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洁净手术部空调系统设计 王洪飞 1 周俊波 1 张芳涛 2 赵红 3 1. 北京化工大学，北京 100029;2. 北京宇含科技有限公司，北京 100071; 3. 北京市排水集团有限责任公司，北京 100061 摘要 简要介绍了手术室洁净技术的国内外发展历程与现状， 并在此基础上， 针对河北省三河市某医院的洁净手术部 的工程建设， 着重介绍了其工程概况和空调系统设计， 包括空调系统的构成、 设计参数、 主要设备的特点及运行原理。 在其工程实践的基础上提出了一些改进措施和建议。 关键词 空调系统;机组配置;送风装置;控制系统 DESIGN OF THE CLEAN AIR- CONDITATIONING SYSTEMS FOR A HOSPITAL Wang Hongfei1Zhou Junbo1Zhang Fangtao2Zhao Hong3 1. Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China; 2. Beijing Yoohann Technology Co． ，Ltd，Beijing 100071，China; 3. Beijing Drainage Group Co． ，Ltd，Beijing 100061，China AbstractThe development of clean technology in operating room is briefly described in this article． On this basis，for the project of constructing a clean operating room in Sanhe， Hebei province，the overview of the project and the designs for air- conditioning system，including the composition of air-conditioning system，design parameters，the main features of the equipment and the operating principle，are introduced． Furthermore，some measures and advice for improvement are given． Keywordsair conditioning system;unit configuration;supply equipment;control system 0引言 洁净室空调系统技术是随着现代化工业和科技 的发展而兴起的一门科学， 此技术通过减少手术室内 空气中的颗粒， 使室内空气一直保持一种比较洁净的 状态， 从而减少细菌的滋生， 达到空气净化效果。以 往经验表明， 手术过程中伤口不被感染是整个治疗过 程的关键环节， 因此， 将洁净空调系统技术应用到手 术室来防止手术过程中的感染是十分必要的 ［1- 5］。发 达国家从 20 世纪 40 年代开始应用洁净手术室技术， 并在 20 世纪 60 年代逐渐成熟， 随着美国空军技术条 令 203 的颁布， 标志着世界上最早的洁净室技术标准 的诞生 ［4］。我国在 20 世纪 50 年代后期才开始发展 洁净空调技术， 在手术室洁净技术方面起步更晚， 尚 处于初级阶段， 缺乏专业性队伍， 在规范化、 标准化、 专业化方面还有很长的路要走。 本文着重从工程实践的角度讨论手术室洁净空 调系统的设计施工及选型问题。该工程位于河北省 三河市， 是对六层洁净手术部净化空调系统进行设 计， 整个手术部面积约为700 m2， 共设置 4 间手术室， 其中Ⅰ级手术室 1 间， Ⅲ级正负压手术室一间， Ⅲ级 手术室两间， 以及洁净通道及相关洁净功能辅助用 房， 医护人员办公室。净化空调机房位于六层上部的 设备间。 1空调系统 1. 1空调冷热源 空调系统的夏季总空调设计冷负荷为147 kW， 冬季空调设计热负荷为64 kW。过渡季节空调设计 冷负荷约为59 kW，热负荷约为20 kW采用风冷热泵 机组。夏季冷源由大楼中央空调制冷系统提供， 冬季 采用医院集中供暖系统。过渡季节冷热源采用风冷 热泵机组， 共两个模块， 制冷量为66 kW， 制热量为 72 kW［5- 6］。 1. 2空调水系统 空调系统的上下水管路设计为两管制， 共设置两 07 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 台冷冻水泵， 一用一备。通过电动压差调节阀调节各 支路的流量大小。冷水供回水温度为7， 12 ℃ ， 热水 供回水温度约为45， 40 ℃ 。 1. 3空调通风系统 1. 3. 