綜合醫(yī)院手術(shù)室凈化空調(diào)設(shè)計(jì)
日期：
2022-04-27
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近年來，伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，國家醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)同樣也得到了迅猛發(fā)展，新的醫(yī)療技術(shù)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求不斷提高。其中手術(shù)室凈化空調(diào)設(shè)計(jì)成為綜合醫(yī)院空調(diào)設(shè)計(jì)最為重要的一環(huán)，潔凈手術(shù)室凈化設(shè)計(jì)的目的是通過凈化設(shè)計(jì)有效阻止室外污染物侵入室內(nèi)，降低術(shù)后感染率，同時(shí)迅速有效排除室內(nèi)的污染氣，防止病菌擴(kuò)散。
一、室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
凈化空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定與普通舒適性空調(diào)系統(tǒng)有很大的區(qū)別。從溫濕度來說，舒適性空調(diào)的室內(nèi)溫濕度的確定只考慮工作人員的舒適性要求，而凈化空調(diào)不僅要考慮舒適性，更重要的是保證工藝所要求的特殊的溫度、濕度環(huán)境（包括減少靜電荷）。
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除了溫濕度以外，凈化空調(diào)的設(shè)計(jì)參數(shù)還包括室內(nèi)外的發(fā)塵量和發(fā)菌量。室外大氣塵計(jì)數(shù)濃度各地差異很大，最高值為106粒/L。對(duì)于高效空氣凈化系統(tǒng)的5級(jí)及其以下的潔凈室，當(dāng)大氣塵濃度在10粒/L以內(nèi)變化時(shí)，對(duì)潔凈室含塵濃度的影響可以忽略不計(jì)。高效空氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)大氣塵濃度宜取M=1O6粒/L。而中效空氣凈化空氣系統(tǒng)，其潔凈度受大氣塵濃度影響很大，所以設(shè)計(jì)大氣塵濃度宜分區(qū)決定。
凈化空調(diào)采用設(shè)置在裙房屋面的兩臺(tái)多功能風(fēng)冷熱泵機(jī)組做為冷熱源，在制取7/12℃空調(diào)冷水的同時(shí)提供40/45℃空調(diào)熱水，作為凈化空調(diào)機(jī)組的冷源及再熱熱源，以達(dá)到節(jié)能目的。
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多功能風(fēng)冷熱泵機(jī)組單臺(tái)制冷量681kW，熱回收量560kW。在凈化機(jī)房內(nèi)設(shè)置3臺(tái)空調(diào)冷水循環(huán)泵（兩用一備）及3臺(tái)空調(diào)熱水循環(huán)泵（兩用一備）為凈化空調(diào)水系統(tǒng)服務(wù)。凈化空調(diào)水系統(tǒng)采用變流量一級(jí)泵系統(tǒng)（熱泵機(jī)組定流量運(yùn)行）。
空調(diào)水系統(tǒng)采用四管制，同時(shí)提供冷水及熱水。同時(shí)通過冷水盤管除濕及電熱加濕的方式對(duì)濕度進(jìn)行控制，另外通過冷水盤管制冷及熱水盤管加熱的方式對(duì)溫度進(jìn)行控制。控制模式采用濕度優(yōu)先的控制模式。
四、風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
凈化空調(diào)的氣流組織所實(shí)現(xiàn)的主要目的是：供給足量的清潔空氣，稀釋并替換室內(nèi)所產(chǎn)生的污染物質(zhì)，使室內(nèi)潔凈度保持在允許的范圍之內(nèi)。
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它要求送入凈化房間的潔凈氣流擴(kuò)散速度快、氣流分布均勻，以稀釋室內(nèi)污染源所散發(fā)的污染物質(zhì)，維持生產(chǎn)環(huán)境所要求的潔凈度；使散發(fā)到室內(nèi)的污染物質(zhì)能迅速排出室外，盡量避免或減少氣流渦流和死角，縮短污染物質(zhì)在室內(nèi)的滯留時(shí)間，降低污染物質(zhì)與產(chǎn)品的接觸機(jī)率：滿足室內(nèi)溫濕度等空調(diào)送風(fēng)要求及人的舒適度要求。
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合理的氣流組織，使室內(nèi)的主要工作區(qū)處于潔凈空氣的上游方向。潔凈室氣流有兩大基本形式，即層流（單向流）和亂流（非單向流）。層流潔凈室自凈能力強(qiáng)，渦流少，易保持高級(jí)別潔凈度（100級(jí)以上）；亂流潔凈室渦流多，粒子在室內(nèi)停留時(shí)間長，一般用于1000級(jí)至100000級(jí)潔凈室。
