正負壓轉換手術室淨化空調係統設計探討（附實例）

一、工程建設現狀
國內已（yǐ）建（jiàn）正負（fù）壓轉換手術室（shì）多為Ⅲ級潔淨手術室，設置一套獨立的淨化空調係統，下圖為此類手術室淨化空（kōng）調係統（tǒng）的流程圖（tú）。

從（cóng）上圖可以看出，正負壓轉換手術室的氣流組織為上送下回、頂部排風。手術（shù）室內空氣經回風口（內設粗效或中效過濾器）流向循環機組，回風與新風混合，進入循環風（fēng）機箱，淨化處理（lǐ）後送入手術室；手（shǒu）術室（shì）內另一部分空（kōng）氣經室內排風口，由排風機箱(內設中效過濾器)過濾處理後排至室外。手術室設（shè）置一（yī）個（gè）排風口，配有（yǒu）兩（liǎng）個排風機，一（yī）個正壓工況運行（低排風量），一（yī）個負壓工況（kuàng）運（yùn）行（高排風量），通過兩個排（pái）風（fēng）機的轉換實現手術室的正（zhèng）壓或負壓狀態。
由於此類手術（shù）室淨化空調係統使用回風，且室內（nèi）回風口和排風機箱（xiāng）內設置的是中（zhōng）效過濾器，僅適用於（yú）為普通患者進行手術，可通過空氣傳播感染的（de）患者在此（cǐ）類手術室內進行手（shǒu）術時，病原微生物傳播、交叉感染風險較大。一方麵是（shì）因為室內空氣中懸浮的病（bìng）原微生物可能通過排風（fēng）排至周圍環（huán）境（jìng），另一方麵病原微生物也可能（néng）隨著回風進入空氣處理機組，在表冷器處隨冷凝水流出，引起（qǐ）汙染物外泄。
二、工程設計（jì）探討
1、淨化空調係統設計
負壓狀態下室內含有可通過空氣（qì）傳播的（de）病原微生物，為（wéi）防止（zhǐ）汙染物擴散傳播，正負壓轉換手術室應設置一（yī）套獨立（lì）的淨（jìng）化空調係統（tǒng），避免與其它區域共用空調係統而引起交叉感染（rǎn）。
文獻對隔離病房回風高效（xiào）過濾器的濾菌效率進行了實驗研究，結果如下表所示。從表中可以看出B類高效（xiào）過濾器的平均濾（lǜ）菌效率達（dá）到99.99997%，C類高效過濾器（qì）的平均濾菌效率達到99.999997%。國產高效過濾器濾菌效率：見（jiàn）下表：

負壓手術室在（zài）生物安全要求上並不比負壓隔離病房、生物（wù）安全實（shí）驗（yàn）室嚴格，可采用（yòng）循環風（fēng），但應在其頂棚排風口入口處及室內回風口入口處設高效過濾器。正負（fù）壓轉換手（shǒu）術室可以考慮在對烈性傳染病患者進行手術時采用全新（xīn）風工況運行（háng）的餘地，全新風淨化空調係統能耗（hào）較大，運行成本（běn）高，應考慮最大限度的（de）節約能源；在對一般傳染病患者，尤其是非呼吸道（dào）傳播的傳染病（bìng）患者進（jìn）行手術（shù）時（shí），應采用帶部分回風（fēng）的負壓工況運行；在對非傳染病患者即普通患者進行手術時，應（yīng）采用帶部分自循環回風的正壓工況運行。
由於正（zhèng）負壓轉換手（shǒu）術室是正（zhèng）壓手術室與負壓手術室的集成，所以在考慮其淨化空調係統時，應綜合考慮（lǜ）正壓、負壓兩種工況。負壓狀態下為保護室外周圍環境（jìng），避免汙染物外（wài）泄引起院內外感（gǎn）染，應在室（shì）內排風入口（kǒu）處設高效過（guò）濾器（qì）；另外，為避免因室內空氣（qì）循環引起汙染物濃度升高，應在室內回風（fēng）入口處設高效（xiào）過（guò）濾器。由於（yú）高效過（guò）濾器阻力較大，當在室內（nèi）回風入口處設高效過濾器時，會加（jiā）大風係統阻力，為保持室內送風量不變，淨化空調係統的風機（jī）能耗增大。
