層流手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的幾種模式|層流手術(shù)室

摘要 ?本文提出了層流手術(shù)室空氣凈化系統(tǒng)的特點(diǎn)和重要性, 概括了國內(nèi)外手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的基本型式、氣流組織、正壓控制等, 指出我國應(yīng)從國情出發(fā), 結(jié)合國外的經(jīng)驗(yàn), 發(fā)展高質(zhì)量、

合理、易于推廣的手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞  手術(shù)室, 凈化空調(diào)系統(tǒng), 氣流組織, 壓力控制

一 引言

手術(shù)室的空調(diào)系統(tǒng)要求控制室內(nèi)溫度、濕度、塵埃、細(xì)菌、有害氣體濃度以及氣流分布, 保證室內(nèi)人員所需的新風(fēng)量, 并維持室內(nèi)外合理的氣流流向。其中最為重要的是控制室內(nèi)菌的濃度, 以防止在手術(shù)過程中對(duì)手術(shù)傷口感染, 提高手術(shù)成功率。與一般建筑物的空調(diào)要求相比, 系統(tǒng)應(yīng)該具有以下特點(diǎn): ( 1 ) 空氣的凈化和除菌; ( 2) 控制各區(qū)域的氣流和風(fēng)速; ( 3)保證不同區(qū)域之間合理的氣流流向和壓力分布: ( 4 ) 保證醫(yī)療上必要的溫度及濕度; ( 5 ) 排出廢氣和有害氣體, 保證室內(nèi)空氣新鮮。

凈化空調(diào)系統(tǒng)能夠切斷手術(shù)感染的空氣傳播途徑, 有效地防止和減少術(shù)后感染, 這一觀點(diǎn)己逐漸為人們所接受。從60 年代起, 手術(shù)室的建設(shè)一直呈上升的趨勢(shì), 其發(fā)展和相關(guān)科學(xué)研究的進(jìn)展與各國不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、設(shè)計(jì)思路和技術(shù)措施密不可分。手術(shù)室的空調(diào)系統(tǒng)型式有很多種, 下面分別介紹一下各國手術(shù)室采用的空調(diào)系統(tǒng)模式。

二  國外手術(shù)室常見的空調(diào)系統(tǒng)

1 手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)模式國外基本采用全空氣系統(tǒng)。

在美國大多是集中式大系統(tǒng), 大致有兩種類型。一類設(shè)計(jì)并建于60 年代初期, 遵循1 9 59 年ASHRA指南規(guī)定, 全新風(fēng)系統(tǒng), 每小時(shí)的換氣次數(shù)為8一12 次, 室溫25.6℃, 相對(duì)濕度為5 %, 室內(nèi)排風(fēng)匯集到排風(fēng)總管, 利用全熱交換器作熱回收后再排出。系統(tǒng)簡圖見圖1。

法國手術(shù)室系統(tǒng)在歐洲具有代表性, 早期與美國類似, 采用全新風(fēng)系統(tǒng)或全室單向流流型。邱伯特(Joubert) 等人在70 年代末結(jié)合普通的凈化空調(diào)系統(tǒng)和單向流系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn), 開發(fā)出一套新系統(tǒng), 經(jīng)過幾次改進(jìn)之后, 形成了現(xiàn)在的邱伯特手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng), 見圖2。系統(tǒng)中采用三級(jí)風(fēng)機(jī)加大室內(nèi)空氣自循環(huán), 以增大換氣次數(shù), 達(dá)到降低室內(nèi)細(xì)菌濃度的效果。

日本潔凈手術(shù)室的數(shù)量僅次于美國, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于歐洲, 其系統(tǒng)發(fā)展過程深受西方國家的影響, 現(xiàn)已逐步形成自己的特色, 即所謂的混合型手術(shù)部, 它把整個(gè)手術(shù)部和每間手術(shù)室同時(shí)作為控制對(duì)象。常見的系統(tǒng)簡圖見圖3。

