河南晶立方净化工程有限公司
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、菌落数超过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、菌落数超过yfb001-1995标准，并超过了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；室内人员所需的小新风量按表1取用,按10人计，需600 m3 /h;按表1的小新风量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，能顺灰尘沉降方向迅速排除污染空气，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迅速升温，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,当冬夏季节使用中央冷热源时，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、空调房间温湿度超限、冷热供回水温超限和空调器内中效过滤器压差超限、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，洁净度容易达到标准。医院对新风的要求比较高，规范只是低指标，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完美，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。
洁净手术室净化及过滤要求
i、ii级洁净手术室应每间采用独立净化空调系统，iii、iv级洁净手术室可2-3间合用一个系统；新风可采用集中系统； 各手术室应设独立排风系统.
净化空调系统空气过滤的设置，应符合下列要求：至少设置三级空气过滤、级应设置在新风口或紧靠新风口处、第二级应设置在系统的正压段、第三级应设置在系统的末端或紧靠末端的静压箱附近，不得设在空调箱内。 注意：新风也应三级过滤。
国家标准《医院洁净手术部建筑技术规范》(gb 50333－2002)中的原文如下：
7.3.5 净化空调系统中的各级过滤器应采用一次抛弃型。
7.3.6 净化空调系统中使用的末级过滤器应符合下列要求：
1 不得用木框制品；
2 成品不应有刺激味；
3 使用风量不宜大于其额定风量的80％。
7.3.7 静电空气净化装置不得作为净化空调系统的末级净化设施。
7.3.8 当送风口集中布置时，末级过滤器宜采用钠焰法效率不低于99.99％的b类高效空气过滤器；当风口按常规分散布置时，ⅳ级洁净手术室和ⅲ、ⅳ级洁净辅助用房的末级过滤器可用对≥0.5μm 大气尘计数效率不低于95％的亚高效空气过滤器。
7.3.9 洁净手术室内的回风口必须设过滤层(器）。当系统压力允许时，应设对≥1μm 大气尘计数效率不低于50％的中效过滤层(器)，回风口百叶片应选用竖向可调叶片。必要时回风口可设置碳纤维过滤器。
7.3.10 系统中级的新风过滤，应采用对≥5μm 大气尘计数效率不低于50％的粗效过滤器、对≥1μm 大气尘计数效率不低于50％的中效过滤器和对≥0.5μm 大气尘计数效率不低于95％的亚高效过滤器的三级过滤器组合。必要时，可单独设置新风管道，并加设吸附有害气体的装置。
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手术室净化标准和空调系统机组配置
1　净化手术室送风量的确定
净化手术室送风量与手术室大小及送风形式有关,目前国内设计人员通常根据标准或规范的规定计算净化空调系统的设计风量。
1. 1 　根据《医院洁净手术部建设标准》[1]计算设计送风量(见表1)
1. 2 　根据《医院手术部建筑技术规范》[2]计算设计送风量
