层流手术室净化空调系统的几种模式|层流手术室

摘要  本文(wén)提出了层流手术室空气净化系统的特点和重要性, 概括了國(guó)内外手术室空调系统的基本型式、气流组织、正压控制等, 指出我國(guó)应从國(guó)情出发, 结合國(guó)外的经验, 发展高质量、

合理(lǐ)、易于推广的手术室净化空调系统。

关键词  手术室, 净化空调系统, 气流组织, 压力控制

一 引言

手术室的空调系统要求控制室内温度、湿度、尘埃、细菌、有(yǒu)害气體(tǐ)浓度以及气流分(fēn)布, 保证室内人员所需的新(xīn)风量, 并维持室内外合理(lǐ)的气流流向。其中最為(wèi)重要的是控制室内菌的浓度, 以防止在手术过程中对手术伤口感染, 提高手术成功率。与一般建筑物(wù)的空调要求相比, 系统应该具有(yǒu)以下特点: ( 1 ) 空气的净化和除菌; ( 2) 控制各區(qū)域的气流和风速; ( 3)保证不同區(qū)域之间合理(lǐ)的气流流向和压力分(fēn)布: ( 4 ) 保证医疗上必要的温度及湿度; ( 5 ) 排出废气和有(yǒu)害气體(tǐ), 保证室内空气新(xīn)鲜。

净化空调系统能(néng)够切断手术感染的空气传播途径, 有(yǒu)效地防止和减少术后感染, 这一观点己逐渐為(wèi)人们所接受。从60 年代起, 手术室的建设一直呈上升的趋势, 其发展和相关科(kē)學(xué)研究的进展与各國(guó)不同的标准规范、设计思路和技术措施密不可(kě)分(fēn)。手术室的空调系统型式有(yǒu)很(hěn)多(duō)种, 下面分(fēn)别介绍一下各國(guó)手术室采用(yòng)的空调系统模式。

二  國(guó)外手术室常见的空调系统

1 手术室空调系统模式國(guó)外基本采用(yòng)全空气系统。

在美國(guó)大多(duō)是集中式大系统, 大致有(yǒu)两种类型。一类设计并建于60 年代初期, 遵循1 9 59 年ASHRA指南规定, 全新(xīn)风系统, 每小(xiǎo)时的换气次数為(wèi)8一12 次, 室温25.6℃, 相对湿度為(wèi)5 %, 室内排风汇集到排风总管, 利用(yòng)全热交换器作热回收后再排出。系统简图见图1。

法國(guó)手术室系统在欧洲具有(yǒu)代表性, 早期与美國(guó)类似, 采用(yòng)全新(xīn)风系统或全室单向流流型。邱伯特(Joubert) 等人在70 年代末结合普通的净化空调系统和单向流系统的优点, 开发出一套新(xīn)系统, 经过几次改进之后, 形成了现在的邱伯特手术室空调系统, 见图2。系统中采用(yòng)三级风机加大室内空气自循环, 以增大换气次数, 达到降低室内细菌浓度的效果。

日本洁净手术室的数量仅次于美國(guó), 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于欧洲, 其系统发展过程深受西方國(guó)家的影响, 现已逐步形成自己的特色, 即所谓的混合型手术部, 它把整个手术部和每间手术室同时作為(wèi)控制对象。常见的系统简图见图3。

德國(guó)的手术部布局强调手术室单元, 它包括手术室和前室。一个手术部门包括多(duō)个手术单元及其它辅助房间, 这种布局方式保证了各手术的独立进行, 互不干扰, 但整个手术部要求很(hěn)大的送风量, 而且因部门分(fēn)隔太多(duō), 气流流向难以控制。因此, 德國(guó)采用(yòng)了局部和整體(tǐ)控制相结合的方式, 即各个洁净手术单元采用(yòng)独立的空调系统, 另设一个统一的正压送风系统。手术部工作期间两个系统同时运行; 部分(fēn)手术室工作期间,只需运行这些手术室的独立空调系统及正压送风系统; 非工作期间, 只需运行正压系统。这样能(néng)够十分(fēn)简易、有(yǒu)效地保证了手术室正常工作, 又(yòu)使整个手术部的梯度压差分(fēn)布得以始终维持。

