談對潔凈手術(shù)室工程中新風(fēng)的理解

談對潔凈手術(shù)室工程中新風(fēng)的理解

　　新風(fēng)是手術(shù)室內人員呼吸的需要，保持CO2濃度在一定的范圍內;它是補償排風(fēng)及保持室內壓差的需要;是冬季降低室內溫度的冷源;是系統顆粒90%的源頭;是整個(gè)系統冬季加濕、夏季除濕的源頭。

　　一、室內人員呼吸所需的新風(fēng)量

　　隨著(zhù)溫室氣體的排放，目前大氣中的CO2濃度已由上世紀中葉的315ppm達到376ppm，50年間濃度增加了近20%。

　　研究表明，人們在CO2濃度700-1000ppm感覺(jué)良好;達到1500ppm時(shí)，明顯有不適感;達到3000ppm時(shí)，會(huì )出現頭痛和其他癥狀。

　　人體每小時(shí)排出的CO2約為20L,如需保持室內CO2濃度在700-1000ppm，則需要新風(fēng)量為：

　　Q=Q1/(Cv1-Cv2)×

　　=0.02/(700-376)×

　　=61m3/h

　　式中：

　　Q——每人每小時(shí)所需新風(fēng)量，m3/h;

　　Q1——人體每小時(shí)排出CO2量,m3/h;

　　Cv1——保持室內CO2濃度，ppm;

　　Cv2——新風(fēng)CO2濃度，ppm。

　　以上理論計算從另外一個(gè)側面也證明了《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》GB-2002中規定為每人每小時(shí)60m3是合適的。

　　根據北京某醫院動(dòng)態(tài)實(shí)測手術(shù)室CO2濃度為800ppm,也說(shuō)明規范中規定的CO2量是比較合適的。

　　二、補償排風(fēng)及保持室內壓差需要的新風(fēng)量

　　保持室內正壓值所需要新風(fēng)，就等于整個(gè)系統(包括室內裝飾面和空調系統)的漏風(fēng)量與有組織排風(fēng)量之和，即補入量新風(fēng)量與系統泄漏風(fēng)量相等。

　　(一)裝飾面層漏風(fēng)量的主要組成部分

　　1.手術(shù)室門(mén)

　　潔凈手術(shù)室一般配有自動(dòng)平移門(mén)和手推平移門(mén)(手動(dòng)平開(kāi)門(mén))，都應為氣密門(mén)，但并不需要特別密封，因為從手術(shù)室內逃向兩側走廊的空氣為潔凈空氣，無(wú)論是潔凈程度方面還是溫濕度方面，都是有利的。

　　2.裝飾醫療設備

　　對于與吊頂或夾墻相通的器械柜體、氣體終端箱、電源插座箱等，都需用密封膠密封，保證完全與吊頂面密封，尤其是氣體終端箱、電源插座箱底箱內層穿管線(xiàn)孔等特別容易遺漏密封。

　　3.裝飾遺留縫隙

　　裝飾面層本身需要密封，與之相接的無(wú)影燈、吊塔開(kāi)孔、燈帶孔、攝像頭開(kāi)孔、揚聲器孔，都應做密封處理。

　　4.消防設備

　　在潔凈走廊和清潔走廊內都有很多與消防、給排水等工種配合的，其結合面都應做密封處理，如消火栓箱內的密封、噴淋頭的密封、數量很大的管井防火門(mén)的密封;另有清潔走外窗的密封等。尤其是管井的防火門(mén)，數量很大，漏風(fēng)量驚人，應特別注意。

　　(二)空調系統漏風(fēng)量主要組成部分

　　1.風(fēng)管系統

　　可以說(shuō)風(fēng)管系統是漏風(fēng)大戶(hù)，如果風(fēng)管系統漏風(fēng)小，特別密閉，正壓很容易調節;如風(fēng)管系統不密閉，會(huì )給調試人員帶來(lái)很大麻煩。在風(fēng)管制作時(shí)，成品風(fēng)管不得有變形、扭曲、開(kāi)裂、孔洞、法蘭脫落、開(kāi)焊、漏鉚等缺陷，應特別注意風(fēng)管咬口的密封，尤其是三通四通等多面結合點(diǎn)的密封，一般采用內密封;在法蘭的風(fēng)管翻邊轉角處，一般都有漏點(diǎn)，應用密封膠處理;抽芯鉚釘應用全密閉型的，且應在鉚釘處做密封處理。

