醫(yī)院層流手術(shù)室設(shè)計案例醫(yī)院層流手術(shù)室設(shè)計案例
醫(yī)院層流手術(shù)室設(shè)計案例
根據(jù)M醫(yī)院層流手術(shù)部凈化空調(diào)的要求,設(shè)計時采用了獨立凈化空調(diào)機組和集中新排風機組、小型熱泵,冬夏用大樓冷熱源的設(shè)計方案。手術(shù)室使用靜壓箱孔板送風、下側(cè)回風,潔凈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(diào)自控內(nèi)容、對象,工程竣工后進行的調(diào)試與運行情況。測試與運行結(jié)果表明:工作區(qū)的氣流速度場和溫度場分布均勻,噪聲、潔凈度、新風量、菌落數(shù)超過軍隊YFB001-1995標準,其它指標達到標準,符合醫(yī)院使用要求。
1.概況
M
醫(yī)院層流手術(shù)部由手術(shù)一室(Ⅲ級)、手術(shù)三室(Ⅲ級)、手術(shù)二室(Ⅱ級)和十萬級的器械室、敷料室、潔凈走廊組成,位于醫(yī)院新建的綜合病房樓七層,凈化空調(diào)面積138m2。大樓八層為技術(shù)層,布置凈化機組、設(shè)備;熱泵機組置于四樓屋面上。根據(jù)醫(yī)院需要, 手術(shù)一室用于普外手術(shù),手術(shù)二室用于胸外手術(shù), 手術(shù)三室用于眼科手術(shù)。為滿足醫(yī)院的使用要求,設(shè)計時采用了獨立凈化空調(diào)機組和集中新排風機組、小型熱泵,冬夏用大樓冷熱源的設(shè)計方案。手術(shù)室使用靜壓箱孔板送風、下側(cè)回風,潔凈走廊和輔房上送上回。測試與運行結(jié)果表明:工作區(qū)的氣流速度場和溫度場分布均勻,噪聲、潔凈度、新風量、菌落數(shù)超過軍隊YFB001-1995標準,并超過了2002年《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002。其它指標達到設(shè)計要求。凈化空調(diào)系統(tǒng)運行四年來,效果較好。
2.室內(nèi)設(shè)計參數(shù)的確定
本工程采用的設(shè)計參數(shù)是根據(jù)《
潔凈室施工及驗收規(guī)范》JGJ71-90和《軍隊醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》YFB001-1995以及院方的要求,參照有關(guān)技術(shù)措施和醫(yī)院手術(shù)部的設(shè)計經(jīng)驗綜合考慮后確定的。根據(jù)醫(yī)院手術(shù)的類型和數(shù)量、院方劃給的手術(shù)部總面積、手術(shù)部的樓層位置,確定了手術(shù)部的平面布置,各個房間的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)YFB001-1995規(guī)定見表1。
由于醫(yī)用凈化空調(diào)系統(tǒng)空氣處理工藝的特殊要求,其初投資一般較高,在符合規(guī)范的前提下,院方常常會提出更高的要求,系統(tǒng)的經(jīng)濟性也越來越受到關(guān)注。因此在確定室內(nèi)參數(shù)時,必需考慮醫(yī)院水、電、汽和土建的現(xiàn)狀,醫(yī)院的環(huán)境、資金和需要,有所側(cè)重。
2.1室內(nèi)溫、濕度
室內(nèi)溫、濕度主要是為醫(yī)護人員創(chuàng)造出最有利于工作的舒適環(huán)境,滿足手術(shù)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(chǎn)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(shù)很少,南京常年空氣濕度較高,本工程對溫度嚴格控制、對濕度的上限嚴格控制、濕度的下限要求降到次要位置。溫、濕度參數(shù)確定同表1。
2.2室內(nèi)空氣潔凈度
