文/潘學(xué)剛 全國工商聯(lián)五金機電商會專家
寫在前面
帶動力裝置的送風(fēng)天花把溫度調(diào)節(jié)、氣流組織、在線監(jiān)測、自動控制集中于一起，對滿足規(guī)范規(guī)定的與“風(fēng)”有關(guān)的6個指標提供保證，避免了現(xiàn)場組裝的不確定性，為手術(shù)提供了一個安全可靠的潔凈環(huán)境。手術(shù)室送風(fēng)天花對局部手術(shù)區(qū)域控制的重要性和安全性高于整個凈化空調(diào)系統(tǒng)的所有設(shè)備，故送風(fēng)天花做為手術(shù)室的核心設(shè)備，稱之為“生命之源”也就不為過。
在《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2013中對送風(fēng)天花的描述是“非誘導(dǎo)型送風(fēng)裝置-特指設(shè)置在潔凈手術(shù)室內(nèi)引導(dǎo)送風(fēng)氣流從集中布置在頂棚（天花）上的風(fēng)口向下流動且很少誘導(dǎo)室內(nèi)空氣的氣流分布裝置，通常出口風(fēng)速低，截面風(fēng)速均勻。俗稱送風(fēng)頂棚或送風(fēng)天花。”
同時在《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2013中“8.2.1 I級~III級潔凈手術(shù)室內(nèi)集中布置于手術(shù)臺上方的非誘導(dǎo)型送風(fēng)裝置，應(yīng)使包闊手術(shù)臺的一定區(qū)域即手術(shù)區(qū)處于潔凈氣流形成的主流區(qū)內(nèi)。送風(fēng)裝置送風(fēng)面積不應(yīng)低于表8.2.1列出的數(shù)值。當眼科手術(shù)室超過30㎡，其他手術(shù)室凈面積超過50㎡，且需要增大上述送風(fēng)面積時，出風(fēng)面積增大的比例不應(yīng)超過手術(shù)室凈面積增大的比例。”后面對滿布比、過濾器的安裝方式、結(jié)構(gòu)等方面做了詳細的規(guī)定。
壹
送風(fēng)天花的重要性
送風(fēng)天花位于手術(shù)臺的正上方，是保證潔凈度和氣流組織的核心裝置，是為手術(shù)患者提供安全環(huán)境的最后一道屏障，也是避免術(shù)后感染的重要因素之一。
一間合格潔凈手術(shù)室需要“溫度、濕度、潔凈度、風(fēng)速、壓差、噪音、照度、菌落數(shù)”這幾項指標同時國家規(guī)范要求。以上這八大指標其中有六項直接或間接和送風(fēng)有很大關(guān)系，所有的送風(fēng)最終都需要經(jīng)過送風(fēng)天花送到潔凈手術(shù)間里面。
所以說手術(shù)室送風(fēng)天花性能是利用了空氣潔凈技術(shù)領(lǐng)域中低速單向流氣流（或稱“低紊流度的置換流”）和局部凈化技術(shù)。由于局部凈化裝置常常處于無菌程度較低的環(huán)境中，在送風(fēng)過程中無菌區(qū)域送風(fēng)氣流會和周邊空氣進行能量交換，從而內(nèi)部無菌區(qū)域容易收到周圍環(huán)境的影響。
邊界的送風(fēng)氣流速度也會隨著距離發(fā)生逐步衰減，其衰減量大于全空間的單向流。想要位置重點控制區(qū)域的流速和受控面積，相對于全空間的單向流需要較大的出口面風(fēng)速。
同時，送風(fēng)溫度的不同，對送風(fēng)的氣流場的變化也有一定的影響。當送風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度時，氣流做下沉運動，溫度越低，同室內(nèi)的溫差越大，下沉的越快。
所以隨著送風(fēng)量的增大，出口風(fēng)速變大，溫差減小，即送風(fēng)氣流的空氣動力增強，而空氣相互能量交換就變小，那么由溫差引起的周邊空氣減少，這樣中心無菌區(qū)域抗干擾的能力就增強，控制的效果就更加明顯，控制區(qū)域就更加穩(wěn)定。
反之，如果送風(fēng)溫差太大，控制區(qū)域的區(qū)域就會縮小。一般建議送風(fēng)溫差控制在2~3℃效果時最理想的。這樣可以避免產(chǎn)生由于局部風(fēng)速過大，避免出現(xiàn)射流誘導(dǎo)，把室內(nèi)懸浮菌引導(dǎo)到送風(fēng)天花的上風(fēng)側(cè)，導(dǎo)致污染空氣區(qū)域。
