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【关键词】 手术室 层流净化 管理
层流净化手术室环境的管理
因层流系统并无消毒灭菌之功效,层流手术室其“无菌”环境主要是通过空气的“过滤”、“层流”以及室内维持“正压”状态来维持的。因此,层流手术室环境的管理必须强调以下方面。
严格人流、物流管理:①严格控制人员进出。②严格着装管理要求。③保持手术室“相对密闭状态”,保证室间空气的洁净度。④严格分离洁污流线,以保证洁净手术部空气的洁净度及流程的需要。划分无菌、急诊和感染手术间。
控制手术间空气的温度:适宜的温度不仅使病人舒适,更有利于伤口的愈合。室内温度控制在22~25℃,湿度控制在50%~60%较为合适,不仅满足人体舒适度且又不利于室内微生物的生存。
强化卫生清洁管理:洁净手术部的一切清洁工作必须采用湿式打扫,在净化空调系统运行中进行,手术间无影灯、手术床、器械车、壁柜表面及地面应在每天手术前后用清水、消毒液各擦拭1次。每周进行彻底清扫1次,每月再进行卫生大扫1次,使用的清洁工具不宜用掉纤维的织物材料制作。对空气灰尘粒子数、噪音、温湿度进行检测1次,并将结果上报备案。
减少各种污染的机会:各项术前准备工作在打开无菌包前进行。严禁在手术室间折叠各种布类敷料。
层流净化手术室人员管理
通过组织手术室全体护士和麻醉人员进行理论学习,明确层流净化手术室工作原理和环境要求,熟悉各级手术间手术适用情况。对手术医生也进行了层流净化手术间基本知识和操作要求的培训。严格规范护理人员行为和各项操作,包括以下几个方面。
设置严格的工作流程:设置严格工作流程,明确区分洁污流线是洁净手术室平面组合的重要原则之一。根据各班职责制定出严格的工作流程。
手术环境的调节与维持方面:由夜班护士于每日择期病人入室前30分钟开放空调机组,设定室温在22~25℃,相对湿度为50%~60%,术中由巡回护士根据手术医生和患者的需要随时调节室温;同时强调空气洁净度是必要保障条件,严格禁止在手术间抖动衣物布类,防止微粒在室间飞扬。
手术间物品的放置:我们根据手术间分类确定各专科常规手术间,再根据专科手术特点和要求常规备物,各手术间均制定物品放置标准示意图,专科手术间内物品相对固定。
转贴于
手术室护工的管理首先要以人为本,提高护工的工作积极性。首先,必须重视管理对象的身心特点,采取切实可行的管理措施,尽量发挥卫生工人的积极性。其次应加强爱岗敬业教育,应将职业道德教育放在首位,采取谈心等具体形式帮助其树立正确的人生观,爱岗敬业,在平凡的工作岗位上实现自己的人生价值。再次应定期进行培训,考核合格后才能上岗。学习并遵守手术室规章制度,制定出护工工作职责和工作质量标准。
层流净化手术间运行管理
正确使用层流间:手术床应放置在层流天花网对应处,一切操作尽量在层流天花网对应处进行,避免在回风口开启无菌包。感染手术尽量安排在设有负压层流手术间,遇特殊手术进行特殊消毒。严格执行三通道线路:层流手术室的设计有三条出入线路,即工作人员出入口、病人出入口、污物出口。
控制清洁质量:洁净层流空调系统初次使用必须连续运行24小时,空气细菌培养两次合格方可使用。每次手术之前30分钟打开层流空调系统,接台手术中间间隔15分钟,使空调系统连续运行,尽量排尽上台手术污染的尘粒,保证手术间空气质量。定期专人检测空调系统运行情况,做好维护保养工作。每日于术前术后用0.5%速消净湿式去除门、窗、无影灯、输液架、器械台、脚踏板、地面、麻醉机等的血迹及灰尘。每周应扫除1次,包括天花板、墙壁和地板,尤其是抽风,回风口很易藏尘、藏菌要拆洗清洁定期检查更换,以防其本身受到污染。初效、中效过滤器每6个月更换1次,高效过滤器1~2年更换1次。回风口每周清洁1次,以确保尘埃过滤效果。
设备维护:为了保证室间的恒温恒湿,实行空调24小时开放,也可根据自己的实际情况在术前30分钟打开。手术间工程技术人员定期负责检查控制板上空调显示情况,负责净化空调系统的保养。每星期清洗初效过滤网1次,出风口1次,防止其本身受到污染。中效、高效过滤网的更换根据空气培养的结果,一般每2年更换1次。
讨论
洁净手术室是一个多专业功能的综合整体,洁净手术室采用空气净化措施是将空气中的尘埃离子过滤、消毒,使细菌无载体传播。空气净化虽是主要矛盾,但更重要的是取决于手术全过程、全方位的护理质控。我们加强了对层流手术间的使用管理,使用至今仍保持良好的面貌,且每月的空气培养均达标。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。 参考文献
1 中华人民共和国卫生部.医院洁净手术部建设标准,2000,10.
