Elbesparing med pelletkaminer och solvärme i direktelvärmda småhus

The aim of this study was to investigate how electricallyheated houses can be converted to using wood pellet and solarheating. There are a large number of wood pellet stoves on themarket. Many stoves have a water jacket, which gives anopportunity to distribute the heat to domestic hot water and aradiator heating system. Three typical Swedish houses with electric resistanceheating have been studied. Fourteen different system conceptsusing wood pellet stoves and solar heating systems have beenevaluated. The systems and the houses have been simulated indetail using TRNSYS. The houses have been divided in up to 10different zones and heat transfer by air circulation throughdoorways and open doors have been simulated. The pellet stoveswere simulated using a recently developed TRNSYS component,which models the start- and stop phases, emissions and thedynamic behaviour of the stoves. The model also calculates theCO-emissions. Simulations were made with one stove without awater jacket and two stoves with different fractions of thegenerated heat distributed in the water circuit. Simulations show that the electricity savings using a pelletstove are greatly affected by the house plan, the systemchoice, if the internal doors are open or closed and thedesired level of comfort. Installing a stove with awater-jacket connected to a radiator system and a hot waterstorage has the advantage that heat can be transferred todomestic hot water and be distributed to other rooms. Suchsystems lead to greater electricity savings, especially inhouses having a traditional layout. It was found that not allrooms needed radiators and that it was more effective in mostcases t use a stove with a higher fraction of the heatdistributed by the water circuit. The economic investigation shows that installing a woodpellet stove without a water jacket gives the lowest totalenergy- and capital costs in the house with an open plan (fortoday's energy prices and the simulated comfort criteria). Inthe houses with a traditional layout a pellet stove givesslightly higher costs than the reference house having onlyelectrical resistance heating due to the fact that less heatingcan be replaced. The concepts including stoves with a waterjacket all give higher costs than the reference system, but theconcept closest to be economical is a system with a bufferstore, a stove with a high fraction of the heat distributed bythe water circuit, a new water radiator heating system and asolar collector. Losses from stoves can be divided into: flue gas lossesincluding leakage air flow when the stove is not in operation;losses during start and stop phases; and losses due to a highair factor. An increased efficiency of the stoves is importantboth from a private economical point of view, but also from theperspective that there can be a lack of bio fuel in the nearfuture also in Sweden. From this point of view it is alsoimportant to utilize as much solar heat as possible. Theutilization of solar heat is low in the simulated systems,depending on the lack of space for a large buffer store. The simulations have shown that the annual efficiency ismuch lower that the nominal efficiency at full power. Thesimulations have also shown that changing the control principlefor the stove can improve efficiency and reduce theCO-emissions. Today's most common control principle for stovesis the on/off control, which results in many starts and stopsand thereby high CO-emissions. A more advanced control varyingthe heating rate from maximum to minimum to keep a constantroom temperature reduces the number of starts and stops andthereby the emissions. Also the efficiency can be higher withsuch a control, and the room temperature will be kept at a moreconstant temperature providing a higher comfort.

Combined solar and pellet heating systems for single-family houses : How to achieve decreased electricity usage, increased system efficiency and increased solar gains

In Sweden, there are about 0.5 million single-family houses that are heated by electricity alone, and rising electricity costs force the conversion to other heating sources such as heat pumps and wood pellet heating systems. Pellet heating systems for single-family houses are currently a strongly growing market. Future lack of wood fuels is possible even in Sweden, and combining wood pellet heating with solar heating will help to save the bio-fuel resources. The objectives of this thesis are to investigate how the electrically heated single-family houses can be converted to pellet and solar heating systems, and how the annual efficiency and solar gains can be increased in such systems. The possible reduction of CO-emissions by combining pellet heating with solar heating has also been investigated. Systems with pellet stoves (both with and without a water jacket), pellet boilers and solar heating have been simulated. Different system concepts have been compared in order to investigate the most promising solutions. Modifications in system design and control strategies have been carried out in order to increase the system efficiency and the solar gains. Possibilities for increasing the solar gains have been limited to investigation of DHW-units for hot water production and the use of hot water for heating of dishwashers and washing machines via a heat exchanger instead of electricity (heat-fed appliances). Computer models of pellet stoves, boilers, DHW-units and heat-fed appliances have been developed and the parameters for the models have been identified from measurements on real components. The conformity between the models and the measurements has been checked. The systems with wood pellet stoves have been simulated in three different multi-zone buildings, simulated in detail with heat distribution through door openings between the zones. For the other simulations, either a single-zone house model or a load file has been used. Simulations were carried out for Stockholm, Sweden, but for the simulations with heat-fed machines also for Miami, USA. The foremost result of this thesis is the increased understanding of the dynamic operation of combined pellet and solar heating systems for single-family houses. The results show that electricity savings and annual system efficiency is strongly affected by the system design and the control strategy. Large reductions in pellet consumption are possible by combining pellet boilers with solar heating (a reduction larger than the solar gains if the system is properly designed). In addition, large reductions in carbon monoxide emissions are possible. To achieve these reductions it is required that the hot water production and the connection of the radiator circuit is moved to a well insulated, solar heated buffer store so that the boiler can be turned off during the periods when the solar collectors cover the heating demand. The amount of electricity replaced using systems with pellet stoves is very dependant on the house plan, the system design, if internal doors are open or closed and the comfort requirements. Proper system design and control strategies are crucial to obtain high electricity savings and high comfort with pellet stove systems. The investigated technologies for increasing the solar gains (DHW-units and heat-fed appliances) significantly increase the solar gains, but for the heat-fed appliances the market introduction is difficult due to the limited financial savings and the need for a new heat distribution system. The applications closest to market introduction could be for communal laundries and for use in sunny climates where the dominating part of the heat can be covered by solar heating. The DHW-unit is economical but competes with the internal finned-tube heat exchanger which is the totally dominating technology for hot water preparation in solar combisystems for single-family houses.

