談對潔凈手術(shù)室工程中新風(fēng)的理解
新風(fēng)是手術(shù)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(bǔ)償排風(fēng)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(fēng)量
隨著溫室氣體的排放，目前大氣中的CO2濃度已由上世紀(jì)中葉的315ppm達(dá)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(dá)到1500ppm時，明顯有不適感;達(dá)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(fēng)量為：
Q=Q1/(Cv1-Cv2)×
=0.02/(700-376)×
=61m3/h
式中：
Q——每人每小時所需新風(fēng)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(fēng)CO2濃度，ppm。
以上理論計算從另外一個側(cè)面也證明了《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)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(shù)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(bǔ)償排風(fēng)及保持室內(nèi)壓差需要的新風(fēng)量
保持室內(nèi)正壓值所需要新風(fēng)，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(fēng)量與有組織排風(fēng)量之和，即補(bǔ)入量新風(fēng)量與系統(tǒng)泄漏風(fēng)量相等。
(一)裝飾面層漏風(fēng)量的主要組成部分
1.手術(shù)室門
潔凈手術(shù)室一般配有自動平移門和手推平移門(手動平開門)，都應(yīng)為氣密門，但并不需要特別密封，因為從手術(shù)室內(nèi)逃向兩側(cè)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(shè)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(yáng)聲器孔，都應(yīng)做密封處理。
4.消防設(shè)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(jié)合面都應(yīng)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(fēng)量驚人，應(yīng)特別注意。
(二)空調(diào)系統(tǒng)漏風(fēng)量主要組成部分
1.風(fēng)管系統(tǒng)
可以說風(fēng)管系統(tǒng)是漏風(fēng)大戶，如果風(fēng)管系統(tǒng)漏風(fēng)小，特別密閉，正壓很容易調(diào)節(jié);如風(fēng)管系統(tǒng)不密閉，會給調(diào)試人員帶來很大麻煩。在風(fēng)管制作時，成品風(fēng)管不得有變形、扭曲、開裂、孔洞、法蘭脫落、開焊、漏鉚等缺陷，應(yīng)特別注意風(fēng)管咬口的密封，尤其是三通四通等多面結(jié)合點的密封，一般采用內(nèi)密封;在法蘭的風(fēng)管翻邊轉(zhuǎn)角處，一般都有漏點，應(yīng)用密封膠處理;抽芯鉚釘應(yīng)用全密閉型的，且應(yīng)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(fēng)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(yīng)有要求，閥體應(yīng)采用整體焊接表面噴涂處理的產(chǎn)品，在閥軸處應(yīng)有密封措施，閥的法蘭應(yīng)平整，確保采用密封墊后不漏風(fēng);消聲器的漏風(fēng)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(fēng)點很多。
3.凈化空調(diào)機(jī)
對于凈化空調(diào)機(jī)組而言，選擇質(zhì)地優(yōu)良的凈化專用空調(diào)機(jī)組是很有必要的，凈化專用空調(diào)機(jī)組對于壁板間密封程度要比一般空調(diào)機(jī)組高很多，漏風(fēng)量也當(dāng)然會小很多。漏風(fēng)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(yīng)做有效的密封處理。
漏風(fēng)量模擬計算：
(1)裝飾部分漏風(fēng)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(fēng)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(fēng)量
按規(guī)范要求，風(fēng)管和空調(diào)機(jī)組漏風(fēng)量分別約為2%，如為一間Ⅱ級手術(shù)室，總風(fēng)量為4000m3/h，漏風(fēng)量則為160m3/h。
總新風(fēng)量=總的泄漏風(fēng)量=裝飾系統(tǒng)漏風(fēng)量+空調(diào)系統(tǒng)漏風(fēng)量+有組織排風(fēng)量=57+160+583=800m3/h
上式中的新風(fēng)量為《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》(GB-2002)中最小新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計新風(fēng)量的取值，是根據(jù)新風(fēng)換氣次計算量、保證人員呼吸所需新風(fēng)量、需保證室內(nèi)正壓所需的新風(fēng)，這三者的最大值作為設(shè)計新風(fēng)量，但不應(yīng)低于國標(biāo)中I級手術(shù)室1000m3/h，Ⅱ、Ⅲ級手術(shù)室800m3/h，IV級手術(shù)室600m3/h的最小值要求。
但工程實踐中，對于Ⅱ級手術(shù)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(fēng)較為明顯的情況下，相對隱蔽的空調(diào)漏風(fēng)量可能占了較大的比例。如果施工時不注意質(zhì)量，風(fēng)管漏風(fēng)量過大，致使室內(nèi)正壓無法保證，則可能用增加新風(fēng)量的方法來彌補(bǔ)，新風(fēng)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(yīng)該引起我們的關(guān)注。