【关键词】 手术室净化空调设计
[Abstract]Hospital operation room purify air conditioning design, should be introduced new ideas.Summed up as follows: the operating room air conditioning in the operating room air purification the way of infection control effectively and irreplaceable; A clean air-conditioning system of the operating room number between burden be few not; Pollution into the concept, reduce the operating room in key areas of pollution at the same time, reduce the high level of air purification operating room send;Introducing the concept of local strengthening supply air, which is a replacement air supply air condole supports, in the operating room key ChanXiangLiu form in the area of airflow organization, reduce the operating room key areas of air pollution; Fresh air system adopt independent in the beginning and effect two level filtering; Set the air valve, in order to assure indoor the normal pressure distribution.
[Key words] The operating room; Purify air; Conditioning design
引言
医院空调的任务应该是,维持室内所需要的气候状态并除去空气中的尘埃、微生物、气味和有害气体。而医院手术室的空调是最重要也是最困难的任务,尤其是控制空气途径造成的术后感染至关重要,因为降低和避免术后感染是保证手术成功、缩短患者恢复时间、降低医疗费用的关键所在。另外手术室空调的另一特点是服务面积虽小但风量大、能耗高、使用时间不确定,因此手术室空调在创造高度洁净的室内气候同时应特别注意空调系统的节能。下面就天津市某医院手术室设计为例,介绍设计者在该设计中体现的设计思路。
一、手术室概况
本洁净手术部由八间手术室、中央洁净大厅、麻醉室、苏醒室等附属房间组成,手术部位于医技楼二层,手术室无护结构,手术室净化级别要求分别为千级(I级)1间、万级(II 级)4间、十万级(III 级)3间,手术室设计温湿度考虑到儿童生理特点,全年控制在Tn=24~28℃,在手术室内就地可调,手术室设计相对湿度Фn=50%~60%。
二、手术室空调风系统的划分
1.高级别手术室空调系统宜独立设置。所谓高级别手术室是指千级以上手术室,其原因是高级别手术室空调送风量大,如同样面积的手术室,百级手术室的空调风量是十万级的3.4倍,是万级的2.25倍。另外高级别手术室的使用频率远低于低级别手术室,这样无论是一个空调系统负担多个高级别手术室,或是一个空调系统负担一个高级别手术室和多个低级别手术室,都会使空调系统长时间处于"大马拉小车"的运行状态。例如一个空调系统负担1间百级手术室和2间万级手术室或4间十万级手术室,只要高级别手术室不使用,则系统设计风量至少大于此时所需风量的112%和84%,亦即此时系统所需风量仅为系统设计风量的47%和54.3%,而且此种因手术室使用与否引起的风量变化,不宜采用变频调速方式进行调节,只能用调节总风阀的方式调节风量以适应系统风量变化,然而此种方式显然不节能。所以无论从节约能源的角度,或是从使用可控性、灵活性的角度,高级别手术室都应"按间"独立设置空调系统,即一个净化空调系统对应一间手术室。
