层流净化手术室装修材料

    层流净化手术室装修材料

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郑州栀子净化工程有限公司

医院手术室净化空调设计
医院手术室净化空调设计,应导入新的观点。概括如下:手术室净化空调对手术室空气途径的感染控制有效且**;一个净化空调系统所负担的手术室间数宜少不宜多;引入污染度概念,在降低手术室关键区域污染度的同时,减少高净化级别手术室的送风量;引入局部强化送风的概念,即采用置换气流送风吊顶,在手术室关键区域形成单向流型气流组织,降低手术室关键区域的空气污染度;新风系统采用独立的初、中效两级过滤;采用定风量阀,以保证室内的正压分布。
医院空调的任务应该是,维持室内所需要的气候状态并除去空气中的尘埃、微生物、气味和有害气体。而医院手术室的空调是较重要也是较困难的任务,尤其是控制空气途径造成的术后感染至关重要,因为降低和避免术后感染是保证手术成功、缩短患者恢复时间、降低医疗费用的关键所在。另外手术室空调的另一特点是服务面积虽小但风量大、能耗高、使用时间不确定,因此手术室空调在创造高度洁净的室内气候同时应特别注意空调系统的节能。下面就天津市某医院手术室设计为例,介绍设计者在该设计中体现的设计思路。
一、手术室概况:
本洁净手术部由八间手术室、*洁净大厅、麻醉室、苏醒室等附属房间组成,手术部位于医技楼二层,手术室无外围护结构,手术室净化级别要求分别为千级(I级)1间、万级(II 级)4间、十万级(III 级)3间,手术室设计温湿度考虑到儿童生理特点,全年控制在Tn=24~28℃,在手术室内就地可调,手术室设计相对湿度Фn=50%~60%。
二、手术室空调风系统的划分:
1.高级别手术室空调系统宜独立设置。所谓高级别手术室是指千级以上手术室,其原因是高级别手术室空调送风量大,如同样面积的手术室,百级手术室的空调风量是十万级的3.4倍,是万级的2.25倍。另外高级别手术室的使用频率远低于低级别手术室,这样无论是一个空调系统负担多个高级别手术室,或是一个空调系统负担一个高级别手术室和多个低级别手术室,都会使空调系统长时间处于"大马拉小车"的运行状态。例如一个空调系统负担1间百级手术室和2间万级手术室或4间十万级手术室,只要高级别手术室不使用,则系统设计风量至少大于此时所需风量的112%和84%,亦即此时系统所需风量仅为系统设计风量的47%和54.3%,而且此种因手术室使用与否引起的风量变化,不宜采用变频调速方式进行调节,只能用调节总风阀的方式调节风量以适应系统风量变化,然而此种方式显然不节能。所以无论从节约能源的角度,或是从使用可靠性、灵活性的角度,高级别手术室都应"按间"独立设置空调系统,即一个净化空调系统对应一间手术室。
2.对于低级别手术室,尽管与高级别手术室相比空调风量小的多,但一个空调系统所负担的手术室间数也不宜过多,因为医院手术室的使用情况具备不确定性。愈是高等级医院,手术室为满足特殊繁忙情况,设置愈多。手术室多,正常情况下的同时使用系数低,这样当一个空调系统所负担的手术室间数较多时,系统常处于"供大于求"的状态,其运行能耗势必较高,就象有的医院所反映的"建的起,用不起"。笔者认为,对于低级别手术室一个空调系统所负担的手术室不宜多于四至五间,而且一个系统负担手术室过多,也会造成使用上的不可靠。
3.*清洁大厅、清洁走廊、高级别手术间的准备区、无菌室等应由一个单独的空调系统负担,目的是保证手术室外部空气环境时时处于"临战"状态,那种将以上部位空调合在低级别手术室空调系统中的做法显然不合理。因为合在一起的空调系统,或是在手术室停止使用时系统送风能耗过大,或是无法保证手术室外部气候环境处于受控状态。
总之,手术部空调风系统的划分原则应该是运行可靠、调节灵活、各司其责、节约能源。
三、送风量确定和气流组织:
该医院手术部进行空调设计时,国家尚未出版有关医院手术室洁净空调设计标准/规范,并且当时国内已有医院手术室洁净空调设计,基本上囿于工业洁净室的设计思路,然而将工业洁净室设计思路照搬到医院手术室洁净空调设计中会带来两个问题:①高级别洁净室风量过大,如按照《洁净厂房设计规范》(以下简称规范),百级手术室应在顶棚满布高效过滤器风口,则一间36m2手术室的送风量为32400m3/h~45360m3/h(对应断面风速为0.25m/s~0.35m/s),如此大的送风量,送风功耗达17.0kW~19.0kW,送、回风管道占用建筑空间大,风系统噪声控制困难。