局部百级手术室(环境1000级) 送风量为20412～6415 m3/h;1000级手术室换气次数为每小时55次,送风量为6237～3119m3/h;万级手术室换气次数为每小时33次,送风量为3402～1701m3/h;10万级手术室换气次数为每小时20次,送风量为2268～1134m3/h。
1. 3 　根据《综合医院建筑设计规范》[3] 并参照《洁净厂房设计规范》[4]计算送风量
局部百级手术室送风量与1.2节相同;1000 级手术室送风量为6816～2614m3/h;万级手术室送风量为3718～1426m3/h;10万级手术室送风量为2479～950 m3/h。
2 　净化手术室空调系统设计
2. 1 　净化手术室空调系统风机
医院净化手术室空调系统中一般设三级空气过滤装置,级设置在新风口处,为新风空气过滤器;第二级设置在空调机组的正压段内,属中效过滤器,是末级高效过滤器的预过滤器;末级设置在系统末端的送风口处,为高效过滤器。文献[4]第5. 4. 6 条规定:“送风机可按净化空气调节系统的总风量和总阻力值进行选择。中效、高效空气过滤器的阻力宜按其初阻力的两倍计算。”这条规定与空气过滤器的使用期限的定义是一致的,当空气过滤器积尘量达到标准容尘量时,其阻力即为终阻力,通常定义为初阻力的2倍。文献[5 ]指出:“在标准容尘量之下时,或者阻力增值不超过初阻力1 倍时,近似把这种增值关系看成直线关系,产生误差不大。”因此将终阻力减小必将缩短空气过滤器的使用期限。终阻力减小的幅度与初阻力的比值与使用期限缩短时间成正比。因此为保证各级空气过滤器正常的使用期限不变,确保净化空调系统不因频繁地更换空气过滤器而影响正常运行,在确定送风机风压时,考虑空气过滤器因积尘而产生的附加阻力是十分必要的。
一般手术室净化空调系统中,系统阻力应包括以下主要部分:
a) 空调机组机内阻力,1台10000m3/h送风量的机组机内空气阻力可达420～450pa[6];
b) 空调机组余压,其大小为末级高效过滤器终阻力(高效b类为500pa) 加上送风系统管路和各部件的阻力(约200～250pa)。
由此可见采用单风机的组合式空调机组,所配风机的全压应为1150～1200pa。
2. 2 　净化空调系统运行风量的变化及对策
为了保证手术室内的洁净环境,系统恒定风量送风非常重要。在净化空调系统中,空气过滤器积尘量的变化会引起阻力的变化,在常规系统中其变化量可达330pa,约占送风机风压的28%,以系统管路阻力与风量呈二次幂关系变化计算,如果机组按文献[4]的规定留有足够的余压,在各过滤器初始运行时系统风量会产生13%的增量。这会产生一些负面影响:首先,对于垂直单向流送风ⅰ级手术室来讲,空气流经多孔口送风天花板时雷诺数re可能超过1500[7],有可能引起此处的层流工况发生变化,从而影响单向流的平行度并增加送风的扰动。再则,送风量的增加也会缩短高效空气过滤器的使用期限。文献[5]指出,当通过高效空气过滤器的风量为额定风量的1.25 倍时,其使用期限缩短为额定使用期限的0.59 倍。并且风量过大也会造成不必要的能量消耗及增加运行费用。
相反如果机组不按文献[4]的规定留有足够的余压,随着各级过滤器的积尘增加,管路系统阻力不断增加,其结果是系统风量降低而无法保证洁净室内必需的送风量,也就无法保证室内洁净度。
在净化系统中,风压风量变化很大,单纯靠风阀调节是很难奏效的。而且用风阀调节风量会产生较大的再生噪声,影响系统的正常运行。
对此,可以采用变频控制技术使风机的运行工况与系统管路的运行特性相匹配,以确保系统恒定风量送风。
2. 3 　净化系统的机组配置
文献[1]第25条中要求“各洁净手术室宜采用独立设置的净化空调机组, ⅲ、ⅳ级洁净手术室允许2～3间合用一个系统”,下面对各净化等级手术室的机组配置作具体分析。
对于ⅰ级手术室(手术区100 级,周边区1000 级),其送风量一般均在6000m3/h以上,机组余压约700～750pa,净化空调机组内阻力约420pa ,所配风机全压应为1120～1170pa。
