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重慶醫院層流手術室設計案例

發布時間:2023-03-13 21:29:02 人氣:9341

醫院層流手術室設計案例

根據M醫院層流手術部凈化空調的要求,設計時采用了獨立凈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、空調自控內容、對象,工程竣工后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、潔凈度、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、潔凈走廊組成,位于醫院新建的綜合病房樓七層,凈化空調面積138m2。大樓八層為技術層,布置凈化機組、設備;熱泵機組置于四樓屋面上。根據醫院需要, 手術一室用于普外手術,手術二室用于胸外手術, 手術三室用于眼科手術。為滿足醫院的使用要求,設計時采用了獨立凈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,潔凈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、潔凈度、新風量、菌落數超過軍隊YFB001-1995標準,并超過了2002年《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002。其它指標達到設計要求。凈化空調系統運行四年來,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《潔凈室施工及驗收規范》JGJ71-90和《軍隊醫院潔凈手術部建筑技術規范》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后確定的。根據醫院手術的類型和數量、院方劃給的手術部總面積、手術部的樓層位置,確定了手術部的平面布置,各個房間的室內設計參數YFB001-1995規定見表1。

由于醫用凈化空調系統空氣處理工藝的特殊要求,其初投資一般較高,在符合規范的前提下,院方常常會提出更高的要求,系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于工作的舒適環境,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、濕度參數確定同表1。

2.2室內空氣潔凈度

考慮到醫院的手術對象多為老年人,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用衛生型機組風量大,壓頭高,確定除手術室按表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:手術一室、三室為38次/h ,手術二室為65次/h,輔房和潔凈走廊為22次/h。

2.3室內正壓為防止外部的污染空氣進入手術室和潔凈區,保持室內潔凈度要求,各房間設計為正壓。由于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,噪聲控制的要求較為嚴格。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、稀釋并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、稀釋并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 ——保持潔凈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系數,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,當溫度低于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、潔凈走廊和輔房共用空調機組為了盡量降低感染率,隔離是手術部凈化空調設計的重要原則。根據手術室的凈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凈化機組,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系統,由凈化空調機組抽取室內的空氣,排出一部分后補充一定的新風,經機組處理后送入手術室,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銹鋼送風靜壓箱, 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于靜壓箱四周,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、孔板送出的潔凈氣流中。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污染空氣,抑制二次揚塵,回風均勻,盡量減少渦流區。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內;同時排除室內多余的氣體。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,以減輕凈化主機及高效過濾器負擔;排風系統上設初、中效過濾器,以防系統停機時,由于自然循環,使室內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

凈化空調是一個定風量系統,室內的潔凈度主要靠換氣次數即風量來保證。系統采用三級過濾,在系統運行過程中,會因過濾器的積灰而產生系統阻力變化,改變系統風量,進而影響凈化效果。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,能使手術室在系統開機后迅速升溫,縮短手術準備時間,又可與表冷器聯合,進行濕度處理。

3.4采用低速風管系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,回風口面風速約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

系統采用開式循環系統,配風冷熱泵,對空調機組進行變水量調節,對整個系統進行變水溫調節。設管道接口至大樓空調水系統,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凈化機組設于管道層,節省基建投資空調機組、消聲器、水系統管道、控制系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,熱泵設于四樓屋面,預留了維修空間。由于設備距手術部近,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凈化空調機組,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。系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、凈化主機的表冷段前設中效過濾段,在凈化房的送風末端設高效過濾器,對空氣進行三級過濾;在凈化主機和送風靜壓箱內設電子消毒器對空氣消毒;在排風系統設初中效過濾,防止室外空氣回流污染。

5 冷熱源

過渡季節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。熱泵根據負荷變化,自動調節。

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、電動兩通閥實現自動控制和顯示功能。

6.1濕度控制

根據空氣處理的方式的不同,全年按兩個季節、兩種工況對凈化機組進行控制,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面盤上設手動開關,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:

凈化系統啟動時,控制啟動順序為空調機組→新風機→排風機。當四個系統中有一個系統啟動時,就必須啟動共用新排風機。凈化系統關閉時,控制關閉順序為排風機→新風機→空調機組。當四個系統中最后一個系統關閉時,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。

當自動系統出現故障時,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整,然后用傾斜式微壓計、QDF-2A 風速儀測量各系統的送、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整。調整后,噪聲、正壓、新風、風速均達到設計標準;唯總風量偏大,因此項指標有利于潔凈度,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范圍內風速,在1米面測得濕度。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。

隨后進行模擬冬季工況36小時運行,設定室溫30oC,系統工作正常;設定室溫為23 oC, 濕度50%,運行10分鐘后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,潔凈度容易達到標準。醫院對新風的要求比較高,規范只是最低指標,一些醫院系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、能滿足凈化要求的新型消聲器。醫用凈化空調作為要求嚴格的系統,潔凈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凈,自控系統可靠、調節靈活、精度高。

潔凈系統的換氣次數、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,凈化系統必須有高的可靠性,手術室關系到人的生命,由系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。
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