潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）

潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

武漢和創(chuàng)建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所

程旦

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something2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）1、概況：進(jìn)幾年隨著人們生活水平的提高，為了吸引更多的客戶各級(jí)醫(yī)院均在新建和改建醫(yī)院大樓，所有改建或新建的醫(yī)院大樓均設(shè)置了中央空調(diào)系統(tǒng)，增加了潔凈手術(shù)室的規(guī)模和提高了潔凈級(jí)別，而且部分醫(yī)院的潔凈手術(shù)室高達(dá)十幾間至幾十間。這為我們這些設(shè)計(jì)者提供了學(xué)習(xí)與實(shí)踐的機(jī)會(huì)，筆者曾參與幾個(gè)醫(yī)院的潔凈手術(shù)室的設(shè)計(jì)，下面以我接觸這方面的工作得實(shí)際情況，談?wù)劃崈羰中g(shù)室設(shè)計(jì)中需要注意的相關(guān)問題。2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）提供合適的溫濕環(huán)境、無塵無菌的室內(nèi)空氣是手術(shù)室潔凈空調(diào)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。在早期主要依靠噴灑藥水和紫外線燈來解決手術(shù)室的消毒問題，2000年以前潔凈手術(shù)室一直沒有一個(gè)專門的設(shè)計(jì)規(guī)范，我國手術(shù)室潔凈標(biāo)準(zhǔn)一般參考《ＧＭＰ設(shè)計(jì)規(guī)范》(即由國家醫(yī)藥管理局推行的《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》,它對(duì)潔凈室內(nèi)的溫度,濕度,噪聲做出了詳盡的規(guī)定).及國外有關(guān)的潔凈標(biāo)準(zhǔn),例如應(yīng)用及內(nèi)容都較廣泛的美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209Ｄ，95年軍隊(duì)總后營房部頒布《軍隊(duì)醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》可作為潔凈手術(shù)部的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2000年以后,隨著《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》ＷＳ2000(送審稿)(2000年10月實(shí)施)及《醫(yī)院潔凈手術(shù)部2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）建筑技術(shù)規(guī)范》ＧＢ50333-2002(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)(2002年12月實(shí)施)的推出,我國在潔凈手術(shù)室的標(biāo)準(zhǔn)確定方面已更加規(guī)范更加完善。它對(duì)潔凈手術(shù)室污染控制、設(shè)計(jì)方法和依據(jù)提出了若干措施和意見，對(duì)設(shè)備的布置和系統(tǒng)配置做了明確的規(guī)定，在設(shè)計(jì)理念上強(qiáng)調(diào)生物潔凈室的特點(diǎn)，強(qiáng)化保護(hù)關(guān)鍵部位的意識(shí)，其強(qiáng)調(diào)潔凈手術(shù)室應(yīng)采用細(xì)菌控制的綜合措施，通過實(shí)施全過程控制的思路，確保建立一個(gè)無菌的手術(shù)環(huán)境。2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）2、潔凈手術(shù)室的分類：

按照規(guī)定我國潔凈手術(shù)室分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參見下面的表1、2、32005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）

表3潔凈手術(shù)室分級(jí)