2.对于低级别手术室,尽管与高级别手术室相比空调风量小的多,但一个空调系统所负担的手术室间数也不宜过多,因为医院手术室的使用情况具备不确定性。愈是高等级医院,手术室为满足特殊繁忙情况,设置愈多。手术室多,正常情况下的同时使用系数低,这样当一个空调系统所负担的手术室间数较多时,系统常处于"供大于求"的状态,其运行能耗势必较高,就象有的医院所反映的"建的起,用不起"。笔者认为,对于低级别手术室一个空调系统所负担的手术室不宜多于四至五间,而且一个系统负担手术室过多,也会造成使用上的不可控。
3.中央清洁大厅、清洁走廊、高级别手术间的准备区、无菌室等应由一个单独的空调系统负担,目的是保证手术室外部空气环境时时处于"临战"状态,那种将以上部位空调合在低级别手术室空调系统中的做法显然不合理。因为合在一起的空调系统,或是在手术室停止使用时系统送风能耗过大,或是无法保证手术室外部气候环境处于受控状态。
总之,手术部空调风系统的划分原则应该是运行可控、调节灵活、各司其责、节约能源。
三、送风量确定和气流组织
该医院手术部进行空调设计时,国家尚未出版有关医院手术室洁净空调设计标准/规范,并且当时国内已有医院手术室洁净空调设计,基本上囿于工业洁净室的设计思路,然而将工业洁净室设计思路照搬到医院手术室洁净空调设计中会带来两个问题:
1.高级别洁净室风量过大,如按照《洁净厂房设计规范》(以下简称规范),百级手术室应在顶棚满布高效过滤器风口,则一间36m2手术室的送风量为32400m3/h~45360m3/h(对应断面风速为0.25m/s~0.35m/s),如此大的送风量,送风功耗达17.0kW~19.0kW,送、回风管道占用建筑空间大,风系统噪声控制困难。
2.对于千级以下手术室,在相同风量下手术室关键区域污染度控制不理想,原因是套用《规范》千级以下手术室可采用乱流形式的气流组织。通常的做法是在全室顶棚均匀设置高效过滤器风口,此气流组织形式的理论依据是"全室稀释和净化",然而根据德国标准DIN1946/4中关于污染浓度的概念,此种"全室稀释和净化"的气流组织形式,在理想情况下可以使室内达到相同的细菌浓度,此时污染度为1,而如果突破"全室稀释和净化"的工业洁净室气流组织方式,会在手术室关键区域获得更低的污染度。针对以上问题,设计者参考德国Weiss手术室卫生空调系统的经验,在手术室风量计算和气流组织方面,突破工业洁净室设计思路,引入降低总风量,强化局部送风,重在手术床及器械桌区域的设计概念,具体做法如下:
A.对于所有级别的手术室,均突破了全室稀释和净化的概念,引入局部强化净化观点,将所有手术室的送风口均集中布置在手术床的上方,即以无影灯吊杆为中心设置"层流送风箱",根据级别不同采用不同送风断面尺寸。
B.对于百级或千级手术室,采用洁净气流覆盖区域面积乘以此送风区域断面风速的方式确定风量。如本工程的千级手术室所采用送风层流箱覆盖面积为2.4m×2.4m,断面流速0.35m/s,因此送风量为7258m3/h,如果为百级,则采用送风层流箱覆盖面积为3.0m×3.0m,断面流速仍为0.35m/s,则送风量11340m3/h,仅为前述工业洁净室计算方法的40%。虽然此设计思路借鉴了德国Weiss手术室卫生空调系统的经验,但本工程并未采用德国学者介绍的大面积、小送风量(即大面积、低风速)的方式,因为根据国内医院的具体情况,采用小风速时对客观条件要求过于苛刻,且小风速时气流没有足够的动量保持送风的单向流,很难达到理想的空调和净化效果。而当断面风速30.35m/s时,如回风口设置恰当,不仅可以使送风保持较好单向流型,而且其单向流的分流高度会小于0.6m,即分流高度低于手术床的操作面标高。
C.对于万级、十万级手术室采用换气次数法确定送风量,万级取n=30次/h,十万级取n=20次/h。尽管此换气次数取值为《规范》规定的下限值,但由于采用了全部送风量由手术床部位上方的"层流送风箱"送出,其手术区达到的细菌浓度为室内其他区域的50%,即手术区域空气的污染度由全室稀释和净化方式的1降为局部强化送风方式的0.5。本工程万级与十万级手术室的"层流送风箱"送风面积分别为2.4m×1.2m和1.5m×1.5m,送风断面风速均为0.35m/s。
总之,采用以上设计思路的该医院手术室,在投入使用后效果良好,达到了用较小的风量,在手术室关键区域(手术床及器械桌区域)形成一个比手术室其他区域更洁净、更卫生的气候环境。
四、设置初效+中效新风过滤机组