②对于千级以下手术室,在相同风量下手术室关键区域污染度控制不理想,原因是套用《规范》千级以下手术室可采用乱流形式的气流组织。通常的做法是在全室顶棚均匀设置高效过滤器风口,此气流组织形式的理论依据是"全室稀释和净化",然而根据德国标准DIN1946/4中关于污染浓度的概念,此种"全室稀释和净化"的气流组织形式,在理想情况下可以使室内达到相同的细菌浓度,此时污染度为1,而如果突破"全室稀释和净化"的工业洁净室气流组织方式,会在手术室关键区域获得更低的污染度。针对以上问题,设计者参考德国Weiss手术室卫生空调系统的经验,在手术室风量计算和气流组织方面,突破工业洁净室设计思路,引入降低总风量,强化局部送风,重在手术床及器械桌区域的设计概念,具体做法如下:
A.对于所有级别的手术室,均突破了全室稀释和净化的概念,引入局部强化净化观点,将所有手术室的送风口均集中布置在手术床的上方,即以无影灯吊杆为中心设置"层流送风箱",根据级别不同采用不同送风断面尺寸。
B.对于百级或千级手术室,采用洁净气流覆盖区域面积乘以此送风区域断面风速的方式确定风量。如本工程的千级手术室所采用送风层流箱覆盖面积为2.4m×2.4m,断面流速0.35m/s,因此送风量为7258m3/h,如果为百级,则采用送风层流箱覆盖面积为3.0m×3.0m,断面流速仍为0.35m/s,则送风量11340m3/h,仅为前述工业洁净室计算方法的40%。虽然此设计思路借鉴了德国Weiss手术室卫生空调系统的经验,但本工程并未采用德国学者介绍的大面积、小送风量(即大面积、低风速)的方式,因为根据国内医院的具体情况,采用小风速时对客观条件要求过于苛刻,且小风速时气流没有足够的动量保持送风的单向流,很难达到理想的空调和净化效果。而当断面风速30.35m/s时,如回风口设置恰当,不仅可以使送风保持较好单向流型,而且其单向流的分流高度会小于0.6m,即分流高度低于手术床的操作面标高。
C.对于万级、十万级手术室采用换气次数法确定送风量,万级取n=30次/h,十万级取n=20次/h。尽管此换气次数取值为《规范》规定的下限值,但由于采用了全部送风量由手术床部位上方的"层流送风箱"送出,其手术区达到的细菌浓度为室内其他区域的50%,即手术区域空气的污染度由全室稀释和净化方式的1降为局部强化送风方式的0.5。本工程万级与十万级手术室的"层流送风箱"送风面积分别为2.4m×1.2m和1.5m×1.5m,送风断面风速均为0.35m/s。
总之,采用以上设计思路的该医院手术室,在投入使用后效果良好,达到了用较小的风量,在手术室关键区域(手术床及器械桌区域)形成一个比手术室其他区域更洁净、更卫生的气候环境。
四、设置初效+中效新风过滤机组
一些手术室的净化空调系统设计中,新风的过滤问题未能引起充分的重视,新风常常是不经过独立的过滤处理而直接与空调回风混合,其结果导致中效、高效过滤器寿命缩短,更换频繁,系统的运行维护成本加大,甚至影响手术室的正常使用。这是因为新风与回风混合前,两者的空气含尘浓度相差过大,新风即便经过初效处理,其处理后的含尘浓度(30.5mm)也比十万级空调回风在同粒径范围内的含尘浓度大70倍左右,是百级空调回风同粒径范围内含尘浓度的几万倍,从而使中效乃**效过滤器没有足够的保护。为解决此问题,我们在新风通路上安装了独立的初效+中效新风过滤机组,使新风经过两级过滤后再与回风混合,此时混合前的新风与回风在同粒径范围(30.5mm)的含尘浓度比较接近,真正起到了保护中效、高效过滤器的作用,而且新风过滤机组的初、中效过滤器清洗、更换方便,与更换高效过滤器相比投资少,维护简便。在新风通路上设置新风过滤机组的另一优点是确保了新风量,因为定风量的新风过滤机组本身就相当于一台"计量泵"。
五、采用定风量阀解决空气平衡问题:
手术部各区域的压力分布对于保证洁净手术室效果影响很大,而如何保证合理的压力分布,除空气平衡计算正确外,更重要的是送风、回风均应有良好的调节手段。以往风量调节装置主要是手动对开多叶调节阀,此种阀门用于风量的精调节并不理想,实践中有着调节困难、调试周期长的问题。针对此问题,儿童医院工程手术室空调系统的送、回风管采用了德国TROX公司的自力式定风量阀,此阀可以自动消除风管压力对风量的影响,阀体外部有风量调节刻度盘,调节十分方便,安装此阀后,手术室的压力调整变得十分简单,现场几乎*费时进行压力调整。
结语:总之设计者在该医院手术室净化空调工程中,应借鉴国外先进的经验,结合我国的具体情况,本着"降低风量、改善效果、节约能源、方便调节、提高可靠性"的原则,进行了以上五个方面的尝试,实践证明这些尝试基本上是成功的。

