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谈对洁净手术室净化工程中新风的理解

华锐净化 2020-01-19 20:44 阅读


新风是手术室内人员呼吸的需要,保持CO2浓度在一定的范围内,是补偿排风及保持室内压差的需要,是冬季降低(reduce)室内温度的冷源,是系统颗粒90%的源头,是整个系统冬季加湿、夏季除湿的源头。
一、室内人员呼吸所需的新风量
随着温室气体的排放,目前大气中的CO2浓度已由上世纪中叶的315ppm达到376ppm,50年间浓度增加了近20%。
研究表明,人们在CO2浓度为700-1000ppm时感觉良好;达到1500ppm时,明显有不适感;达到3000ppm时,会出现头痛和其他症状。
人体每小时排出的CO2约为20L,如需保持室内CO2浓度在700-1000ppm,则需要新风量(定义:单位时间内空气的流通量)为:
Q=Q1/( Cv1- Cv2)×1000000
=0.02/(700-376)×1000000
=61m3/h
式中:
Q――每人每小时所需新风量,m3/h;
Q1――人体每小时排出CO2量,m3/h;
Cv1――保持室内CO2浓度,ppm;
Cv2――新风CO2浓度,ppm。
以上理论计算从另外一个侧面也证明了《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002中规定为每人每小时60m3是合适的。
根据北京某医院动态实测手术室CO2浓度为800ppm,也说明规范中规定的CO2量是比较合适的。
二、补偿排风及保持室内压差需要的新风量
保持室内正压值所需要新风,就等于整个系统(包括室内装饰面和空调系统)的漏风量与有组织排风量之和,即补入新风量与系统泄漏风量相等。
(一)装饰面层漏风量的主要组成部分
1.手术室门
洁净手术室一般配有自动平移门和手推平移门(手动平开门),都应为气密门,但并不需要特别密封,因为从手术室内逃向两侧走廊的空气为洁净空气,无论是洁净程度方面还是温湿度方面,都是有利的。
2.装饰医疗设备
对于与吊顶或夹墙相通的器械柜体、气体终端箱、电源插座箱等,都需用密封胶密封,保证完全与吊顶面密封,尤其是气体终端箱、电源插座箱底箱内层穿管线孔等特别容易遗漏密封。
3.装饰遗留缝隙
装饰面层本身需要密封,与之相接的无影灯、吊塔开孔、灯带孔、摄像头开孔、扬声器孔,都应做密封处理。
4.消防设备
在洁净走廊和清洁走廊内都有很多与消防、给排水等工种配合的,其结合面都应做密封处理,如消火栓箱内的密封、喷淋头的密封、数量很大的管井防火门的密封;另有清洁走外窗的密封等。尤其是管井的防火门,数量很大,漏风量惊人,应特别注意。
(二)空调系统漏风量主要组成部分
1.风管系统
可以说风管系统是漏风大户,如果风管系统漏风小,特别密闭,正压很容易调节;如风管系统不密闭,会给调试人员带来很大麻烦。在风管制作时,成品风管不得有变形、扭曲、开裂、孔洞、法兰脱落、开焊、漏铆等缺陷,应特别注意风管咬口的密封,尤其是三通四通等多面结合点的密封,一般采用内密封;在法兰的风管翻边转角处,一般都有漏点,应用密封胶处理;抽芯铆钉应用全密闭型的,且应在铆钉处做密封处理。
2.空气部件制作安装遗留缝
对于空气部件而言,漏风情况也是不可小视。对于各种阀件产品自身的密封,在采购时就应有要求,阀体应采用整体焊接表面喷涂处理的产品,在阀轴处应有密封措施,阀的法兰应平整,确保采用密封垫后不漏风;消声器的漏风量(定义:单位时间内空气的流通量)不可忽视,主要原因是制作时采用了很多铆钉,可能(maybe)的漏风点很多。
3.净化空调机
对于净化空调机组而言,选择质地优良的净化专用空调机组是很有必要的,净化专用空调机组对于壁板间密封程度要比一般空调机组高很多,漏风量也当然会小很多。漏风主要在正压段部分的可开门板处及正压段的盘管接管处,应做有效的密封处理。
漏风量模拟计算:
(1)装饰部分漏风量
Q1=3600µF
=3600×0.4×0.05×3.65
=57m3/h
上式中,流量(单位:立方米每秒)系统µ取0.4;
房间漏风面积F,门6m×0.005m,其它缝40m×0.0005m;
正压值 取8Pa;
空气密度 取1.2。层流手术室层流手术室不仅要求高度洁净的空气(进入手术室的空气首先须经高效过滤器净化),而且要求能控制气流的流通方向(即采用层流超净装置),使气流从洁净度高的手术区域流向洁净度低的区域,并带走和排出气流中的尘埃颗粒(尘粒)和细菌。
(2)空调系统漏风量
按规范要求,风管和空调机组漏风量分别约为2%,如为一间Ⅱ级手术室,总风量为4000m3/h,漏风量则为160m3/h。
总新风量=总的泄漏风量
=装饰系统漏风量+空调系统漏 风量+有组织排风量
=57+160+583
=800m3/h
上式中的新风量为《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333-2002)中最小新风量标准。设计新风量的取值,是根据新风换气次计算量、保证人员呼吸所需新风量、需保证室内正压所需的新风,这三者的最大值作为设计新风量,但不应低于国标中I级手术室1000m3/h, Ⅱ、Ⅲ级手术室800m3/h,IV级手术室600m3/h的最小值要求。
但工程实践中,对于Ⅱ级手术室有组织排量大多为200~300m3/h,并非上式中的583m3/h,在装饰漏风较为明显的情况下,相对隐蔽的空调漏风量可能占了较大的比例。如果施工时不注意质量,风管漏风量过大,致使室内正压无法保证,则可能用增加新风量的方法来弥补,新风量一旦增加,就会带来一系列的能耗增加,如夏季的除湿、冬季的加湿、还有过滤器的更换频率增加等等。
这些应该引起大家的关注。
三、新风是冬季降低(reduce)室内温度(temperature)的冷源
在冬季,整个医院需要加热,包括手术部区域,加热能耗主要负责新风和维护结构负荷,对于一般病房和办公室,主要负荷是维护结构;对于手术部而言,除外围走廊需要加热外,内区围维结构负荷往往很小,加之风机电机的转化热、手术室医护人员、照明散热、医疗设备散热等,整个系统需要冷源才能保持手术室温度。这时冷源理应由新风来担当,如新风量(定义:单位时间内空气的流通量)不足或是新风预热度过高,则会使新风失去这一作用,可能会误认为冬季需要制冷才能保证室内温度。当然还有由于制热盘管和控制配置不合理造成室内温度失控上升。造成冬季手术室温上升的原因很多,但充足合适低温的新风是确保手术室温度的最大因素(factor)。那么冬季室外温度取多少度才比较合适呢?
