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手術室凈化空調設計探討

發布者:lwyl 發布時間:2015-12-10

一、概述

近年來隨著經濟的發展,人們的生活水平普遍提高,以從過去的溫飽型向健康型過渡。人們對健康越重視,必定要求加快醫療條件和醫療設施的改善。同時隨著科技的發展,大量的新觀念和新技術被接受和應用,這為改善醫院的醫療環境和醫療設施創造了一個良好的條件,同時,也對醫院的醫療設施提出了更高的要求。尤其是對醫院手術室的設計提出了新的要求。從一百多年前英國醫生李斯特最早認識到懸浮污染物對手術有害作用,到本世紀三十年代,無菌技術的普遍接受,再到現在層流技術的應用,這些均證明術后感染率同空氣的潔凈程度直接有關,因此高效潔凈的手術室空氣處理方法已被提上議事日程。

二、過去

過去國內大多數醫院手術部比較簡陋,基本為非潔凈手術部,主要依靠消毒液進行消毒,易產生交叉污染。在室溫控制方面則采用窗式空調和風機盤管進行調節。而窗式空調自身是一個發塵發菌源,長期使用會使室內塵埃數和細菌濃度增高。普通風機盤管表面及集水盤自身是一個污染源,容易積灰滋生細菌,特別在夏季有污染室內空氣的危險。同時風機盤管的維修及保養均在室內進行,不但會影響手術室的使用率,而且由于管配件多使用時易泄露,并在維修時由于風機盤管的拆裝機內的存水都易污染吊頂產生二次污染,所以用這二種形式的空調都不能用于潔凈手術室。另外普遍存在著低級別的凈化空調系統,這些系統的新風量不足,送風量也不夠,也難以滿足有一定潔凈度要求的手術的進行。
同時在建筑布局上也存在著不合理性,主要表現為清污路線不分。手術后的污物和無菌手術的器械及醫生從同一條走廊進出,這樣很容易產生交叉污染。

基于上述情況,過去國內手術部內很少能形成合理的正壓分布和有序的氣流組織。

三、合理的手術室布局

根據國外手術室的成功范例及《醫院潔凈手術部建筑技術規范GB50333-2002》的要求新建手術區必須嚴格按照三區二通道的原則布局(即手術區,輔助區,其它用房區,潔凈走道和準潔凈走道)術前術后人員及無菌物品從清潔走道通過,術后污物從污物通道通過,這樣清污分離可使手術后的污物及時得到處理,從根本上減少了交叉污染的可能性,同時也使平面布局更趨合理,達到將建筑平面與凈化空調系統有機地結合在一起,使它既滿足凈化技術要求又符合醫院建筑設計和管理的要求。

四、凈化設計

1、凈化控制的目的和要點

凈化設計的目的是通過凈化設計有效地阻止室外污染物侵入室內,降低術后感染率,同時迅速有效地排除室內的污染空氣,防止病菌的擴散。
根據設計目的,在醫院手術室設計中注意以下幾點:
A、用空氣過濾的方法有效去除送入空氣的細菌和塵埃。
B、依靠氣流組織有效地稀釋和排除醫護人員的發塵(菌),使室內,尤其是關鍵部位達到高度無菌程度。
C、控制好手術部內的壓力梯度,保證不同區域間的合理氣流流向和壓力分布,防止外界污染物的侵入。
D、保持合適的溫濕度,降低人體發菌量及室內細菌繁殖。
E、有效排出廢氣和有害氣體,保證室內空氣新鮮和空氣品質。

2、合理的氣流組織

眾所周知手術是直接關系到患者的生命安危,手術的發展很大程度上取決于手術感染控制技術的發展。在歐美等發達國家其手術室均采用全空氣系統。六十年代初采用ASHRAE指南規定,采用全新風系統。每個手術單元換氣次數8-12次。室溫25.6度,相對濕度55%。室內排風匯集到排風總管,利用全熱交換器熱回收后再排出室外。隨著技術的發展,到七十年代室內空氣允許循環使用,換氣次數增加到25次,新風至少為5次,一般都將回風取到最大值。我國于88年10月頒布行業標準JGJ49-88《綜合醫院建筑設計規范》,軍隊于95年頒布《軍隊醫院潔凈手術部建筑技術規范》。根據這二個規范和《醫院潔凈手術部建筑技術規范GB50333-2002》參考國外的有關資料并加以改進,設計了符合國情的凈化系統。

在該系統中,用獨立的新風機組,供應每個手術室的新風,由于上海地區空氣的含塵濃度較高,設置獨立新風機組能經常方便地清洗初效過濾器,以及更換新風機出口端的中效過濾器,從而避免因手術單元中的高效或亞高效過濾器經常更換而造成較大的經濟損失。在手術單元中,頂棚布置高效過濾器,在兩側距地面不超過500mm處布置回風口,這樣能合理地組織室內的氣流,防止室內細菌粒子的積聚,并通過合理的氣流組織迅速加以排出,保證室內的潔凈度。而上送側回的方式使手術臺設置在手術室的中央區域,醫生及有關人員在手術臺的二側,氣流由上部風口送出,經手術臺后再從兩側回,這樣能最大限度地保證手術臺的高度無菌程度。

3、溫濕度及壓力控制

按照《醫院潔凈手術部建筑技術規范GB50333-2002》的要求手術室的溫濕度必須控制在一定的范圍內,因此設計中設定手術室溫度在t=22-25℃;相對濕度35-60%,根據不同大小的房間配置相應的空調機和加濕器。

