidilämpöpumpulla tuotettu kylmä kulkee varaajana toimivan sprinkleraltaan kautta kylmävesiverkostoon. Sairaala on kokonaisuutena alapohjaa myöten sprinklattu.
”Kun teemme kylmää, se tuottaa lämpöä, joka syötetään lämpöverkkoihin. Siitä tuotamme lämpöä käyttöveteen ja säteilyverkostoon sekä ilmanvaihdon lämmitykseen. Kun lauhdutamme poistoilmaa ja teemme kesällä kylmää, se jäähdyttää sprinklerallasta sitä mukaa, kun jäähdytystä tarvitaan. Mikäli hiilidioksidilämpöpumpun jäähdytystuotto ei riitä jäähdyttämään sairaalaa, vedenjäähdytyskoneet käynnistyvät”, Myyryläinen kertoo.
Maan sisälle jäähdytyssäiliöksi rakennetun 300 kuution betonialtaan kylmälaitteilla jäähdytetty vesimäärä riittää kesäaikana sairaalan jäähdytystarpeisiin kymmeneksi tunniksi.
”Voimme ladata säiliön yön aikana ja käyttää sitä päivällä puskurisäiliönä. Sen avulla meiltä jäi järjestelmästä 800 kilowatin kokoinen jäähdytyskompressori kokonaan pois.”
——————————————————————————————————————–
Kainuun uusi sairaala:
- Kainuun uusi sairaala toteutetaan allianssimallilla, jonka kumppaneita ovat Kainuun sosiaali- ja terveydenhuollon kuntayhtymä, Skanska, Sweco ja Caverion.
- Projektin kehitysvaihe käynnistyi vuonna 2015 ja toteutusvaihe 2017. Uusi sairaala on kokonaisuudessaan valmis vuonna 2021.
- Sairaalahankkeen laajuus on 46 000 brm2 ja kokonaiskustannusarvio 159 miljoonaa euroa.
- Sairaalan toteutuksessa noudatetaan Smart Hospital -tavoitteita, joilla pyritään toiminnan tehostamiseen ja sujuvuuteen potilaiden hoidossa sekä kiinteistön käytössä ja ylläpidossa.
- Tietomallipohjainen suunnittelu on ollut alusta alkaen hankkeen lähtökohtana ja tilaajan vaatimuksena.
