本文介紹了潔凈手術室凈化空調系統的設計理念：通過對手術部室內各參數的控制，使手術部處于一個受控狀態，達到降低術中及術后患者感染率的目的。手術部凈化空調系統通過對手術室各參數的控制，降低發菌和抑制室內細菌的繁殖，從而達到降低手術和術后的感染率，使醫院手術部能夠滿足新形勢下的各種要求。 
關鍵詞：凈化機組 末端送風裝置 DDC控制系統

1 引言

　　武漢協和醫院創建于1866年，是目前國內歷史悠久的醫院之一。由于醫院原有住院設施難以適應發展需要，為改善病人的住院環境，現建造新的外科病房大樓。

　　在外科病房大樓建設過程中，《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002（以下簡稱《規范》）于2002年12月實施，為此，根據規范，我們對其潔凈手術部凈化空調系統進行了深化設計。

2 工程概況

　　武漢協和醫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。共設病床800張。手術部設在三~八層，其中三層為麻醉科辦公用房及手術室輔助用房，四、五層為手術室，六層為手術室設備層，七層為ICU病房，八層為避難層兼設備層。手術部共設手術室42間，其中Ⅰ級手術室3間，Ⅱ級手術室6間，Ⅲ級手術室21間，Ⅳ級手術室10間，感染手術室2間；七層ICU病房設床位37張。

3 手術部平面布局

　　潔凈手術部的設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、物流路線設置非常關鍵。患者、醫生、護士、設備和手術物品在術前術后均需進出手術室，即：手術前病人流向、手術后病人流向、手術前工作職員流向、手術后工作職員流向、使用前無菌器材流向、使用后器材流向。根據這六種人、物流，可分成多種平面類型。

　　根據此大樓的整體平面，結合我國現在的國情，充分體現潔污分流、流程最短的八字原則，建筑設計將該手術部設計為外廊回收型（見圖1）。該布置型式將污物流線獨立分離出來，術后物品由外周走廊回收。手術室和直接為手術室服務的輔助用房形成手術核心區。無菌物品、術前和術后醫護職員與患者均在中心潔凈走廊通過，術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，又符合人的行走習慣，易于被醫護職員接受。

圖1 手術室平面布局

4 手術部冷、熱源

　　手術部冷、熱源由設在地下二層的冷凍機房及換熱站供給。其中冷凍機房特設一臺水冷螺桿式制冷機組用于手術部過過渡季節的供冷。加濕用的蒸汽由中心鍋爐房引來，在地下室設減壓閥至0.2MPa供至設備層凈化機組。

5 手術部凈化空調系統

　　公道的凈化空調系統是保障整個手術部處于受控狀態的重要環節。潔凈手術部要求系統能夠控制各等級手術室及輔助用房的室內溫度、濕度、潔凈度、細菌與有害氣體濃度、氣流分布，保證室內職員所需的新風量，維持室內公道的氣流流向，維持手術部公道、有序的壓力梯度。

5.1 凈化機組的位置

　　該院手術室集中在四、五兩層，由于建筑面積的要求，不可能對每層手術室設一層設備層。因此，四、五層手術室的凈化機組均設在六層設備層中。七層ICU的凈化機組利用八層避難層的空間擺放。這樣六層設備層專用于設置凈化機組，設備集中布置，可實現手術部空調機組的集中控制，便于將來的運行治理。

5.2 凈化系統的流程

　　凈化系統的流程如圖2所示。

　�。�1）Ⅰ、Ⅱ級手術室各采用凈化機組與手術室一對一設置，Ⅲ、Ⅳ級手術室采用一臺凈化機組對應2間或3間手術室設置，走廊與輔助用房根據分區分別采用凈化機組；污物走道的凈化級別按照清潔走道考慮。七層兩個ICU單元各設一臺凈化機組。

　�。�2）Ⅰ級手術室采用潔凈手術專用阻漏式送風天花，上頂送下側回；Ⅱ、Ⅲ級手術室采用層流送風天花送風，上頂送下側回；Ⅳ級手術室采用高效送風口送風，上頂送下側回； 潔凈走道與輔助用房采用高效送風口送風，輔助用房上頂送下側回，走道上頂送上頂回；ICU及相關輔助用房采用高效送風口送風，上頂送上頂回。