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冬季新风预热取多少度与系统的设计和配置(deploy)有关。单从手术室降温而言,温度(temperature)越低越好,如冬季室外新风不进行预热直接进入循环(continue)机组系统,将会与室内回风很好地中和,室内温度控制也将会自如。但不进行预热的新风是否会对新风表冷盘管及循环机组中的盘管形成威胁,将是需要综合考虑的事情。
一般情况下,新风一对多时,应进行过冷除湿,这时新风机组中需要配大排数的表冷盘管,这一盘管在冬季时需要保护,即需要将新风进行预热。预热的温度根据手术室的大小、级别不同,此温度也不尽相同。根据实践,控制(control)在5~16℃是比较合适的。
四、新风是系统颗粒90%的源头
根据研究,整个系统的颗粒中,90%来自新风。
目前,全国平均大气尘浓度约为0.3mg/m3。
如果能在源头将新风中的颗粒物过滤掉,将会对后续整个系统的运行带来好处,可以采取以下措施(指针对问题的解决办法)――
(一)新风必须三级过滤
一级粗效,二级中效,三级亚高效。手术室装修使用层流手术室,强化无菌观念和正规化管理仍然是医疗程安全的根本保证与要求,仍然是手术室工作之根本、之重点,只有当两者紧密结合起来才是趋于完美的。且三级过滤应连续(Continuity)布置在新风入口处,避免污染其间的管路和部件。
(二)使用具有自动清扫功能的产品
为了解决新风易堵、管理工作繁重的问题,具有自动清扫功能的产品已经问世,自动清扫的时间可以根据当地的环境情况设定,可以每天一次,也可以三天一次,滤网可以反复清扫使用,既达到了清洁过滤器(作用:过滤杂质等)的目的,又节省了材料,这样就太方便了。
尤其是新风的一级过滤器,最易污染,应使用带自动清扫功能的产品,以减少更换等资材的投入及管理费用。手术室装修使用层流手术室,强化无菌观念和正规化管理仍然是医疗程安全的根本保证与要求,仍然是手术室工作之根本、之重点,只有当两者紧密结合起来才是趋于完美的。
(三)新风各级过滤器面风速尽可能小
即过滤面积尽可能(maybe)大,那大多少呢?根据实践,当运行风量(定义:单位时间内空气的流通量)是额定风量的0.5倍时,即过滤面积增大1倍,运行时间将是额定运行时间的4倍以上,大大延长了过滤器的使用周期。建议,各级过滤器运行风量小于过滤器的额定风量,尤其是新风的粗效过滤器。
五、新风是整个系统冬季加湿的源头
我国绝大多数地区冬季都需要加湿。一般冬季大气中水蒸汽含量为1~2g/m3,与室内需要含湿量有一定差距,故需要对补入系统中的新风进行加湿。一般情况下,每1m3/h新风量(定义:单位时间内空气的流通量)需要加7g水。如增加新风量,加湿量也需相应增加。
六、新风是夏季除湿的源头
除新疆等地区外,我国绝大多数地区夏季都需要除湿。
为了达到手术室内湿度的要求,传统设计是将室外空气处理到室内状态点的等焓线上,再与室内状态点混合,之后经净化机组处理到送风状态点的等d线与95%的交点上,后经再热达到送风状态点,见图1。
如将室外新风直接处理到露点温度13℃,新风承担室内所有热湿负荷,室内回风与之混合,根据具体情况,需要加热或不加热达到送风状态点后,送入室内 ,见图2。
设新风量为L新,回风量为L回,Q1为原有模式的处理过程总冷量,Q2为现有模式的处理过程总冷量。
从上可知,新风过冷处理方案总冷量较传统方案少了L回×Δi2,此部分冷量由净化机组承担,再由后续再热设备加热,造成能量的抵消浪费。这一部分浪费冷量约为总能量的35%。
七、结束语
新风是整个洁净系统的源头,从某种程度上讲,它承载了洁净空调系统是否能长期良好运行的重大责任,大家应充分认识它,理解它,发挥好它,运行好它,从而让它为整个洁净系统做出贡献。
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