对于中、小ⅱ级手术室( 手术区1000 级, 周边区10000级),其送风量在2800～2177m3/h之间,要求所配风机全压在1100pa左右,此时,风机的比转数(si 制)为9.23～8.14。
当前我国各厂家生产的组合式空调机组大多以10000m3/h风量为起点,少数有以6000m3/h风量为起点的,小于6000m3/h风量的组合机组需非标生产。其主要原因是机组风量在6000m3/h以上时才容易配到风压满足要求的风机。对于送风量在3000m3/h 以下的手术室要做到一机一室的配置,即使组合式空调机组非标制作,也难以配到风量、风压都符合要求的风机。只有通过采用双风机串联来提高系统送风压头,才能满足需求。现在有些工程盲目追求一对一配置,降低了对风机风压的要求,中效、高
效空气过滤器阻力也不按2 倍初阻力计算,这样在各级过滤器积尘后系统送风量很快就会降低,以致无法保证室内洁净度,必然导致过滤器的过早更换。
基于上述原因笔者认为对于低净化等级手术室以2～3间手术室合用1台空调机组为宜,控制机组的送风量在6000～10000m3/h之间。
2. 4 　一机多个手术室的配置方法
2. 4. 1 　相同净化等级的手术室
对于相同净化等级的手术室,其换气次数相差不多,而且单位面积的热、湿负荷也相差不多,多个手术室可以采用同一送风参数,按净化要求规定的换气次数决定送风量基本上就能满足各室的温、湿度要求。
2. 4. 2 　不同净化等级的手术室
对于不同净化等级的手术室,其换气次数差异较大,而单位面积的热、湿负荷却相差不多,若采用相同的送风参数送风,则部分手术室满足了室内洁净度要求就会产生室内温、湿度偏移或者满足了室内温、湿度要求就会产生室内洁净度偏移。因此,一般情况下,不同等级的手术室不宜合用机组和系统,若遇到特殊情况需要合用系统时,有以下解决办法:
a) 采用再热式空气调节系统
这是一种常规处理办法,即用装在各手术室送风管段的加热器对空气进行再热处理以满足室内温度要求。
采用这种方法会造成冷热抵消的现象,系统的能耗增加。此外,风管式再热电加热器的容量有限,限制了送风参数的调整幅度,而且这种方法只能单向调节。因此,不同净化要求的手术室合用系统时其净化等级不宜相差过大,以一级为好。
b) 采用表冷器后置机组
将表冷器置于机组中效过滤器后的正压段内,中效过滤器送出的混合空气一部分进入表冷器,热湿交换后达到机器露点状态,另一部分旁通,系统组成如图1 所示。
用不同的风量混合比来调节各手术室的送风参数,不加再热器也能用满足净化要求的送风量去除各手术室的热、湿负荷,满足室内温、湿度要求[7]。
3 　手术室空调机组
机组的配置要根据系统要求的风量、风压、控制要求以及业主投资能力和运行管理能力等因素综合考虑。
文献[1]中有关空调机组配置的要求有:
a) 新风可采用集中的送风系统;
b) 各洁净手术室宜采用独立设置的净化空调机组,ⅲ, ⅳ级洁净手术室允许2～3 间合用一个系统,均应采用自循环式回风。除了目前常用的组合式空调机组(机内布置二级过滤) 可以配置在手术室净化空调系统中外,笔者推荐以下几种新的配置方式。
3. 1 　手术室专用空调机组———新风机与循环风机组合在一个机组内
这种专用机组系统所需风压由其内新风机和循环风机分担,新风机的风量为新风量和一次回风量之和,在风机的风量和风压匹配上余地较大,可扩大到一机一室的使用范围。用亚高效过滤器或中效过滤器作为新风过滤器,还可深化新风的净化处理程度。但在配置时要对这两个风机作认真的串联匹配分析,避免发生串振现象。
3. 2 　单设的新风机组与多个循环组合机组合
对于一机多室的系统按图2 组合更为合理。
该系统有如下特点:
a) 新风集中处理有利于新风净化,这对保证手术室的洁净度和改善末级高效过滤器的运行工况均有利。
b) 新风机组可作为系统的值班机组运行,维持净化手术室的常年正压工况,缩短手术室启用时的自净时间。
