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談對潔凈手術室工程中新風的理解

談對潔凈手術室工程中新風的理解

作者:CEO 時間:2023-07-16

信息摘要:新風是手術室內(nèi)人員呼吸的需要,保持CO2濃度在一定的范圍內(nèi);它是補償排風及保持室內(nèi)壓差的需要;是冬季降低室內(nèi)溫度的冷源;是系統(tǒng)顆粒90%的源頭;是整個系統(tǒng)冬季加濕、夏季除濕的源頭。一、室內(nèi)人員呼吸所需的新風量隨著溫室氣體的排放,目前大氣中的CO2濃度已由上世紀中葉的315ppm達到376pp

談對潔凈手術室工程中新風的理解

(談對潔凈手術室工程中新風的理解)

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

  一、室內(nèi)人員呼吸所需的新風量

  隨著溫室氣體的排放,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感覺良好;達到1500ppm時,明顯有不適感;達到3000ppm時,會出現(xiàn)頭痛和其他癥狀。

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

  Q=Q1/(Cv1-Cv2)×

  =0.02/(700-376)×

  =61m3/h

  式中:

  Q——每人每小時所需新風量,m3/h;

  Q1——人體每小時排出CO2量,m3/h;

  Cv1——保持室內(nèi)CO2濃度,ppm;

  Cv2——新風CO2濃度,ppm。

  以上理論計算從另外一個側面也證明了《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》GB-2002中規(guī)定為每人每小時60m3是合適的。

  根據(jù)北京某醫(yī)院動態(tài)實測手術室CO2濃度為800ppm,也說明規(guī)范中規(guī)定的CO2量是比較合適的。

  二、補償排風及保持室內(nèi)壓差需要的新風量

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

  (一)裝飾面層漏風量的主要組成部分

  1.手術室門

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

  2.裝飾醫(yī)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(nèi)層穿管線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,與之相接的無影燈、吊塔開孔、燈帶孔、攝像頭開孔、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(nèi)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(nèi)的密封、噴淋頭的密封、數(shù)量很大的管井防火門的密封;另有清潔走外窗的密封等。尤其是管井的防火門,數(shù)量很大,漏風量驚人,應特別注意。

  (二)空調(diào)系統(tǒng)漏風量主要組成部分

  1.風管系統(tǒng)

  可以說風管系統(tǒng)是漏風大戶,如果風管系統(tǒng)漏風小,特別密閉,正壓很容易調(diào)節(jié);如風管系統(tǒng)不密閉,會給調(diào)試人員帶來很大麻煩。在風管制作時,成品風管不得有變形、扭曲、開裂、孔洞、法蘭脫落、開焊、漏鉚等缺陷,應特別注意風管咬口的密封,尤其是三通四通等多面結合點的密封,一般采用內(nèi)密封;在法蘭的風管翻邊轉(zhuǎn)角處,一般都有漏點,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;消聲器的漏風量不可忽視,主要原因是制作時采用了很多鉚釘,可能的漏風點很多。

  3.凈化空調(diào)機

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

  漏風量模擬計算:

  (1)裝飾部分漏風量

  Q1=3600µF

  =3600X0.4X0.05X3.65

  =57m3/h

  上式中,流量系統(tǒng)µ取0.4;

  房間漏風面積F,門6mX0.005m,其它縫40m×0.0005m;

  正壓值取8Pa;

  空氣密度取1.2。

  (2)空調(diào)系統(tǒng)漏風量

  按規(guī)范要求,風管和空調(diào)機組漏風量分別約為2%,如為一間Ⅱ級手術室,總風量為4000m3/h,漏風量則為160m3/h。

  總新風量=總的泄漏風量=裝飾系統(tǒng)漏風量+空調(diào)系統(tǒng)漏風量+有組織排風量=57+160+583=800m3/h

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

  但工程實踐中,對于Ⅱ級手術室有組織排量大多為200~300m3/h,并非上式中的583m3/h,在裝飾漏風較為明顯的情況下,相對隱蔽的空調(diào)漏風量可能占了較大的比例。如果施工時不注意質(zhì)量,風管漏風量過大,致使室內(nèi)正壓無法保證,則可能用增加新風量的方法來彌補,新風量一旦增加,就會帶來一系列的能耗增加,如夏季的除濕、冬季的加濕、還有過濾器的更換頻率增加等等。