德國的手術(shù)部布局強(qiáng)調(diào)手術(shù)室單元, 它包括手術(shù)室和前室。一個(gè)手術(shù)部門包括多個(gè)手術(shù)單元及其它輔助房間, 這種布局方式保證了各手術(shù)的獨(dú)立進(jìn)行, 互不干擾, 但整個(gè)手術(shù)部要求很大的送風(fēng)量, 而且因部門分隔太多, 氣流流向難以控制。因此, 德國采用了局部和整體控制相結(jié)合的方式, 即各個(gè)潔凈手術(shù)單元采用獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng), 另設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的正壓送風(fēng)系統(tǒng)。手術(shù)部工作期間兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行; 部分手術(shù)室工作期間,只需運(yùn)行這些手術(shù)室的獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)及正壓送風(fēng)系統(tǒng); 非工作期間, 只需運(yùn)行正壓系統(tǒng)。這樣能夠十分簡易、有效地保證了手術(shù)室正常工作, 又使整個(gè)手術(shù)部的梯度壓差分布得以始終維持。

2 合理的氣流組織合理的室內(nèi)氣流能防止細(xì)菌粒子的積聚并將其迅速排除, 有效地保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域。室內(nèi)氣流組織有亂流和層流之分, 亂流均為上送下回式, 上部送風(fēng)口位置布置不一, 有側(cè)送、斜送和頂送, 后來大都集中于手術(shù)區(qū)域上方送出, 下部兩惻回。認(rèn)為這種上送下回的效果最好。層流的潔凈效果得到一致的公認(rèn),但其造價(jià)偏高。歐洲偏向發(fā)展局部層流, 開發(fā)出如空氣浴系統(tǒng)、帶空氣幕的項(xiàng)棚送風(fēng)單元、帶圍檔或簾幕的層流罩等裝置。日本強(qiáng)調(diào)全面層流技術(shù), 要求送風(fēng)面不能小于天棚面的75 %。

3 正壓控制一般采用控制新風(fēng)量或新風(fēng)和回風(fēng)的關(guān)系來實(shí)現(xiàn), 并結(jié)合自控手段。英國采用余壓閥控制: 德國為了強(qiáng)調(diào)整個(gè)手術(shù)部是一個(gè)保障體系, 開發(fā)出獨(dú)立的正壓送風(fēng)系統(tǒng), 并應(yīng)用機(jī)械式風(fēng)量調(diào)節(jié)器恒定風(fēng)量,提高了穩(wěn)定性, 此舉值得借鑒。

三  國內(nèi)手術(shù)室常見的空調(diào)系統(tǒng)

1988 年10 月頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 4 9一88《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》是我國醫(yī)院唯一的國家標(biāo)準(zhǔn), 僅針對(duì)采用常規(guī)消毒滅菌方法和舒適性空調(diào)的醫(yī)院, 只是原則性地規(guī)定了手術(shù)室空氣凈化方式, 我國目前還沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。軍隊(duì)在這方面領(lǐng)先一步,95 年頒布了《軍隊(duì)醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》。由于手術(shù)室沒有國家規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn), 在設(shè)計(jì)等具體工作時(shí)大多參照工業(yè)廠房的潔凈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或日本的做法。

l 國內(nèi)手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的型式國內(nèi)手術(shù)室過去主要是改建, 系統(tǒng)型式很多, 現(xiàn)多是新建。

(1) 集中式全空氣系統(tǒng)。過去常采用中央空調(diào)系統(tǒng), 根據(jù)各室的級(jí)別計(jì)算送風(fēng)量, 各室不能單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種方式在提供溫度、濕度、空氣凈化、去除臭味等方面都可以達(dá)到滿意的效果; 由于機(jī)房和房間分開, 噪聲可以較好地處理。所以適用于恒溫、恒濕、無塵、無噪聲等要求的手術(shù)室場合。其缺點(diǎn)是風(fēng)道占用空間大。有的也是全新風(fēng)系統(tǒng), 國內(nèi)常因?yàn)槿珶峤粨Q器投資較高、維護(hù)不易而不愿采用, 系統(tǒng)能耗較大。

