醫院層流手術室設計案例

根據M醫院層流手術部淨化空調的要求，設計時采用了獨立淨化空調機組和集中新排風機組、小型熱泵,冬夏用大樓冷熱源的設計方案。手術室使用靜壓箱孔板送風、下側回風，潔淨走廊和輔房上送上回。概要介紹了所采用的空氣處理方式、空調自控內容、對象，工程竣工後進行的調試與運行情況。測試與運行結果表明：工作區的氣流速度場和溫度場分布均勻，噪聲、潔淨度、新風量、菌落數超過軍隊YFB001-1995標準，其它指標達到標準，符合醫院使用要求。

1.概況

M醫院層流手術部由手術一室（Ⅲ級）、手術三室（Ⅲ級）、手術二室（Ⅱ級）和十萬級的器械室、敷料室、潔淨走廊組成,位於醫院新建的綜合病房樓七層，淨化空調麵積138m2。大樓八層為技術層，布置淨化機組、設備；熱泵機組置於四樓屋麵上。根據醫院需要, 手術一室用於普外手術，手術二室用於胸外手術, 手術三室用於眼科手術。為滿足醫院的使用要求，設計時采用了獨立淨化空調機組和集中新排風機組、小型熱泵,冬夏用大樓冷熱源的設計方案。手術室使用靜壓箱孔板送風、下側回風，潔淨走廊和輔房上送上回。測試與運行結果表明：工作區的氣流速度場和溫度場分布均勻，噪聲、潔淨度、新風量、菌落數超過軍隊YFB001-1995標準，並超過了2002年《醫院潔淨手術部建築技術規範》GB50333-2002。其它指標達到設計要求。淨化空調係統運行四年來，效果較好。

2.室內設計參數的確定

本工程采用的設計參數是根據《潔淨室施工及驗收規範》JGJ71-90和《軍隊醫院潔淨手術部建築技術規範》YFB001-1995以及院方的要求，參照有關技術措施和醫院手術部的設計經驗綜合考慮後確定的。根據醫院手術的類型和數量、院方劃給的手術部總麵積、手術部的樓層位置，確定了手術部的平麵布置，各個房間的室內設計參數YFB001-1995規定見表1。

由於醫用淨化空調係統空氣處理工藝的特殊要求，其初投資一般較高，在符合規範的前提下，院方常常會提出更高的要求，係統的經濟性也越來越受到關注。因此在確定室內參數時，必需考慮醫院水、電、汽和土建的現狀，醫院的環境、資金和需要，有所側重。

2.1室內溫、濕度

室內溫、濕度主要是為醫護人員創造出最有利於工作的舒適環境，滿足手術過程的嚴格要求。適宜的溫度對保持病人的體溫是必須的；濕度低會產生靜電和切口軟組織失水，濕度高使人不適、影響精細操作。因為院方長時間的大型手術很少，南京常年空氣濕度較高，本工程對溫度嚴格控製、對濕度的上限嚴格控製、濕度的下限要求降到次要位置。溫、濕度參數確定同表1。

2.2室內空氣潔淨度

考慮到醫院的手術對象多為老年人，控製感染的要求特別強烈，提高潔淨度有利於增強自淨的能力，抵抗幹擾；同時本工程采用的德國醫用衛生型機組風量大，壓頭高，確定除手術室按表1選擇潔淨度外，潔淨走廊和輔房均為十萬級,同時提高換氣次數：手術一室、三室為38次／h ,手術二室為65次／h，輔房和潔淨走廊為22次/h。

2.3室內正壓

為防止外部的汙染空氣進入手術室和潔淨區，保持室內潔淨度要求，各房間設計為正壓。由於手術室采用醫用氣密門，換氣次數較高，故取表1的正壓值。

2.4室內噪聲

對手術部而言，噪聲控製的要求較為嚴格。設計指標按表1，從嚴掌握。

2.5新風量

新風量對維持室內正壓、稀釋並排除手術室內有害氣體，保證醫患人員的舒適性起著至關重要的作用。

保證室內正壓要求的新風量為：

新風量對維持室內正壓、稀釋並排除手術室內有害氣體，保證醫患人員的舒適性起著至關重要的作用。

保證室內正壓要求的新風量為：

Q1 =a?∑(q?l)式中Q1 ——保持潔淨室正壓所需的新風量(m3/h);a ——根據維護結構氣密性確定的安全係數,一般可取1.1~1.2;q ——當為某一正壓時,其維護結構單位長度縫隙的滲漏風量(m3 /h? m)可根據正壓值查表得到;l ——維護結構的縫隙長度。