  這些應該引起我們的關注。

  三、新風是冬季降低室內(nèi)溫度的冷源

  在冬季,整個醫(yī)院需要加熱,包括手術部區(qū)域,加熱能耗主要負責新風和維護結構負荷,對于一般病房和辦公室,主要負荷是維護結構;對于手術部而言,除外圍走廊需要加熱外,內(nèi)區(qū)圍維結構負荷往往很小,加之風機電機的轉(zhuǎn)化熱、手術室醫(yī)護人員、照明散熱、醫(yī)療設備散熱等,整個系統(tǒng)需要冷源才能保持手術室溫度。這時冷源理應由新風來擔當,如新風量不足或是新風預熱度過高,則會使新風失去這一作用,可能會誤認為冬季需要制冷才能保證室內(nèi)溫度。當然還有由于制熱盤管和控制配置不合理造成室內(nèi)溫度失控上升。造成冬季手術室溫上升的原因很多,但充足合適低溫的新風是確保手術室溫度的最大因素。那么冬季室外溫度取多少度才比較合適呢?

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

  一般情況下,新風一對多時,應進行過冷除濕,這時新風機組中需要配大排數(shù)的表冷盤管,這一盤管在冬季時需要保護,即需要將新風進行預熱。預熱的溫度根據(jù)手術室的大小、級別不同,此溫度也不盡相同。根據(jù)實踐,控制在5~16℃是比較合適的。

  四、新風是系統(tǒng)顆粒90%的源頭

  根據(jù)研究,整個系統(tǒng)中的顆粒中,90%來自新風。

  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中的顆粒物過濾掉,將會對后續(xù)整個系統(tǒng)的運行帶來好處,可以采取以下措施——

  (一)新風必須三級過濾

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

  (二)使用具有自動清掃功能的產(chǎn)品

  為了解決新風易堵、管理工作繁重的問題,具有自動清掃功能的產(chǎn)品已經(jīng)問世,自動清掃的時間可以根據(jù)當?shù)氐沫h(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,既達到了清除過濾器的目的,又節(jié)省了材料,這樣就太方便了。

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

  (三)新風各級過濾器面風速盡可能小

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

  五、新風是整個系統(tǒng)冬季加濕的源頭

  我國絕大數(shù)地區(qū)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(nèi)需要含濕量有一定差距,故需要對補入系統(tǒng)中的新風進行加濕。一般情況下,每1m3/h新風量需要加7g水。如增加新風量,加濕量也需相應增加。

  六、新風是夏季除濕的源頭

  除新疆等地區(qū)外,我國絕大多數(shù)地區(qū)夏季都需要除濕。

  為了達到手術室內(nèi)濕度的要求,傳統(tǒng)設計是將室外空氣處理到室內(nèi)狀態(tài)點的等焓線上,再與室內(nèi)狀態(tài)點混合,之后經(jīng)凈化機組處理到送風狀態(tài)點的等d線與95%的交點上,后經(jīng)再熱達到送風狀態(tài)點。

  傳統(tǒng)處理新風過冷處理

  如將室外新風直接處理到露點溫度13℃,新風承擔室內(nèi)所有熱濕負荷,室內(nèi)回風與之混合,根據(jù)具體情況,需要加熱或不加熱達到送風狀態(tài)點后,送入室內(nèi),見圖2。

  設新風量為L新,回風量為L回,Q1為原有模式的處理過程總冷量,Q2為現(xiàn)有模式的處理過程總冷量。

  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,新風過冷處理方案總冷量較傳統(tǒng)方案少了L回×Δi2,此部分冷量由凈化機組承擔,再由后續(xù)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

  新風是整個潔凈系統(tǒng)的源頭,從某種程度上講,它承載了潔凈空調(diào)系統(tǒng)是否能長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,從而讓它為整個潔凈系統(tǒng)做出貢獻。

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