手术室恒温恒湿净化机组改造方案


因手术室的空气湿度常年**出60%,特别是雨季有时达到90%,严重**出«医院洁净手术部建筑技术规范»和相关监督机构30-60%的控制范围,且*滋生细菌造成手术病人的二次感染。


(一)应院方要求,我方工作人员对手术室空调机房进行现场勘查后发现如下问题:
1 手术室净化空调机组不带除湿功能,无法对经净化机组处理后的空气进行除湿处理,造成湿度过大。
2 净化空调机组上配套自带的电极加湿器不受自控柜的控制,*造成在冬季较寒天气情况下手术室湿度严重偏低,且湿度低于30%。部分加湿器的加湿罐在使用这几年后已产生水垢,需视情况进行清洗和更换
3 空调自控柜不带恒温恒湿控制功能
4 净化空调机组不带电极加热器


(二)根据以上问题,我方做出以下改造方案:
1 每台对应净化空调机组增加1套PTC电加热器,PTC电加热特点:①安全可靠 ②温升* ③发热量调节方便 ④受电压波动影响小 ⑤发热量自动调节
2 维护电极加湿器线路并清洗加湿桶的水垢。
3 更改空调自控柜的电路并重新卸载和编辑PLC的恒温恒湿程序。
4 每台对应机组增加1台温湿度传感器。
5 以上工作都完成后,对整个净化空调机组进行系统调试并观察完善。
6 改造过程中为避免对手术室手术的影响,我方在改造时将分批次改造。


(三)房间湿度的保证:湿度指标是净化室内房间指标中比较重要的控制指标,按新标准所述,当房间湿度大于60%时候,细菌繁殖的湿度就会大大加快,因此,从控制细菌滋生的角度出发,湿度控制尤为重要。湿度控制又分为加湿好去湿两种状态:
1 加湿状态:在冬秋季节,室外空气温度远低于室内要求控制的温度,相对室内空气来说比较干燥,必须进行加湿处理,此时可用原有净化空气处理机组上的加湿器的等温加湿模式来加湿,可有效控制加湿时产生的二次污染。
2 去湿状态:该状态主要在夏季和春季运行,处理过程如下,在此季节,因室外空气含湿量大,现将新风去湿,由新风机组将新风处理到室内状态点的等焓线上,然后与室内回风混合,在由空气处理机组进一步去湿处理至机器露点,然后再经过电加热器等湿加热至送风状态点送至室内。这样湿度就能有效控制在30-60%之间
3 整个湿度控制是通过PLC控制器来完成 。


(四)房间温度保证:温度指标是净化室内房间同样重要的控制指标之一,它直接影响房间的舒适程度,按新标准要求房间温度全年必须控制到21℃~25℃之间,为达到这一要求,主要是通过新风表冷器、主机表冷器、主机电加热段来实现,按季节不同分为加热与控制两种不同工况:
(1)加热工况:在冬秋季,由于室外温度低于室内房间控制温度,主机盘管处于加热工况运行,利用外界提供相应的热水对空气进行加热。
(2)制冷工况:在夏季,由于室外温度**室内房间控制温度,主机表冷器处于制冷工况运行,外界提供相应的冷水对空气进行降温,通过机组电加热段加热到送风状态点。
(3)整个温度控制是通过PLC控制器来完成。