Fjärrvärmedrivna vitvaror : Erfarenheter från utveckling, installationer och kostnadsberäkningar

Värmedrivna vitvaror eller HWC-maskiner som de kallas av tillverkaren värms med varmt vatten från en cirkulerande krets via en värmeväxlare inbyggd i maskinen, till skillnad från konventionella maskiner som värms med el. Denna teknik skall inte förväxlas med maskiner som är anslutna till varmvattenledningen och fylls på med varmt vatten och som därmed begränsas till disk- och tvätt. Syftet med fjärrvärmedrivna vitvaror är alltså att använda fjärrvärme, som har lägre kvalitet och pris än elenergi för uppvärmning och torkning och på så sätt spara el och utöka fjärrvärmeunderlaget. En jämförelse av koldioxidutsläpp och primärenergianvändning mellan konventionella vitvaror och fjärrvärmedrivna vitvaror visar att både koldioxidutsläpp och primärenergianvändning blir lägre för fjärrvärmedrivna vitvaror om biobränsle anses koldioxidneutralt och den el som ersätts är producerad i kolkraftverk eller gaskombikraftverk.   Denna rapport beskriver utveckling och kommersialisering av värmedrivna vitvaror (disk- och tvättmaskiner samt torktumlare och torkskåp) och hur de kan anslutas mot fjärrvärmesystem i olika systemlösningar. Dessutom har de energimässiga och ekonomiska förutsättningarna för tekniken undersökts. Erfarenheterna från fältprovning är dock mycket begränsade, eftersom de byggen där fälttesterna skulle ske försenades. Under 2013 färdigställs ett flerbostadshus med värmedrivna vitvaror i 160 lägenheter i Västerås.   De utvecklade maskinernas värmeanvändning som andel av total energianvändning vid 60 graders framledningstemperatur har uppmätts till ca 50 % för diskmaskinen, 67 % för tvättmaskinen, 80 % för torktumlaren och 93 % för torkskåpet. I det studerade flerbostadshuset av passivhusstandard uppgår lasten från värmedrivna vitvaror komfortgolvvärme och handdukstorkar till upp mot 30 % av husets totala värmeanvändning. För småhus är motsvarande siffra upp mot 20 %. Att använda fjärrvärme istället för elvärme till dessa installationer som normalt är elvärmda kan allts minska elbehovet betydligt i lågenergibebyggelse vilket också minskar både koldioxidutsläppen och primärenergianvändningen.   Ekonomiska analyser har genomförts för två olika systemkoncept (separat vitvarukrets och Västeråsmodellen) för nybyggda småhusområden och flerfamiljshus där fjärrvärme inte bara används till vitvaror utan också till handdukstorkar och komfortgolvvärme. De ekonomiska analyserna visar att Västeråsmodellen är den mest ekonomiskt intressanta systemlösningen med värmedrivna vitvaror, handdukstork och komfortgolvvärme. I flerfamiljshus kan den vara konkurrenskraftig mot de elvärmda alternativen (konventionellt system med eldrivna vitvaror, komfortgolvvärme och handdukstorkar) om prisskillnaden mellan el och fjärrvärme är större än 0,7 kr/kWh. En parameterstudie visar att kapitalkostnaden blir ganska hög jämfört med energikostnaden, vilket betyder att lång livslängd och många cykler är viktigt för att förbättra de ekonomiska förutsättningarna för värmedrivna vitvaror. För passiva småhus blir kostnaden för Västeråsmodellen med värmedrivna vitvaror, handdukstork och komfortgolvvärme likvärdig med de elvärmda alternativen vid energiprisskillnader på 0,7 kr/kWh inklusive moms, medan det krävs prisskillnader på 0,9 kr/kWh inklusive moms för normalisolerade småhusområden.   Sammanfattningsvis kan sägas att i kommuner med ett konkurrenskraftigt fjärrvärmepris finns det viss lönsamhet för hela konceptet enligt Västeråsmodellen med värmedrivna vitvaror, komfortgolvvärme, och handdukstorkar. Om man däremot ser på konkurrensen för enskilda vitvaror är det främst torktumlaren som är konkurrenskraftig i bostäder. Målpriset på 1000 kr extra för värmedrift har inte kunnat uppnås inom projektet för diskmaskiner och tvättmaskiner. Det krävs lägre priser och låga anslutningskostnader för att räkna hem diskmaskinen och tvättmaskinen som enskilda komponenter.   Värmedrivna tvättmaskiner och torktumlare är konkurrenskraftiga i flerfamiljstvättstugor. Speciellt i de fall där beläggningen är god och flera maskiner delar på anslutningskostnaden till fjärrvärmecentralen kan värmedrift bli riktigt lönsam. Torkskåpens konkurrenskraft har inte kunnat utvärderas, då priset ännu inte fastställts. Att använda VVC-systemet för värmedistribution till värmedrivna vitvaror kan vara mycket intressant, men det kräver att legionellaproblematiken kan lösas. I nuläget finns ingen lösning som uppfyller formuleringarna i boverkets byggregler. Ett annat distributionssätt som kan vara intressant, men som inte undersökts i studien är att använda VVC för varmvattendistribution och en gemensam radiator- och vitvarukrets med konstant framledningstemperatur. Den aktör som förväntas ha störst ekonomiskt intresse av att tekniken implementeras är sannolikt fjärrvärmebolagen som får sälja mer värme och det ligger därmed främst på deras ansvar att marknadsföra tekniken i mötet med sina kunder.