2 合理(lǐ)的气流组织合理(lǐ)的室内气流能(néng)防止细菌粒子的积聚并将其迅速排除, 有(yǒu)效地保护关键區(qū)域。室内气流组织有(yǒu)乱流和层流之分(fēn), 乱流均為(wèi)上送下回式, 上部送风口位置布置不一, 有(yǒu)侧送、斜送和顶送, 后来大都集中于手术區(qū)域上方送出, 下部两恻回。认為(wèi)这种上送下回的效果最好。层流的洁净效果得到一致的公认,但其造价偏高。欧洲偏向发展局部层流, 开发出如空气浴系统、带空气幕的项棚送风单元、带围档或帘幕的层流罩等装置。日本强调全面层流技术, 要求送风面不能(néng)小(xiǎo)于天棚面的75 %。

3 正压控制一般采用(yòng)控制新(xīn)风量或新(xīn)风和回风的关系来实现, 并结合自控手段。英國(guó)采用(yòng)余压阀控制: 德國(guó)為(wèi)了强调整个手术部是一个保障體(tǐ)系, 开发出独立的正压送风系统, 并应用(yòng)机械式风量调节器恒定风量,提高了稳定性, 此举值得借鉴。

三  國(guó)内手术室常见的空调系统

1988 年10 月颁布的行业标准JGJ 4 9一88《综合医院建筑设计规范》是我國(guó)医院唯一的國(guó)家标准, 仅针对采用(yòng)常规消毒灭菌方法和舒适性空调的医院, 只是原则性地规定了手术室空气净化方式, 我國(guó)目前还没有(yǒu)相应的國(guó)家标准。军队在这方面领先一步,95 年颁布了《军队医院洁净手术部建筑技术规范》。由于手术室没有(yǒu)國(guó)家规范和技术标准, 在设计等具體(tǐ)工作时大多(duō)参照工业厂房的洁净技术标准或日本的做法。

l 國(guó)内手术室空调系统的型式國(guó)内手术室过去主要是改建, 系统型式很(hěn)多(duō), 现多(duō)是新(xīn)建。

(1) 集中式全空气系统。过去常采用(yòng)中央空调系统, 根据各室的级别计算送风量, 各室不能(néng)单独进行调节。这种方式在提供温度、湿度、空气净化、去除臭味等方面都可(kě)以达到满意的效果; 由于机房和房间分(fēn)开, 噪声可(kě)以较好地处理(lǐ)。所以适用(yòng)于恒温、恒湿、无尘、无噪声等要求的手术室场合。其缺点是风道占用(yòng)空间大。有(yǒu)的也是全新(xīn)风系统, 國(guó)内常因為(wèi)全热交换器投资较高、维护不易而不愿采用(yòng), 系统能(néng)耗较大。

( 2 ) 分(fēn)散式系统。在每间手术室附近就近设空调机房, 通过独立的净化空调机组送风, 室内空气可(kě)以循环。这种方法运行费用(yòng)较低, 系统的维护、管理(lǐ)简单易行, 适用(yòng)于手术室改造, 门、急诊科(kē)室里新(xīn)增的手术室,但由于机房分(fēn)散布置, 占用(yòng)面积较大, 不宜用(yòng)于规模较大的手术部门, 而且难以保证區(qū)域内合理(lǐ)的压力分(fēn)布。

( 3) 一次新(xīn)风机组与风机盘管系统。这种系统广泛地应用(yòng)于医院内级别较低的手术室, 由集中处理(lǐ)并提供满足正压和卫生要求的新(xīn)风, 风机盘管处理(lǐ)室内热、湿负荷。该系统易于分(fēn)别控制, 初投资和运行费用(yòng)也低,其风道比全空气方式占用(yòng)的空间小(xiǎo), 但风机盘管内置的空气过滤器性能(néng)低下, 无法达到除尘和除菌的要求。新(xīn)风量常不足, 室内不良空气无法排除; 风机盘管表面及集水盘就是一个污染源, 容易积聚灰尘, 滋生细菌,特别在夏季, 有(yǒu)污染室内空气的危险。又(yòu)必须在室内进行清扫过滤器和盘管以及检修设备, 影响手术室的正常使用(yòng)。