河南栀子净化工程有限公司

手术室净化工程设计方案
根据M医院手术部净化空调的要求,设计时采用了独立净化空调机组和集中新排风机组、小型热泵,冬夏用大楼冷热源的设计方案。手术室使用静压箱孔板送风、下侧回风,洁净走廊和辅房上送上回。概要介绍了所采用的空气处理方式、空调自控内容、对象,工程竣工后进行的调试与运行情况。测试与运行结果表明:工作区的气流速度场和温度场分布均匀,噪声、洁净度、新风量、菌落数**过*YFB001-1995标准,其它指标达到标准,符合医院使用要求。
1.概况
M医院手术部由手术一室(Ⅲ级)、手术三室(Ⅲ级)、手术二室(Ⅱ级)和十万级的器械室、敷料室、洁净走廊组成,位于医院新建的综合病房楼七层,净化空调面积138m2。大楼八层为技术层,布置净化机组、设备;热泵机组置于四楼屋面上。根据医院需要, 手术一室用于普外手术,手术二室用于胸外手术, 手术三室用于眼科手术。为满足医院的使用要求,设计时采用了独立净化空调机组和集中新排风机组、小型热泵,冬夏用大楼冷热源的设计方案。手术室使用静压箱孔板送风、下侧回风,洁净走廊和辅房上送上回。测试与运行结果表明:工作区的气流速度场和温度场分布均匀,噪声、洁净度、新风量、菌落数**过*YFB001-1995标准,并**过了2002年《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002。其它指标达到设计要求。净化空调系统运行四年来,效果较好。
2.室内设计参数的确定
本工程采用的设计参数是根据《洁净室施工及验收规范》JGJ71-90和《*医院洁净手术部建筑技术规范》YFB001-1995以及院方的要求,参照有关技术措施和医院手术部的设计经验综合考虑后确定的。根据医院手术的类型和数量、院方划给的手术部总面积、手术部的楼层位置,确定了手术部的平面布置,各个房间的室内设计参数YFB001-1995规定见表1。
由于医用净化空调系统空气处理工艺的特殊要求,其初投资一般较高,在符合规范的前提下,院方常常会提出更高的要求,系统的经济性也越来越受到关注。因此在确定室内参数时,必需考虑医院水、电、汽和土建的现状,医院的环境、资金和需要,有所侧重。
2.1室内温、湿度
室内温、湿度主要是为医护人员创造出较有利于工作的舒适环境,满足手术过程的严格要求。适宜的温度对保持病人的体温是必须的;湿度低会产生静电和切口软组织失水,湿度高使人不适、影响精细操作。因为院方长时间的大型手术很少,南京常年空气湿度较高,本工程对温度严格控制、对湿度的上限严格控制、湿度的下限要求降到次要位置。温、湿度参数确定同表1。
2.2室内空气洁净度
考虑到医院的手术对象多为老年人,控制感染的要求特别强烈,提高洁净度有利于增强自净的能力,抵抗干扰;同时本工程采用的德国医用卫生型机组风量大,压头高,确定除手术室按表1选择洁净度外,洁净走廊和辅房均为十万级,同时提高换气次数:手术一室、三室为38次/h ,手术二室为65次/h,辅房和洁净走廊为22次/h。
2.3室内正压
为防止外部的污染空气进入手术室和洁净区,保持室内洁净度要求,各房间设计为正压。由于手术室采用医用气密门,换气次数较高,故取表1的正压值。
2.4室内噪声
对手术部而言,噪声控制的要求较为严格。设计指标按表1,从严掌握。
2.5新风量
新风量对维持室内正压、稀释并排除手术室内有害气体,保证医患人员的舒适性起着至关重要的作用。
保证室内正压要求的新风量为:
新风量对维持室内正压、稀释并排除手术室内有害气体,保证医患人员的舒适性起着至关重要的作用。
保证室内正压要求的新风量为:
Q1 =a•∑(q•l)式中Q1 ——保持洁净室正压所需的新风量(m3/h);a ——根据维护结构气密性确定的安全系数,一般可取1.1~1.2;q ——当洁净室为某一正压时,其维护结构单位长度缝隙的渗漏风量(m3 /h• m)可根据正压值查表得到;l ——维护结构的缝隙长度。
以手术二室房间体积73.5m3、房间高3m计,保持5Pa的正压需158 m3 /h;室内人员所需的较小新风量按表1取用,按10人计,需600 m3 /h;按表1的较小新风量6次/h计,需441 m3 /h;设计确定的新风量为700 m3 /h。同样,确定手术一室、二室各为500 m3 /h,辅房、走廊为500 m3 /h。
2.6室内风速
为保证医护人员的舒适感,工作区风速应<0.5m/s,当温度低于22oC, 应≤0.3m/s。设计允许工作区平均风速V=0.3~0.1m/s。
3 调方式及特点
3.1用手术室独立空调机组、洁净走廊和辅房共用空调机组
为了尽量降低感染率,隔离是手术部净化空调设计的重要原则。根据手术室的净化级别和手术部的使用特点,手术室采用独立的德国医用卫生型净化机组,好钢用在刀刃上;走廊和辅房共用国产卫生型机组,节约投资。
每个手术室都是一个独立的小循环空调系统,由净化空调机组抽取室内的空气,排出一部分后补充一定的新风,经机组处理后送入手术室,避免了其它手术室带菌空气的混入引起的交叉感染。
手术室气流组织为上送下侧回。在手术室的正中、手术床的正上方设置不锈钢送风静压箱, 其中千级手术室采用德国原产静压箱。 进口的高效过滤器侧布于静压箱四周,静压箱内设有匀流孔板,具有很好的静压效果;以孔板方式送风,使手术床及医护人员所在的**工作区直接笼罩在经高效过滤器、孔板送出的洁净气流中。
手术室的四角下方均设有阻尼回风口,能顺灰尘沉降方向*排除污染空气,抑制二次扬尘,回风均匀,尽量减少涡流区。
洁净走廊和辅房采用高效送风口送风,阻尼回风口,上送上回。


