本文介紹了潔凈手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計理念：通過對手術(shù)部室內(nèi)各參數(shù)的控制，使手術(shù)部處于一個受控狀態(tài)，達(dá)到降低術(shù)中及術(shù)后患者感染率的目的。手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)通過對手術(shù)室各參數(shù)的控制，降低發(fā)菌和抑制室內(nèi)細(xì)菌的繁殖，從而達(dá)到降低手術(shù)和術(shù)后的感染率，使醫(yī)院手術(shù)部能夠滿足新形勢下的各種要求。
關(guān)鍵詞：凈化機(jī)組 末端送風(fēng)裝置 DDC控制系統(tǒng)
武漢協(xié)和醫(yī)院創(chuàng)建于1866年，是目前國內(nèi)歷史悠久的醫(yī)院之一。由于醫(yī)院原有住院設(shè)施難以適應(yīng)發(fā)展需要，為改善病人的住院環(huán)境，現(xiàn)建造新的外科病房大樓。
在外科病房大樓建設(shè)過程中，《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002（以下簡稱《規(guī)范》）于2002年12月實施，為此，根據(jù)規(guī)范，我們對其潔凈手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了深化設(shè)計。
武漢協(xié)和醫(yī)院外科病房大樓建筑面積76000m2，建筑高度126.3m，地下兩層，地上三十二層。共設(shè)病床800張。手術(shù)部設(shè)在三~八層，其中三層為麻醉科辦公用房及手術(shù)室輔助用房，四、五層為手術(shù)室，六層為手術(shù)室設(shè)備層，七層為ICU病房，八層為避難層兼設(shè)備層。手術(shù)部共設(shè)手術(shù)室42間，其中Ⅰ級手術(shù)室3間，Ⅱ級手術(shù)室6間，Ⅲ級手術(shù)室21間，Ⅳ級手術(shù)室10間，感染手術(shù)室2間；七層ICU病房設(shè)床位37張。
潔凈手術(shù)部的設(shè)計是以控制微生物對患者的污染為宗旨?？刂莆廴镜耐緩接泻芏喾N，公道的建筑平面布局與人、物流路線設(shè)置非常關(guān)鍵?；颊?、醫(yī)生、護(hù)士、設(shè)備和手術(shù)物品在術(shù)前術(shù)后均需進(jìn)出手術(shù)室，即：手術(shù)前病人流向、手術(shù)后病人流向、手術(shù)前工作職員流向、手術(shù)后工作職員流向、使用前無菌器材流向、使用后器材流向。根據(jù)這六種人、物流，可分成多種平面類型。
根據(jù)此大樓的整體平面，結(jié)合我國現(xiàn)在的國情，充分體現(xiàn)潔污分流、流程最短的八字原則，建筑設(shè)計將該手術(shù)部設(shè)計為外廊回收型（見圖1）。該布置型式將污物流線獨(dú)立分離出來，術(shù)后物品由外周走廊回收。手術(shù)室和直接為手術(shù)室服務(wù)的輔助用房形成手術(shù)核心區(qū)。無菌物品、術(shù)前和術(shù)后醫(yī)護(hù)職員與患者均在中心潔凈走廊通過，術(shù)后污物從外污物走廊送出。此種布局既有效控制微生物污染，又符合人的行走習(xí)慣，易于被醫(yī)護(hù)職員接受。
圖1 手術(shù)室平面布局
手術(shù)部冷、熱源由設(shè)在地下二層的冷凍機(jī)房及換熱站供給。其中冷凍機(jī)房特設(shè)一臺水冷螺桿式制冷機(jī)組用于手術(shù)部過過渡季節(jié)的供冷。加濕用的蒸汽由中心鍋爐房引來，在地下室設(shè)減壓閥至0.2MPa供至設(shè)備層凈化機(jī)組。