正負壓轉換手術室僅在（zài）傳（chuán）染病流行期間或對有空氣傳播感染可能的（de）患者進行手術時才需負壓運行，更多（duō）時間（jiān）是處於正壓運（yùn）行狀態。正壓運行狀態（tài）時，室內並無傳染（rǎn）性病原微生（shēng）物。為降低能耗，無需在室內排風、回風入口處（chù）設置高效過濾器。由於（yú）正負壓手術時設置一（yī）套淨化空調係統（tǒng），共用一套排風口、回風口，在（zài）正負壓（yā）狀態切換時不可能（néng）人為去拆除、安（ān）裝回風和排風入口處的高效過濾器，故應考慮將回風口（kǒu）分（fèn）為兩部分（fèn），一部分不裝高效過濾器，在（zài）正壓狀態（tài）下使用，此（cǐ）時（shí）室內（nèi）下側排風口（不是頂棚上排廢氣的排風口）關閉；另一部分回風口加裝高效過濾器，在負壓狀態下使用。
綜上所述，正（zhèng）負壓轉換手術室淨化空調係統的設計原則為：
（1）正負壓轉換手術室必須采用一套獨（dú）立的淨化空調係統，避免與其（qí）它區域共用空調係（xì）統而引起交叉（chā）汙染；
（2）正負壓轉（zhuǎn）換手術室的淨化（huà）空調係統應能在正壓（yā）手術室（shì）與負壓手術室之間自由轉換，兩（liǎng）種運（yùn）行工況下均應滿足汙染控製要求，即正壓工況運行時保護手術室內環境不受周圍環境（jìng）的汙染（rǎn），負壓工（gōng）況運行時保護手術（shù）室外環境，避免傳染性氣溶膠外泄；
（3）新風口與排風口之間要有（yǒu）一定的距（jù）離，嚴防排（pái）風口空氣泄（xiè）漏導致新風口的空氣汙染；
（4）回風應選用下（xià）回風方式，對（duì）烈性傳染病患者進行手（shǒu）術室時也（yě）可以考慮轉換到全排風、全新風工況運行；
（5）排（pái）風口應遠離人群和（hé）通風窗口，排風入口需（xū）安裝高效過濾器，並且采用零泄漏動態氣流密封（fēng）的排風（fēng）裝置或可以掃描檢漏的風口，確保環境不受汙染；
（6）應在部分回風口上加裝高效過濾器，另一（yī）部分未設高效過濾器的回風口供正壓狀態使用，與這（zhè）兩部分回風口相連的回風支（zhī）管上均設密閉閥，可在正負壓狀態下進（jìn）行（háng）相應（yīng）切（qiē）換控製。
上（shàng）圖為符合上述設（shè）計原則要求的某醫院正負壓轉換手術室淨化空（kōng）調係統原理圖。需要指出的（de）是，上圖為（wéi）淨（jìng）化空調係統原理圖，加裝高（gāo）效過（guò）濾器、未裝高效過濾器的回風口分別布置在平行於手術（shù）床布置方向的兩麵側牆上，實際工（gōng）程中Ⅲ級手術室一般設四個側下回風口，布置在平行於手（shǒu）術床（chuáng）布置方向（xiàng）的兩麵（miàn）側牆上，每麵牆各兩個回風口。正負壓轉（zhuǎn）換（huàn）手術室在回風口的劃分上（即加（jiā）裝高效過濾器還是中效過濾器）應考慮（lǜ）氣流組織情況，建議在平行於手術床布置方向的（de）每（měi）麵側牆上各（gè）設一個加裝高效過濾器（qì）的（de）回風口和一（yī）個未安裝高效（xiào）過濾器的回風口。

正負壓轉（zhuǎn）換手術室淨化空調係（xì）統工作原理如（rú）下：
（1）正壓狀態下（xià），淨化空（kōng）調係統為一次回風運行工況，密閉閥M1,M5關閉，M2，M3，M4打開，排風機P2不運行，排風機P1運行，新風管上的（de）風量調節閥（fá）T2為低風量狀態，回風總管上的風量（liàng）調節閥T3為高風量狀態。
（2）負壓狀態下，對普通傳染病患者進行手術時，淨化空調係統為一次回（huí）風運行工況，密閉閥M5關閉，M1，M2，M3，M4打開，排風機P1，P2均運行（háng），新風管上的風量調節閥T2為中風（fēng）量狀態，回風總管上（shàng）的風量調節閥T3為低風量狀態，排（pái）風總管上的風量（liàng）調節閥（fá）T1為低風（fēng）量狀（zhuàng）態（tài）。