Solcellsdrivet FTX-system för miljonprogramshus : Tjärna Ängar, Borlänge

Projektet omfattade undersökning och framtagande av ett solcellssystem med förmåga att försörja ett FTX-system i ett flerbostadshus från miljonprogrammet med el. För att kunna bedöma storlek och utformning av komponenter har information tagits genom: Informationssökning via databaser, kurslitteratur och intervjuer Simuleringar av solceller i datorprogrammet PVSYST Modulering av ventilationskanaler i datorprogrammet MagiCAD Syftet var främst att undersöka om det gick att få fram ett teoretiskt fungerande system med avseende på både solceller och ventilation. Beroende på vad resultatet blev skulle även ekonomin i projektet undersökas. Undersökningen visade att det teoretiskt ska gå att installera solceller för elframställning som klarar av att täcka FTX-systemets elbehov på årsbasis. Solcellerna bedöms även producera tillräckligt med el för viss övrig elkrävande utrustning under stora delar av året. Det visade sig även att det skulle gå att få solcellerna ekonomiskt lönsamma om en kalkyltid på 14 år används. Metoden som använts för dessa resultat är noga beskriven och är med små förändringar tillämpbar för ett stort antal byggnader i det svenska byggnadsbeståndet. En viktig slutsats är att om fastighetsägarna kan se 15 år fram i tiden för en investering i solenergi, skulle det innebära inte bara miljömässiga utan även ekonomiska vinster. Det finns redan idag kunnande, teknik och produkter för att utvinna en stor del av fastigheternas elbehov genom solens energi.

Frånluftsåtervinning i ett äldre flerfamiljehus : Hovgården - Borlänge

I detta examensarbete undersöktes möjligheten att installera värmeåtervinningssystem för ett flerfamiljehus i Hovgården som ligger en bit utanför Borlänge. I rapporten redovisas två olika sätt för energibesparingar som är aktuella för att ersätta borttagning av oljepannan som används i huset i dag. En rad svårigheter dök upp under undersökningen för installation av nytt värmesystem. Lämpliga lösningar kunde hittas efter mycket analys. Syftet med rapporten var att undersöka möjligheten och lönsamheten för installation av något av följande system; FVP eller VBX-modul som kan återvinna värme ur frånluften. Undersökningen visade att varken VBX eller FVP kan ersätta oljepannans värmeavgivning på ett tillfredsställande sätt. Med VBX ökas COP från 2,8 till 3,11 vilket leder till 17 MWh/år elbesparing. Däremot FVP kan försörja huset med 59 MWh/år men kan inte täcka effektbehovet för gården under kallaste dagarna. Resultatet blev att de båda undersökta systemen inte har möjlighet att ersätta oljeeldning.

Lågtemperaturuppvärmning med tilluftsradiatorer och värmeåtervinning i frånluft : en varsam renovering av flerbostadshus för energieffektivisering