公道的凈化空調(diào)系統(tǒng)是保障整個手術(shù)部處于受控狀態(tài)的重要環(huán)節(jié)。潔凈手術(shù)部要求系統(tǒng)能夠控制各等級手術(shù)室及輔助用房的室內(nèi)溫度、濕度、潔凈度、細(xì)菌與有害氣體濃度、氣流分布，保證室內(nèi)職員所需的新風(fēng)量，維持室內(nèi)公道的氣流流向，維持手術(shù)部公道、有序的壓力梯度。
5.1 凈化機(jī)組的位置
該院手術(shù)室集中在四、五兩層，由于建筑面積的要求，不可能對每層手術(shù)室設(shè)一層設(shè)備層。因此，四、五層手術(shù)室的凈化機(jī)組均設(shè)在六層設(shè)備層中。七層ICU的凈化機(jī)組利用八層避難層的空間擺放。這樣六層設(shè)備層專用于設(shè)置凈化機(jī)組，設(shè)備集中布置，可實現(xiàn)手術(shù)部空調(diào)機(jī)組的集中控制，便于將來的運(yùn)行治理。
5.2 凈化系統(tǒng)的流程
凈化系統(tǒng)的流程如圖2所示。
（1）Ⅰ、Ⅱ級手術(shù)室各采用凈化機(jī)組與手術(shù)室一對一設(shè)置，Ⅲ、Ⅳ級手術(shù)室采用一臺凈化機(jī)組對應(yīng)2間或3間手術(shù)室設(shè)置，走廊與輔助用房根據(jù)分區(qū)分別采用凈化機(jī)組；污物走道的凈化級別按照清潔走道考慮。七層兩個ICU單元各設(shè)一臺凈化機(jī)組。
?。?）Ⅰ級手術(shù)室采用潔凈手術(shù)專用阻漏式送風(fēng)天花，上頂送下側(cè)回；Ⅱ、Ⅲ級手術(shù)室采用層流送風(fēng)天花送風(fēng)，上頂送下側(cè)回；Ⅳ級手術(shù)室采用高效送風(fēng)口送風(fēng)，上頂送下側(cè)回； 潔凈走道與輔助用房采用高效送風(fēng)口送風(fēng)，輔助用房上頂送下側(cè)回，走道上頂送上頂回；ICU及相關(guān)輔助用房采用高效送風(fēng)口送風(fēng)，上頂送上頂回。
?。?）新風(fēng)分區(qū)集中控制，新風(fēng)集中處理后送至每臺凈化機(jī)組的回風(fēng)管上與回風(fēng)混合，各回風(fēng)管與新風(fēng)支管上設(shè)定風(fēng)量閥。
?。?）每間手術(shù)室均配獨(dú)立的直排風(fēng)口，由設(shè)備層分系統(tǒng)設(shè)排風(fēng)機(jī)排出；各排風(fēng)支管上設(shè)定風(fēng)量閥。
圖2 凈化系統(tǒng)流程圖
（5）為保證手術(shù)室的噪聲指標(biāo)，在凈化機(jī)組的送、回風(fēng)管上各設(shè)置兩臺衛(wèi)生型寬頻消聲器。
5.3 凈化機(jī)組的配置：
凈化機(jī)組配混合段、表冷段、加濕段、風(fēng)機(jī)段、中效過濾段、出風(fēng)段，用于空氣再熱的電加熱器設(shè)在凈化機(jī)組送風(fēng)管上。
新風(fēng)凈化機(jī)組配中效過濾段、亞高效過濾段、表冷段、出風(fēng)段。
排風(fēng)機(jī)組配中效過濾段、風(fēng)機(jī)段、出風(fēng)段。
5.4 凈化系統(tǒng)的控制：
?。?）每臺凈化機(jī)組均配置一套兩通調(diào)節(jié)閥，一套溫、濕度探頭，該兩通調(diào)節(jié)閥設(shè)置于機(jī)組回水總管上，溫、濕度探頭設(shè)置于手術(shù)室回風(fēng)總管上，溫、濕度探頭采集到信號后傳遞給DDC，DDC再通過所設(shè)定的溫度來控制兩通調(diào)節(jié)閥的開啟度。
?。?）DDC實行濕度優(yōu)先控制，在夏季工況下：新風(fēng)表冷器先進(jìn)行一次降溫除濕，新、回風(fēng)混合后在空氣處理機(jī)組上進(jìn)行二次降溫除濕，直到濕度滿足DDC設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，這時DDC再通過輔助電加熱器工作來達(dá)到設(shè)定的溫、濕度。冬季工況下，由濕膜加濕器對空氣進(jìn)行加濕，使?jié)穸葷M足要求。