　　（3）新風分區集中控制，新風集中處理后送至每臺凈化機組的回風管上與回風混合，各回風管與新風支管上設定風量閥。

　　（4）每間手術室均配獨立的直排風口，由設備層分系統設排風機排出；各排風支管上設定風量閥。

圖2 凈化系統流程圖

　　（5）為保證手術室的噪聲指標，在凈化機組的送、回風管上各設置兩臺衛生型寬頻消聲器。

    5.3 凈化機組的配置：

　　凈化機組配混合段、表冷段、加濕段、風機段、中效過濾段、出風段，用于空氣再熱的電加熱器設在凈化機組送風管上。

　　新風凈化機組配中效過濾段、亞高效過濾段、表冷段、出風段。

　　排風機組配中效過濾段、風機段、出風段。

5.4 凈化系統的控制：

　�。�1）每臺凈化機組均配置一套兩通調節閥，一套溫、濕度探頭，該兩通調節閥設置于機組回水總管上，溫、濕度探頭設置于手術室回風總管上，溫、濕度探頭采集到信號后傳遞給DDC，DDC再通過所設定的溫度來控制兩通調節閥的開啟度。

　�。�2）DDC實行濕度優先控制，在夏季工況下：新風表冷器先進行一次降溫除濕，新、回風混合后在空氣處理機組上進行二次降溫除濕，直到濕度滿足DDC設定的標準，這時DDC再通過輔助電加熱器工作來達到設定的溫、濕度。冬季工況下，由濕膜加濕器對空氣進行加濕，使濕度滿足要求。

　　（3）輔助電加熱器的開關程序通過DDC來控制，當風管內的空氣溫度小于所設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裝置，當其溫度超過90度時，電加熱器自動封閉。

　�。�4）新風凈化機組與空氣凈化機組實現連鎖控制，即系統內只要有一臺空氣凈化機組打開，其對應的新風凈化機組必須先打開，只有當共用該新風系統的空氣凈化機組全部封閉時，所屬新風凈化機組才能封閉。

　�。�5）排風機與空氣凈化機組實現連鎖控制，即空氣凈化機組打開，其對應的排風機就開始工作，只有當共用該排風系統的空氣凈化機組將全部封閉時，所屬排風機才能先封閉。為了保證手術室的正壓，建議甲方在非手術室時段將新風機及排風機開啟。

6 手術室潔凈指標的保證

6.1 合適的空氣過濾系統

　　實測表明：大氣塵中>0.5μm的微粒為百萬數目級以上，為了保證系統內壓力梯度，整個系統需要大量的新風，系統中盡大多數的微粒都來源于新風，新風的控制對于整個系統的保障起到至關重要的作用。公道的新風過濾對后面的高級別的過濾器的保護、今后的運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采集箱設在新風進口。該采集箱內第一級設置優質纖維濾網，能夠初步過濾掉比較大的灰塵粒子，阻止昆蟲、樹葉等進進凈化空調系統內。經驗證實，新風進口足夠面積的纖維濾網進步了后面的粗效、中效及至高效過濾器的使用壽命。此工程新風系統除有設有足夠面積的新風采集箱外，還在新風機組內設置對≥1μm大氣塵計數效率不低于75％的中效過濾器，對≥0.5μm大氣塵計數效率不低于95％的亞高效過濾器。

　　在凈化空調機組的正壓段設置一級中效過濾器對空氣進行預過濾，并防止凈化空調機組二次污染對高效過濾器（HEPA）前系統的影響。高效過濾器（HEPA）對于凈化空調過濾系統來說最為關鍵。手術部凈化的主要目的是控制手術病人的外部環境，從而減小病人手術中及術后被感染率。病人的感染通常由細菌、病毒引起，而感染手術病人的病毒經常由一層蛋白質內的單個DNA或RNA分子組成。研究表明，大多數病毒在空氣中不能獨立的存在，經常附著在比它們大很多的細菌上，細菌又以塵粒為營養源。根據實例資料統計，空氣中細菌的濃度與大氣中3～5μm的粒子濃度有關。過濾掉該粒徑范圍內的粒子，清除病毒與細菌的生存外部環境，可以有效的抑制細菌與病毒的生存與繁殖。所以一般手術部凈化過濾系統通常選用效率不低于99.97％(≥0.5μm 粒子，DOP法)的高效過濾器。

　　潔凈手術區的傳統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來體現其有效性。傳統的末端裝置起過濾、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級手術室選用高效過濾器箱與靜壓箱相結合的阻漏式潔凈送風天花（參考http://www.klcfilter.com/cp_view.asp?id=5049805），該天花與傳統送風天花相比有如下優點（見表1）：