一些手术室的净化空调系统设计中,新风的过滤问题未能引起充分的重视,新风常常是不经过独立的过滤处理而直接与空调回风混合,其结果导致中效、高效过滤器寿命缩短,更换频繁,系统的运行维护成本加大,甚至影响手术室的正常使用。这是因为新风与回风混合前,两者的空气含尘浓度相差过大,新风即便经过初效处理,其处理后的含尘浓度(30.5mm)也比十万级空调回风在同粒径范围内的含尘浓度大70倍左右,是百级空调回风同粒径范围内含尘浓度的几万倍,从而使中效乃至高效过滤器没有足够的保护。为解决此问题,我们在新风通路上安装了独立的初效+中效新风过滤机组,使新风经过两级过滤后再与回风混合,此时混合前的新风与回风在同粒径范围(30.5mm)的含尘浓度比较接近,真正起到了保护中效、高效过滤器的作用,而且新风过滤机组的初、中效过滤器清洗、更换方便,与更换高效过滤器相比投资少,维护简便。在新风通路上设置新风过滤机组的另一优点是确保了新风量,因为定风量的新风过滤机组本身就相当于一台"计量泵"。
五、采用定风量阀解决空气平衡问题
手术部各区域的压力分布对于保证洁净手术室效果影响很大,而如何保证合理的压力分布,除空气平衡计算正确外,更重要的是送风、回风均应有良好的调节手段。以往风量调节装置主要是手动对开多叶调节阀,此种阀门用于风量的精调节并不理想,实践中有着调节困难、调试周期长的问题。针对此问题,儿童医院工程手术室空调系统的送、回风管采用了德国TROX公司的自力式定风量阀,此阀可以自动消除风管压力对风量的影响,阀体外部有风量调节刻度盘,调节十分方便,安装此阀后,手术室的压力调整变得十分简单,现场几乎无需费时进行压力调整。
结语
总之设计者在该医院手术室净化空调工程中,应借鉴国外先进的经验,结合我国的具体情况,本着"降低风量、改善效果、节约能源、方便调节、提高可控性"的原则,进行了以上五个方面的尝试,实践证明这些尝试基本上是成功的。
关键词 洁净手术室 净化系统 参数控制
杭州市妇女医院净化系统工程涉及到区域包括中心手术室、门诊手术室、产房、分娩室、ICU、NICU、生殖中心、配置中心、中心供应室等,全部净化区域总面积为6000m2。根据我国相关的设计规范和标准,该医院手术室净化工程为全面实现洁净手术室“无菌环境保障体系”的目的,采取了一系列的技术措施,控制核心参数包括温度、湿度、尘埃、细菌、有害气体浓度、气流分布、室内人员所需新风量和室内合理气流流向等,并可维持整个手术部Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级手术室合适的梯度压力及定向流动,从而减少手术全过程中一切潜在的感染风险。
一、温度控制
温度指标是净化手术室重要的控制指标之一,它直接影响手术室的舒适程度,按新标准的要求,手术室温度全年必须控制在22℃~27℃之间,为达到这一要求,主要是通过新风表冷器、主机表冷器、风管电加热器来实现。在冬秋季,主机表冷器处于加热工况运行,风管电加热器作为辅助,设置新风预热装置,防止结露现象;夏季,主机表冷器处于制冷工况运行,此时新风表冷器的作用主要是降温除湿,主机表冷器的主要作用为消除室内显热,最后通过风管电加热器加热到送风状态点。整个温度控制通过微电脑控制器来完成。
二、湿度控制
净化手术室应将房间湿度降低到60%以下,从而控制细菌繁殖的速度。在冬秋季节,室外空气温度低于室内,在新风进入室内前,须进行加湿处理,在每台主空调机组上设加湿段,并选配加湿器,该加湿器属于等温加湿模式,可有效控制加湿时产生的二次污染。
在夏季和春季进行去湿处理,过程如下:因室外空气含湿量大,先将新风去湿,由新风机组将新风处理到室内状态点的等焓线上,然后与室内回风混合,再由主空气处理机组进一步去湿处理至机器露点,然后再经过电加热器等湿加热至送风状态点送至室内。这样室内的湿度就能有效地控制在40%~60%之间。整个湿度控制是通过微电脑控制器来完成。
三、相对静压差控制
梯度压差是维持手术部无菌环境的保证,也是防止交叉感染的前提。正压是由送风与回风、排风量之间的差值透过缝隙而产生,这个差值是由系统新风量来补偿的。正压渗透风量越多、房间缝隙越小,所建立的正压就越大。
杭州妇女医院各手术室压力设置情况如下:I级手术室正压设置为25Pa;II级手术室正压设置为20Pa;III级手术室正压设置为15Pa,洁净走廊及其辅助用房设置为10Pa,清洁走廊及其辅助用房正压设置为5Pa。
四、气流速度控制
对于乱流洁净室,主要靠空气的稀释作用来减轻室内污染的程度,送风口出口气流速度不宜太大,和单纯空调房间相比,要求速度衰减更快,扩散角度更大。对于层流手术室,由于主要靠气流的“活塞打挤压”作用排除污染,所以截面上的速度是非常重要的指标。在我国,《医院洁净手术部建筑技术规范》规定:垂直流(层流)洁净室气流速度≥0.25m/s。研究表明以上规定能基本满足控制污染的要求。
以杭州妇女医院手术室为例:I级手术室设计流速为0.3m/s;II级手术室换气次数为36次;III级手术室换气次数为22次。