（3）輔助電加熱器的開關(guān)程序通過DDC來控制，當(dāng)風(fēng)管內(nèi)的空氣溫度小于所設(shè)定的溫度時電加熱自動打開，反之則封閉，電加熱器本身還帶有過熱保護(hù)裝置，當(dāng)其溫度超過90度時，電加熱器自動封閉。
（4）新風(fēng)凈化機(jī)組與空氣凈化機(jī)組實現(xiàn)連鎖控制，即系統(tǒng)內(nèi)只要有一臺空氣凈化機(jī)組打開，其對應(yīng)的新風(fēng)凈化機(jī)組必須先打開，只有當(dāng)共用該新風(fēng)系統(tǒng)的空氣凈化機(jī)組全部封閉時，所屬新風(fēng)凈化機(jī)組才能封閉。
?。?）排風(fēng)機(jī)與空氣凈化機(jī)組實現(xiàn)連鎖控制，即空氣凈化機(jī)組打開，其對應(yīng)的排風(fēng)機(jī)就開始工作，只有當(dāng)共用該排風(fēng)系統(tǒng)的空氣凈化機(jī)組將全部封閉時，所屬排風(fēng)機(jī)才能先封閉。為了保證手術(shù)室的正壓，建議甲方在非手術(shù)室時段將新風(fēng)機(jī)及排風(fēng)機(jī)開啟。
6.1 合適的空氣過濾系統(tǒng)
實測表明：大氣塵中>0.5μm的微粒為百萬數(shù)目級以上，為了保證系統(tǒng)內(nèi)壓力梯度，整個系統(tǒng)需要大量的新風(fēng)，系統(tǒng)中盡大多數(shù)的微粒都來源于新風(fēng)，新風(fēng)的控制對于整個系統(tǒng)的保障起到至關(guān)重要的作用。公道的新風(fēng)過濾對后面的高級別的過濾器的保護(hù)、今后的運(yùn)行治理來說是非常重要的，所以特選用具有足夠過濾面積的新風(fēng)采集箱設(shè)在新風(fēng)進(jìn)口。該采集箱內(nèi)第一級設(shè)置優(yōu)質(zhì)纖維濾網(wǎng)，能夠初步過濾掉比較大的灰塵粒子，阻止昆蟲、樹葉等進(jìn)進(jìn)凈化空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)。經(jīng)驗證實，新風(fēng)進(jìn)口足夠面積的纖維濾網(wǎng)進(jìn)步了后面的粗效、中效及至高效過濾器的使用壽命。此工程新風(fēng)系統(tǒng)除有設(shè)有足夠面積的新風(fēng)采集箱外，還在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)設(shè)置對≥1μm大氣塵計數(shù)效率不低于75％的中效過濾器，對≥0.5μm大氣塵計數(shù)效率不低于95％的亞高效過濾器。
在凈化空調(diào)機(jī)組的正壓段設(shè)置一級中效過濾器對空氣進(jìn)行預(yù)過濾，并防止凈化空調(diào)機(jī)組二次污染對高效過濾器（HEPA）前系統(tǒng)的影響。高效過濾器（HEPA）對于凈化空調(diào)過濾系統(tǒng)來說最為關(guān)鍵。手術(shù)部凈化的主要目的是控制手術(shù)病人的外部環(huán)境，從而減小病人手術(shù)中及術(shù)后被感染率。病人的感染通常由細(xì)菌、病毒引起，而感染手術(shù)病人的病毒經(jīng)常由一層蛋白質(zhì)內(nèi)的單個DNA或RNA分子組成。研究表明，大多數(shù)病毒在空氣中不能獨(dú)立的存在，經(jīng)常附著在比它們大很多的細(xì)菌上，細(xì)菌又以塵粒為營養(yǎng)源。根據(jù)實例資料統(tǒng)計，空氣中細(xì)菌的濃度與大氣中3～5μm的粒子濃度有關(guān)。過濾掉該粒徑范圍內(nèi)的粒子，清除病毒與細(xì)菌的生存外部環(huán)境，可以有效的抑制細(xì)菌與病毒的生存與繁殖。所以一般手術(shù)部凈化過濾系統(tǒng)通常選用效率不低于99.97％(≥0.5μm 粒子，DOP法)的高效過濾器。