考慮到醫(yī)院的手術(shù)對象多為老年人,控制感染的要求特別強烈,提高潔凈度有利于增強自凈的能力,抵抗干擾;同時本工程采用的德國醫(yī)用衛(wèi)生型機組風量大,壓頭高,確定除手術(shù)室按表1選擇潔凈度外,潔凈走廊和輔房均為十萬級,同時提高換氣次數(shù):手術(shù)一室、三室為38次/h ,手術(shù)二室為65次/h,輔房和潔凈走廊為22次/h。
2.3室內(nèi)正壓
為防止外部的污染空氣進入手術(shù)室和潔凈區(qū),保持室內(nèi)潔凈度要求,各房間設(shè)計為正壓。由于手術(shù)室采用醫(yī)用氣密門,換氣次數(shù)較高,故取表1的正壓值。
2.4室內(nèi)噪聲
對手術(shù)部而言,噪聲控制的要求較為嚴格。設(shè)計指標按表1,從嚴掌握。
2.5新風量
新風量對維持室內(nèi)正壓、稀釋并排除手術(shù)室內(nèi)有害氣體,保證醫(yī)患人員的舒適性起著至關(guān)重要的作用。
保證室內(nèi)正壓要求的新風量為:
新風量對維持室內(nèi)正壓、稀釋并排除手術(shù)室內(nèi)有害氣體,保證醫(yī)患人員的舒適性起著至關(guān)重要的作用。
保證室內(nèi)正壓要求的新風量為:
Q1 =a?∑(q?l)式中Q1 ——保持
潔凈室正壓所需的新風量(m3/h);a ——根據(jù)維護結(jié)構(gòu)氣密性確定的安全系數(shù),一般可取1.1~1.2;q ——當為某一正壓時,其維護結(jié)構(gòu)單位長度縫隙的滲漏風量(m3 /h? m)可根據(jù)正壓值查表得到;l ——維護結(jié)構(gòu)的縫隙長度。
以手術(shù)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(nèi)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(shè)計確定的新風量為700 m3 /h。同樣,確定手術(shù)一室、二室各為500 m3 /h,輔房、走廊為500 m3 /h。
2.6室內(nèi)風速
為保證醫(yī)護人員的舒適感,工作區(qū)風速應<0.5m/s,當溫度低于22oC, 應≤0.3m/s。設(shè)計允許工作區(qū)平均風速V=0.3~0.1m/s。
3 調(diào)方式及特點
3.1用手術(shù)室獨立空調(diào)機組、潔凈走廊和輔房共用空調(diào)機組
為了盡量降低感染率,隔離是手術(shù)部凈化空調(diào)設(shè)計的重要原則。根據(jù)手術(shù)室的凈化級別和手術(shù)部的使用特點,手術(shù)室采用獨立的德國醫(yī)用衛(wèi)生型凈化機組,好鋼用在刀刃上;走廊和輔房共用國產(chǎn)衛(wèi)生型機組,節(jié)約投資。
每個手術(shù)室都是一個獨立的小循環(huán)空調(diào)系統(tǒng),由凈化空調(diào)機組抽取室內(nèi)的空氣,排出一部分后補充一定的新風,經(jīng)機組處理后送入手術(shù)室,避免了其它手術(shù)室?guī)Ь諝獾幕烊胍鸬慕徊娓腥尽?br>
手術(shù)室氣流組織為上送下側(cè)回。在手術(shù)室的正中、手術(shù)床的正上方設(shè)置不銹鋼送風靜壓箱, 其中千級手術(shù)室采用德國原產(chǎn)靜壓箱。 進口的高效過濾器側(cè)布于靜壓箱四周,靜壓箱內(nèi)設(shè)有勻流孔板,具有很好的靜壓效果;以孔板方式送風,使手術(shù)床及醫(yī)護人員所在的第一工作區(qū)直接籠罩在經(jīng)高效過濾器、孔板送出的潔凈氣流中。
手術(shù)室的四角下方均設(shè)有阻尼回風口,能順灰塵沉降方向迅速排除污染空氣,抑制二次揚塵,回風均勻,盡量減少渦流區(qū)。
潔凈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