2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）3.1、冷熱源設(shè)置設(shè)置潔凈手術(shù)室的醫(yī)院一般均設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)，以往大家為了控制工程的一次造價(jià)，往往將潔凈手術(shù)室的冷、熱源并入大樓總體負(fù)荷中，這種做法粗看有一定的合理性，但是我們仔細(xì)分析就發(fā)現(xiàn)諸多不合理之處。因?yàn)闈崈艨照{(diào)與舒適性空調(diào)的關(guān)鍵區(qū)別在于對(duì)細(xì)菌數(shù)量的控制，具體見表1，要達(dá)到這種控制，依據(jù)細(xì)菌濃度稀釋理論必須加大風(fēng)量，以III級(jí)潔凈手術(shù)室（按24次/h的換氣次數(shù)計(jì)算）為例其換氣次數(shù)比相同面積的舒適空調(diào)風(fēng)量要大3倍，更不用說I、II級(jí)，在3、潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）這種情況下空調(diào)單位面積的負(fù)荷大，各手術(shù)室空調(diào)負(fù)荷比較穩(wěn)定，不同級(jí)別的手術(shù)室空調(diào)負(fù)荷主要差別在人員和設(shè)備負(fù)荷上，假設(shè)手術(shù)室尺寸為：5.4X4.8X3.0m，則經(jīng)過計(jì)算：QI級(jí)＝6.0KW；QII級(jí)＝5.5KW；QIII級(jí)＝5KW；這些手術(shù)室同時(shí)使用率并不高，特別是大醫(yī)院，手術(shù)室多，高級(jí)別的手術(shù)室相對(duì)與低級(jí)別的手術(shù)室使用頻率要低得多，手術(shù)室空調(diào)基本上是全年使用，如果將其并入大樓的冷、熱源中則會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)主機(jī)增大，特別是在大樓不需要空調(diào)的季節(jié)而為了手術(shù)室空調(diào)開主機(jī)系統(tǒng)時(shí)，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，運(yùn)行費(fèi)高等不合理情況，且各手術(shù)室控制不靈活。故此手術(shù)部要求單獨(dú)設(shè)冷熱源，在長(zhǎng)江流域考慮風(fēng)冷熱泵切實(shí)可行的。2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）3.2、潔凈空調(diào)系統(tǒng)劃分

一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)一間100級(jí)和兩間10000級(jí)或四間10萬級(jí)手術(shù)室，只要高級(jí)別的手術(shù)室不用，則系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量至少大于此時(shí)所需風(fēng)量的112%和84%,也就是此時(shí)所需風(fēng)量為系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量的47%和54.3%。對(duì)于低級(jí)別的手術(shù)室多間并在一起時(shí)也存在這種情況，故此一般不超過4間。潔凈手術(shù)室的輔助用房其空調(diào)系統(tǒng)同樣應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，因?yàn)橐环矫嬉粋€(gè)輔助用房負(fù)擔(dān)的手術(shù)室一般有幾間，另一方面其凈化級(jí)別較手術(shù)實(shí)低，為了避免不同級(jí)別的潔凈室之間的相互干擾和部分手術(shù)室使用時(shí)需要全部開啟整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的不利局面，采取獨(dú)立設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)是一種最佳選擇。針對(duì)以上原因，一般要求：2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）①I、II級(jí)手術(shù)室采用獨(dú)立凈化空調(diào)系統(tǒng)；②III、IV級(jí)手術(shù)室允許2~3間合用一個(gè)系統(tǒng)；③潔凈手術(shù)室與輔助用房采用獨(dú)立分開設(shè)置的凈化空調(diào)系統(tǒng)；2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）3.3、氣流組織：《規(guī)范》規(guī)定“對(duì)I~III級(jí)手術(shù)室的送風(fēng)應(yīng)集中在手術(shù)臺(tái)的正上方，使手術(shù)臺(tái)及其周邊區(qū)在潔凈氣流形成的主流區(qū)內(nèi)”，這種氣流組織稱為“局部集中送風(fēng)”，對(duì)I級(jí)手術(shù)室必須保證手術(shù)核心區(qū)的單向流，這種局部單向流既可保證較好的潔凈度又可節(jié)能，局部單向流與全室單向流相比風(fēng)量約節(jié)省40%左右，這也是我們借鑒國外先進(jìn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)部分。II、III級(jí)也采用這種“局部集中送風(fēng)”的理論，只是其核心層流區(qū)比I級(jí)小，對(duì)于IV級(jí)及以下的潔凈區(qū)可采用亂流氣流組織。局部集中送風(fēng)的設(shè)計(jì)一般采用上送下回的氣流組織：在手術(shù)區(qū)上部設(shè)送風(fēng)靜壓箱，其頂部滿部高效過濾器，其2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）下部設(shè)均勻孔板送風(fēng)平面(也可以采用靜壓箱和高效過濾器聯(lián)合直接送風(fēng))，回風(fēng)采用側(cè)墻下回，回風(fēng)口設(shè)置如下：（i)當(dāng)手術(shù)室寬度≥3ｍ時(shí)，應(yīng)在房間長(zhǎng)度方向兩側(cè)下部設(shè)置回風(fēng)口；（ii)寬度<3ｍ時(shí)，可在單側(cè)下部設(shè)回風(fēng)口。且回風(fēng)口上邊高度不超過地面0.5ｍ，洞口下邊離地面不小于0.1ｍ，回風(fēng)口風(fēng)速不應(yīng)大于2ｍ/ｓ。為了避免局部單向流與四周的亂流相互干擾嚴(yán)重，不推薦采用四周強(qiáng)角回風(fēng)方式。對(duì)于低級(jí)別的亂流氣流設(shè)計(jì)，一般采用均布高效過濾器送風(fēng)，側(cè)墻回風(fēng)的上送下回氣流組織。2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）3.4、送風(fēng)量計(jì)算：送風(fēng)量可按下面的公式進(jìn)行計(jì)算：QI=V送風(fēng)截面風(fēng)速