För att nå reella sänkningar av energianvändningen i hela byggnadsbeståndet krävs tillgång till kostnadseffektiva renoveringspaket med energieffektiva systemlösningar där samspel mellan installationssystem och byggnad beaktas. Denna förstudie belyser möjligheter med alternativa renoveringspaket med lågtemperatur-tilluftsradiatorer och värmeåtervinning i frånluften (FX). Systemkombinationer och jämförelser har gjorts med mera etablerade lösningar med traditionella radiatorer, balanserad mekanisk ventilation (FTX) och solvärme. Mindre prövade lösningar såsom frånluftsmoduler (VBX) kopplat till befintliga värmepumpar och behovsstyrd ventilation undersöktes också. Energianvändning och kostnadseffektivitet med de undersökta åtgärdspaketen prövades för två äldre bostadshus med vardera specifika restriktioner: den ena inom fjärrvärmenätet och det andra ett K-märkt hus utanför fjärrvärmenätet. Samtidigt reflekterades det över vilka tekniska lösningar som samtidigt är gynnsammast ur hållbarhetssynpunkt. För flertalet befintliga byggnader behöver såväl metoder som komponenter utvecklas på ett varsamt sätt som uppfyller båda ägarens krav som övergripande mål baserat på systemförutsättning och kostnadseffektivitet. Förstudien visar att:  lågtemperatur-tilluftsradiatorer är en systemkomponent som möjliggör ökad komfort via förvärmning och filtrering av inkommande ventilationsluft, effektivare värmeproduktion och minskning av värmeförluster i distribution av varmvatten. Renovering med installation av FX-system i kombination med lågtemperatur-tilluftradiatorer är ett alternativ till FTX system som begränsar byggåtgärderna i byggnaden och ger lägre livscykelkostnad  Byggnadsskalets täthet blir avgörande för energinyttan båda med FX- och FTX-system. Förstudien visar att FX-system är fördelaktig i byggnader med dålig lufttäthet  I byggnader med befintligt frånluftssystem kan behovsstyrning av ventilationen vara ett enkelt och kostnadseffektivt sätt att sänka ventilationsförlusterna och spara energi som alternativ till att installera återvinningssystem Förstudien visar klart att energieffektiv renovering kan åstadkommas med val av varsamma metoder som också åstadkommer ökad komfort och systemnytta, utanför såväl som inom fjärrvärmenätet. Samtidigt kan ägarens krav på kostandsnytta nås och byggnaders bevarandekrav uppfyllas. Nu krävs det demonstrationsprojekt för att inte minst sprida kunskap i branschen men också applicering på större bostadsområden.

Evaluation of a PVT Air Collector

Hybrid Photovoltaic Thermal (PVT) collectors are an emerging technology that combines PV and solar thermal systems in a single solar collector producing heat and electricity simultaneously. The focus of this thesis work is to evaluate the performance of unglazed open loop PVT air system integrated on a garage roof in Borlänge. As it is thought to have a significant potential for preheating ventilation of the building and improving the PV modules electrical efficiency. The performance evaluation is important to optimize the cooling strategy of the collector in order to enhance its electrical efficiency and maximize the production of thermal energy. The evaluation process involves monitoring the electrical and thermal energies for a certain period of time and investigating the cooling effect on the performance through controlling the air mass flow provided by a variable speed fan connected to the collector by an air distribution duct. The distribution duct transfers the heated outlet air from the collector to inside the building. The PVT air collector consists of 34 Solibro CIGS type PV modules (115 Wp for each module) which are roof integrated and have replaced the traditional roof material. The collector is oriented toward the south-west with a tilt of 29 ᵒ. The collector consists of 17 parallel air ducts formed between the PV modules and the insulated roof surface. Each air duct has a depth of 0.05 m, length of 2.38 m and width of 2.38 m. The air ducts are connected to each other through holes. The monitoring system is based on using T-type thermocouples to measure the relevant temperatures, air sensor to measure the air mass flow. These parameters are needed to calculate the thermal energy. The monitoring system contains also voltage dividers to measure the PV modules voltage and shunt resistance to measure the PV current, and AC energy meters which are needed to calculate the produced electrical energy. All signals recorded from the thermocouples, voltage dividers and shunt resistances are connected to data loggers. The strategy of cooling in this work was based on switching the fan on, only when the difference between the air duct temperature (under the middle of top of PV column) and the room temperature becomes higher than 5 °C. This strategy was effective in term of avoiding high electrical consumption by the fan, and it is recommended for further development. The temperature difference of 5 °C is the minimum value to compensate the heat losses in the collecting duct and distribution duct. The PVT air collector has an area of (Ac=32 m2), and air mass flow of 0.002 kg/s m2. The nominal output power of the collector is 4 kWppv (34 CIGS modules with 115 Wppvfor each module). The collector produces thermal output energy of 6.88 kWth/day (0.21 kWth/m2 day) and an electrical output energy of 13.46 kWhel/day (0.42 kWhel/m2 day) with cooling case. The PVT air collector has a daily thermal energy yield of 1.72 kWhth/kWppv, and a daily PV electrical energy yield of 3.36 kWhel /kWppv. The fan energy requirement in this case was 0.18 kWh/day which is very small compared to the electrical energy generated by the PV collector. The obtained thermal efficiency was 8 % which is small compared to the results reported in literature for PVT air collectors. The small thermal efficiency was due to small operating air mass flow. Therefore, the study suggests increasing the air mass flow by a factor of 25. The electrical efficiency was fluctuating around 14 %, which is higher than the theoretical efficiency of the PV modules, and this discrepancy was due to the poor method of recording the solar irradiance in the location. Due to shading effect, it was better to use more than one pyranometer.