送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
手術(shù)室區(qū)域采用一次回風(fēng)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，16間手術(shù)室均以手術(shù)臺(tái)為中心在一定范圍內(nèi)吊頂中央靜壓箱孔板送風(fēng)，根據(jù)凈化級(jí)別不同內(nèi)置高效過濾器，數(shù)量也不相同，潔凈走廊為吊頂安裝的高效過濾送風(fēng)口送風(fēng)。手術(shù)室送風(fēng)面積均為2400mm×1200mm，手術(shù)區(qū)層流送風(fēng)，周邊區(qū)為紊流送風(fēng)。
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送風(fēng)由機(jī)組送出后經(jīng)過微穿L板消聲彎頭、防火閥、多葉調(diào)節(jié)閥、定風(fēng)量閥、鍍鋅鋼板風(fēng)管送至各個(gè)靜壓箱及風(fēng)口，再經(jīng)高效過濾器送至房間里。如下圖1手術(shù)室一次回風(fēng)系統(tǒng)原理圖。
圖1 手術(shù)室一次回風(fēng)系統(tǒng)原理圖
回風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
手術(shù)室全部為雙側(cè)墻下回風(fēng)口回風(fēng)，下回風(fēng)口為豎百葉風(fēng)口，不積塵，后經(jīng)過一層初效過濾網(wǎng)，回風(fēng)口風(fēng)速全部小于1.5m/s。低級(jí)別的輔助用房，可以采用了頂回風(fēng)。
回風(fēng)經(jīng)回風(fēng)口初效過濾器，再通過鍍鋅鋼板方風(fēng)管經(jīng)過多葉調(diào)節(jié)閥、防火閥、微穿孔板消聲彎頭后回到機(jī)組。
排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
每個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)均單獨(dú)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)經(jīng)低阻高中效過濾器處理后派出室外。排風(fēng)管上均設(shè)置定風(fēng)量閥來精確控制風(fēng)量，新風(fēng)機(jī)組和排風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，通過精確控制房間新風(fēng)量和排風(fēng)量，使凈化級(jí)別高的房間保持相對(duì)正壓，以控制由內(nèi)向外的氣流方向，保證潔凈區(qū)相對(duì)于與之相通的非潔凈區(qū)有不小于10Pa的正壓。
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同時(shí)新風(fēng)管與凈化空調(diào)機(jī)組送風(fēng)管有旁通支路，當(dāng)凈化空調(diào)機(jī)組停機(jī)或處于值班狀態(tài)時(shí)開啟旁通支路上的密閉電動(dòng)閥以維持房間正壓。
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通過對(duì)各房間氣流組織、新風(fēng)量、潔凈度、房間溫濕度及房間壓差進(jìn)行控制，使手術(shù)室等各有潔凈度要求房間滿足醫(yī)院使用要求。
送風(fēng)量計(jì)算以手術(shù)室OR.02室為例：
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（1）手術(shù)室送風(fēng)量計(jì)算（換氣次數(shù)20次/h，手術(shù)室凈高3m）。
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經(jīng)計(jì)算送風(fēng)量L=102.6m3/h×20=2052m3/h
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（2）手術(shù)室排風(fēng)量計(jì)算。手術(shù)室排風(fēng)量不宜小于200m3/h，也不宜大于送風(fēng)量的1/4（513m3/h），同時(shí)為保證手術(shù)室維持10Pa的正壓。手術(shù)室的排風(fēng)量L=0.1×2052=205.2m3/h。
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（3）手術(shù)室回風(fēng)量計(jì)算L=2052－205.2=1846.8m3/h。
空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行模式