以手術二室房間體積73.5m3、房間高３m計,保持5Pa的正壓需158 m3 /h；室內人員所需的最小新風量按表1取用,按10人計，需600 m3 /h;按表1的最小新風量6次／h計，需441 m3 /h;設計確定的新風量為700 m3 /h。同樣，確定手術一室、二室各為500 m3 /h,輔房、走廊為500 m3 /h。

2.6室內風速

為保證醫護人員的舒適感，工作區風速應＜0.5m/s,當溫度低於22oC, 應≤0.3m/s。設計允許工作區平均風速V=0.3~0.1m/s。

3 調方式及特點

3.1用手術室獨立空調機組、潔淨走廊和輔房共用空調機組

為了盡量降低感染率，隔離是手術部淨化空調設計的重要原則。根據手術室的淨化級別和手術部的使用特點，手術室采用獨立的德國醫用衛生型淨化機組,好鋼用在刀刃上；走廊和輔房共用國產衛生型機組，節約投資。

每個手術室都是一個獨立的小循環空調係統，由淨化空調機組抽取室內的空氣，排出一部分後補充一定的新風，經機組處理後送入手術室，避免了其它手術室帶菌空氣的混入引起的交叉感染。

手術室氣流組織為上送下側回。在手術室的正中、手術床的正上方設置不鏽鋼送風靜壓箱, 其中千級手術室采用德國原產靜壓箱。 進口的高效過濾器側布於靜壓箱四周,靜壓箱內設有勻流孔板,具有很好的靜壓效果；以孔板方式送風，使手術床及醫護人員所在的第一工作區直接籠罩在經高效過濾器、孔板送出的潔淨氣流中。

手術室的四角下方均設有阻尼回風口，能順灰塵沉降方向迅速排除汙染空氣，抑製二次揚塵，回風均勻，盡量減少渦流區。

潔淨走廊和輔房采用高效送風口送風，阻尼回風口,上送上回。    

3.2采用集中新風排風機組

這樣可以保證避開汙染、選取幹淨的室外新風，足量送到各淨化係統內；同時排除室內多餘的氣體。設計采用在回風管上開設新排風的方法，可節約資金；排風機壓頭需仔細計算，否則易發生“倒吸”。新風口、新風機分設初、中效過濾器，以減輕淨化主機及高效過濾器負擔；排風係統上設初、中效過濾器，以防係統停機時，由於自然循環，使室內受到室外空氣的汙染。

3.3采用德國定風量閥、風管電加熱器

淨化空調是一個定風量係統，室內的潔淨度主要靠換氣次數即風量來保證。係統采用三級過濾，在係統運行過程中，會因過濾器的積灰而產生係統阻力變化，改變係統風量，進而影響淨化效果。由此進行的風量調試和阻力配平將非常繁瑣，醫院缺乏相應的技術力量。定風量閥采用機械原理，在阻力變化時能夠自動保持風量的恒定，不需外部支持，使得設計、調試、運行管理大為簡化。

風管電加熱器作為輔助加熱，能使手術室在係統開機後迅速升溫，縮短手術準備時間，又可與表冷器聯合，進行濕度處理。

3.4采用低速風管係統和衛生型寬頻片式消聲器

主風管風速≤5m/s，支管風速約3~4m/s，回風口麵風速約1m/s，送風管、回風管均設置衛生型寬頻片式消聲器,努力降低室內噪聲。

3.5采用一次泵和雙通電動閥、旁通管，進行變水量調節

係統采用開式循環係統，配風冷熱泵，對空調機組進行變水量調節，對整個係統進行變水溫調節。設管道接口至大樓空調水係統,當冬夏季節使用中央冷熱源時，關閉與熱泵、小膨脹水箱的連接管。

3.6淨化機組設於管道層，節省基建投資

空調機組、消聲器、水係統管道、控製係統全部利用八樓原有管道層，在各種管道的夾縫中騰挪布置,熱泵設於四樓屋麵，預留了維修空間。由於設備距手術部近，減少了風管長度，節約了資金。

4 空氣處理

手術部設有四套組合式醫用衛生型淨化空調機組，機組內和靜壓箱內有電子消毒器，具有對混合風進行過濾、消毒、冷卻、去濕、加熱、加壓的功能。

係統設集中過濾新排風機組，對新風進行過濾、加壓處理，排除室內多餘廢氣。

空氣的冷卻、加熱、去濕：熱泵機組或大樓冷熱源集中供應冷熱水，由水泵送到空調機組的表冷器中實現；手術室送風管有電加熱，對空氣輔助加熱。

空氣的過濾、消毒：在新風口、回風口設初效過濾器，在新風機、淨化主機的表冷段前設中效過濾段，在淨化房的送風末端設高效過濾器，對空氣進行三級過濾；在淨化主機和送風靜壓箱內設電子消毒器對空氣消毒；在排風係統設初中效過濾，防止室外空氣回流汙染。