Energy efficient and economic renovation of residential buildings with low-temperature heating and air heat recovery

With the building sector accounting for around 40% of the total energy consumption in the EU, energy efficiency in buildings is and continues to be an important issue. Great progress has been made in reducing the energy consumption in new buildings, but the large stock of existing buildings with poor energy performance is probably an even more crucial area of focus. This thesis deals with energy efficiency measures that can be suitable for renovation of existing houses, particularly low-temperature heating systems and ventilation systems with heat recovery. The energy performance, environmental impact and costs are evaluated for a range of system combinations, for small and large houses with various heating demands and for different climates in Europe. The results were derived through simulation with energy calculation tools. Low-temperature heating and air heat recovery were both found to be promising with regard to increasing energy efficiency in European houses. These solutions proved particularly effective in Northern Europe as low-temperature heating and air heat recovery have a greater impact in cold climates and on houses with high heating demands. The performance of heat pumps, both with outdoor air and exhaust air, was seen to improve with low-temperature heating. The choice between an exhaust air heat pump and a ventilation system with heat recovery is likely to depend on case specific conditions, but both choices are more cost-effective and have a lower environmental impact than systems without heat recovery. The advantage of the heat pump is that it can be used all year round, given that it produces DHW. Economic and environmental aspects of energy efficiency measures do not always harmonize. On the one hand, lower costs can sometimes mean larger environmental impact; on the other hand there can be divergence between different environmental aspects. This makes it difficult to define financial subsidies to promote energy efficiency measures.

Steel Sheet Applications and Integrated Heat Management

Increasing energy use has caused many environmental problems including global warming. Energy use is growing rapidly in developing countries and surprisingly a remarkable portion of it is associated with consumed energy to keep the temperature comfortable inside the buildings. Therefore, identifying renewable technologies for cooling and heating is essential. This study introduced applications of steel sheets integrated into the buildings to save energy based on existing technologies. In addition, the proposed application was found to have a considerable chance of market success. Also, satisfying energy needs for space heating and cooling in a single room by using one of the selected applications in different Köppen climate classes was investigated to estimate which climates have a proper potential for benefiting from the application. This study included three independent parts and the results related to each part have been used in the next part. The first part recognizes six different technologies through literature review including Cool Roof, Solar Chimney, Steel Cladding of Building, Night Radiative Cooling, Elastomer Metal Absorber, and Solar Distillation. The second part evaluated the application of different technologies by gathering the experts’ ideas via performing a Delphi method. The results showed that the Solar Chimney has a proper chance for the market. The third part simulated both a solar chimney and a solar chimney with evaporation which were connected to a single well insulated room with a considerable thermal mass. The combination was simulated as a system to estimate the possibility of satisfying cooling needs and heating needs in different climate classes. A Trombe-wall was selected as a sample design for the Solar Chimney and was simulated in different climates. The results implied that the solar chimney had the capability of reducing the cooling needs more than 25% in all of the studied locations and 100% in some locations with dry or temperate climate such as Mashhad, Madrid, and Istanbul. It was also observed that the heating needs were satisfied more than 50% in all of the studied locations, even for the continental climate such as Stockholm and 100% in most locations with a dry climate. Therefore, the Solar Chimney reduces energy use, saves environment resources, and it is a cost effective application. Furthermore, it saves the equipment costs in many locations. All the results mentioned above make the solar chimney a very practical and attractive tool for a wide range of climates.

Graduate of the Sheet Metal Department, Thomas Carlough

A 1946 graduate of the Sheet Metal Department, Thomas Carlough is pictured at work at the Triangle Sheet Metal Works, Inc. Original caption reads, "Thomas Carlough - Sheet Metal 1946. The Sheet Metal Draftsman lays out the duct work etc, for the ventilation and Air Conditioning of buildings." Black and white photograph with caption adhered to reverse.

Fatores preditivos de dessaturação de oxigênio em pacientes submetidos à colangiopancreatografia endoscópica retrógrada sob sedação consciente

A hipoxemia pode ocorrer durante a Colangiopancreatografia Endoscópica Retrógrada (CPER) porque alguma analgesia e sedação precisam ser realizadas. O posicionamento do paciente em pronação dificulta a ventilação adequada. Um estudo transversal controlado foi utilizado para investigar possíveis fatores preditivos de dessaturação de oxigênio em pacientes submetidos à CPER sedados com midazolam associado à meperidina. No total, 186 pacientes foram monitorados continuamente com oxímetro de pulso. A regressão de Cox adaptada por Braslow foi utilizada para identificar fatores preditivos de dessaturação relacionados ao paciente e ao exame. As variáveis estudadas foram: idade, gênero, hematócrito e hemoglobina, uso de escopolamina, exame diagnóstico ou terapêutico, midazolam ( média 0,07mg/Kg) e meperidina (média 0,7mg/Kg), escores da Sociedade Americana de Anestesiologistas (ASA) e tempo de exame. Dos 186 pacientes, 113 não dessaturaram (60,8%), 22(11,8%) apresentaram dessaturação moderada (SpO2≤92%) e 51 (27,4%) apresentaram dessaturação grave (SpO2≤90%). As variáveis preditivas de dessaturação de oxigênio detectadas foram idade ≥60 anos (p=0,004; RR:1,5;IC:1,12-1,93) e escore ASA III (p=0,013) As variáveis idade (60 anos ou mais) e escore ASA III foram identificadas como de risco para dessaturação em pacientes que realizam CPER sob sedação consciente. Estes pacientes necessitam de maior monitoração para saturação e hipoventilação pela enfermagem, alertando para a depressão respiratória. A utilização do oxímetro de pulso e solicitação de respiração profunda durante o exame auxilia a diminuir estes riscos.