XS送風(fēng)截面

V送風(fēng)截面風(fēng)速＝0.45～0.5m/s；

S送風(fēng)截面積＝3X3m2（I級(jí)手術(shù)區(qū)送風(fēng)箱推薦尺寸為3m

X3m）

QII=V送風(fēng)截面風(fēng)速

XS送風(fēng)截面

V送風(fēng)截面風(fēng)速＝0.35m/s；

S送風(fēng)截面積＝2.4

X2.4m2（II級(jí)手術(shù)區(qū)送風(fēng)箱推薦尺寸為2.4m

X

2.4mQIII,IV=n換氣次數(shù)

XV潔凈手術(shù)室體積其中n按規(guī)范選??；III為20～24次/h,IV級(jí)12～15次/h（III,IV級(jí)手術(shù)區(qū)送風(fēng)箱面積推薦尺寸分別為2.4mX1.2m和1.5m

X

1.5m）2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）對(duì)于I級(jí)手術(shù)室《規(guī)范》規(guī)定的0.25～0.3ｍ/ｓ的截面風(fēng)速是手術(shù)區(qū)工作面高度截面的平均風(fēng)速,也是運(yùn)行中必須保證的下限風(fēng)速，設(shè)計(jì)時(shí)不宜直接采用。因?yàn)榫植繉恿鞯乃惋L(fēng)氣流會(huì)與周邊氣流發(fā)生動(dòng)量傳遞而衰減，而且衰減量會(huì)大于全面單向流,因此送風(fēng)口的出風(fēng)速度應(yīng)大于此截面風(fēng)速。實(shí)踐證明,出風(fēng)口應(yīng)在0.40～0.42ｍ/ｓ，考慮過濾器臟堵及安全系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)可取0.45～0.50ｍ/ｓ。2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）3.5、新、排風(fēng)系統(tǒng)：各手術(shù)室均應(yīng)設(shè)新、排風(fēng)系統(tǒng)。Q新風(fēng)量＝Q排風(fēng)量＋Q滲透風(fēng)量；新風(fēng)量應(yīng)按下列三項(xiàng)要求確定，并取其最大值：（1）按表2中的新風(fēng)換氣次數(shù)計(jì)算的新風(fēng)量。（2）補(bǔ)償室內(nèi)的排風(fēng)并能保持室內(nèi)正壓值的新風(fēng)量。（3）人員呼吸所需新風(fēng)量。當(dāng)最大值低于表4中要求時(shí)，應(yīng)取表4中相應(yīng)數(shù)值。2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）表4手術(shù)室新風(fēng)量最小值各級(jí)手術(shù)室之間的潔凈級(jí)別不一樣，要保持這樣的潔凈級(jí)別必須保持一定的壓差，這種壓差通過滲透風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)，新、排風(fēng)量的計(jì)算差決定了滲透風(fēng)量的大小，維持不同壓差的換氣次數(shù)(即滲透風(fēng)量)見下表5,手術(shù)室級(jí)別每間最小新風(fēng)量(m3/h)Ⅰ1000(800眼科專用)Ⅱ、Ⅲ800Ⅳ6002005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）表5維持潔凈室壓差的換氣次數(shù)