潔凈手術(shù)區(qū)的傳統(tǒng)做法是將高效過濾器布置在靜壓箱的末端，它是靠末端過濾器的最后把關(guān)來體現(xiàn)其有效性。傳統(tǒng)的末端裝置起過濾、均流與保證不泄漏的三種作用。但這三種作用耦合，對高效過濾器與靜壓箱箱體的要求很高。該工程對Ⅰ級手術(shù)室選用高效過濾器箱與靜壓箱相結(jié)合的阻漏式潔凈送風(fēng)天花（參考http://www.klcfilter.com/cp_view.asp?id=5049805），該天花與傳統(tǒng)送風(fēng)天花相比有如下優(yōu)點（見表1）：
表1 傳統(tǒng)與新型手術(shù)專用末端送風(fēng)裝置比較表
設(shè)備 項 目 |
傳統(tǒng)潔凈送風(fēng)天花 |
阻漏式潔凈送風(fēng)天花 |
對室內(nèi)潔凈度的保護(hù) |
萬一高效過濾器漏泄，室內(nèi)工作必將受到影響。 |
能將由于高效過濾器漏泄所造成的影響降低至原來的1/475。 |
對主流區(qū)氣流的保護(hù) |
潔凈送風(fēng)天花下部的氣流均勻度，不易達(dá)至國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，抗環(huán)境干擾能力弱。 |
潔凈送風(fēng)天花下部的氣流均勻度，窺達(dá)至國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)。 |
出風(fēng)面積 |
出風(fēng)面采用多塊散流孔板，網(wǎng)組合，安裝要求高。 |
僅用四塊漏層組合，安裝方便，氣流滿布率≥95%。 |
設(shè)備高度 |
裝置高度高，在土建層高較低的場合無法安裝。 |
本裝置厚度僅在350mm之內(nèi)，特殊情況可再降低其厚度能適合更多的安裝場合。 |
設(shè)備維護(hù)工作方便性 |
更換高效過濾器必須進(jìn)進(jìn)潔凈手術(shù)室，不利于潔凈手術(shù)部的無菌化治理。 |
在手術(shù)室外更換高效過濾器，不污染受保護(hù)環(huán)境，更換快捷，操縱方便。 |
設(shè)備安裝質(zhì)量的保障 |
現(xiàn)場制作，傳統(tǒng)拼裝，不利于設(shè)備質(zhì)量的保障。 |
工廠制造，僅需現(xiàn)場用配套專用聯(lián)接件簡單拼接組合，有利于設(shè)備質(zhì)量的保障。 |
6.2 合適的氣流組織
對于手術(shù)室來說公道的氣流能防止微粒的積累，并能將其迅速排除，有效地保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域,減小患者術(shù)中與術(shù)后的感染率?！兑?guī)范》要求“Ⅰ～Ⅲ級潔凈手術(shù)室內(nèi)集中布置在手術(shù)臺上方的送風(fēng)口，應(yīng)使包括手術(shù)臺的一定區(qū)域處與潔凈氣流形成的主流區(qū)內(nèi)。潔凈手術(shù)室應(yīng)采用雙側(cè)下回風(fēng)。潔凈手術(shù)部設(shè)上部排風(fēng)口，其位置宜在病人頭側(cè)的頂部?！边@種氣流具備以下特征（見圖3）：
a、手術(shù)區(qū)明顯的置換流流型；
b、使室內(nèi)的手術(shù)區(qū)域處于有效的氣流控制之中；
c、滿足職員的熱舒適要求；
d、送風(fēng)量較小；
e、對室內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備影響??；
f、對手術(shù)職員影響?。?/p>
g、不妨礙手術(shù)職員的工作；
h、有效地排除氣味和麻醉氣體。
對于本工程，手術(shù)室與無菌輔房均采用上頂送下雙側(cè)回，避免了氣流短路的同時，又形成送風(fēng)核心區(qū)（特別是手術(shù)室送風(fēng)集中布置），達(dá)到用較少的送風(fēng)量滿足其功能要求，保護(hù)病人手術(shù)切口不受外接感染。潔凈手術(shù)室專用阻漏式送風(fēng)天花末端設(shè)置了相當(dāng)亞高效過濾器效果的阻漏層，既保護(hù)了過濾系統(tǒng)的過濾效果，又使出風(fēng)及速度更加均勻。
圖3