1空调机组配置 根据规范要求以及手术室现场布局， 考虑到管路 布局以及节能要求， 1 间Ⅰ级手术室设置一台净化机 组; 2 间Ⅲ级手术室设置一台净化机组; Ⅲ级正负压 手术室设置一台净化机组; 洁净走廊及辅房、 污物走 廊及辅房采用一台净化机组。 手术室 所 用 医 用 卫 生 型 净 化 空 调 机 组 按 GB 503332002医院洁净手术部建筑技术规范 设置， 新风系统采取自补形式， 便于系统单独控制， 排风系 统每间手术室独立设置。为防止交叉感染， Ⅲ级正负 压手术室采用自取新风方式， 其他三间手术室、 洁净 走廊及辅房、 污物走廊及辅房共用一台新风机组。新 风入口设置防鼠网、 初效过滤器， 并在进入新风机组 前 加 装 电 动 风 量 调 节 阀， 电 动 阀 应 与 新 风 机 组 联动 ［7- 8］。 空调系统采用洁净型空调机组， 机组设置初、 中 效过滤器， 上班时， 开动空气处理机组向净化工作区 送风以满足其温度、 湿度、 换气次数、 正压要求; 下班 后关闭冷热源， 保持新风机组正常运转， 循环空气处 理机组、 自取新风空气处理机组内风机低速运行， 以 维持净化区正压换气次数要求， 保证其洁净度。 在机组的段位布置方面， 采用符合手术室净化理 念的更为合理的布置， 依次为 风机段、 中效过滤段、 表冷段、 加湿段。其优点就在于 使机组内处于一个 正压状态， 防止外界空气倒灌进入机组内而形成二次 污染; 防止冷凝水倒灌进入机组内， 形成二次污染; 有 利于使过滤器、 表冷器处于一个干燥环境运行; 空气 先经过过滤器过滤， 减少表冷器表面积灰， 减少二次 污染的机会。在运行上， 采用风机延时停运等处理， 将过滤器、 表冷器、 加湿器吹干， 保持机组内干燥， 从 而防止细菌的滋生。 1. 3. 2空调送风装置 送风天花是手术部净化空调系统重要的组成部 分， 其性能的好坏直接影响到洁净手术室气流组织及 空气洁净度的好坏 ［9］。本工程手术室采用洁净手术 室专用阻漏式洁净送风天花， 将原来集高效过滤、 气 流分布、 密封防漏为一体的末端高效风口设置在静压 箱外的一定位置上， 高效只起过滤作用， 大大减少了 高效末端的数量， 气流分布由位于送风口末端的阻漏 层承担， 简化了末端的密封要求， 提高了密封质量， 即 使在高效过滤处发生针孔泄露， 经过静压箱的稀释作 用， 经过阻露层的均匀分布作用， 大大降低其对洁净 室的影响。送风口上规格为2. 6 m 2. 85 m; Ⅲ级手 术室采用洁净手术室专用阻漏式洁净送风天花， 规格 1. 8 m 2. 6 m; 它与传统洁净送风天花相比较有更 多的优点 见表 1 。 表 1阻漏式洁净送风天花优点 项目传统洁净送风天花阻漏式洁净送风天花 对室内 洁净度 的保护 万一高效过滤器漏泄， 室 内工作必将受到影响。 能将由于高效过滤器漏泄 所造成的影响降低至原来 的 1 /475。 对主流 区气流 的保护 洁净送风天花下部 的 气 流均匀度， 不易达至国家 标准的有关要求， 抗环境 干扰能力弱。 洁净送风天花下部的气流 均匀度， 易 达 到 国 家 标 准 的有关 要 求， 抗 环 境 干 扰 能力强。 出风 面积 出风面采用多块散 流 孔 板， 网组合， 安装要求高。 仅用四 块 漏 层 组 合， 安 装 方便， 气流满布率≥95 。 设备 高度 装置高度高， 在土建层高 较低的场合无法安装。 本装 置 厚 度 仅 在 350 mm 之内， 特 殊 情 况 可 再 降 低 其厚度能适合更多的安装 场合。 设备维 护工作 方便性 更换高效过滤器必 须 进 入洁净手术室， 不利于洁 净手术部的无菌化管理。 在手术室外更换高效过滤 器， 不污染受保护环境， 更 换快捷， 操作方便。 设备安 装质量 的保障 现场制作， 传统拼装， 不 利于设备质量的保障。 工厂制 造， 仅 需 现 场 用 配 套专用联接件简单拼接组 合， 有利 于 设 备 质 量 的 保 障。 观感出风面一般采用多 块 散 流孔板， 网组合， 固定螺 栓外露， 不美观。 用四块 阻 漏 层 组 合， 无 螺 栓联接， 出风面光感好。 1. 4空调自控系统 本控制系统具有实时显示监控功能， 能自动调节 所处理的空气温度、 湿度 实现空调机组、 排风机、 新 风电动密闭阀的联锁。采用集中管理、 分散控制模 式。为应对突发情况， 控制模式设置手动、 自动两种。 在手动模式下又有强制和非强制模式。在手动模式下 可以屏蔽手术室面板的设定温、 湿度及系统启停信号。 出于调试系统的考虑， 系统还设置了强制模式。在强 制模式下， 可以手动设定回风温度、 回风湿度、 回风压 力等传感器信号， 并可以手动复位各种故障报警信号。 净化空调系统的控制部分， 以 DDC 控制系统为 核心， 配以压差报警器、 组合式温湿度探头、 远程控制 旋钮， 配以强电控制系统， 对净化空调系统的风机、 电 磁阀、 电加热器等运行实现全过程自动控制， 对每一 17 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 部分出现的故障都会有报警指示。