通過上面的相關(guān)計(jì)算，可分別計(jì)算出新、排風(fēng)量。

《規(guī)范》規(guī)定每間手術(shù)室的排風(fēng)量不宜低于200m3/h，排風(fēng)口設(shè)置在手術(shù)臺(tái)的正上方。為了在達(dá)到總體控制潔凈手術(shù)部，使其始終處于受控狀態(tài)，筆者認(rèn)為整個(gè)手術(shù)區(qū)應(yīng)設(shè)一個(gè)獨(dú)立、集中的新風(fēng)系統(tǒng)（即維持正壓的送風(fēng)系統(tǒng)）。因?yàn)槭中g(shù)室是間歇工作的，在非手術(shù)期間，手術(shù)室相對(duì)相鄰低級(jí)別潔凈手術(shù)室應(yīng)有一定的正壓差，以防止污染空氣室內(nèi)壓差(Pa)無外窗單門潔凈室(次/h)無外窗雙門潔凈室(次/h)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范要求(次/h)52.5～2.83.8～4.21～2103.2～3.55.0～5.42～42005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）

進(jìn)入，縮短潔凈手術(shù)室投入使用前的自凈時(shí)間，延長(zhǎng)各過濾器的使用壽命，集中新風(fēng)系統(tǒng)只要有潔凈手術(shù)室在使用就開啟，同時(shí)該系統(tǒng)采用變頻控制：手術(shù)室不使用時(shí)，只送維持正壓的風(fēng)量，保證手術(shù)室內(nèi)的正壓值，與此同時(shí),手術(shù)室凈化空調(diào)器送風(fēng)、回風(fēng)及排風(fēng)管上的密閉閥關(guān)閉；手術(shù)室使用時(shí)送必需的新風(fēng)量，同時(shí)開啟使用手術(shù)室的排風(fēng)系統(tǒng)。為了便于控制，各排風(fēng)系統(tǒng)均獨(dú)立設(shè)置。2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）3.6、過濾系統(tǒng)：除送風(fēng)系統(tǒng)需設(shè)初、中、高效三級(jí)過濾器外，新、排風(fēng)系統(tǒng)也應(yīng)設(shè)三級(jí)過濾。特別集中新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)三級(jí)過濾既可保證新風(fēng)品質(zhì)與室內(nèi)要求的一致，又可延長(zhǎng)室內(nèi)大部分高效過濾器的使用壽命。因?yàn)橹辉O(shè)初、中效二級(jí)過濾的新風(fēng)系統(tǒng)必須與室內(nèi)回風(fēng)混合后再集中送入室內(nèi)，這樣一來它增加了末端高效過濾器的負(fù)擔(dān)，縮短其使用壽命。在設(shè)集中新風(fēng)的系統(tǒng)中，由于設(shè)置了獨(dú)立的三級(jí)過濾的新風(fēng)處理機(jī)組，新風(fēng)品質(zhì)能夠得到較好的保證。排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)多級(jí)過濾器往往不受重視，因?yàn)楫?dāng)手術(shù)室不使用時(shí)，室外污染空氣會(huì)通過不設(shè)過濾措施的排風(fēng)管路進(jìn)入室內(nèi)，一旦其投入使用，室內(nèi)空氣品質(zhì)難以保證，同時(shí)自凈時(shí)間大大增加。正鑒于以上原因新、排風(fēng)系統(tǒng)最好設(shè)三級(jí)過濾系統(tǒng)，一般也要社兩級(jí)過慮。2005年湖北省暖通空調(diào)年會(huì)論文（匯報(bào)稿）4、結(jié)束語：筆者通過自身的設(shè)計(jì)體會(huì)及對(duì)相關(guān)規(guī)范的研究和思考，對(duì)潔凈手術(shù)室的設(shè)計(jì)提出需要自己的看法和有關(guān)需要引起注意的問題，歸納如下：（1）、潔凈區(qū)空調(diào)冷熱源應(yīng)單獨(dú)