其气流组织:Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级洁净手术室内送风口集中布置于手术台上方,使手术台及周边区位于洁净气流形成的主流区内;Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级洁净手术室采用洁净手术室专用层流送风天花送风;洁净走廊及其内的辅房采用高效送风口送风,清洁走廊及其内的辅房采用亚高效送风口送风;I级手术室100级洁净区的气流是单向流。
洁净手术室采用双侧下部回风,回风口洞口上边高度不应超过地面之上0.5m,洞口下边离地面不低于0.1m;无菌辅房采用上送下回,洁净走廊为上送上回风,高效送风口送风;清洁走廊及其内的辅房采用亚高效送风口送风,上送上回风。
五、噪声控制
手术室噪声标准一般均严于保护健康的标准,衡量洁净室噪声的主要指标包括以下几个方面。
烦恼的效应:由于噪声,人感到不安宁而产生烦恼情绪,一般分为极安静、很安静、较安静、稍嫌吵闹、比较吵闹和极吵闹6个烦恼等级。凡反应水平属于很吵闹和极吵闹者,即为高烦恼,高烦恼人数在总人数中的百分比即为高烦恼率。
对工作效率的影响:主要看三方面的反应水平,即集中精神、动作准确性、工作速度。 对综合通讯的干扰:主要分为清楚或满意、稍困难、困难、不可能。
对以上三方面指标都用A声级来评价。根据《医院洁净手术部建筑技术规范》而进行的测定资料,在65dB(A)以下时,只有30%的人感到高烦恼。在65~70dB(A)时,其影响对工作效率的三方面反应表现出较低水平;在52dB(A)以下说话清楚满意,53~75dB(A)时有一定困难,大于75dB很困难。因此认为洁净室噪声水平以52dB为宜,保证正常通话和工作,对工作效率影响很小。
以杭州妇女医院为例,手术室噪声参数控制如下:I级手术室不超过52dB;II级手术室不超过50dB;III级手术室不超过50dB。
六、洁净度控制
手术室洁净度指标属于手术室控制参数中最重要的参数,包括三级有效安全空气过滤控制:
一级预过滤:设在新风机组(粗效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器或新风过滤箱);
二级过滤:设在循环机组、中效过滤器;
三级过滤:送风末端(送风天花送风口)设高效过滤器。
粗效过滤器的过滤效率达90%/计重法,欧洲标准为G4级;中效过滤器的过滤效率达90%/比色法,欧洲标准为F8级;亚高效过滤器的过滤效率达95%/MPPS法,欧洲标准为H11级;高效过滤器的过滤效率达99.95%/MPPS法,欧洲标准为H13级。
以上这些参数之间的变化相互影响,这些相互影响是指在运行中参数有较大变化时,在非自控条件下可能产生的。
为更好地控制手术室净化系统的核心参数,更好地对手术室内的空气进行循环过滤,除去空气中的尘埃和微生物,对装饰材料也有特别的技术要求。以杭州妇女医院为例,手术室内墙体选用不生锈、抗菌、抗震、隔音、抗紫外线、耐久、不易积尘、抗药品、高硬度的成熟材料;洁净走廊、辅助用房和清洁走廊墙面面材选用耐擦洗、耐酸碱、防火、隔音保温、高硬度的成熟材料,墙面缝隙用防菌材料填敷。手术室内地面材料采用抗静电耗散型橡胶卷材,耐磨P级及以上;洁净走廊、洁净辅房及清洁走廊地面全部采用抗菌、防火、耐磨同质透芯PVC卷材,耐磨P级及以上。手术室吊顶材料采用电解钢板,表面静电喷涂抗菌、防霉涂料,高温烘烤固化;洁净走廊、洁净辅房采用优质铝扣板吊顶。
关键词:洁净手术室净化空调节能
随着医疗技术水平的提高,洁净手术室的需求量迅速增加,对洁净手术室的净化空调系统的节能也提出了更高的要求,针对净化空调系统的节能技术研究也备受关注[1-4]。《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333-2002)中明确规定了我国洁净手术部用房的洁净度、温湿度、送风量和新风量等主要技术指标,对医院手术部净化空调系统的设计提出了严格的规定[5]。同时,《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)又对我国公共建筑提出了节能的要求[6]。因此,设计既满足《医院洁净手术部建筑技术规范》要求,又节约能源的净化空调系统对发展医院现代化手术区域具有非常重要的意义。本文对洁净手术部净化空调系统的设计、施工及运行管理环节进行分析,探讨切实可行的节能措施。
1 优化设计方案
完善的设计方案是实现净化空调系统节能的关键环节。在系统设计阶段,就应该充分考虑节能的技术指标,以保证洁净手术室的净化空调系统最终能达到节能的要求[7]。
1.1优选设计参数