其工作原理与组 成如下 1 净 化系 统启 动 时， 控 制 启 动 顺 序 为 空 调 机 组→新风电动密闭阀→排风机。 净化系统关闭时， 控制关闭顺序为排风机→新风 电动密闭阀→空调机组。 2 系统具有温度、 湿度， 加热、 制冷工况显示; 变 频风机两挡速及关停机控制、 显示; 初效、 中效、 亚高 效过滤段淤塞、 风机故障报警、 风机故障自动停机。 3 手术室显示屏显示每个手术室回风口处 即 手术室内 温度、 湿度。 4 手术室远程控制板 具有值班风机及开停机开 关， 开停机工况显示灯 各一只 ， 故障显示灯一只。 5 空调机组控制柜 温度、 湿度， 加热、 制冷工况 显示 DDC 控制器 ; 变频工频风机两挡及关停机控 制 开关 、 显示 工况显示灯 ; 初效、 中效、 亚高效过 滤段淤塞、 风机故障报警 显示灯 、 新风电动阀运行 及故障显示 显示灯 ， 风机故障自动停机; 现场控制 与远控切换开关。 6 中央控制系统现代化的管理模式在满足用户 各种要求的同时， 使能量消耗降到最低。 2系统特色 对于冷热源， 在冬夏两季采用大楼统一冷热源系 统， 利用规模效应， 降低了能耗， 在过渡季节采用独立 的风冷热泵机组， 方便灵活， 兼顾方便与节能， 适应性 更强 ［10］。 对于空调机组， 合理布置机组段顺序， 依次为 风 机段、 中效过滤段、 表冷段、 加湿段， 这样可以使机组 内处于一个正压状态， 防止外界空气倒灌进入机组 内， 形成二次污染; 防止冷凝水倒灌进入机组内， 形成 二次污染; 有利于使过滤器、 表冷器处于一个干燥环 境运行; 空气先经过过滤器过滤， 减少表冷器表面积 灰， 减少二次污染的机会。同时采用先进的控制模 式， 在系统停止运行后， 将过滤器、 表冷器、 加湿器吹 干， 保持机组内干燥; 有效控制细菌的滋生。 对于送风系统， 由于采用了新型阻漏式洁净送风 天花， 提高了产品的可靠性， 降低了事故率， 便于安 装、 维修。同时又提高了表面光感。 对于控制系统， 以 DDC 控制系统为核心， 压差报 警器、 组合式温湿度探头、 远程控制旋钮， 配以强电控 制系统， 对净化空调系统的风机、 电磁阀、 电加热器等 运行实现全过程自动控制， 对每一部分出现的故障都 会有报警指示。并且能方便的进行自动 /手动模式转 换， 方便随时调整各种参数， 应对紧急情况。 3结论 从工程实践经验来看， 洁净室空调系统的设计施 工是一个实践性很强的领域， 需要各个专业、 各个工 种相互配合， 设计单位、 施工单位、 设备生产厂家、 建 设单位密切协调。同时需要设计人员经常关注洁净 技术、 自动控制技术等方面的最新发展动向， 及时采 用新技术、 新材料、 新设备， 才能提供既能满足我国实 际需要， 又能尽量在洁净度、 舒适度等各方面都能满 足要求的高质量的手术室， 为医患人员提供一个良好 的手术环境。 鉴于手术室对于温度、 湿度、 洁净度的苛刻要求， 在进行手术部空调系统设计时， 应注意在满足其对于 温度、 湿度、 洁净度要求的基础之上， 满足环保节能的 要求， 尽可能降低其运营过程中的能耗， 延长使用寿 命， 采用新型环保材料。 参考文献 ［1］杨毅， 郑洁， 薛林． 洁净手术部空调系统设计探讨［J］． 洁净与 空调技术， 2004 3 1- 6. ［2］严德隆． 洁净间空调系统的选择并讨论［J］． 洁净与空调技术， 2006 2 1- 2. ［3］居金霞， 蒋蓓蓓． 现代洁净手术室的建设及发展［J］． 解放军护 理杂志， 2006，23 5 54- 56. ［4］沈晋明． 英国的医院标准和手术室设计［J］． 洁净与空调技术， 2000 1 2- 8. ［5］李志红， 李永胜． 某医院附属医院洁净手术部空调设计［J］． 洁 净与空调技术， 2006 3 56- 57. ［6］陈国林． 太和县人民医院手术部空调设计［J］． 安徽建筑， 2008 3 153- 154. ［7］GB 503332002 医院洁净手术部建筑技术规范［S］． ［8］医院洁净手术部建设标准［S］． 2000. 10 ［9］Constations A Balaras， Elena Dascalaki，Athina Gaglia． HVAC and indoor thermal cond itions in hospital operating rooms［J］． Energy and Buildings， 2007， 39 454- 470. ［ 10］王岩． 东北大厦空调系统的绿色节能设计［J］． 山西建筑， 2010， 36 19 231- 233. ［ 11］刘喻石． 强生科学交流中心实验室通风系统设计［J］． 环境工 程， 2011， 29 3 76- 78． 作者通信处王洪飞100029北京市朝阳区北三环东路 15 号北京 化工大学 396 信箱 E- mailwhfyx850504 163． com 2011 － 03 － 18 收稿 27 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期