3.2采用集中新风排风机组


这样可以保证避开污染、选取干净的室外新风,足量送到各净化系统内;同时排除室内多余的气体。设计采用在回风管上开设新排风的方法,可节约资金;排风机压头需仔细计算,否则易发生“倒吸”。新风口、新风机分设初、中效过滤器,以减轻净化主机及高效过滤器负担;排风系统上设初、中效过滤器,以防系统停机时,由于自然循环,使室内受到室外空气的污染。


3.3采用德国定风量阀、风管电加热器


净化空调是一个定风量系统,室内的洁净度主要靠换气次数即风量来保证。系统采用三级过滤,在系统运行过程中,会因过滤器的积灰而产生系统阻力变化,改变系统风量,进而影响净化效果。由此进行的风量调试和阻力配平将非常繁琐,医院缺乏相应的技术力量。定风量阀采用机械原理,在阻力变化时能够自动保持风量的恒定,不需外部支持,使得设计、调试、运行管理大为简化。


风管电加热器作为辅助加热,能使手术室在系统开机后*升温,缩短手术准备时间,又可与表冷器联合,进行湿度处理。


3.4采用低速风管系统和卫生型宽频片式消声器


主风管风速≤5m/s,支管风速约3~4m/s,回风口面风速约1m/s,送风管、回风管均设置卫生型宽频片式消声器,努力降低室内噪声。


3.5采用一次泵和双通电动阀、旁通管,进行变水量调节


系统采用开式循环系统,配风冷热泵,对空调机组进行变水量调节,对整个系统进行变水温调节。设管道接口至大楼空调水系统,当冬夏季节使用*冷热源时,关闭与热泵、小膨胀水箱的连接管。


3.6净化机组设于管道层,节省基建投资


空调机组、消声器、水系统管道、控制系统全部利用八楼原有管道层,在各种管道的夹缝中腾挪布置,热泵设于四楼屋面,预留了维修空间。由于设备距手术部近,减少了风管长度,节约了资金。