表1 傳統與新型手術專用末端送風裝置比較表

6.2 合適的氣流組織

    　　對于手術室來說公道的氣流能防止微粒的積累，并能將其迅速排除，有效地保護關鍵區域,減小患者術中與術后的感染率。《規范》要求“Ⅰ～Ⅲ級潔凈手術室內集中布置在手術臺上方的送風口，應使包括手術臺的一定區域處與潔凈氣流形成的主流區內。潔凈手術室應采用雙側下回風。潔凈手術部設上部排風口，其位置宜在病人頭側的頂部�！边@種氣流具備以下特征（見圖3）：
   

　　a、手術區明顯的置換流流型；

　　b、使室內的手術區域處于有效的氣流控制之中；

    　　c、滿足職員的熱舒適要求；

    　　d、送風量較�。�

    　　e、對室內的醫療設備影響小；

    　　f、對手術職員影響��；

    　　g、不妨礙手術職員的工作；

　    　h、有效地排除氣味和麻醉氣體。

　　對于本工程，手術室與無菌輔房均采用上頂送下雙側回，避免了氣流短路的同時，又形成送風核心區（特別是手術室送風集中布置），達到用較少的送風量滿足其功能要求，保護病人手術切口不受外接感染。潔凈手術室專用阻漏式送風天花末端設置了相當亞高效過濾器效果的阻漏層，既保護了過濾系統的過濾效果，又使出風及速度更加均勻。

   
圖3

    　　潔凈、清潔走廊采用上頂送上頂回，送風均勻布置，充分的保護手術室的環境避免受外界的因素的干擾。手術部麻醉誘導室（預麻室）采用全送全排的模式，同時保證該室相對鄰近區域-8Pa的負壓。這樣可以及時將散發至該室內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。

6.3 合適的正壓控制

　　《規范》要求“凈化空調系統應使潔凈手術部處于受控狀態�！惫�道壓力梯度可以避免室外對室內，或低級別環境對高級別環境的影響。只有確保在任何情況下，都能維持潔凈手術部內有序、公道的壓力梯度分布不變，才能真正有效地減少手術區交叉感染的風險。

　　通常正壓控制是通過調節正壓送風量與排風量之間的差值，并結合各種控制手段來實現的。

　　根據該工程手術部建筑平面的整體布局，每間手術室均配獨立的排風口，通過風管連接后接排風機排出室外。采用分區集中供給新風，確保各潔凈室的新風量的供給。排風、新風與回風上均設有定風量裝置。由于隨著系統的不斷使用，系統內的三級過濾器容塵不斷增多，過濾器阻力也隨之增大，假如控制風量的裝置不能隨阻力增加而變化調整，則運行中送風量、新風量、排風量會降低，這樣會破壞原本有序的壓力梯度，從而會影響潔凈區域的潔凈程度。該定風量裝置為德國進口產品，它自帶刻度盤，一次調定風量后，運行中葉片能根據壓差自動調節角度，始終保持調定的風量。實踐說明：在保證有序穩定的壓力梯度方面，使用該定風量裝置比變頻、變風量系統更加符合潔凈手術部這一特殊環境的要求。

6.4 合適的溫濕度控制

　　合適的溫濕度，既滿足了室內職員的舒適性要求，又可以降低人體發菌與抑制室內細菌的繁殖。尤其是濕度高低對于微生物的滋生有明顯的影響，濕度應放在溫濕度控制的首要位置來考慮。據研究表明，相對濕度為50％時，細菌浮游10min后即死滅。當房間濕度大于60%時候，細菌繁殖的速度就會大大加快，再結合考慮職員的舒適性，取相對濕度為40%～60%，根據國外的一些標準結合國內的相關國情，溫度取22℃～24℃。

　　本工程采用先進的西門子DDC控制系統，對于濕度進行優先控制。它既能集就地控制與遠程手術室控制于一體，又能通過微電腦進行系統監控，并能與大樓樓宇控制系統進行連接，實現信息資源共享。

7 結語

　　手術部凈化空調系統通過對手術室各參數的控制，降低發菌和抑制室內細菌的繁殖，從而達到降低手術和術后的感染率，使醫院手術部能夠滿足新形勢下的各種要求。

參考文獻

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　　2、 中華人民共和國國家標準：醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002.
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　　4、 馬茨.朗姆斯道勃：《污染控制與潔凈室技術先容》.
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　　6、 沈晉明：“潔凈手術部的凈化空調系統的設計”，2003年9月.
　　7、 陸耀慶等：《采熱透風設計手冊》，中國建筑產業出版社1987年.

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