　　2.空氣部件制作安裝遺留縫

　　對于空氣部件而言，漏風(fēng)情況也是不可小視。對于各種閥件產(chǎn)品自身的密封，在采購時(shí)就應有要求，閥體應采用整體焊接表面噴涂處理的產(chǎn)品，在閥軸處應有密封措施，閥的法蘭應平整，確保采用密封墊后不漏風(fēng);消聲器的漏風(fēng)量不可忽視，主要原因是制作時(shí)采用了很多鉚釘，可能的漏風(fēng)點(diǎn)很多。

　　3.凈化空調機

　　對于凈化空調機組而言，選擇質(zhì)地優(yōu)良的凈化專(zhuān)用空調機組是很有必要的，凈化專(zhuān)用空調機組對于壁板間密封程度要比一般空調機組高很多，漏風(fēng)量也當然會(huì )小很多。漏風(fēng)主要在正壓段部分的可開(kāi)門(mén)板處及正壓段的盤(pán)管接管處，應做有效的密封處理。

　　漏風(fēng)量模擬計算：

　　(1)裝飾部分漏風(fēng)量

　　Q1=3600µF

　　=3600X0.4X0.05X3.65

　　=57m3/h

　　上式中，流量系統µ取0.4;

　　房間漏風(fēng)面積F，門(mén)6mX0.005m,其它縫40m×0.0005m;

　　正壓值取8Pa;

　　空氣密度取1.2。

　　(2)空調系統漏風(fēng)量

　　按規范要求，風(fēng)管和空調機組漏風(fēng)量分別約為2%，如為一間Ⅱ級手術(shù)室，總風(fēng)量為4000m3/h，漏風(fēng)量則為160m3/h。

　　總新風(fēng)量=總的泄漏風(fēng)量=裝飾系統漏風(fēng)量+空調系統漏風(fēng)量+有組織排風(fēng)量=57+160+583=800m3/h

　　上式中的新風(fēng)量為《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》(GB-2002)中最小新風(fēng)量標準。設計新風(fēng)量的取值，是根據新風(fēng)換氣次計算量、保證人員呼吸所需新風(fēng)量、需保證室內正壓所需的新風(fēng)，這三者的最大值作為設計新風(fēng)量，但不應低于國標中I級手術(shù)室1000m3/h，Ⅱ、Ⅲ級手術(shù)室800m3/h，IV級手術(shù)室600m3/h的最小值要求。

　　但工程實(shí)踐中，對于Ⅱ級手術(shù)室有組織排量大多為200～300m3/h，并非上式中的583m3/h，在裝飾漏風(fēng)較為明顯的情況下，相對隱蔽的空調漏風(fēng)量可能占了較大的比例。如果施工時(shí)不注意質(zhì)量，風(fēng)管漏風(fēng)量過(guò)大，致使室內正壓無(wú)法保證，則可能用增加新風(fēng)量的方法來(lái)彌補，新風(fēng)量一旦增加，就會(huì )帶來(lái)一系列的能耗增加，如夏季的除濕、冬季的加濕、還有過(guò)濾器的更換頻率增加等等。

　　這些應該引起我們的關(guān)注。

　　三、新風(fēng)是冬季降低室內溫度的冷源

　　在冬季，整個(gè)醫院需要加熱，包括手術(shù)部區域，加熱能耗主要負責新風(fēng)和維護結構負荷，對于一般病房和辦公室，主要負荷是維護結構;對于手術(shù)部而言，除外圍走廊需要加熱外，內區圍維結構負荷往往很小，加之風(fēng)機電機的轉化熱、手術(shù)室醫護人員、照明散熱、醫療設備散熱等，整個(gè)系統需要冷源才能保持手術(shù)室溫度。這時(shí)冷源理應由新風(fēng)來(lái)?yè)?，如新風(fēng)量不足或是新風(fēng)預熱度過(guò)高，則會(huì )使新風(fēng)失去這一作用，可能會(huì )誤認為冬季需要制冷才能保證室內溫度。當然還有由于制熱盤(pán)管和控制配置不合理造成室內溫度失控上升。造成冬季手術(shù)室溫上升的原因很多，但充足合適低溫的新風(fēng)是確保手術(shù)室溫度的最大因素。那么冬季室外溫度取多少度才比較合適呢?