选用适宜的设计参数,对能耗的影响将会很大。由于在空调负荷中(围护结构冷热负荷、人员冷负荷及湿负荷、设备和照明冷负荷、空气渗透冷热负荷和新风冷热负荷),在最小新风量满足《医院洁净手术部建筑技术规范》中的规定以及不小于补偿排风和保持室内正压所需新风量的约束条件下,可以按照能耗最低的目标设计新风量。
1.2合理确定净化等级
由于Ⅰ级(百级)、Ⅱ(千级)、Ⅲ(万级)、Ⅳ(三十万级)各级手术室对换气量的要求有很大的不同。因此,合理地确定手术室的净化等级,避免换气次数过大,而不是一味地追求高级别净化手术室,对节能有很大的意义。
1.3合理划分净化空调系统
根据《医院洁净手术部建筑技术规范》的有关规定:洁净手术室应与其辅房分开设置净化空调系统;Ⅰ、Ⅱ级洁净手术室应每间采用独立净化空调系统,Ⅲ、Ⅳ级洁净手术室可2~3间合用一个系统;新风可采用集中系统;各手术室应设置独立排风系统。
根据医院手术部不同区域的冷热负荷的特点,可以划分成多个净化空调系统,避免同时供热和供冷的现象,从空气处理过程的角度出发避免冷热抵消的现象,从而达到节能的效果。
1.4合理利用二次回风
因为医院洁净空调系统对室内的温湿度均有很高的要求,在制冷工况下,为了使温湿度能够同时满足设计要求,需要设定除湿优先的控制模式。而二次回风系统利用二次回风与冷却除湿后的一次回风混合,使混合温度接近送风状态点温度,可大大减小二次再热量,甚至二次再热为0,从而大大节约二次再热的能耗;此外,由于一次回风量减少,也大大节约了主空气处理机组的制冷量。理论上,通过I级手术室一次回风和二次回风总冷量和再热量的对比,在夏季大约可节约40%左右的运行能耗。
1.5选用智能化控制及节能设备[8]
智能化控制是系统节能运行的重要保证条件,在系统设计阶段应针对节能的要求选择智能化的控制方案及相关的节能设备。值班状态风机转为低频运转,只提供满足正压的风量。采用变频风机来调整系统风量,可以大量节省空调机组的电耗量。
2施工质量的控制
将优化的设计方案实现的关键是在施工中认真贯彻设计意图,保证施工质量以避免因施工缺陷造成的附加能耗。以下两点在施工中尤其要引起重视。
2.1入口管道的安装
入口管道安装的不合理会导致进口阻力很大,降低主机的运行效率。为了保证气流均匀地进入叶轮,风机入口管以平直管段为佳。对于无法回避的变径入口管,应尽量采用角度较小的渐扩管,避免采用阻力损失较大的突扩管和突缩管。
2.2减少漏风率
漏风会使得通风能耗大大浪费,主要体现在以下两方面:管道漏风将导致一部分风量没有送入(排出)房间,导致能量浪费;管道漏风将导致风机与管网匹配的工作点发生偏差,导致风机低效运行。施工过程中要注意采取的主要节能措施包括两方面:一是做好系统密封性的质量控制,二是保温和装饰部分要达到密封要求。
3 运行节能措施
有了节能的设计方案和施工质量的保证,运行节能是实现空调系统节能的最终环节。以下是作者根据运行经验建议采用的节能措施。
3.1 根据手术室的热动态特性设定预冷(预热时间)
按照手术室的恒温要求,考虑到手术室和空调系统的热惯性,应在在手术前提前启动空调系统预冷(预热),待到手术开始时稳定在设定温度。热惯性小的房间温度响应很快,所需开机预冷(预热)的时间较短。因此,测定了手术室的热动态特性,就可以掌握预冷(预热)所需要的时间,从而将空调机组的无效运行时间减少到最低限度。
3.2 根据压差动态制订过滤器维护计划
过滤器的阻力对空调机组的能耗影响很大,及时进行过滤器清洗或更换,既能减少风阻、降低能耗又可以可延长其使用寿命。按照传统的运行管理模式,为保持洁净效果,要定期清洗或更换过滤器。例如,每两周至一个月取下过滤网清洁一次。当压差在设计允许范围之内时,可不必对过滤器进行维护,当压差达到临界点附近时,再对过滤器采取必要的维护措施。
3.3根据室外环境条件设定运行模式
在过渡季节或者室外温湿度适宜的时候,适当加大净化空调系统的新风量,利用新风替代冷源可以缩短制冷机的运行时间,从而达到节能的效果。虽然过渡季加大新风量将增加新风机组的风机电耗及初、中效过滤器的负荷,但总体来讲仍然节约能耗和运行费用,是目前净化空调系统常用的节能措施。根据室外环境条件设定运行模式,不仅需要室内温、湿度,还需要室外温、湿度和可调节风门才能实现。
3.4 采用智能化控制器控制空调系统运行[9]
为了实现上述手术室净化空调系统的节能运行措施,依靠人工操作是不现实的。因此,采用智能化的空调系统控制技术是必然的选择。采用智能化的控制器,不仅可以在过滤器实时压差数据达到临界点时报警,还可以根据压差的变化趋势预报维护过滤器的时间,甚至可以根据压差的数据调整变频风机的转速;采用智能化的控制器,可以根据室外环境条件,自动调整系统的运行模式,例如在过渡季节控制风门执行器加大新风比例,充分利用新风的能量。此外,利用智能化控制器的通信接口,可以实现多机组的远程集中控制,这对于提高大型医院净化空调系统的管理水平有非常重要的意义。