( 4) 直接在手术室内设置普通空调器, 如窗式空调器和柜式空调器, 不仅新(xīn)风无法保证, 卫生、噪声等方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能(néng)达到要求。室内空气污染的风险很(hěn)大, 不能(néng)采用(yòng)。

( 5 ) 手术室内直接安装普通空调器和自挣器, 目前市场上的自净器品种很(hěn)多(duō), 包括过滤自净器、紫外線(xiàn)自净器、静電(diàn)自净器等。尽管这些自净设备都具备一定的除菌效果, 但各有(yǒu)各的局限性, 而且, 空气洁净技术的作用(yòng)决不是几台净化设备能(néng)取代的。机组内盘管表面及集水盘的污染源还是存在。

2 送风方式一般百级洁净手术室采用(yòng)层流( 包括局部层流) , 风量很(hěn)大。百级以下级别大多(duō)為(wèi)乱流顶送, 新(xīn)建的医院也有(yǒu)采用(yòng)國(guó)外生产的顶棚送风装置。有(yǒu)的是置换流装置, 但由于没有(yǒu)注意到送风温差的问题, 使用(yòng)效果不甚理(lǐ)想。

3正压控制 正压值通过送入一定量的新(xīn)风来控制 , 在系统调试时常常可(kě)以达到。但是系统在运行中, 由于门的开启、过滤器积尘或室外风速的影响, 正压值经常变化。為(wèi)使室内保持稳定的正压, 应采用(yòng)简易、有(yǒu)效的控制方式。常见的正压控制方式有(yǒu)以下几种:

( 1) 安装余压阀。余压阀的安装简单, 灵敏度高, 应用(yòng)较為(wèi)广泛, 但它存在着许多(duō)缺点: 如長(cháng)期使用(yòng)后关闭不严; 全闭时室内正压值仍然低于预定值, 就无法控制; 而且对于严格控制微生物(wù)污染的手术室而言, 无形中又(yòu)增加了一条室外通道, 不宜提倡使用(yòng)。

( 2 ) 通过差压变送器检测室内压力, 然后调节新(xīn)风、回风或排风量, 控制较為(wèi)复杂。常常会引起系统的不稳定性, 在國(guó)内实际运行中控制效果不佳。

( 3) 在手术室吊顶上单独设一个小(xiǎo)型的排风系统, 通过室内和走道间的压差信号控制排风机的启停。当压差超过设定值时, 排风机开, 否则停。这种作法控制灵敏, 但也存在着明显的缺陷, 即在手术过程中有(yǒu)人员进出时, 由于“ 开门效应” , 房间和走道间的压差在瞬间会降為(wèi)零, 此时排风机与门联锁, 应当关, 但由于叶轮的惯性效应, 排风机不会停转, 还具有(yǒu)一定的抽力, 有(yǒu)可(kě)能(néng)造成房间负压。此外, 排风机频繁启停, 也易出现故障。

(4) 在手术室的送、排风口设置机械式定风量装置, 不管系统阻力如何变化, 送、排风量是恒定的, 保证正压的恒定。排风与自动门连锁, 并设有(yǒu)延时装置, 避免了因门开闭而使排风机频繁停开。

综观以上这些作法, 较為(wèi)复杂, 维持室内正压和洁净度不很(hěn)理(lǐ)想。考虑单独用(yòng)一个系统控制正压, 维持整个手术部的正常压力分(fēn)布和气流流向较為(wèi)合适。

四 结论

近10 年来, 國(guó)内手术室建设发展很(hěn)快, 在空调方式、净化方式、气流组织、压力控制等方面出现了不同的类型, 但尚未形成一套适合于我國(guó)國(guó)情、经济有(yǒu)效的手术室净化空调系统。國(guó)外经过長(cháng)期发展所形成的完善的系统型式、先进的装备和设施以及丰富的实践经验值得我们借鉴, 尤其是将系统作為(wèi)“ 综合保障體(tǐ)系”的思想, 更是有(yǒu)利于我们跳出工业洁净的模式, 使我國(guó)洁净手术室的建设和改造合理(lǐ)、顺利地进行。

参考文(wén)献

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