三、新風(fēng)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(shù)部區(qū)域，加熱能耗主要負(fù)責(zé)新風(fēng)和維護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷，對于一般病房和辦公室，主要負(fù)荷是維護(hù)結(jié)構(gòu);對于手術(shù)部而言，除外圍走廊需要加熱外，內(nèi)區(qū)圍維結(jié)構(gòu)負(fù)荷往往很小，加之風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)化熱、手術(shù)室醫(yī)護(hù)人員、照明散熱、醫(yī)療設(shè)備散熱等，整個系統(tǒng)需要冷源才能保持手術(shù)室溫度。這時冷源理應(yīng)由新風(fēng)來擔(dān)當(dāng)，如新風(fēng)量不足或是新風(fēng)預(yù)熱度過高，則會使新風(fēng)失去這一作用，可能會誤認(rèn)為冬季需要制冷才能保證室內(nèi)溫度。當(dāng)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(shù)室溫上升的原因很多，但充足合適低溫的新風(fēng)是確保手術(shù)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(fēng)預(yù)熱取多少度與系統(tǒng)的設(shè)計和配置有關(guān)。單從手術(shù)室降溫而言，溫度越低越好，如冬季室外新風(fēng)不進(jìn)行預(yù)熱直接進(jìn)行循環(huán)機(jī)組系統(tǒng)，將會與室內(nèi)回風(fēng)很好地中和，室內(nèi)溫度控制也將會自如。但不進(jìn)行預(yù)熱的新風(fēng)是否會對新風(fēng)表冷盤管及循環(huán)機(jī)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(fēng)一對多時，應(yīng)進(jìn)行過冷除濕，這時新風(fēng)機(jī)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(hù)，即需要將新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱的溫度根據(jù)手術(shù)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(fēng)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(fēng)。
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(fēng)中的顆粒物過濾掉，將會對后續(xù)整個系統(tǒng)的運(yùn)行帶來好處，可以采取以下措施——
(一)新風(fēng)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(yīng)連續(xù)布置在新風(fēng)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(fēng)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(dāng)?shù)氐沫h(huán)境情況設(shè)定，可以每天一次，也可以三天一次，濾網(wǎng)可以反復(fù)清掃使用，既達(dá)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(fēng)的一級過濾器，最易污染，應(yīng)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(fèi)用。
(三)新風(fēng)各級過濾器面風(fēng)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(dāng)運(yùn)行風(fēng)量是額定風(fēng)量的0.5倍時，即過濾面積增大1倍，運(yùn)行時間將是額定運(yùn)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(yùn)行風(fēng)量小于過濾器的額定風(fēng)量，尤其是新風(fēng)的粗效過濾器。
五、新風(fēng)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(bǔ)入系統(tǒng)中的新風(fēng)進(jìn)行加濕。一般情況下，每1m3/h新風(fēng)量需要加7g水。如增加新風(fēng)量，加濕量也需相應(yīng)增加。
六、新風(fēng)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(dá)到手術(shù)室內(nèi)濕度的要求，傳統(tǒng)設(shè)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(jī)組處理到送風(fēng)狀態(tài)點的等d線與95%的交點上，后經(jīng)再熱達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點。
傳統(tǒng)處理新風(fēng)過冷處理
如將室外新風(fēng)直接處理到露點溫度13℃，新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)所有熱濕負(fù)荷，室內(nèi)回風(fēng)與之混合，根據(jù)具體情況，需要加熱或不加熱達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點后，送入室內(nèi)，見圖2。
設(shè)新風(fēng)量為L新，回風(fēng)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(fēng)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(jī)組承擔(dān)，再由后續(xù)再熱設(shè)備加熱，造成能量的抵消浪費(fèi)。這一部分浪費(fèi)冷量約為總能量的35%。
七、結(jié)束語
新風(fēng)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(yùn)行的重大責(zé)任，我們應(yīng)充分認(rèn)識它，理解它，發(fā)揮好它，運(yùn)行好它，從而讓它為整個潔凈系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)。
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