c) 由新风机克服用于新风处理的空气过滤器阻力和用于空气热湿处理的表冷器阻力,新风机风量为新风量和一次回风量之和,风压范围为400～600pa,新风机选用变频风机,确保了新风量的恒定和系统的一次回风量。
d) 循环风机采用变频风机按手术室一对一配置可做到恒定风量运行,克服机组正压段中效过滤器和末端高效过滤器及系统送、回风管路的阻力,只需风压850pa左右。有效地缓解了风机配置时风量与风压难匹配的矛盾。
e) 各手术室的送风温度由二次回风量来调节,湿度由各机组的加湿器微调,无需设置再加热装置,达到了节能的目的。
这类系统有很大的优越性,但对控制的要求较高。系统的自控系统应能完成如下工作:
a) 汇总反馈信息和各手术室启用状态,计算出表冷器处理风量、机器露点参数、各管路流通风量等,交付执行机构实施。
b) 控制变频风机在设定风量下定风量变风压运行。
c) 控制各手术室循环机组管路电动调节阀使各管路通过的风量为设定风量。
d) 控制表冷器空调水管路电动水阀使运行中机组机器露点参数满足要求。
e) 控制干蒸汽电动气阀(或其他加设装置) 使送风参数满足要求。
较高的自控要求使系统的初投资增加,也使空调系统的管理变得复杂,是否采用这种空调及自动控制系统要考虑医院的承受能力。
4 　结论
4. 1 　根据我国组合机组及风机的生产现状,手术室净化空调系统机组的风量宜在6000～15000m3/h 之间。ⅰ级手术室应采用一机一室系统;ⅱ级手术室中的特大型、大型手术室也可一机一室对应配置,中型、小型手术室在一机一室配置时应采用双风机配置; ⅲ, ⅳ级手术室应按一机多室配置机组。
4. 2 　合用机组时,相同洁净等级的手术室容易实现,对于不同等级的手术室,要配备较复杂的配套装置并在较高水平的自控保障下,系统才能平稳正常运行,但从投资分析来看得不偿失。
4. 3 　单独处理新风,可提高新风的品质,对保证室内洁净度有较大的好处,但在多系统工程中自控要求较高。
4. 4 　对一般医院来讲,使用专用机组分别处理新风,在增设新风风机后新风的处理质量同样可以提高,并可缓解循环风机小风量、大风压匹配的矛盾,系统运行控制也比较简单。
正负压转换手术室净化空调系统设计探讨
作者：杨静蕊
来源：《中国医用工程与装备》2013年第11期
【摘 要】目的 优化特殊感染手术间的流程设计，规范手术室特殊感染手术管理。 方法 规划方案，拟定管理流程。结果 特殊感染手术间的基础设施科学合理，感染手术的管理流程更加规范。结论 手术室加强对特殊感染患者手术的感染控制和管理，保护了手术患者和工作人员的安全健康，有效地控制了医院感染的发生。
【关键词】洁净手术室 特殊感染 管理
引 言
我院层流洁净手术室21个手术间全部采用层流系统进行空气净化，并结合卫生学与工程学的相关理论，对正负压切换洁净手术间的流程进行合理设计，洁净手术室的净化空调系统能有效控制室内细菌的浓度、温湿度和尘埃含量，实现理想的手术环境，降低感染率，提高手术质量。但对一些特殊感染病例，我们需要制定一系列客观、系统的优化控制流程，施行更加严格的防护隔离措施，才能保护手术患者和工作人员的安全和健康。特殊感染手术是指非普通细菌所引起的感染；其致病菌、病程演变、治疗处置等方面与一般感染不同；破伤风、气性坏疽、炭疽等属特殊感染。
1、严格特异性手术的排查制度
当手术室接到手术通知单时，尤其是急诊的患者，首先要详细询问有无外伤及手术史、受伤时间、位置、深度、场所、污染程度、受伤后的处理、发病时间和经过，有无破伤风预防接种史，检查受伤部位、伤口情况。对炭疽、破伤风、气性坏疽进行初步诊断。
1.1 炭疽 是由炭疽杆菌引起的人畜共患急性传染病 ，传染源主要是草食动物牛、马、羊等受染病畜。食草动物因食入水草中的炭疽杆菌芽孢而感染。人直接或间接接触病畜和染菌的皮、毛、肉引起皮肤炭疽；吸入带炭疽杆菌的气溶胶、尘埃可引起肺炭疽；进食带菌肉类可引起肠炭疽。其中皮肤接触病畜及食用病畜肉是炭疽的主要原困。临床症状：炭疽的特征性病理特征为受累组织及脏器的出血性浸润、坏死和周围水肿。皮肤炭疽潜伏期一般1-5天，特征是发痒性黑色浓泡，通常起病较急，出现低热、干咳、周身疼痛、乏力等流感样症状。