所以送風(fēng)天花承擔著手術(shù)間的潔凈度、氣流組織、溫差的變化、風(fēng)速這幾個參數(shù)的相互影響，從而保證控制區(qū)域的潔凈度和風(fēng)速的要求。
貳
送風(fēng)天花應(yīng)具備的那些保障措施及功能
常規(guī)送風(fēng)天花包括靜壓箱箱體、高效過濾器及支架、均流孔板這三個部件。而現(xiàn)在的手術(shù)室不具備在線檢測的功能，所有的溫濕度和風(fēng)速的傳感器也只是安裝在管道上，只能檢測回風(fēng)的溫濕度和經(jīng)過管道的總風(fēng)量，不能實時地反應(yīng)送風(fēng)天花的運行狀況，也不能實時檢測經(jīng)過送風(fēng)天花的氣流組織。
01送風(fēng)天花增加溫濕度傳感器
在送風(fēng)天花上安裝溫濕度的傳感器，實時檢測送風(fēng)的溫濕度，可以和回風(fēng)的溫濕度進行對比，通過數(shù)據(jù)對比，反饋給凈化空調(diào)機組的控制系統(tǒng)，空調(diào)機組的控制系統(tǒng)通過所有傳感器的采集點進行運算，很精準、快速地控制空調(diào)機組，從而保證手術(shù)室恒溫恒濕。通過是也可以通過所有數(shù)據(jù)的波動，來及時反映整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
02送風(fēng)天花增加風(fēng)速傳感器
在送風(fēng)天花上安裝多個風(fēng)速傳感器，可以對送風(fēng)天花的送風(fēng)的均勻度和室內(nèi)的實際送風(fēng)量進行實時的在線監(jiān)測，從而有效的保證手術(shù)臺區(qū)域要求的風(fēng)速和受控區(qū)域。
03送風(fēng)天花增加發(fā)煙裝置
送風(fēng)天花配置發(fā)煙裝置，可以很直觀地監(jiān)測送風(fēng)天花的氣流組織，交付使用前可以檢測送風(fēng)天花氣流組織是否穩(wěn)定，也可以過程中對使用過程中的氣流組織的狀態(tài)，為檢測系統(tǒng)是否穩(wěn)定，提供依據(jù)和預(yù)警。
叁
送風(fēng)天花同凈化空調(diào)設(shè)備進行融合
潔凈手術(shù)室按照《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2013的規(guī)定，每個級別的手術(shù)室都有一定的換氣次數(shù)或斷面風(fēng)速的要求，所以潔凈手術(shù)部是一個恒定風(fēng)量的一個空間，從手術(shù)室的負荷上進行及逆行分析，固定設(shè)備儀器，人員、照明燈因素的考慮所產(chǎn)生的冷熱負荷均是恒定不變的，這些因素占總冷熱負荷的20%左右，其余的主要負荷來源與室外的新風(fēng)負荷。
現(xiàn)在常規(guī)的空調(diào)配置方案基本采用“溫濕度獨立控制”的配置方式，新風(fēng)機組配置了深度除濕設(shè)備，新風(fēng)機組不但承擔了所有的新風(fēng)負荷，同時還承擔了整個系統(tǒng)的濕負荷，這樣就大大減輕了循環(huán)機組的負擔，循環(huán)機組只需要承擔室內(nèi)的顯熱負荷就可以，整個循環(huán)機組的通風(fēng)都處在干工況的狀態(tài)下運行。
既然循環(huán)機組的負擔大大減輕，手術(shù)間的顯熱負荷對應(yīng)的風(fēng)量就不需要循環(huán)機組的全部風(fēng)量來處理，根據(jù)現(xiàn)有的負荷反推出對應(yīng)的風(fēng)量只有原有總風(fēng)量的40%左右，也就是說40%的風(fēng)量用來進行冷熱處理就能滿足室內(nèi)的需求，60%的風(fēng)量只需要進行循環(huán)過濾用來滿足室內(nèi)的換氣次數(shù)的需求就可以。這樣可以把40%的風(fēng)量暫且稱之為“空調(diào)風(fēng)”，60%的風(fēng)量暫且稱之為“凈化風(fēng)”。
我們可以假設(shè)一種方式，把現(xiàn)在的循環(huán)機組按照風(fēng)的功能不同來進行分組，一臺循環(huán)機組就可以分成一臺“空調(diào)風(fēng)”的循環(huán)機組和多臺的“凈化風(fēng)”的循環(huán)機組組成。這樣“空調(diào)風(fēng)”的循環(huán)機組的尺寸會變小，這樣對安裝就很方便，可以做成標準機型，打破現(xiàn)在的凈化空調(diào)必須是定制的壁壘，對手術(shù)室的安裝會大大縮短安裝周期和投資成本。