4结语
目前,很多空调节能技术都趋于成熟,并且新技术、新产品也在不断发展之中。在洁净手术部净化空调系统的设计过程中,完全有条件结合工程的实际情况,通过详细的计算和经济性比较,提出节能的设计方案,选用高效节能的通风空调设备;加之在运行中通过智能化的控制器来实现系统的节能运行策略,使大幅度降低净化空调系统的能耗成为可能。
参考文献
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【关键词】医院工程 洁净手术部 净化空调系统 自动化设计
引 言
手术感染一直都是临床治疗中的难点,医院洁净手术部在净化室内空气方面的作用尤为显著,可有效防止各类污染的发生且避免病菌的扩散。这不仅有助于医院创造良好的手术条件,也为病人和医务人员提供的健康的环境。高空气洁净度对于洁净手术室而言是很重点的要求,空气净化处理有助于达到手术室洁净标准的要求。因此,洁净手术室对空调自动控制技术要求远远高于一般的舒适性空调。必须有完善的自动控制系统,才能保证空调系统的正常运行,使洁净手术室可以达到技术指标要求。
1、实例概况
某医院病房大楼洁净工程处在5层手术部及6层重症监护室(ICU)。具体情况为,百级、千级洁净手术室净化空调系统选择一拖一形式,一台洁净空调循环机组供应一间手术室。万级洁净手术室选择一拖三形式,新风集中预处理。4台洁净空调循环机组运用于洁净走廊、污物走廊、辅助用房等。在重症监护室、辅助用房之间建立独立的系统,选择1台洁净空调循环机组,新风自取,空调系统选择一次回风方式。大楼洁净工程设计的中央空调系统为独立运行,选择4台风冷热泵式冷水机组,冷水机组(内置冷冻水泵)集中布置于6层裙房屋面。
2、空调控制系统的监控设计
2.1空调循环机组
2.1.1配置构成:空调循环机组结构中要设计多个功能段,包括:风管、送风、表冷、电加热、电极加湿等,选择的是二管制。机组把冷热盘管分布在正压段,这对冷凝水的排出有促进作用,避免机内积水而造成滋生细菌,防止空调系统出现新的污染。考虑到实现空气净化的效果,对循环机组布置初效、中效2级过滤,同时对静压箱处布置高效过滤器。
2.1.2 DDC监控:采取空调循环机组监控的最终目的是为了创造良好的运行环境,如:温度调节、湿度调节、压差调节、空气处理等。采取的监控方法包括:(1)状态监视方面。主要是检查初效、中效、高效过滤器等元器件的具体状态,也包括风机变频器、过滤器等方面的情况。(2)温度湿度方面。主要是对温度、湿度进行调节,包括:①送风温度自动控制。冬季时对热水阀开度自动调节,维持回风温度的科学性;夏季对冷水阀开度自动调节,维持回风温度的科学性。②回风湿度自动控制。按照湿度标准要求对加湿阀有效调整,确保湿度能达到洁净手术部要求。除湿控制一般包括:自动调节冷水阀开度、冷冻除湿机等。另外,结合温度的要求应该对电加热给予调整,通过加热处理保证湿度满足设定值要求。(3)压差调节。对空调循环机组的新风支管需添加相应的装置,通常都要安装电动双位定风量器,以持续把新风传送到各个循环系统中,确保了新风量及正压的条件。(4)空气洁净度。对空气洁净度的控制主要是设计过滤网,通常是利用3级过滤,即:初效、中效、高效等,保证室内空气满足标准的洁净度。(5)风机控制。风机控制箱需添加手动/自动选择开关,日常运行期间要保持在自动状态。护士站则根据自动控制系统中的远程控制对风机起/停进行操作。(6)联锁控制。电磁调节阀新风风门、风机起动之间的联锁反应。送风机开启之后,开冷水阀和新风风门,调节冷水阀。风机中断之后,新回风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭。通过这样的控制流程来实现空调机组的有效监控。
2.2新风系统
2.2.1配置组成:此次案例工程里提到的手术室新风选择集中预处理方法,一共布置了2台新风机组。新风机组的功能段较多,如:风机、均流、中效、亚高效过滤、表冷、抽湿再热、出风等,也选择二管制。机组把冷热盘管布置在正压段,这对冷凝水的有效排除有促进作用,可避免机内积水造成的滋生细菌,放置空调系统出现二次污染。考虑到这增强系统的净化空气效果,对新风处理机组同样设计了3级过滤,包括:初效、中效、亚高效等级别。另外,机组内配置特定波长的紫外线灯,有助于过滤网及盘管的杀菌处理。