Estudo da perfusão pulmonar em crianças hospitalizadas com bronquite viral aguda por meio da cintilografia pulmonar perfusional quantitativa com 99mTC-MMA

Introdução: O conhecimento da distribuição da perfusão pulmonar pela cintilografia na bronquiolite viral aguda, pode auxiliar no entendimento das alterações no equilíbrio da ventilação - perfusão, peculiares a essa doença do lactente jovem. Objetivo: Avaliar o padrão de distribuição da perfusão pulmonar em pacientes hospitalizados com bronquiolite viral aguda por meio de cintilografia pulmonar perfusional quantitativa com macroagregado de albumina com tecnécio (99mTc-MAA), estabelecendo associação com as avaliações clínica e radiológica, bem como determinando o seu padrão evolutivo até a condição de normalidade. Tipo de estudo: Dois estudos prospectivos com enfoque diagnóstico: um transversal, comparativo, e um longitudinal, evolutivo, controlado. Pacientes e métodos: A amostra da pesquisa foi constituída por pacientes hospitalizados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre com diagnóstico de bronquiolite viral aguda, no período de abril de 1998 a setembro de 2000, baseada em critérios clínicos de inclusão: idade entre 01 e 24 meses, com quadro respiratório obstrutivo de vias aéreas inferiores (primeiro episódio de sibilância expiratória de início súbito, com sinais de coriza, tosse irritativa, hipertermia, taquipnéia, tiragem, batimentos de asa de nariz, esforço expiratório), com gravidade suficiente para determinar a hospitalização e cujos pais aceitaram participar do estudo. Todos os pacientes da pesquisa foram submetidos à avaliação clínica, radiológica e da perfusão pulmonar com o radiofármaco. A cintilografia foi realizada na condição de crise (primeiras 24 horas da admissão) e na convalescência (depois de 7 dias da alta hospitalar). A quantificação do fluxo sangüíneo pulmonar, representada em valores percentuais, foi realizada em três áreas de interesse, nas projeções anterior e posterior, de ambos os pulmões. As comparações foram feitas entre ambos os pulmões e entre as condições de crise e controle, considerando as áreas de interesse e os gradientes entre elas e entre as projeções anterior e posterior das mesmas. Para análise comparativa das médias foi utilizado o teste t de Student para amostras pareadas, considerando o nível de significância de 0,05. Resultados: Iniciaram o estudo transversal 38 pacientes e permaneceram no estudo longitudinal 19 pacientes; da amostra total, 22 eram do sexo masculino. A idade variou de 1 a 8 meses (média 2,8 meses). A distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar regional foi maior na região superior do pulmão esquerdo (PE) em relação ao pulmão direito (PD), na crise (P < 0,001), e maior na região média do PD, no controle. Os gradientes de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar entre as regiões superior e média e superior e inferior foi maior no PE, na crise e no controle (P < 0,05). O gradiente de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar entre as regiões média e inferior foi maior no PD, na crise e no controle. O gradiente de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar no eixo ântero-posterior na região superior foi > 1,0 em ambos os pulmões, na crise, e apenas no PE, no controle; na região média, foi > 1,0 em ambos os pulmões, na crise e no controle; na região inferior, foi > 1,0 apenas no PD, na crise e no controle (P < 0,05). A distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar, comparada entre crise e controle, não mostrou diferença em quaisquer das regiões ou dos gradientes avaliados. Não houve associação entre o padrão de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar regional na crise com a avaliação clínica ou com a avaliação radiológica dos pacientes. Conclusão: não se evidenciou uma distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar com caraterística de expressar o padrão da relação ventilação-perfusão em lactentes jovens hospitalizados com bronquiolite viral aguda. Ocorreu apenas uma tendência de redirecionamento da distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar para as regiões superiores.