潔凈、清潔走廊采用上頂送上頂回，送風(fēng)均勻布置，充分的保護(hù)手術(shù)室的環(huán)境避免受外界的因素的干擾。手術(shù)部麻醉誘導(dǎo)室（預(yù)麻室）采用全送全排的模式，同時保證該室相對鄰近區(qū)域-8Pa的負(fù)壓。這樣可以及時將散發(fā)至該室內(nèi)的麻醉氣體排除室外，保持了該室與其它無菌室的良好空氣品質(zhì)。
6.3 合適的正壓控制
《規(guī)范》要求“凈化空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)使?jié)崈羰中g(shù)部處于受控狀態(tài)?！惫缐毫μ荻瓤梢员苊馐彝鈱κ覂?nèi)，或低級別環(huán)境對高級別環(huán)境的影響。只有確保在任何情況下，都能維持潔凈手術(shù)部內(nèi)有序、公道的壓力梯度分布不變，才能真正有效地減少手術(shù)區(qū)交叉感染的風(fēng)險。
通常正壓控制是通過調(diào)節(jié)正壓送風(fēng)量與排風(fēng)量之間的差值，并結(jié)合各種控制手段來實現(xiàn)的。
根據(jù)該工程手術(shù)部建筑平面的整體布局，每間手術(shù)室均配獨(dú)立的排風(fēng)口，通過風(fēng)管連接后接排風(fēng)機(jī)排出室外。采用分區(qū)集中供給新風(fēng)，確保各潔凈室的新風(fēng)量的供給。排風(fēng)、新風(fēng)與回風(fēng)上均設(shè)有定風(fēng)量裝置。由于隨著系統(tǒng)的不斷使用，系統(tǒng)內(nèi)的三級過濾器容塵不斷增多，過濾器阻力也隨之增大，假如控制風(fēng)量的裝置不能隨阻力增加而變化調(diào)整，則運(yùn)行中送風(fēng)量、新風(fēng)量、排風(fēng)量會降低，這樣會破壞原本有序的壓力梯度，從而會影響潔凈區(qū)域的潔凈程度。該定風(fēng)量裝置為德國進(jìn)口產(chǎn)品，它自帶刻度盤，一次調(diào)定風(fēng)量后，運(yùn)行中葉片能根據(jù)壓差自動調(diào)節(jié)角度，始終保持調(diào)定的風(fēng)量。實踐說明：在保證有序穩(wěn)定的壓力梯度方面，使用該定風(fēng)量裝置比變頻、變風(fēng)量系統(tǒng)更加符合潔凈手術(shù)部這一特殊環(huán)境的要求。
6.4 合適的溫濕度控制
合適的溫濕度，既滿足了室內(nèi)職員的舒適性要求，又可以降低人體發(fā)菌與抑制室內(nèi)細(xì)菌的繁殖。尤其是濕度高低對于微生物的滋生有明顯的影響，濕度應(yīng)放在溫濕度控制的首要位置來考慮。據(jù)研究表明，相對濕度為50％時，細(xì)菌浮游10min后即死滅。當(dāng)房間濕度大于60%時候，細(xì)菌繁殖的速度就會大大加快，再結(jié)合考慮職員的舒適性，取相對濕度為40%～60%，根據(jù)國外的一些標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合國內(nèi)的相關(guān)國情，溫度取22℃～24℃。
本工程采用先進(jìn)的西門子DDC控制系統(tǒng)，對于濕度進(jìn)行優(yōu)先控制。它既能集就地控制與遠(yuǎn)程手術(shù)室控制于一體，又能通過微電腦進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控，并能與大樓樓宇控制系統(tǒng)進(jìn)行連接，實現(xiàn)信息資源共享。
手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)通過對手術(shù)室各參數(shù)的控制，降低發(fā)菌和抑制室內(nèi)細(xì)菌的繁殖，從而達(dá)到降低手術(shù)和術(shù)后的感染率，使醫(yī)院手術(shù)部能夠滿足新形勢下的各種要求。
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