医院手术室层流系统设计与运行

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:邓文宗
[导读] 摘要:本文介绍了手术室层流系统的设计和空气处理方式、空调自控系统、系统运行情况。
        (广州医科大学附属脑科医院  广东广州  510370)
        摘要:本文介绍了手术室层流系统的设计和空气处理方式、空调自控系统、系统运行情况。层流系统主要设备由净化空调机组和集中新风机组、排风机组、加湿机以及加热器等设备组成。
        关键词:手术室、净化空调、层流系统
        1.概况
        医院手术室由手术一室(百级级)、手术二室(千级)和十万级的器械室、敷料室、洁净走廊组成,位于医院病房楼七层,净化空调总面积150m2。大楼八层为设备层,布置净化机组及层流设施。根据医院需要, 手术一室多用于脑外科手术,手术二室多用于普外手术。为满足医院的使用要求,设计时采用了净化空调机组和集中新排风机组的设计方案。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。
        2.室内设计
        该医用层流系统采用的设计参数是根据《医院手术部建设标准》和国家其他现行的有关标准,确定系统的温度和湿度、气流、噪声、洁净度、新风量、菌落数等指标达到日常使用要求。
        2.1室内温、湿度
        手术室内温度在22-25℃、相对湿度在40-60%,创造有利于工作的舒适环境和满足手术过程的技术要求。
        2.2室内空气洁净度
        医院的手术多为脑部手术,控制感染的要求特别高,提高洁净度有利于增强自净的能力,有手术一室为百级,手术二室为千级,洁净走廊和辅房均为十万级。
        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,手术室设计为正压值。
        2.4室内噪声
        对手术室的噪声控制在≤50dB(A)。
        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:
        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7Pa的正压需178 m3 /h;室内人员所需的最小新风量按表1取用,按10人计,需600 m3 /h;按表1的最小新风量6次/h计,需441 m3 /h;设计确定的新风量为700m3 /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。
        3.设备配置
        3.1采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;走廊和辅房共用国产卫生型机组。
        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, 其中百级、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
        可以保证避开污染、选取干净的室外新风,足量送到各净化室内,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。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。
        4.空气处理
        手术室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.系统控制
        系统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。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。系统自动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。
        5.1温、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。
        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);室内温度的正向调节,室内温度升高,阀门开度增加;
        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)。
        5.2联锁控制
        5.2.1 新排风机与空调主机联锁
        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。
        系统关闭时,控制关闭顺序为排风机→新风机→空调机组。当四个系统中最后一个系统关闭时,才关闭共用新排风机。
        5.2.2 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。
        5.2.3 风机与空调主机联锁
        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。
        6.调试运行
        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、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,用精密声级仪测量各房间噪声并作调整。
        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。
        7.结语
        手术室关系到人的生命,层流系统必须要有高的可靠性,实际运行中有诸多问题都有待解决和提高。
        作者简介:邓文宗 1979.2-  硕士  从事设备管理工作
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