1.2 破伤风 系由破伤风杆菌感染所致。该菌产生外毒素可致使神经系统中毒。当毒素作用于脑干和脊髓后，产生特异性的肌肉痉挛。该病潜伏期长短不定，通常为6-12天，短24小时。先发症状：牙关紧闭、面肌痉挛。典型症状：肌肉强直性痉挛和阵发性抽搐
1.3 气性坏疽 是梭状芽胞杆菌引起的以肌肉组织坏死为特征的特异性感染，是开放性骨折、深层肌肉损伤和组织坏死感染等严重创伤的并发症，创伤后并发症的时间早在伤后8-10小时，通常伤后1-4天。要注意局部检查，特别是肢体肿胀呈紫黑色，有稔发感及恶臭，即可初步确诊为气性坏疽。
2、建立报告制度
经过排查，发现外科特殊感染手术或疑似病例，立即向护士长报告，护士长向有关部门（医务处、护理部、医院感染办）领导汇报。根据感染的性质，采取相应的隔离措施。护士长向有关部门（医务处、护理部、医院感染办）领导汇报。根据感染的性质，采取相应的隔离措施。并联系微生物科负责现场采样，进行微生物学鉴定，提供后续诊断和治疗的技术支持。
3.感染手术的感染控制与管理
3.1手术前准备
3.1.1 手术间空气净化，压力控制 术前30min打开负压开关，手术间门口挂上醒目的“感染手术、禁止参观”的标志牌 。
3.1.2 加强人员管理 参加手术的医务人员均需换上手术室专用的衣裤、鞋、帽子、口罩以及隔离衣后，才能按标识指示途径进入特殊感染手术间，患有呼吸道感染或皮肤有伤口的人员禁止入内，特殊感染手术拒绝参观。设巡回护士两人，分别在手术间内外供应。所有人员必须严格执行消毒隔离制度、无菌技术操作规程及特殊感染手术管理制度，手术结束后方可离开手术间。
3.1.3 加强物品管理 将术中不需要的物品放在物品准备间，术中使用的各种器械用物一次性备齐（尽量使用一次性物品），放置在适当位置。手术推床用一次性床罩套好，用一次性被套，推床应在手术间靠墙放置，不得推离手术间。
3.2 手术中管理
3.2.1 严格隔离标识，控制人员流动 严格限制手术间人数，与手术无关的人员禁止参观，控制室内人员走动，减少开关门的次数。手术过程中手术间人员不能任意外出，进入手术间的器械物品不能任意拿出。
3.2.2 提高医护人员的无菌操作和防护观念 严格执行手术操作规程，加强切口周围的保护（对孕妇及胃肠手术者，臀部下用厚卫生纸铺垫），防止体液、血液、排泄物流出，造成对周围物和人的污染。器械护士动作要准确、轻柔，全神贯注配合手术，密切注意手术进程，防止被针头、缝针、刀片等锐器刺伤。锐利器械不直接递接，放于器械台由医生自己拿取或放入弯盘内间接传递，严禁接拿，防止递接不小心被利器刺伤。操作过程不可直接将针头递向他人，不可用双手回套针帽。禁止用手装卸刀片。术毕勿将锐器和其他器械混杂，应卸下刀片连同手术缝针一起丢人锐器物品回收器。术中防止器械和敷料滑落掉下手术台，伤及手术人员的脚及血液、体液污染地面。使用过的敷料集中放入无渗漏的塑料袋中保管，待关闭体腔后清点数目无误再与其他污物一起密封送出焚烧。 血液、体液、分泌物等引入（内盛有术前配好的1000mg/l泡腾片消毒液）一次性引流袋中，术毕摇匀静置1～2 h倒入专用下水道进行无害化处理 。标本处理：送检的标本用专用的标本袋装好并用10%甲醛固定，再用干净袋子装好封口，立即送检，防止污染环境。
3.3 手术后处理
3.3.1 医护人员消毒隔离 参加手术的所有人员离开手术间时，必须将污染手术衣、手套、鞋套、口罩帽子等脱放于手术间指定处，手术间内衣物、拖鞋浸泡于1000㎎/l含氯消毒剂中。洗手，更换清洁衣帽、鞋后方可离开手术间。
3.3.2 器械和敷料处理 术毕将术中使用器械在手术间内用2﹪戊二醛浸泡消毒10小时，使用后的一次性敷料、纱布、手术衣裤、帽子口罩、鞋套等各种污染物品，装入双层专用密闭、有明显标志的黄色医疗废物垃圾袋内焚化处理。非一次性布类物品等用清洁大单包好，高压消毒后注明特殊感染标志再由洗衣房专人收集处理。
