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手術室潔淨空調係統設計觀點和參考(舉例說明)

更新時間:2021-04-19  |  點擊率:3000

一、概況
本潔淨手術部由八(bā)間手術室、中央潔淨大廳、麻醉室、蘇醒室等附屬(shǔ)房間(jiān)組成(chéng),手術部位於醫技樓二層,手術室無外圍護結構(gòu),手術室淨化級別要求分別為(wéi)千(qiān)級(I級)1間、萬級(II級)4間、十萬級(III級)3間,手術室設(shè)計溫濕度考慮到兒童生理特點,全年控製(zhì)在Tn=24~28℃,在手術室內就地可調,手術室設計相對濕度Фn=50%~60%。 
二、手術室空調風係統的劃分
1.高(gāo)級別手術室空(kōng)調(diào)係統宜獨立設置。所謂高級別手術室是指千級(jí)以上手術室,其原因是高(gāo)級別手術(shù)室(shì)空調送風量大,如同樣麵積的手(shǒu)術室,百級手術室的(de)空調風量是十萬級的3.4倍,是萬級的2.25倍。另外高級(jí)別(bié)手術室的使用頻率遠低於低級別手術室,這樣無論是一個空調(diào)係統負擔多個高級別手術室,或(huò)是一(yī)個空調係統負擔一(yī)個高(gāo)級別手術(shù)室和多個低級別手術室,都會使空調係統長(zhǎng)時(shí)間處於"大馬拉小車"的(de)運行(háng)狀態。
例如(rú)一個空(kōng)調係(xì)統負擔1間百級手術室和2間萬級手術室或4間十(shí)萬級手術室,隻要高級別手(shǒu)術室不使用,則係統設計風量至少(shǎo)大於此時所需風量的112%和84%,亦即此時係統所需(xū)風量僅為係統設計風量的47%和54.3%,而且此種因手術室使用與否引起(qǐ)的風量變化,不(bú)宜采(cǎi)用變頻調速方式(shì)進行調節(jiē),隻(zhī)能用調(diào)節總(zǒng)風閥的方式調節風(fēng)量以適應係(xì)統風量變化,然而(ér)此種方式顯然不節能。所以無論從節約能源的角度,或是從使用可靠性、靈活性的角度,高級別(bié)手術室都應"按間"獨立設置空調係統,即一個淨(jìng)化(huà)空調係(xì)統對應一間(jiān)手術室。
2.對於低級別手術(shù)室,盡管(guǎn)與高級別手術室相比空調(diào)風量小的多(duō),但一個空調係(xì)統所負擔的手(shǒu)術室間數也不宜過多,因為醫院手(shǒu)術室(shì)的使用(yòng)情況具備不確定性。愈(yù)是高等級醫院,手術室為滿足特殊繁忙(máng)情況,設置愈多(duō)。手術室多,正常(cháng)情況下的同時使用係數低,這樣當一個空調係統所負擔的手術(shù)室間(jiān)數(shù)較多時,係統(tǒng)常(cháng)處(chù)於"供大於求"的狀態,其運行能耗勢必較高,就象有的醫院所反映的"建的起,用不起"。
3.中央清(qīng)潔(jié)大(dà)廳、清潔走廊、高級別手術(shù)間的準備區(qū)、無菌室等應由一個單獨的空調係統負(fù)擔,目的是保證手術室外部空氣環(huán)境時時處於"臨戰"狀(zhuàng)態(tài),那種將以上部(bù)位空調合(hé)在低級別手(shǒu)術室(shì)空調係統中的做法(fǎ)顯然不合理。因為合在一起的空調係統,或是在手術室停(tíng)止使用時係統送風能耗過大,或是(shì)無法保(bǎo)證手術室外部氣候環(huán)境處於受控狀態。
三、送風量確定和氣流組(zǔ)織
該醫院手術部(bù)進行空調設計時,國家(jiā)尚未出版有關醫院手術室潔淨(jìng)空調(diào)設(shè)計標準/規範,並且當時國內已有醫院手術室(shì)潔(jié)淨空調設計,基本上囿於工業潔淨室的設計思路,然而將工業潔淨室設計思路照搬到醫院手術室潔淨(jìng)空調設(shè)計(jì)中會帶來兩個問題:
1、高級別(bié)潔淨室風量過大,如按照《潔淨廠房設計(jì)規範》(以下簡稱規範),百級手術室應在頂棚滿布高效過濾(lǜ)器風(fēng)口,則一間36m2手術(shù)室的送風量為32400m3/h~45360m3/h(對應斷麵風(fēng)速為(wéi)0.25m/s~0.35m/s),如此大的送風量,送風功耗達17.0kW~19.0kW,送、回風管道占用建築空間大,風係統噪聲(shēng)控製困難。
2、對於千級以下手術室,在(zài)相同(tóng)風量下手術室關鍵區域汙染(rǎn)度(dù)控(kòng)製不理想,原(yuán)因是套用《規範》千級以下(xià)手術室可采用亂流形式的氣流組(zǔ)織。通常的做法是在全室頂棚均(jun1)勻設置高效過濾器風口,此氣流組織形式的理論依據是(shì)"全室稀釋和(hé)淨化",然而根(gēn)據德國標準DIN1946/4中關(guān)於汙染濃度的概念,此種"全室稀釋和淨(jìng)化"的氣流組織形式,在理想情況下可(kě)以使室內達到相同的細菌濃度,而如果突破"全(quán)室稀釋和淨化"的工業潔(jié)淨室氣流組織方式,會(huì)在手術(shù)室關鍵(jiàn)區(qū)域獲得更低的(de)汙染度。針對以上問題,設計者參考德國Weiss手術室衛生空調係(xì)統的經驗,在手術室風量計算和氣(qì)流(liú)組織方麵(miàn),突破工業潔淨(jìng)室設計思路,引入(rù)降低總風量,強化局部(bù)送風,重在手術床及器械(xiè)桌區域的設計概念,具(jù)體做法如下:
A.對(duì)於所有(yǒu)級別的手(shǒu)術室,均突破(pò)了全(quán)室稀釋和淨化的概念,引入局部強(qiáng)化淨化(huà)觀點,將所有手術室的(de)送風口均集(jí)中布置在手術床的上方,即以無影燈吊杆為(wéi)中心設置"層流送風箱",根據級別不同采用不同送風(fēng)斷麵尺寸。 
B.對於百(bǎi)級或千級手術室,采用潔淨(jìng)氣流覆蓋區域麵積乘以此送風區域斷麵(miàn)風速的方式確定風(fēng)量。如本工程的千級手術室所采用送(sòng)風層流箱(xiāng)覆蓋麵積(jī)為2.4m×2.4m,斷麵流速0.35m/s,因(yīn)此(cǐ)送風量為7258m3/h,如(rú)果為百級,則采用送風層流箱覆蓋麵積為3.0m×3.0m,斷麵流速(sù)仍為0.35m/s,則送風量11340m3/h,僅為前述工業潔淨室(shì)計算方法的40%。雖然此設計思路借鑒了德國Weiss手術室衛生空調係統(tǒng)的經驗,但本工程並未采用德國(guó)學者介紹的大麵積(jī)、小送風量(即(jí)大麵積、低風(fēng)速)的(de)方式,因為根據國內醫院的具體情況,采用小風速(sù)時對客觀條件要求過於苛刻,且小(xiǎo)風速時氣流(liú)沒(méi)有足夠的動量保持送風的單向流,很難達到理想的空調和淨(jìng)化效果。而當(dāng)斷麵風速30.35m/s時,如回風口(kǒu)設(shè)置恰當,不僅(jǐn)可以使送風保(bǎo)持較好單向流型,而且其單向(xiàng)流的分(fèn)流高度會小於0.6m,即分流(liú)高度低於手術床(chuáng)的操作麵標高。 
C.對於萬級、十萬(wàn)級(jí)手術(shù)室采用換氣次數法確定送風量,萬級取n=30次/h,十萬級取n=20次/h。盡管此換氣次數取值為《規範》規定(dìng)的下限值,但由於采用了全部送風量由手術床部位上方的"層流送風(fēng)箱"送出,其手術(shù)區達到的細菌濃度為室內其他區域的50%,即手術區域空氣的汙染度由全室稀釋和淨化方式的1降為局部強(qiáng)化送風方(fāng)式的0.5。本工程萬級與十萬級手(shǒu)術室的"層流送風箱"送風(fēng)麵積分別為(wéi)2.4m×1.2m和1.5m×1.5m,送風斷麵(miàn)風速均為(wéi)0.35m/s。 
總之,采用以上設計思路的該醫(yī)院(yuàn)手術室,在投入使用後效果良好(hǎo),達到了用較小的風量(liàng),在(zài)手術室關鍵區(qū)域(手術床及器械桌區域)形成(chéng)一個比手(shǒu)術室其他區域更潔淨、更衛生的氣候(hòu)環境。
D.設置初效、中效(xiào)新風過濾機組
一些手術室的淨化空調係統設計中,新風的過(guò)濾問題未能(néng)引起充分的重(chóng)視,新風(fēng)常常是不經過(guò)獨立的過濾處理而直接與空(kōng)調回風混合,其結果導致中效、高效過濾器壽命縮短,更換頻繁,係統的運行維護(hù)成本加大,甚至影響手(shǒu)術室的正常使(shǐ)用。這是因(yīn)為新風與回風混合前,兩者的空氣含塵濃度相差過大,新風即便經過初效處理,其處理後的含塵濃度(30.5mm)也比十萬級空(kōng)調回風在同粒(lì)徑範圍內的含塵濃度大70倍左右,是百級空調回風同粒徑範(fàn)圍內含塵(chén)濃(nóng)度的幾萬倍,從而使中效乃至高效過(guò)濾器沒有足(zú)夠的保護。
為解決此問題,可以在新風通路上安裝了獨立的初效、中效新風過濾機組,使新風經過兩級過濾後再與回風混合,此時混合前的(de)新風與回(huí)風在同粒徑範圍(30.5mm)的含塵濃度比較接近,真(zhēn)正起到了保護中效、高效過濾(lǜ)器的作用,而且新風過濾機(jī)組的初、中效過濾器清洗、更換(huàn)方便,與更換高(gāo)效過濾器相比投資(zī)少,維護簡(jiǎn)便。在新風(fēng)通路上設置新風過濾機組的(de)另一優點是確保了新風量,因(yīn)為定風量的新風過濾機組本身就相當於一台"計量泵"。用定風量閥解決空氣平衡問題。
手術部各區域的壓力分布對於保證潔淨手術室效果影(yǐng)響很大,而如何保證合理的壓力分布,除空氣平衡(héng)計算正確外,更重(chóng)要的是送(sòng)風、回風(fēng)均應有良好的調節手段。以往風量調節裝(zhuāng)置主要是手動對開多葉調節閥,此種閥門用於風量的精(jīng)調節並不理想,實踐中有著調節困難、調試周期長的問題。針對此(cǐ)問(wèn)題,手術室空調係統的送、回風管采用進口的自力式定風量閥,此閥可以自動消除風(fēng)管壓力對(duì)風(fēng)量的影響,閥體外(wài)部有風量調節刻度盤,調節十分方便,安裝此閥(fá)後,手(shǒu)術室的壓力(lì)調整變(biàn)得十分簡單,現場(chǎng)幾(jǐ)乎無需費時進行壓力調整。 


 

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