該醫(yī)院潔凈手術(shù)部空調(diào)凈化方案采用凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)組與獨(dú)立的新風(fēng)（正壓送風(fēng)）組合系統(tǒng)，并且新風(fēng)系統(tǒng)不僅承擔(dān)正常新風(fēng)量也承擔(dān)各手術(shù)室的正壓風(fēng)量，每間手術(shù)室擁有各自獨(dú)立的凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)組，它的風(fēng)量變化不影響手術(shù)部的正壓分布。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是可使每間潔凈手術(shù)室凈化空調(diào)和維持正壓兩大功能分離，同時(shí)又能將整個(gè)潔凈手術(shù)部聯(lián)系在一起。
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潔凈手術(shù)室的運(yùn)行模式分為冬夏季工作運(yùn)行模式、非工作運(yùn)行模式和過渡季工作運(yùn)行模式。對(duì)于處于非工作運(yùn)行模式的手術(shù)室，當(dāng)手術(shù)部中只有部分手術(shù)室工作期間，只需運(yùn)行部分手術(shù)室的凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組，對(duì)于其他非工作的手術(shù)室只輸送少量新風(fēng)維持其正壓狀態(tài)；在手術(shù)部非工作期間，可大大降低手術(shù)部的溫濕度要求，關(guān)閉手術(shù)室的凈化空調(diào)系統(tǒng)，只輸送少量新風(fēng)以維持其正壓、無菌狀態(tài)。
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對(duì)于處于過渡季工作運(yùn)行模式的手術(shù)室，利用春、秋兩季新風(fēng)焓值低于或高于室內(nèi)空氣焓值的特點(diǎn)，適當(dāng)加大凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量，利用新風(fēng)替代冷源可以縮短制冷機(jī)的運(yùn)行時(shí)間從而達(dá)到節(jié)能的效果。雖然過渡季加大新風(fēng)量將增加新風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)電耗及初、中效過濾器的負(fù)荷，但總體來講仍然節(jié)約能耗和運(yùn)行費(fèi)用，是目前凈化空調(diào)系統(tǒng)常用的節(jié)能措施。并且手術(shù)室的排風(fēng)機(jī)采用雙速風(fēng)機(jī)，過渡季節(jié)按高速運(yùn)行，非過渡季節(jié)按低速運(yùn)行。
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手術(shù)室送排風(fēng)和正壓控制系統(tǒng)見圖2，潔凈手術(shù)室在不同模式下的具體運(yùn)行方式如下：
圖2 手術(shù)室送排風(fēng)和正壓控制系
（1）在某手術(shù)室冬夏季工作運(yùn)行模式時(shí)，啟動(dòng)凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)，開啟新風(fēng)送風(fēng)主支管上的電動(dòng)兩態(tài)閥1（控制冬夏季工作態(tài)/非工作態(tài)）高風(fēng)速送風(fēng)，關(guān)閉新風(fēng)分支管上的電動(dòng)密閉閥2（控制過渡季工作態(tài)）；同時(shí)開啟回風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥3和排風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥4，排風(fēng)機(jī)連鎖啟動(dòng)并按低檔風(fēng)速運(yùn)行。
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（2）在某手術(shù)室非工作運(yùn)行模式時(shí)，關(guān)閉凈化循環(huán)機(jī)組風(fēng)機(jī)，開啟凈化循環(huán)風(fēng)機(jī)新風(fēng)主支管上的電動(dòng)兩態(tài)閥1（控制冬夏季工作態(tài)/非工作態(tài)）低風(fēng)速送風(fēng)，關(guān)閉新風(fēng)分支管上的電動(dòng)密閉閥2（控制過渡季工作態(tài)）；關(guān)閉回風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥3和排風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥4，排風(fēng)機(jī)連鎖關(guān)閉。