O exame direto do lavado broncoalveolar para o diagnóstico precoce de pneumonia nosocomial : um modelo experimental em ratos

A pneumonia nosocomial é a principal causa de infecção nosocomial em unidades de tratamento intensivo e possui alta morbi/mortalidade. A incidência cumulativa varia, conforme os autores, entre limites amplos desde 8% até 51%, dependendo do tipo de paciente e do uso de instrumentação das vias respiratórias. Nos casos específicos das pneumonias de má resolução e da pneumonia associada à ventilação mecânica, o diagnóstico é problemático devido à ausência de uma padronização definitiva, decorrente não só da grande variabilidade fisiopatológica como também da pouca acurácia dos critérios clínicos, microbiológicos e radiológicos. Estes fatos ensejaram a utilização progressiva de técnicas invasivas sofisticadas para coleta de amostras respiratórias endobrônquicas. Entretanto, a validação dessas técnicas para uso sistemático depende ainda de estudos que avaliem não só o seu custo/benefício em cenários clínicos diversos como também a comparação de seu desempenho para o diagnóstico com um padrão-ouro histopatológico. Além disso, o rendimento das técnicas invasivas é freqüentemente limitado quando são aplicadas em pacientes sob antibioticoterapia, que constituem a maioria dos casos em unidades de cuidados intensivos. A otimização desses testes, discutindo suas indicações e avaliando sua capacidade técnica para a confirmação ou exclusão de pneumonia, é justificada pela necessidade da instituição precoce e correta do tratamento, pois disto resulta menor mortalidade, redução de custos e permanência no hospital. Entre os testes que podem auxiliar no diagnóstico encontra-se o exame direto do lavado broncoalveolar, que proporciona resultados precoces e úteis para a tomada de decisão, mas não suficientemente testados em diferentes situações clínicas ou experimentais. Com o objetivo de avaliar o rendimento diagnóstico do exame direto precoce e das culturas quantitativas obtido por lavado broncoalveolar, estudou-se sua utilização em um modelo experimental de pneumonia provocada através de inoculação bacteriana intrabrônquica em ratos. O estudo comparou a acurácia do exame direto e dos exames culturais em três grupos de animais: Grupo A com pneumonia pneumocócica (37 animais); Grupo P com pneumonia por P. aeruginosa (26 animais) e Grupo B controle (10 animais), utilizando a histopatologia dos pulmões como teste de referência para o diagnóstico. Os Grupos A e P foram ainda randomizados em dois subgrupos cada, para tratamento ou não com antibióticos, usando penicilina no grupo pneumococo e amicacina no grupo Pseudomonas. Como resultado, observou-se que nos animais com pneumonia e ausência de antibióticos a pesquisa de bactéria fagocitada (BIC) no exame direto mostrou um rendimento elevado para o diagnóstico, sendo superior ao das culturas quantitativas. No grupo com pneumonia pneumocócica a BIC mostrou: S:94,4% a 100%, E:100%, VPP:100% e VPN:100%; e as culturas quantitativas mostraram: S:77,8%, E:100%, VPP:100%, VPN:40%. Nos com pneumonia por Pseudomonas a BIC obteve: S: 69%, E:100%; VPP:100% e VPN:71,4%); e as culturas quantitativas mostraram valores muito baixos: S:28,6%, E:100%, VPP:100% e VPN:50%). Nos animais com pneumonia pneumocócica sob tratamento antibiótico havia uma queda acentuada de sensibilidade das culturas quantitativas (S:21%) e, em menor grau da BIC (S:57,9%), mas sem perda da especificidade de ambos os exames. Ao contrário, nos animais com pneumonias por Pseudomonas sob tratamento não havia alteração no rendimento dos dois exames, cujos resultados foram semelhantes aos dos animais sem tratamento. Não havia diferenças de leitura da BIC para o diagnóstico, contando a sua positividade em macrófagos ou em neutrófilos infectados. A avaliação global dos casos estudados, reunindo todos os grupos (tratados e não-tratados) em ambos os modelos de pneumonia, mostrou que a acurácia do exame direto, representado pela pesquisa da BIC, foi superior (66%) ao das culturas quantitativas (53%). As conclusões principais do estudo foram: 1) o exame direto do lavado broncoalveolar (LBA) mostrou-se um teste útil e de alto rendimento para o diagnóstico de pneumonia quando realizado na ausência de antibióticos; 2) o LBA feito na vigência de antibióticos efetivos para a pneumonia perde mais de 50% de sua acurácia, mas não é afetado quando o antibiótico for ineficaz ou houver resistência ao mesmo; 3) a pesquisa de BIC no LBA é um exame de resultado precoce, de alta especificidade e com melhor rendimento do que as culturas quantitativas.