( 2 ) 分散式系統(tǒng)。在每間手術(shù)室附近就近設(shè)空調(diào)機(jī)房, 通過獨(dú)立的凈化空調(diào)機(jī)組送風(fēng), 室內(nèi)空氣可以循環(huán)。這種方法運(yùn)行費(fèi)用較低, 系統(tǒng)的維護(hù)、管理簡單易行, 適用于手術(shù)室改造, 門、急診科室里新增的手術(shù)室,但由于機(jī)房分散布置, 占用面積較大, 不宜用于規(guī)模較大的手術(shù)部門, 而且難以保證區(qū)域內(nèi)合理的壓力分布。

( 3) 一次新風(fēng)機(jī)組與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。這種系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于醫(yī)院內(nèi)級(jí)別較低的手術(shù)室, 由集中處理并提供滿足正壓和衛(wèi)生要求的新風(fēng), 風(fēng)機(jī)盤管處理室內(nèi)熱、濕負(fù)荷。該系統(tǒng)易于分別控制, 初投資和運(yùn)行費(fèi)用也低,其風(fēng)道比全空氣方式占用的空間小, 但風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)置的空氣過濾器性能低下, 無法達(dá)到除塵和除菌的要求。新風(fēng)量常不足, 室內(nèi)不良空氣無法排除; 風(fēng)機(jī)盤管表面及集水盤就是一個(gè)污染源, 容易積聚灰塵, 滋生細(xì)菌,特別在夏季, 有污染室內(nèi)空氣的危險(xiǎn)。又必須在室內(nèi)進(jìn)行清掃過濾器和盤管以及檢修設(shè)備, 影響手術(shù)室的正常使用。

( 4) 直接在手術(shù)室內(nèi)設(shè)置普通空調(diào)器, 如窗式空調(diào)器和柜式空調(diào)器, 不僅新風(fēng)無法保證, 衛(wèi)生、噪聲等方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到要求。室內(nèi)空氣污染的風(fēng)險(xiǎn)很大, 不能采用。

( 5 ) 手術(shù)室內(nèi)直接安裝普通空調(diào)器和自掙器, 目前市場上的自凈器品種很多, 包括過濾自凈器、紫外線自凈器、靜電自凈器等。盡管這些自凈設(shè)備都具備一定的除菌效果, 但各有各的局限性, 而且, 空氣潔凈技術(shù)的作用決不是幾臺(tái)凈化設(shè)備能取代的。機(jī)組內(nèi)盤管表面及集水盤的污染源還是存在。

2 送風(fēng)方式一般百級(jí)潔凈手術(shù)室采用層流( 包括局部層流) , 風(fēng)量很大。百級(jí)以下級(jí)別大多為亂流頂送, 新建的醫(yī)院也有采用國外生產(chǎn)的頂棚送風(fēng)裝置。有的是置換流裝置, 但由于沒有注意到送風(fēng)溫差的問題, 使用效果不甚理想。

3正壓控制 正壓值通過送入一定量的新風(fēng)來控制 , 在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)常?？梢赃_(dá)到。但是系統(tǒng)在運(yùn)行中, 由于門的開啟、過濾器積塵或室外風(fēng)速的影響, 正壓值經(jīng)常變化。為使室內(nèi)保持穩(wěn)定的正壓, 應(yīng)采用簡易、有效的控制方式。常見的正壓控制方式有以下幾種:

( 1) 安裝余壓閥。余壓閥的安裝簡單, 靈敏度高, 應(yīng)用較為廣泛, 但它存在著許多缺點(diǎn): 如長期使用后關(guān)閉不嚴(yán); 全閉時(shí)室內(nèi)正壓值仍然低于預(yù)定值, 就無法控制; 而且對(duì)于嚴(yán)格控制微生物污染的手術(shù)室而言, 無形中又增加了一條室外通道, 不宜提倡使用。