5 冷熱源

過渡季節使用兩台製冷量各為38.2kw的風冷熱泵機組，冬夏使用大樓冷熱源。

熱泵根據負荷變化，自動調節。

6 自動控製

采用德國西門子公司的DDC控製器和溫濕度傳感器、壓差傳感器、電動兩通閥實現自動控製和顯示功能。

6.1濕度控製

根據空氣處理的方式的不同，全年按兩個季節、兩種工況對淨化機組進行控製，各執行機構動作情況如表2所示。

表中：to——室內溫度的反向調節，室內溫度升高，閥門開度減少（電加熱器檔數減少）；t——室內溫度的正向調節，室內溫度升高，閥門開度增加；ф——室內相對濕度的正向調節，相對濕度升高，閥門開度增加（電加熱器檔數增加）。

  6.2兩檔風速及消毒

在手術室情報麵盤上設手動開關，使用時開高速檔，值班時用低速；主機風機低速或停機後，自動打開消毒器工作1小時。

  6.3 檢測和顯示

  檢測淨化手術室和輔房的溫度和相對濕度、冷熱供回水溫度。

  顯示室內溫濕度、空調高低速運行、故障。

  6.4聯鎖與報警

  6.4.1新排風機與空調主機聯鎖:

淨化係統啟動時，控製啟動順序為空調機組→新風機→排風機。當四個係統中有一個係統啟動時，就必須啟動共用新排風機。

淨化係統關閉時，控製關閉順序為排風機→新風機→空調機組。當四個係統中最後一個係統關閉時，才關閉共用新排風機。

6.4.2 電加熱器與空調主機聯鎖：當主機風機停機時，電加熱器自動斷電。

6.4.3空調器風機皮帶斷裂、空調房間溫濕度超限、冷熱供回水溫超限和空調器內中效過濾器壓差超限、電加熱器高溫保護時，風機過載保護時報警。

當自動係統出現故障時，能手動調節。空調器起停由手動進行。

7 工況調試與運行

調試於1999年４月進行。首先開機24小時後安裝高效過濾器，接著測量各風口風速並進行調整，然後用傾斜式微壓計、QDF-2A 風速儀測量各係統的送、回、新、排風量，各房間相對於走廊、室外的正壓，用ND2精密聲級儀測量各房間噪聲並作調整。調整後，噪聲、正壓、新風、風速均達到設計標準；唯總風量偏大，因此項指標有利於潔淨度，故不調整。

接著進行模擬夏季工況36小時運行,設定室溫17oC,熱泵及自動控製投入運行。選擇房間對角線測點在0.8,1.0,1.3,1.8共4種高度，用HM34C溫濕度測量儀測得各點溫度，用熱球風速儀測得各點在靜壓箱下3.0*3.0範圍內風速，在１米麵測得濕度。發現在0.8~1.8m高度內速度場、溫度場分布均勻，其溫差在0.9 oC以內。

隨後進行模擬冬季工況36小時運行,設定室溫30oC,係統工作正常；設定室溫為23 oC, 濕度50%，運行10分鍾後達到設計的溫濕度要求。

8 結語

從測試和運行的情況看，采用上送下回、孔板送風的方式易在手術床周圍形成均勻的溫度、速度場，潔淨度容易達到標準。醫院對新風的要求比較高，規範隻是最低指標，一些醫院係統的失敗含有新風不足的因素。噪聲達標較難, 為此付出較大的代價。建議加緊研究消聲性能好、能滿足淨化要求的新型消聲器。醫用淨化空調作為要求嚴格的係統，潔淨度不能僅僅靠高效過濾器，它要求風管、空調機組、消聲器、加濕器都要盡量保持潔淨，自控係統可靠、調節靈活、精度高。

潔淨係統的換氣次數、送回風方式、室內的正壓和新風量的確定、過濾方式的選擇是互為關聯的，不能單獨確定。對空氣品質的處理也不能追求完美，要考慮經濟性。醫院的技術通常較弱，淨化係統必須有高的可靠性，手術室關係到人的生命，由係統的故障引發的手術室的停用有可能造成很大的經濟損失。所有這些，都要求設計人員，應根據工程的實際，充分考慮空氣品質和投資，結合醫院的特點，有所取舍和側重。