3.3.3 感染性废物处理 术中感染性废物装入双层专用密闭、有明显标识的黄色医疗废物垃圾袋，做好保护，防渗漏，避免存有液体及带尖用物。术中血液及分泌物吸入吸引器袋内，术后直接加入含氯消毒液，使其达到含氯浓度为1000mg/l 后封闭，锐器收集盒封闭好后单独放置于医疗废物袋内，联系有关人员，将废物直接运送至医疗废物处理中心，在运送过程中要轻拿轻放以保证医疗废物袋密封。
3.3.4 麻醉用品的处理 麻醉用品包括氧气面罩、麻醉机螺旋管、气管插管、牙垫舌垫、开口器、呼吸气囊、储气袋、鼻导管等，手术时尽量使用一次性物品，术后放入黄色废物袋内焚烧处理。接触患者的非一次性麻醉用品，应进行严格有效的消毒。因此，接触患者的麻醉用品，应严格一人一用一消毒，气管内的润滑剂应分装在小的灭菌包里，每位患者麻醉时使用一小包，用后多余部分应做废弃处理。凡是呼吸道患者使用麻醉机应加细菌过滤器，使用后应注明“传染”字样，并进行高压灭菌。
3.3.5 手术间的处理 清理手术间内用物，物体表面如手术床、器械车、推车、无影灯、吸引器、电刀、墙壁、门等用1000mg/l的含氯消毒液擦拭，墙壁要求擦到2.5m以上。手术间回风口过滤网用4%过氧乙酸喷雾消毒，将房间内柜门、抽屉打开、床垫竖起。关闭层流负压开关，手术间密闭后用过氧乙酸熏蒸24小时，房间空气消毒24小时后开启层流正压开关，然后连续3d天做空气、物体表面培养，监测结果均达到卫生指标在接到感染控制部门的通知后，方可重新启用，房间墙壁、物品表面、推车及地面用含氯消毒剂擦拭，再用清水擦拭，用物归还原处。浸泡过的手术器械，清洗，擦干后高压灭菌，1次/d，连续3d并做微生物监测，无致病菌方能用于其他手术，建议专用。手术间回风口过滤网进行更换。
结 语
建立正负压切换手术室的初衷是控制传染源的散播、降低手术的感染率，保护人员的健康，提高手术室利用率。从控制空气传染的角度来说，正负压切换手术室的平面布局流程也起着主导性的作用，先进的净化空调系统设计理念是建设洁净手术室的关键。正负压手术室应做为独立的净化空调系统设计，合理配置空调系统，避免了能源浪费。我们应在实际的建设经验中不断探索，提倡节能建设的先进思想，不断完善正负压切换手术室设计，进一步提高正负压切换手术室的使用效果。
参考文献
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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不可替代；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重要也是困难的任务，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、中央洁净大厅、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.中央清洁大厅、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＆#215;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＆#215;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＆#215;1.2m和1.5m＆#215;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，从而使中效乃至高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，现场几乎无需费时进行压力调整。
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。