2.2.2DDC监控:新风机组监控涉及到温度调节、湿度调节、空气洁净度处理。新风系统的各类模拟量输入(AI)、输出点(AO)与数字量输入(DI)、输出点(DO)等。
采取新风机组监控能发挥出多方面的作用,但在控制时要严格按照标准操作,具体情况为:(1)状态监视。对初效、中效、亚高效过滤器的具体状况详细检查分析,同时观察风机变频器、故障报警、过滤器堵塞等方面的情况。(2)实现温度、湿度的有效调控。①送风温度。冬季对热水阀开度自动调节,维持送风温度处于标准范围;夏季对冷水阀开度自动调节,维持送风温度在标准范围内。②送风湿度。考虑大医院建筑内无蒸汽,且该区域冬季湿度偏大,手术室空调净化系统冬季加湿选择新风集中加湿后送入各循环机组的方式。要想达到Ⅰ级手术室、ICU的湿度标准,循环机组内要添加相应的电极式加湿器。 (3)空气洁净度控制。利用所分布的3级过滤网,保证空气的洁净度处于标准范围。(4)风机控制。风机控制箱一般设计了手动/自动选择开关,正常情况下都属于自动状态。由护士站利用自动控制系统远程控制对风机起/停进行操控。(5)联锁控制。主要是电磁调节阀、新风风门与风机起动联锁。在送风机起动状态下,开冷水阀和新风风门,调节冷水阀;当风机中断运行后,新回风风门、电动调节阀、电磁阀则会自行关闭。通过新风机组与空调机组之间的相互连接,可以发挥出更好的调节作用,保证空调机组的正常运行。如果院内某一件手术室正在使用,则新风系统便会开启运行;而当手术部关闭后,新风机组才会随之中断工作。
2.3风冷热泵式冷水机组
此次研究的工程中,建立了一套风冷热泵式冷水机组系统,由于该系统是独立运行操控,可以给空调系统输送必要的冷热源。从现有的设计方案看,设计冷水机组的监控集中在以下两种方式:(1)经过RS-232或RS-485/422串口通信,将其和冷水机组构成全部开放式的数据通信。通过净化自控系统的协助运行下,中央站可随意收集冷水机组内部数据,最后得到系统具体的参数指标,从而改善了冷冻系统内部的控制性能,减小了机组故障的发生率。(2)干接点的方式。这种方案是在冷水机组的控制箱内传输干接点信号,且与控制器的I/O点之间相互连接。
风冷热泵、冷水机组的具体情况为:(1)冷负荷需求量。计算这一指标时要参照空调供水、回水温度、供水流量等三方面的具体情况,对建筑空调需要的冷冻负荷量自动计算。(2)冷水机组台数。控制台数是要按照建筑所需冷负荷、差压旁通阀开度等方面的情况自动调整,以保证系统运行后的能耗最小。(3)机组联锁控制。实现空调水蝶阀、起动循环水泵和开热泵机组的开启,以及停热泵机组和关闭循环水泵及空调水蝶阀。(4)空调水压差控制。根据空调供水与回水压差,自动调节旁通调节阀,维持供水压差恒定。(5)水泵保护。当开启水泵之后,水流开关则会对水流的状态进行检测,在发生故障之后则会自行中断系统。(6)机组定时起/停。按照之前安排的工作时间、休息时间,对机组的起/停定时操作。(7)机组参数。主要指的是系统的运行参数,监测系统会完成多个参数的检测,如:温度、压差等,根据参数指标情况判断系统是否存在故障。(8)水箱补水。对进水电磁阀的开起与关闭进行自动控制,让膨胀水箱水位处于标准状态,出现异常情况后可及时报警。
2.4排风机的控制
设计排风系统时都要对结构上添加手动风量调节阀、止回阀。而手术室排风口要添加F8中效过滤器,别的洁净区排风口带F5中效过滤器。排风系统具备的相关功能与操控方法:
(1)风机控制。通常控制风机可借助于两种开关方式,即:手动开关、自动开关。正常工作中的开关位属于自动状态,经过护士站利用自动控制系统远程控制风机的起停。(2)联锁保护。这种保护分布的地方较多,如:洁净手术室、洁净走廊、污物走廊、重症监护室等,都属于机械定风量排风系统。室内排风机中添加了相应的延迟设备,能发挥出瞬间开门、快速调控的效果。 (3)过滤器堵塞报警。通常报警系统动作都是在中效空气过滤网两端压差偏大时,以告知医院人员尽快清理。
3、空调自动控制系统组成
根据现有的空调系统技术看,自动控制系统主要包括集散式控制、分布式现场总线控制等两大方式,集散式控制系统则是运用最广泛的。其主要包括:中央管理站、DDC控制器、传感器、阀门等部分构成,从而实现了多个方面的控制管理效果。
中央控制系统主机分布在手术部的监控室里,DDC控制器则涉及在技术夹层,护士站设置了监控分站。与常规基本配置的空调机组相比,手术部的净化空调机组工艺系统具有自己的特殊性,其在管理方面相对独立写,协调主要服务于手术部内医护人员。因而必须在手术部单独建立一个置监控室,这样才能更好地服务于医务人员对手术部的净化空调自动控制系统,保证更加全面、可靠的净化效果,在遇到异常情况时可对相关参数进行调整。