4 空气处理
手术部设有四套组合式医用卫生型净化空调机组,机组内和静压箱内有电子消毒器,具有对混合风进行过滤、消毒、冷却、去湿、加热、加压的功能。
系统设集中过滤新排风机组,对新风进行过滤、加压处理,排除室内多余废气。
空气的冷却、加热、去湿:热泵机组或大楼冷热源集中供应冷热水,由水泵送到空调机组的表冷器中实现;手术室送风管有电加热,对空气辅助加热。
空气的过滤、消毒:在新风口、回风口设初效过滤器,在新风机、净化主机的表冷段前设中效过滤段,在净化房的送风末端设高效过滤器,对空气进行三级过滤;在净化主机和送风静压箱内设电子消毒器对空气消毒;在排风系统设初中效过滤,防止室外空气回流污染。
5 冷热源
过渡季节使用两台制冷量各为38.2kw的风冷热泵机组,冬夏使用大楼冷热源。
热泵根据负荷变化,自动调节。
6 自动控制
采用德国西门子公司的DDC控制器和温湿度传感器、压差传感器、电动两通阀实现自动控制和显示功能。
6.1湿度控制
根据空气处理的方式的不同,全年按两个季节、两种工况对净化机组进行控制,各执行机构动作情况如表2所示。
表中:to——室内温度的反向调节,室内温度升高,阀门开度减少(电加热器档数减少);t——室内温度的正向调节,室内温度升高,阀门开度增加;ф——室内相对湿度的正向调节,相对湿度升高,阀门开度增加(电加热器档数增加)。
6.2两档风速及消毒
在手术室情报面盘上设手动开关,使用时开高速档,值班时用低速;主机风机低速或停机后,自动打开消毒器工作1小时。
6.3 检测和显示
检测净化手术室和辅房的温度和相对湿度、冷热供回水温度。
显示室内温湿度、空调高低速运行、故障。
6.4联锁与报警
6.4.1新排风机与空调主机联锁:
净化系统启动时,控制启动顺序为空调机组→新风机→排风机。当四个系统中有一个系统启动时,就必须启动共用新排风机。
净化系统关闭时,控制关闭顺序为排风机→新风机→空调机组。当四个系统中较后一个系统关闭时,才关闭共用新排风机。
6.4.2 电加热器与空调主机联锁:当主机风机停机时,电加热器自动断电。
6.4.3空调器风机皮带断裂、空调房间温湿度**限、冷热供回水温**限和空调器内中效过滤器压差**限、电加热器高温保护时,风机过载保护时报警。
当自动系统出现故障时,能手动调节。空调器起停由手动进行。


7 工况调试与运行


调试于1999年4月进行。首先开机24小时后安装高效过滤器,接着测量各风口风速并进行调整,然后用倾斜式微压计、QDF-2A 风速仪测量各系统的送、回、新、排风量,各房间相对于走廊、室外的正压,用ND2精密声级仪测量各房间噪声并作调整。调整后,噪声、正压、新风、风速均达到设计标准;唯总风量偏大,因此项指标有利于洁净度,故不调整。
接着进行模拟夏季工况36小时运行,设定室温17oC,热泵及自动控制投入运行。选择房间对角线测点在0.8,1.0,1.3,1.8共4种高度,用HM34C温湿度测量仪测得各点温度,用热球风速仪测得各点在静压箱下3.0*3.0范围内风速,在1米面测得湿度。发现在0.8~1.8m高度内速度场、温度场分布均匀,其温差在0.9 oC以内。
随后进行模拟冬季工况36小时运行,设定室温30oC,系统工作正常;设定室温为23 oC, 湿度50%,运行10分钟后达到设计的温湿度要求。

8 结语

从测试和运行的情况看,采用上送下回、孔板送风的方式易在手术床周围形成均匀的温度、速度场,洁净度*达到标准。医院对新风的要求比较高,规范只是较低指标,一些医院系统的失败含有新风不足的因素。噪声达标较难, 为此付出较大的代价。建议加紧研究消声性能好、能满足净化要求的新型消声器。医用净化空调作为要求严格的系统,洁净度不能仅仅靠高效过滤器,它要求风管、空调机组、消声器、加湿器都要尽量保持洁净,自控系统可靠、调节灵活、精度高。
洁净系统的换气次数、送回风方式、室内的正压和新风量的确定、过滤方式的选择是互为关联的,不能单独确定。对空气品质的处理也不能追求**,要考虑经济性。医院的技术通常较弱,净化系统必须有高的可靠性,手术室关系到人的生命,由系统的故障引发的手术室的停用有可能造成很大的经济损失。所有这些,都要求设计人员,应根据工程的实际,充分考虑空气品质和投资,结合医院的特点,有所取舍和侧重。
浅谈手术室净化设计