（3）負壓（yā）狀態下，對烈性傳染病患者進行手術時，淨化空調係統如設為全新風運行工況，密閉閥M1, M2, M5打開,M3，M4關閉，排（pái）風機P1,P2均運行，排風總管上的風量調節閥T1為高風量狀態，新風管上的風量調節閥（fá）T2為高風量狀（zhuàng）態。
（4）係統停止（zhǐ）運行時，新風管上的密閉閥M2關（guān）閉。
2、負壓手（shǒu）術室回排風（fēng）無害化處理（lǐ）
《傳染病醫院建築施工及驗收（shōu）規範》GB 50686-2011對負壓隔離病房的排（pái）風高效（xiào）過（guò）濾處理進行了規定，指（zhǐ）出：排風高效過濾器的效（xiào）率不宜低於B類，排風高效過濾器的安裝應具備現場檢漏的條件；否則，應采用（yòng）經預先檢漏的專用（yòng）排風高效過濾器裝置。排風口應高出屋麵不小於2m，排風口處應安裝防（fáng）護（hù）網和防雨罩。正負壓轉換手術室的排風過濾處理可參照執行。
國產高效過濾器濾菌效率表格是在過濾器及其邊（biān）框無泄漏的基礎上得出的，過濾器可以現場掃描檢漏，確定無漏時再安裝，但無法對邊框（kuàng）進行檢（jiǎn）漏。現有一種動態密封負壓高效無（wú）泄漏排（回）風裝置，廣泛應用於傳染病醫院（yuàn）負（fù）壓隔離病房建設中。該高效過濾器和外殼之間形成正壓腔（qiāng），將空氣從送風管引入正壓腔，隻要腔內有1Pa的正（zhèng）壓，縫隙很大也不會造成室內空氣泄漏，但《潔淨室施工及驗收規範》GB 50591-2010規定驗收時應（yīng）達到10Pa的正（zhèng）壓。
3、空調自控係（xì）統
正負壓（yā）轉換手術室存在多種運行（háng）工況，通過風（fēng）機變頻與電動密閉閥的聯合作用，可實現（xiàn）不（bú）同工況的自由轉換。正負壓（yā）轉換手術室（shì）的負壓控製是該類手術（shù）室安全的核（hé）心，有序的壓力梯度（dù）、合理的壓差值是（shì）汙染不致擴散的前提。為了保證正負壓轉換手（shǒu）術室的負壓和壓力梯度，一般要對手術室的送排風係（xì）統進行變風量控製，這種變風量運行的控製策（cè）略（luè）也可實（shí）現（xiàn）節能，降低運行費用。
下圖為正負壓轉換手術室的空調自控係統原（yuán）理圖，控製策略如（rú）下：
（1）正負壓轉換手術室的淨化空調機組采用（yòng）四管製，冷熱源均可全年供給。其中冷源為7℃/12℃冷水，熱源為電加熱器（非供暖期（qī））或60℃/50℃熱水（供暖期）。根據係統熱濕負荷變化（huà）進行全年運行工況連續調節，不同控製策略（luè）自動轉換，同時預留人工控製手段，可進（jìn）行人工轉（zhuǎn）換。
（2）正壓工況運行時，排風機P2不運（yùn）行，排風機P1運行，根據手術室內壓力傳感器的信號調節新風管的（de）變風量閥，對室內（nèi）靜壓差進行控製，同時（shí）確保手術室內新風量滿足要求。
（3）負壓工況運行時，排風機（jī）P1，P2均運（yùn）行，根據手術室內壓力傳感器的信號調節排機P2所連接的排風管的變風量閥，對室內靜壓差進行控製（zhì）；根據設置在排風機P2的排風主管的壓力傳感器的信號調節排風機變頻器（qì），以適應排風（fēng）高（gāo）效過濾器阻力的變化。全新風工況運行時，關閉（bì）回（huí）風主（zhǔ）管的密（mì）閉閥。
（4）正負壓轉換手術室淨化空調係統（tǒng）的（de）排（pái）風機與（yǔ）送風機聯鎖（suǒ），負壓工況運行時（shí），排風機先於送風機開啟，後於送風機關閉；正（zhèng）壓工（gōng）況運行時聯鎖順序與負（fù）壓工況相反。
（5）對淨化空調係統的各級空氣過濾器（qì）設置壓差（chà）報警，送風高效過濾器、排風高效過濾器可各取一（yī）個過濾器作為代表，設（shè）置壓差報警。
（6）空調係統的電加熱（rè）器應與送風機連（lián）鎖，並設（shè）無（wú）風斷電、超溫斷電保（bǎo）護裝置，並具備超溫（wēn）報（bào）警功能。