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（3）在某手術(shù)室過渡季工作運(yùn)行模式時(shí)，啟動(dòng)凈化循環(huán)機(jī)組風(fēng)機(jī)，關(guān)閉新風(fēng)主支管上的電動(dòng)兩態(tài)閥1（控制冬夏季工作態(tài)/非工作態(tài)），開啟新風(fēng)分支管上的電動(dòng)密閉閥2（控制過渡季工作態(tài)）實(shí)現(xiàn)高速送風(fēng)；關(guān)閉回風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥3，開啟排風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥4，排風(fēng)機(jī)連鎖啟動(dòng)并按高檔風(fēng)速運(yùn)行。
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此外，對(duì)于正負(fù)壓手術(shù)室的壓力控制，設(shè)置兩臺(tái)排風(fēng)機(jī)，根據(jù)正負(fù)壓需要切換排風(fēng)機(jī)，正壓運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)低風(fēng)量排風(fēng)機(jī)；室內(nèi)為負(fù)壓運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)高風(fēng)量排風(fēng)機(jī)。
凈化空調(diào)是空調(diào)工程中的一種，它不僅對(duì)室內(nèi)空氣的溫度、濕度、風(fēng)速有一定要求，而且對(duì)空氣中的含塵粒子、細(xì)菌濃度等均有較高的要求，因此對(duì)空調(diào)設(shè)備及功能段要求更為嚴(yán)格。
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凈化專用循環(huán)機(jī)組功能段：混合段+表冷段+加熱段+中高效過濾段+風(fēng)機(jī)段+加濕段+出風(fēng)段；凈化專用新風(fēng)機(jī)組功能段：初效，中效過濾段+預(yù)熱段+冷熱盤管段+風(fēng)機(jī)段+中高效過濾段+出風(fēng)段。十萬級(jí)手術(shù)室設(shè)置為一機(jī)負(fù)擔(dān)一個(gè)手術(shù)室的空調(diào)方式，新風(fēng)機(jī)組集中處理新風(fēng)送至各空調(diào)機(jī)組混合段，這樣分散空凋機(jī)組與獨(dú)立的新風(fēng)組合系統(tǒng)，可使手術(shù)室凈化空調(diào)和維持正壓兩大功能分離，又能將整個(gè)潔凈手術(shù)部聯(lián)系在一起。手術(shù)部工作期間兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，這樣避免出現(xiàn)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。
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當(dāng)手術(shù)部中只有部分手術(shù)室工作期間，只需運(yùn)行部分手術(shù)室的獨(dú)立空調(diào)機(jī)組和正壓送風(fēng)系統(tǒng)，既保證部分手術(shù)室正常工作，又保證整個(gè)手術(shù)部的正常壓力分布和定向空氣流動(dòng)。在手術(shù)部非工作期間，只運(yùn)行正壓送風(fēng)系統(tǒng)。維持整個(gè)手術(shù)部正壓，可大大降低溫濕度要求，保持其潔凈無菌狀態(tài)，使整個(gè)潔凈手術(shù)部管理靈活、方便。為避免空氣過濾器積塵對(duì)系統(tǒng)風(fēng)量的影響，各手術(shù)室的送風(fēng)管路上設(shè)定風(fēng)量閥，以保持正常定風(fēng)量運(yùn)行狀態(tài)。共用回風(fēng)機(jī)組的手術(shù)室在啟閉控制上是同步的。
在綜合醫(yī)院的空調(diào)設(shè)計(jì)中，既要充分考慮我國國情，因地制宜地確定空調(diào)系統(tǒng)型式及冷熱源，又要以人為本，滿足不同類型病人的舒適性要求，并注意空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，同時(shí)，設(shè)備制造商也應(yīng)盡早開發(fā)出優(yōu)質(zhì)高效、價(jià)格合理的醫(yī)院空調(diào)專用設(shè)備，為病人提供一個(gè)舒適、優(yōu)美的就醫(yī)環(huán)境，共同促進(jìn)我國醫(yī)療事業(yè)發(fā)展。
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其中合理設(shè)定潔凈室參數(shù)、溫濕度、壓力控制、高效過濾的設(shè)置、合理的氣流組織、節(jié)能措施及自控系統(tǒng)是潔凈手術(shù)室設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，只有充分考慮這幾方面因素，才能使設(shè)計(jì)更合理更符合國家規(guī)范，也能更好滿足業(yè)主要求。
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