這樣可以保證避開污染、選取干凈的室外新風,足量送到各凈化系統(tǒng)內(nèi);同時排除室內(nèi)多余的氣體。設(shè)計采用在回風管上開設(shè)新排風的方法,可節(jié)約資金;排風機壓頭需仔細計算,否則易發(fā)生“倒吸”。新風口、新風機分設(shè)初、中效過濾器,以減輕凈化主機及高效過濾器負擔;排風系統(tǒng)上設(shè)初、中效過濾器,以防系統(tǒng)停機時,由于自然循環(huán),使室內(nèi)受到室外空氣的污染。
3.3采用德國定風量閥、風管電加熱器
凈化空調(diào)是一個定風量系統(tǒng),室內(nèi)的潔凈度主要靠換氣次數(shù)即風量來保證。系統(tǒng)采用三級過濾,在系統(tǒng)運行過程中,會因過濾器的積灰而產(chǎn)生系統(tǒng)阻力變化,改變系統(tǒng)風量,進而影響凈化效果。由此進行的風量調(diào)試和阻力配平將非常繁瑣,醫(yī)院缺乏相應的技術(shù)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(shè)計、調(diào)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(shù)室在系統(tǒng)開機后迅速升溫,縮短手術(shù)準備時間,又可與表冷器聯(lián)合,進行濕度處理。
3.4采用低速風管系統(tǒng)和衛(wèi)生型寬頻片式消聲器
主風管風速≤5m/s,支管風速約3~4m/s,回風口面風速約1m/s,送風管、回風管均設(shè)置衛(wèi)生型寬頻片式消聲器,努力降低室內(nèi)噪聲。
3.5采用一次泵和雙通電動閥、旁通管,進行變水量調(diào)節(jié)
系統(tǒng)采用開式循環(huán)系統(tǒng),配風冷熱泵,對空調(diào)機組進行變水量調(diào)節(jié),對整個系統(tǒng)進行變水溫調(diào)節(jié)。設(shè)管道接口至大樓空調(diào)水系統(tǒng),當冬夏季節(jié)使用中央冷熱源時,關(guān)閉與熱泵、小膨脹水箱的連接管。
3.6凈化機組設(shè)于管道層,節(jié)省基建投資
空調(diào)機組、消聲器、水系統(tǒng)管道、控制系統(tǒng)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(shè)于四樓屋面,預留了維修空間。由于設(shè)備距手術(shù)部近,減少了風管長度,節(jié)約了資金。
4 空氣處理
手術(shù)部設(shè)有四套組合式醫(yī)用衛(wèi)生型凈化空調(diào)機組,機組內(nèi)和靜壓箱內(nèi)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。
系統(tǒng)設(shè)集中過濾新排風機組,對新風進行過濾、加壓處理,排除室內(nèi)多余廢氣。
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(diào)機組的表冷器中實現(xiàn);手術(shù)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(shè)初效過濾器,在新風機、凈化主機的表冷段前設(shè)中效過濾段,在凈化房的送風末端設(shè)高效過濾器,對空氣進行三級過濾;在凈化主機和送風靜壓箱內(nèi)設(shè)電子消毒器對空氣消毒;在排風系統(tǒng)設(shè)初中效過濾,防止室外空氣回流污染。
5 冷熱源
過渡季節(jié)使用兩臺制冷量各為38.2kw的風冷熱泵機組,冬夏使用大樓冷熱源。
熱泵根據(jù)負荷變化,自動調(diào)節(jié)。
6 自動控制
采用德國西門子公司的DDC控制器和溫濕度傳感器、壓差傳感器、電動兩通閥實現(xiàn)自動控制和顯示功能。
6.1濕度控制
根據(jù)空氣處理的方式的不同,全年按兩個季節(jié)、兩種工況對凈化機組進行控制,各執(zhí)行機構(gòu)動作情況如表2所示。
表中:to——室內(nèi)溫度的反向調(diào)節(jié),室內(nèi)溫度升高,閥門開度減少(電加熱器檔數(shù)減少);t——室內(nèi)溫度的正向調(diào)節(jié),室內(nèi)溫度升高,閥門開度增加;ф——室內(nèi)相對濕度的正向調(diào)節(jié),相對濕度升高,閥門開度增加(電加熱器檔數(shù)增加)。