按照三區二通道的原則布局,手術部的壓力由大到小排列為特殊潔凈手術室、一般潔凈手術室、潔凈走廊、垂直通道及污物廊。潔凈走廊的凈化級別比一般潔凈手術室低或相等,故兩者間存在壓差。污物廊是整個手術部中級別最低的所以手術室對污物廊的壓差大于5Pa.這樣就能保證不同區域間的氣流的合理流向和防止外界污染的侵入。

對于手術室來講,為了維持本身房間的潔凈度,免受鄰室的污染,須保持相對于鄰室較高的空氣壓力,即相對于鄰室維持一個正的靜壓差。而靜壓差的存在起到了在門、窗關閉的情況下,防止室外空氣由縫隙進入潔凈室。另外當門開啟時,應有足夠的氣流向外流動,把人瞬時帶進的污染空氣降低到最低程度。根據《空氣潔凈技術措施》中的規定,要防止縫隙滲透,一般兩相鄰房間應保持5Pa的壓差,而對室外應保持15Pa的壓差。對100級手術室,按《潔凈室施工驗收規范》規定,其正壓必須滿足開門時,距門0.6米處潔凈度不低的要求,即保證在開門瞬時開啟時人所帶進的氣體不深入門口0.6米以外的地方。空氣調節設計手冊中規定,一般潔凈室的工作區在離地0.8-1.5米處。垂直層流手術室流速為0.25-0.3m/s,《醫院潔凈手術部建筑技術規范GB50333-2002》而門高為2.0米左右,則Vo/V=(2.0-0.8)/0.6,V=0.15m/s,即當外界V不大于0.15m/s時是不會影響室內層流的,根據《空氣潔凈技術原理》中提出人在進門時帶進氣流速度為0.2m/s,所以從潔凈室壓出氣流速度為:V1=0.2-V=0.2-0.15=0.05m/s。假設手術室門寬1.5米,則門的面積為:A=2*1.5=3.0平方米所以風量Q=A*V=3.0*0.05=0.15立方米/秒即540立方米/小時。因此當手術室內的正壓風量大于540立方米/小時就能滿足層流的要求。

在系統正常運行時,可在系統中設置排風系統排除多余氣體,使手術室的正壓值始終在一合理的數值上。

另外還應注意設置一間或幾間能把手術室室內正壓變成負壓的潔凈手術室,以防止傳染病患者把病菌通過空調系統傳染給他人。

4、高效過濾器的設置

在凈化工程中,過濾器一直起著很大的作用,手術單元的凈化級別和過濾器的過濾效率直接相連,對于只有普通凈化級別要求的手術單元一般配置亞高效過濾器。而對特殊凈化手術室相應的在末端配置高效過濾器。末端空氣過濾器的DOP效率不低于99.97%。為了提高末端過濾器的使用壽命凈化空調循環機組應采用三級過濾的形式。

5、節能措施

為了提高能源利用率,在系統設計中注意節能技術的應用,由于整個手術部中存在只有部分手術室使用的情況,故對獨立設置的新風機和排風機進行連動控制,即新風機(變頻)隨著手術室使用數量的增加而自動增加,直至滿負荷。排風機也相應地開啟,(排風機也采用變頻機)這樣就可根據風量的不同而采用不同轉速,從而達到節電的目的。

如果整個手術室系統中手術單元比較多,在晚間使用低峰時應有幾間可以單獨使用帶獨立冷熱源的手術室,這樣整個冷凍系統不開啟,而只開啟帶獨立冷熱源的手術室,以達到節能的目的。

在熱回收方面,可采用顯熱回收的方法回收排風系統中的廢能量,用以預冷預熱新風,從而減小新風機的能量消耗,達到節能的目的。也有采用卡薩巴全熱回收裝置對新排風進行處理的,該裝置集能量回收和殺菌消毒于一體,通過化學溶液噴淋來實現能量的轉換和消毒的作用。從而實現預冷和預熱新風的目的。

6、自控系統

由于手術室設計的特殊性,決定了自動控制在手術室中的重要地位,而手術室的溫濕度是致關重要的,這就要求根據室內回風參數對冷(熱)水供水量、送回風比和蒸汽加濕量進行調節。另外,根據手術室室內壓力的要求,調節新排風比率,保持室內正壓,達到正壓要求。

設置故障報警信號對過濾器堵塞進行報警。

五、設計實例

在上海某三級甲等醫院手術室設計中,根據設計要點進行凈化設計。該醫院手術部共有四個樓面,每層約1000平方米,五層為手術室準備層,六、七層為一般潔凈手術室,八層為特殊要求手術室,布局上每層按污物廊回收型設置雙通道,醫生及術前和術后人員從中間清潔走道通過,手術后的污物從外側的污物廊快速運出。手術器械則由五層消毒室通過。消毒室內的專用電梯直接送至各層無菌儲藏室。醫生在五層消毒后從專用的五層至八層的樓梯或電梯進入各層。專用垂直樓梯在頂層設置排風。使垂直樓梯對潔凈走廊保持相對負壓。專用電梯前室設置正壓送風口,使前室對潔凈走廊也保持一定的壓差。

六、七層的潔凈手術室根據面積大小不同分別選用不同風量的凈化空調機組,空調機組用二級過濾,同時在手術室內設置亞高效過濾器,回風從二側回,新風經三級過濾并經亞高效過濾后吹出。每間手術室在靠近氣體吊塔處設置單獨排風口,并連接到排風總管排出室外。八層則由高效過濾器代替末端的亞高效過濾器,其余設計同六、七層。

總之,在設計中要認真對待出現的不同情況并加以分析,使設計更合理更符合國家規范,也能更好地滿足業主的要求。

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