摘要: 通过对目前手术室使用状况和用途的了解,指出净化设计的重要性。对比国内外的手术室设计标准,结合国内的情况提出手术室的设计要点:工艺设计、洁净空气设计、洁净建筑设计。通过图片阐述节能方案。
关键词:洁净手术室 高效过滤 压力控制 节能实例
1 概述
近年来随着经济的发展,人们的生活水平普遍提高,以从过去的温饱型向健康型过渡。人们对健康越重视,必定要求加快医疗条件和医疗设施的改善。同时随着科技的发展,大量的新观念和新技术被接受和应用,这为改善医院的医疗环境和医疗设施创造了一个良好的条件,同时,也对医院的医疗设施提出了更高的要求。尤其是对医院手术室的设计提出了新的要求。从一百多年前英国医生李斯特较早认识到悬浮污染物对手术有害作用,到本世纪三十年代,无菌技术的普遍接受,再到现在层流技术的应用,这些均证明术后感染率同空气的洁净程度直接有关,因此高效洁净的手术室空气处理方法已被提上议事日程。
2 对比
过去国内大多数医院手术部比较简陋,基本为非洁净手术部,主要依靠消毒液进行消毒,易产生交叉污染。在室温控制方面则采用窗式空调和风机盘管进行调节。而窗式空调自身是一个发尘发菌源,长期使用会使室内尘埃数和细菌浓度增高。普通风机盘管表面及集水盘自身是一个污染源,*积灰滋生细菌,特别在夏季有污染室内空气的危险。同时风机盘管的维修及保养均在室内进行,不但会影响手术室的使用率,而且由于管配件多使用时易泄露,并在维修时由于风机盘管的拆装机内的存水都易污染吊顶产生二次污染,所以用这二种形式的空调都不能用于洁净手术室。另外普遍存在着低级别的净化空调系统,这些系统的新风量不足,送风量也不够,也难以满足有一定洁净度要求的手术的进行。
同时在建筑布局上也存在着不合理性,主要表现为清污路线不分。手术后的污物和无菌手术的器械及医生从同一条走廊进出,这样很*产生交叉污染。
基于上述情况,过去国内手术部内很少能形成合理的正压分布和有序的气流组织。
3 合理的手术室布局
根据国外手术室的成功范例及《医院洁净手术部建筑技术规范GB50333-2002》的要求新建手术区必须严格按照三区二通道的原则布局(即手术区,辅助区,其它用房区,洁净走道和准洁净走道)术前术后人员及无菌物品从清洁走道通过,术后污物从污物通道通过,这样清污分离可使手术后的污物及时得到处理,从根本上减少了交叉污染的可能性,同时也使平面布局更趋合理,达到将建筑平面与净化空调系统**地结合在一起,使它既满足净化技术要求又符合医院建筑设计和管理的要求。
4 净化设计
4.1 净化控制的目的和要点
净化设计的目的是通过净化设计有效地阻止室外污染物侵入室内,降低术后感染率,同时*有效地排除室内的污染空气,防止病菌的扩散。
根据设计目的,在医院手术室设计中注意以下几点:
A 用空气过滤的方法有效去除送入空气的细菌和尘埃。
B 依靠气流组织有效地稀释和排除医护人员的发尘(菌),使室内,尤其是关键部位达到高度无菌程度。
C 控制好手术部内的压力梯度,保证不同区域间的合理气流流向和压力分布,防止外界污染物的侵入。
D 保持合适的温湿度,降低人体发菌量及室内细菌繁殖。
E 有效排出废气和有害气体,保证室内空气新鲜和空气品质。
4.2 合理的气流组织
众所周知手术是直接关系到患者的生命安危,手术的发展很大程度上取决于手术感染控制技术的发展。在欧美等发达国家其手术室均采用全空气系统。六十年代初采用ASHRAE指南规定,采用全新风系统。每个手术单元换气次数8-12次。室温25.6度,相对湿度55%。室内排风汇集到排风总管,利用全热交换器热回收后再排出室外。随着技术的发展,到七十年代室内空气允许循环使用,换气次数增加到25次,新风至少为5次,一般都将回风取到较大值。我国于 88年10月颁布行业标准JGJ49-88《综合医院建筑设计规范》,*于95年颁布《*医院洁净手术部建筑*医院洁净手术部建筑技术规范》。根据这二个规范和《医院洁净手术部建筑技术规范GB50333-2002》参考国外的有关资料并加以改进,设计了符合国情的净化系统。在该系统中,用独立的新风机组,供应每个手术室的新风,由于上海地区空气的含尘浓度较高,设置独立新风机组能经常方便地清洗初效过滤器,以及更换新风机出口端的中效过滤器,从而避免因手术单元中的高效或亚高效过滤器经常更换而造成较大的经济损失。在手术单元中,顶棚布置高效过滤器,在两侧距地面不**过500mm处布置回风口,这样能合理地组织室内的气流,防止室内细菌粒子的积聚,并通过合理的气流组织*加以排出,保证室内的洁净度。而上送侧回的方式使手术台设置在手术室的*区域,医生及有关人员在手术台的二侧,气流由上部风口送出,经手术台后再从两侧回,这样能较大限度地保证手术台的高度无菌程度。
4.3 温湿度及压力控制
按照《医院洁净手术部建筑技术规范GB50333-2002》的要求手术室的温湿度必须控制在一定的范围内,因此设计中设定手术室温度在t=22-25℃;相对湿度35-60%,根据不同大小的房间配置相应的空调机和加湿器。
按照三区二通道的原则布局,手术部的压力由大到小排列为特殊洁净手术室、一般洁净手术室、洁净走廊、垂直通道及污物廊。洁净走廊的净化级别比一般洁净手术室低或相等,故两者间存在压差。污物廊是整个手术部中级别较低的所以手术室对污物廊的压差大于5Pa.这样就能保证不同区域间的气流的合理流向和防止外界污染的侵入。
对于手术室来讲,为了维持本身房间的洁净度,免受邻室的污染,须保持相对于邻室较高的空气压力,即相对于邻室维持一个正的静压差。而静压差的存在起到了在门、窗关闭的情况下,防止室外空气由缝隙进入洁净室。另外当门开启时,应有足够的气流向外流动,把人瞬时带进的污染空气降低到较低程度。根据《空气洁净技术措施》中的规定,要防止缝隙渗透,一般两相邻房间应保持5Pa的压差,而对室外应保持15Pa的压差。对100级手术室,按《洁净室施工验收规范》规定,其正压必须满足开门时,距门0.6米处洁净度不低的要求,即保证在开门瞬时开启时人所带进的气体不深入门口0.6米以外的地方。空气调节设计手册中规定,一般洁净室的工作区在离地0.8-1.5米处。垂直层流手术室流速为0.25-0.3m/s,《医院洁净手术部建筑技术规范 GB50333-2002》而门高为2.0米左右,则Vo/V=(2.0-0.8)/0.6 ,V=0.15m/s ,即当外界V不大于0.15m/s时是不会影响室内层流的,根据《空气洁净技术原理》中提出人在进门时带进气流速度为0.2m/s,所以从洁净室压出气流速度为:V1=0.2-V=0.2-0.15=0.05m/s。假设手术室门宽1.5米,则门的面积为:A=2*1.5=3.0 平方米所以风量 Q=A*V=3.0*0.05=0.15立方米/秒 即540立方米/小时。因此当手术室内的正压风量大于540立方米/小时就能满足层流的要求。
在系统正常运行时,可在系统中设置排风系统排除多余气体,使手术室的正压值始终在一合理的数值上。
另外还应注意设置一间或几间能把手术室室内正压变成负压的洁净手术室,以防止传染病患者把病菌通过空调系统传染给他人。