( 2 ) 通過差壓變送器檢測室內(nèi)壓力, 然后調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)或排風(fēng)量, 控制較為復(fù)雜。常常會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定性, 在國內(nèi)實(shí)際運(yùn)行中控制效果不佳。

( 3) 在手術(shù)室吊頂上單獨(dú)設(shè)一個(gè)小型的排風(fēng)系統(tǒng), 通過室內(nèi)和走道間的壓差信號(hào)控制排風(fēng)機(jī)的啟停。當(dāng)壓差超過設(shè)定值時(shí), 排風(fēng)機(jī)開, 否則停。這種作法控制靈敏, 但也存在著明顯的缺陷, 即在手術(shù)過程中有人員進(jìn)出時(shí), 由于“ 開門效應(yīng)” , 房間和走道間的壓差在瞬間會(huì)降為零, 此時(shí)排風(fēng)機(jī)與門聯(lián)鎖, 應(yīng)當(dāng)關(guān), 但由于葉輪的慣性效應(yīng), 排風(fēng)機(jī)不會(huì)停轉(zhuǎn), 還具有一定的抽力, 有可能造成房間負(fù)壓。此外, 排風(fēng)機(jī)頻繁啟停, 也易出現(xiàn)故障。

(4) 在手術(shù)室的送、排風(fēng)口設(shè)置機(jī)械式定風(fēng)量裝置, 不管系統(tǒng)阻力如何變化, 送、排風(fēng)量是恒定的, 保證正壓的恒定。排風(fēng)與自動(dòng)門連鎖, 并設(shè)有延時(shí)裝置, 避免了因門開閉而使排風(fēng)機(jī)頻繁停開。

綜觀以上這些作法, 較為復(fù)雜, 維持室內(nèi)正壓和潔凈度不很理想。考慮單獨(dú)用一個(gè)系統(tǒng)控制正壓, 維持整個(gè)手術(shù)部的正常壓力分布和氣流流向較為合適。

四 結(jié)論

近10 年來, 國內(nèi)手術(shù)室建設(shè)發(fā)展很快, 在空調(diào)方式、凈化方式、氣流組織、壓力控制等方面出現(xiàn)了不同的類型, 但尚未形成一套適合于我國國情、經(jīng)濟(jì)有效的手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)。國外經(jīng)過長期發(fā)展所形成的完善的系統(tǒng)型式、先進(jìn)的裝備和設(shè)施以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒, 尤其是將系統(tǒng)作為“ 綜合保障體系”的思想, 更是有利于我們跳出工業(yè)潔凈的模式, 使我國潔凈手術(shù)室的建設(shè)和改造合理、順利地進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

D.T.Braymenetal. VENTILATION REQUI REMENTS IN HOSPITAL OPERATING ROOMS 一PART1 : CONTROLOF AIRBONRE PARTICLES.ASHRAE TRANSCATIONS No.3 0 0 1 ( RP 一2 0 2 )

New ConcePt In French Hospital Operating Room HVAC Systems.ASHRAE JOUNRAL Feb 1984

沈晉明.聯(lián)邦德國的醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)和手術(shù)室設(shè)計(jì)( 《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》調(diào)研報(bào)告之一).

沈晉明.日本的醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)和手術(shù)室設(shè)計(jì)( 《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》調(diào)研報(bào)告之二).

沈晉明. 美國的醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)和手術(shù)室設(shè)計(jì)( 《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》調(diào)研報(bào)告之三).

沈晉明.英國的醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)和手術(shù)室設(shè)計(jì)( 《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》調(diào)研報(bào)告之四)

陳惠華, 肖正輝. 醫(yī)院建筑與設(shè)備.中國建筑工業(yè)出版社,19 91