? 6.2兩檔風速及消毒
在手術(shù)室情報面盤上設(shè)手動開關(guān),使用時開高速檔,值班時用低速;主機風機低速或停機后,自動打開消毒器工作1小時。
? 6.3 檢測和顯示
? 檢測凈化手術(shù)室和輔房的溫度和相對濕度、冷熱供回水溫度。
? 顯示室內(nèi)溫濕度、空調(diào)高低速運行、故障。
? 6.4聯(lián)鎖與報警
? 6.4.1新排風機與空調(diào)主機聯(lián)鎖:
凈化系統(tǒng)啟動時,控制啟動順序為空調(diào)機組→新風機→排風機。當四個系統(tǒng)中有一個系統(tǒng)啟動時,就必須啟動共用新排風機。
凈化系統(tǒng)關(guān)閉時,控制關(guān)閉順序為排風機→新風機→空調(diào)機組。當四個系統(tǒng)中最后一個系統(tǒng)關(guān)閉時,才關(guān)閉共用新排風機。
6.4.2 電加熱器與空調(diào)主機聯(lián)鎖:當主機風機停機時,電加熱器自動斷電。
6.4.3空調(diào)器風機皮帶斷裂、空調(diào)房間溫濕度超限、冷熱供回水溫超限和空調(diào)器內(nèi)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。
當自動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,能手動調(diào)節(jié)??照{(diào)器起停由手動進行。
7 工況調(diào)試與運行
調(diào)試于1999年4月進行。首先開機24小時后安裝高效過濾器,接著測量各風口風速并進行調(diào)整,然后用傾斜式微壓計、QDF-2A 風速儀測量各系統(tǒng)的送、回、新、排風量,各房間相對于走廊、室外的正壓,用ND2精密聲級儀測量各房間噪聲并作調(diào)整。調(diào)整后,噪聲、正壓、新風、風速均達到設(shè)計標準;唯總風量偏大,因此項指標有利于潔凈度,故不調(diào)整。
接著進行模擬夏季工況36小時運行,設(shè)定室溫17oC,熱泵及自動控制投入運行。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范圍內(nèi)風速,在1米面測得濕度。發(fā)現(xiàn)在0.8~1.8m高度內(nèi)速度場、溫度場分布均勻,其溫差在0.9 oC以內(nèi)。
隨后進行模擬冬季工況36小時運行,設(shè)定室溫30oC,系統(tǒng)工作正常;設(shè)定室溫為23 oC, 濕度50%,運行10分鐘后達到設(shè)計的溫濕度要求。
8 結(jié)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(shù)床周圍形成均勻的溫度、速度場,潔凈度容易達到標準。醫(yī)院對新風的要求比較高,規(guī)范只是最低指標,一些醫(yī)院系統(tǒng)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、能滿足凈化要求的新型消聲器。醫(yī)用凈化空調(diào)作為要求嚴格的系統(tǒng),潔凈度不能僅僅靠高效過濾器,它要求風管、空調(diào)機組、消聲器、加濕器都要盡量保持潔凈,自控系統(tǒng)可靠、調(diào)節(jié)靈活、精度高。
潔凈系統(tǒng)的換氣次數(shù)、送回風方式、室內(nèi)的正壓和新風量的確定、過濾方式的選擇是互為關(guān)聯(lián)的,不能單獨確定。對空氣品質(zhì)的處理也不能追求完美,要考慮經(jīng)濟性。醫(yī)院的技術(shù)通常較弱,凈化系統(tǒng)必須有高的可靠性,手術(shù)室關(guān)系到人的生命,由系統(tǒng)的故障引發(fā)的手術(shù)室的停用有可能造成很大的經(jīng)濟損失。所有這些,都要求設(shè)計人員,應根據(jù)工程的實際,充分考慮空氣品質(zhì)和投資,結(jié)合醫(yī)院的特點,有所取舍和側(cè)重。