“凈化風(fēng)”的循環(huán)機組只需要提供動力來保證風(fēng)的循環(huán)，不在需要做任何的處理。那送風(fēng)天花的作用也只是保證空氣的風(fēng)速和氣流組織，如果把送風(fēng)天花配上動力設(shè)備，這樣“凈化風(fēng)”就和送風(fēng)天花融合在了一起，如下圖1。
▲ 圖1 帶動力裝置的送風(fēng)天花示意圖
▲ 圖2 帶動力裝置的送風(fēng)天花布置圖
根據(jù)圖1和圖2的表示，“凈化風(fēng)”和送風(fēng)天花融合在一起，這樣循環(huán)風(fēng)的路由變得非常短，從室內(nèi)吸走后，和被處理過的“空調(diào)風(fēng)”混合后，直接送入到送風(fēng)天花內(nèi)，經(jīng)過過濾后直接送到室內(nèi)。整個系統(tǒng)運行能耗較低，動力設(shè)備的能耗也降低，帶動力的送風(fēng)天花可以做成標準的產(chǎn)品，穩(wěn)定性高，性能也非常穩(wěn)定。
▲ 圖3 帶動力裝置的送風(fēng)天花的空調(diào)系統(tǒng)圖
如圖3所示，把“空調(diào)風(fēng)”和“凈化風(fēng)”按照各自的功能進行分類，給自承擔給各自的功能，整個系統(tǒng)簡單，設(shè)備尺寸大大變小，安裝更加方便，產(chǎn)品的標準化程度更高，控制更加簡單，可靠性更高，對設(shè)備安裝所需要的空間同時也變小。
帶動力裝置的送風(fēng)天花同時可以整合設(shè)備和自動控制的同時，還可以整合溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、壓力傳感器等在線監(jiān)測設(shè)備，影響手術(shù)室的核心功能的送風(fēng)天花具備了溫度調(diào)節(jié)、在線監(jiān)測、自動控制的標準化智能產(chǎn)品，穩(wěn)定性更高，安全性更高。
肆
結(jié)束語
隨著現(xiàn)在社會工業(yè)化程度的飛速發(fā)展和醫(yī)療水平不斷更新，國家對模塊化、標準化產(chǎn)品的大力支持，現(xiàn)有手術(shù)室多個產(chǎn)品現(xiàn)場組裝的情況必然會被高度集成的標準化工業(yè)智能產(chǎn)品所取代。
在手術(shù)室里做手術(shù)是一個高風(fēng)險的事情，對手術(shù)室的環(huán)境要求也是非常高的，整個環(huán)境的參數(shù)應(yīng)該是實時在線監(jiān)測的，才能保證手術(shù)的安全。這就對手術(shù)室內(nèi)所有的產(chǎn)品的穩(wěn)定性和智能程度要求非常嚴格。
帶動力裝置的送風(fēng)天花把溫度調(diào)節(jié)、氣流組織、在線監(jiān)測、自動控制集中于一起，對滿足規(guī)范規(guī)定的與“風(fēng)”有關(guān)的6個指標提供保證，避免了現(xiàn)場組裝的不確定性，為手術(shù)提供了一個安全可靠的潔凈環(huán)境。手術(shù)室送風(fēng)天花對局部手術(shù)區(qū)域控制的重要性和安全性高于整個凈化空調(diào)系統(tǒng)的所有設(shè)備，故送風(fēng)天花做為手術(shù)室的核心設(shè)備，稱之為“生命之源”也就不為過。
參考文獻
Reference Documents
[1]
中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范GB50333-2013.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013
[2]
沈晉明.手術(shù)室送風(fēng)天花的重要性和安全性.上海
作者簡介
About the Author
潘學(xué)剛
從事醫(yī)療凈化行業(yè)近20年，設(shè)計醫(yī)院凈化工程200多項，具有豐富設(shè)計經(jīng)驗和施工經(jīng)驗，公司凈化專業(yè)帶頭人，在國內(nèi)期刊發(fā)表多篇論文。
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