　　冬季新風(fēng)預熱取多少度與系統的設計和配置有關(guān)。單從手術(shù)室降溫而言，溫度越低越好，如冬季室外新風(fēng)不進(jìn)行預熱直接進(jìn)行循環(huán)機組系統，將會(huì )與室內回風(fēng)很好地中和，室內溫度控制也將會(huì )自如。但不進(jìn)行預熱的新風(fēng)是否會(huì )對新風(fēng)表冷盤(pán)管及循環(huán)機組中的盤(pán)管形成威脅，將是需要綜合考慮的事情。

　　一般情況下，新風(fēng)一對多時(shí)，應進(jìn)行過(guò)冷除濕，這時(shí)新風(fēng)機組中需要配大排數的表冷盤(pán)管，這一盤(pán)管在冬季時(shí)需要保護，即需要將新風(fēng)進(jìn)行預熱。預熱的溫度根據手術(shù)室的大小、級別不同，此溫度也不盡相同。根據實(shí)踐，控制在5~16℃是比較合適的。

　　四、新風(fēng)是系統顆粒90%的源頭

　　根據研究，整個(gè)系統中的顆粒中，90%來(lái)自新風(fēng)。

　　目前，全國平均大氣塵濃度約為0.3mg/m3。

　　如果能在源頭將新風(fēng)中的顆粒物過(guò)濾掉，將會(huì )對后續整個(gè)系統的運行帶來(lái)好處，可以采取以下措施——

　　(一)新風(fēng)必須三級過(guò)濾

　　一級粗效，二級中效，三級亞高效。且三級過(guò)濾應連續布置在新風(fēng)入口處，避免污染其間的管路和部件。

　　(二)使用具有自動(dòng)清掃功能的產(chǎn)品

　　為了解決新風(fēng)易堵、管理工作繁重的問(wèn)題，具有自動(dòng)清掃功能的產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世，自動(dòng)清掃的時(shí)間可以根據當地的環(huán)境情況設定，可以每天一次，也可以三天一次，濾網(wǎng)可以反復清掃使用，既達到了清除過(guò)濾器的目的，又節省了材料，這樣就太方便了。

　　尤其是新風(fēng)的一級過(guò)濾器，最易污染，應使用可自動(dòng)清掃功能的產(chǎn)品，以減少更換等資材的投入及管理費用。

　　(三)新風(fēng)各級過(guò)濾器面風(fēng)速盡可能小

　　即過(guò)濾面積盡可能大，那大多少呢?根據實(shí)踐，當運行風(fēng)量是額定風(fēng)量的0.5倍時(shí)，即過(guò)濾面積增大1倍，運行時(shí)間將是額定運行時(shí)間的4倍以上，大大延長(cháng)了過(guò)濾器的使用壽命。建議，各級過(guò)濾器運行風(fēng)量小于過(guò)濾器的額定風(fēng)量，尤其是新風(fēng)的粗效過(guò)濾器。

　　五、新風(fēng)是整個(gè)系統冬季加濕的源頭

　　我國絕大數地區冬季都需要加濕。一般冬季大氣中水蒸汽含量為1~2g/m3，與室內需要含濕量有一定差距，故需要對補入系統中的新風(fēng)進(jìn)行加濕。一般情況下，每1m3/h新風(fēng)量需要加7g水。如增加新風(fēng)量，加濕量也需相應增加。

　　六、新風(fēng)是夏季除濕的源頭

　　除新疆等地區外，我國絕大多數地區夏季都需要除濕。

　　為了達到手術(shù)室內濕度的要求，傳統設計是將室外空氣處理到室內狀態(tài)點(diǎn)的等焓線(xiàn)上，再與室內狀態(tài)點(diǎn)混合，之后經(jīng)凈化機組處理到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的等d線(xiàn)與95%的交點(diǎn)上，后經(jīng)再熱達到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。

　　傳統處理新風(fēng)過(guò)冷處理

　　如將室外新風(fēng)直接處理到露點(diǎn)溫度13℃，新風(fēng)承擔室內所有熱濕負荷，室內回風(fēng)與之混合，根據具體情況，需要加熱或不加熱達到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)后，送入室內，見(jiàn)圖2。

　　設新風(fēng)量為L(cháng)新，回風(fēng)量為L(cháng)回，Q1為原有模式的處理過(guò)程總冷量，Q2為現有模式的處理過(guò)程總冷量。

　　Q1=L新×Δi1+(L新+L回)×Δi2

　　=L新×Δi1+L新×Δi2+L回×Δi2

　　Q2=L新×(Δi1+Δi2)=L新×Δi1+L新×Δi2

　　=L新×Δi1+L新×Δi2+L回×Δi1

　　=Q1-L回×Δi2

　　從上可知，新風(fēng)過(guò)冷處理方案總冷量較傳統方案少了L回×Δi2，此部分冷量由凈化機組承擔，再由后續再熱設備加熱，造成能量的抵消浪費。這一部分浪費冷量約為總能量的35%。

　　七、結束語(yǔ)

　　新風(fēng)是整個(gè)潔凈系統的源頭，從某種程度上講，它承載了潔凈空調系統是否能長(cháng)期良好運行的重大責任，我們應充分認識它，理解它，發(fā)揮好它，運行好它，從而讓它為整個(gè)潔凈系統做出貢獻。