4.4 高效过滤器的设置
在净化工程中,过滤器一直起着很大的作用,手术单元的净化级别和过滤器的过滤效率直接相连,对于只有普通净化级别要求的手术单元一般配置亚高效过滤器。而对特殊净化手术室相应的在末端配置高效过滤器。末端空气过滤器的DOP效率不低于99.97%。为了提高末端过滤器的使用寿命净化空调循环机组应采用三级过滤的形式。
4.5 自控系统
由于手术室设计的特殊性,决定了自动控制在手术室中的重要地位,而手术室的温湿度是致关重要的,这就要求根据室内回风参数对冷(热)水供水量、送回风比和蒸汽加湿量进行调节。另外,根据手术室室内压力的要求,调节新排风比率,保持室内正压,达到正压要求。
设置故障报警信号对过滤器堵塞进行报警。


4.6 节能措施
为了提高能源利用率,在系统设计中注意节能技术的应用,由于整个手术部中存在只有部分手术室使用的情况,故对独立设置的新风机和排风机进行连动控制,即新风机(变频)随着手术室使用数量的增加而自动增加,直至满负荷。排风机也相应地开启,(排风机也采用变频机)这样就可根据风量的不同而采用不同转速,从而达到节电的目的。
如果整个手术室系统中手术单元比较多,在晚间使用低峰时应有几间可以单独使用带独立冷热源的手术室,这样整个冷冻系统不开启,而只开启带独立冷热源的手术室,以达到节能的目的。
在热回收方面,可采用显热回收的方法回收排风系统中的废能量,用以预冷预热新风,从而减小新风机的能量消耗,达到节能的目的。也有采用卡萨巴全热回收装置对新
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