Analgesia em pós-operatório de toratomias : estudo prospectivo e randomizado

Introdução: A dor é um importante fator de incremento da morbidade e mortalidade em pacientes submetidos a procedimentos cirúrgicos que incluem toracotomias. Diversos fatores contribuem para que esses pacientes apresentem um alto grau de dor no pós-operatório, entre os quais a secção da pele, músculos e pleura, retração dos músculos e ligamentos pelo afastador de Finochietto, irritação da pleura e nervos intercostais pelos drenos tubulares torácicos e fraturas ocasionais dos arcos costais. O aumento das taxas de morbidade e mortalidade é dado principalmente à respiração superficial decorrente da pouca mobilidade da parede torácica e conseqüente à dor e pela perda da efetividade do principal mecanismo de eliminação de secreções da árvore traqueobrônquica (tosse), resultando em atelectasias, inadequado gradiente ventilação / perfusão, hipoxemia e pneumonia. Uma vez caracterizada a necessidade de atenuação da dor como fator primordial na melhora dos índices de morbidade e mortalidade no período pós-operatório de cirurgia torácica, torna-se imperiosa uma análise das terapêuticas disponíveis na atualidade para tanto. Objetivos: Avaliar a utilização de três diferentes métodos de analgesia: 1. bloqueio peridural com morfina (BPM); 2. morfina parenteral (MP); e 3. bloqueio intercostal extrapleural contínuo com lidocaína” (BIC), em pacientes submetidos a procedimentos que incluíram toracotomias em sua execução, além de analisar o custo financeiro desses métodos. Materiais e métodos: Trata-se de um estudo prospectivo, randomizado, no qual foram analisados 79 pacientes, submetidos a toracotomias, subdivididos de forma aleatória em três grupos, de acordo com a modalidade terapêutica instituída: 25 pacientes no grupo BIC, 29 pacientes no grupo BPM e 25 pacientes no grupo MP. Cada paciente foi observado e analisado por profissionais de enfermagem previamente treinados. As variáveis analisadas foram a dor e a sedação. (quantificadas através de escores e analisadas através do método de Kruskal-Wallis com correção pelo teste de Dunn), além do custo financeiro de cada método e da necessidade de administração de opióides adicionais. Resultados: As variáveis dor e sedação foram obtidas através das seguintes medianas, respectivamente: grupos BIC (2,5 e 0); BPM (4 e 0) e MP (3,5 e 0). O custo financeiro foi de US$ 78,69 para o grupo BIC; US$ 28,61 para o grupo BPM e US$ 11,98 para o grupo MP. A necessidade adicional de opióide foi de 4,2 mg/dia para o grupo BIC; 5,7 mg/dia para o grupo BPM e 10,7 mg/dia para o grupo MP. Conclusões: A intensidade da dor foi significativamente menor no grupo BIC, quando comparado ao grupo MP. Não foram identificadas diferenças significativas de intensidade da dor quando comparados os grupos BIC versus BPM e BPM versus MP. A intensidade de sedação foi significativamente maior no grupo MP quando comparado aos grupos BIC e BPM. Não foram evidenciadas diferenças significativas quanto à sedação entre os grupos BIC e BPM. O custo financeiro do grupo MP foi sensivelmente menor quando comparado aos grupos BIC e BPM. A necessidade adicional de morfina foi significativamente maior no grupo MP, quando comparados aos grupos BIC e BPM.

Influência do modo ventilatório no desempenho funcional dos enxertos pulmonares pós-transplante em modelo canino : ventilção controlada a volume versus ventilação controlada a pressão

O conhecimento dos riscos e conseqüências da lesão pulmonar induzida pela ventilação mecânica mudou a filosofia da terapia respiratória e tem influenciado nas recomendações e padronizações de seu uso. A influência dos diferentes modos ventilatórios não tem sido estudada em transplante de pulmão. O presente estudo teve como objetivo comparar a influência da ventilação controlada a volume (VCV) com a ventilação controlada a pressão (PCV) no desempenho funcional dos enxertos pulmonares, em modelo canino de transplante pulmonar unilateral utilizando-se doadores após três horas de parada cardiocirculatória. Quinze cães foram randomizados em dois grupos: oito cães foram alocados para o Grupo VCV e sete cães para o Grupo PCV. Cinco cães não completaram o período de avaliação pós-transplante, os dez animais restantes, grupo VCV (n= 5) e grupo PCV (n=5), foram avaliados durante 360 min após o término do transplante pulmonar. O desempenho funcional dos enxertos foi estudado através da avaliação da mecânica respiratória, trocas gasosas e das alterações histopatológicas. Não foram encontradas diferenças significativas em nenhuma das variáveis da mecânica respiratória estudadas (pressões de pico inspiratória- PPI; pressões de platô- PPLAT ; pressões médias de vias aéreas – Pmédia; complacências dinâmica- Cdyn e estática- Cst); da oxigenação, pressão parcial de oxigênio no sangue arterial e venoso misto (PaO2, PvO2); a diferença entre a saturação da hemoglobina no sangue arterial e no sangue venoso misto (ΔSO2); a pressão parcial de dióxido de carbono no sangue arterial e no sangue venoso misto (PaCO2, PvO2). As alterações histopatológicas encontradas nos pulmões dos animais foram compatíveis com o padrão de lesão pulmonar aguda. As alterações histológicas de padrão inespecífico não tiveram nenhuma correlação com o modo ventilatório. Este estudo demonstra que os modos ventilatórios estudados não influenciam as respostas dos enxertos pulmonares à lesão de isquemia reperfusão que se estabelece precocemente neste modelo experimental até 6 horas de reperfusão pulmonar pós-transplante unilateral.