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1、濕度控製的重要性
不合適的空調在夏季製冷工況下常常會濕度超標。我國東南地區，空調室內的高濕度往往發生在非設計工況，這是由於非設計工況時室內的顯熱負荷降（jiàng）低，而潛（qián）熱負荷變化不大，導致室內的熱濕比減（jiǎn）少，如果空調係統僅根據室內顯熱負荷來降低製冷量，就會降低係統的除濕能力。研究表明，在夏季係（xì）統滿負荷運行時，室內相對濕度很（hěn）少會超過70%，而在過渡（dù）季節，當係（xì）統部（bù）分負荷運行時，在某些月份室內相對濕度超過70%的時間高達80%，靠單純（chún）的溫（wēn）度優先控製無（wú）法保證將室內相對濕度保持在60%的上（shàng）限值以下。
有無菌要求的空間，其控製室內的相對濕度的（de）意（yì）義在於能將細菌（jun1）和病毒在空氣中存活（huó）的時間控製在一個較短的範圍內。而（ér）在空調（diào）環境範圍內（nèi）的溫度變化對微生物（wù）生存能力（lì）和毒性的影（yǐng）響不是很明顯。相對濕（shī）度對大多數微生（shēng）物而言是（shì）一個重要的影響因素。將（jiāng）相對濕度控製在30%～60%之間就能夠將大多數細菌和病毒的活力期控（kòng）製在最小的時間範圍內。對室內來說，相對濕度控製在50%左右是各種微生物生長的最不利環境。
2、手術部的空調係統模（mó）式
《規範》針對潔淨（jìng）手術室（shì）環境控製的特點提出了具體的空調係統模式。通常認為傳統空調係統模式存在如下問題：
傳統的空調對顯熱負荷和潛熱負荷處理是耦（ǒu）合（hé）的，冷凍（dòng）水不得不為了滿足濕度處理要求而降低水溫或加大水量。又（yòu）因常常采（cǎi）用一（yī）次（cì）回風（fēng）係統，溫濕度變化範（fàn）圍很大的新風與室內瞬時變化的負荷易造成室內狀態控製不穩定，尤其是（shì）新風比很大的場合。另外，當回風（fēng）中微生（shēng）物遇到高溫高濕的新（xīn）風也易（yì）繁殖滋生，運行實踐也證明對微生（shēng）物（wù）控製不利。
傳統淨化空調保障衛生（shēng）的（de）新風量與保證正壓控製（zhì）的補風量是耦合的。有（yǒu）時為（wéi）了滿足正壓風量而加（jiā）大了新風量，或者為了（le）滿足新風量保（bǎo）證正壓差風量而加大了排風量。由於係統（tǒng）送（sòng）風通路上與回風通路上空氣過濾器（qì）級數不同，積（jī）塵速度不一，引起送、回風量的變化，造成區域內有序壓力梯度失（shī）調。
傳統淨化空調係統對淨化所需風（fēng）量與熱濕處理風量是耦合的。潔淨度級別（bié）越高的係統兩（liǎng）者風量相差越大，為了滿足淨化所需風量不得不減少了送風（fēng）溫差，或者說不同潔淨度級別（bié）房間送風（fēng）狀（zhuàng）態點不同。醫院空調係統多（duō）以（yǐ）功能區域劃分，因此區域內不同潔淨度級別的房間難以組合在（zài）一個係統。另外，龐大（dà）的（de）空調箱與碩大的風管也難以適用醫用（yòng）場所。
為了解決以上這（zhè）些常見的耦合問題，更有效（xiào）的控製手術環境，《規範》特別規定：手術部新風宜集中處（chù）理（lǐ），Ⅰ級、Ⅱ級潔淨手術室采用獨立設置的淨化空調機組；Ⅲ級（jí）、Ⅳ級潔淨手術室（shì）允許（xǔ）2～3間合用一個係統。手術（shù）部中的潔淨手（shǒu）術室與輔助用房分開設（shè）置。
依據《規範》以上思路，手術（shù）部空調係統模式由集中（zhōng）新風處理機組與手術室循環機組組成。由於新風集中處理，取消了一次回風，加強二（èr）次（或旁通）回風。但是如何確（què）定新風集中處（chù）理的終狀態點以及如何（hé）確定循環（huán）機組（zǔ）運行方式有不同觀點與不同的技術措施。
《規（guī）範》強調手術室合適的溫濕度控製，提出濕（shī）度優（yōu）先控製理念。高濕度誘發生物性汙染，將相對濕度控製在50%左右（yòu）就是（shì）將微生物控製在最不利環境，或者說實現無菌環境的關鍵之一就是濕（shī）度控製。這樣就可將手術室微生物（wù）控製簡化為濕度控製的概念。提出了“餘濕是（shì）汙染物"的理念，受（shòu）到“新風任務就是（shì）消除汙染"的傳統思路啟發，手術室室內狀態可以由通風與空調兩個係統實現。這樣的新（xīn）風處理不再是將（jiāng）新風處理到（dào）不會幹擾室內的狀態，即室內焓值點（diǎn）。而要（yào）求新風處理到更低的焓值，消除室內餘濕（shī）。由於新風集中處理（lǐ）後應輸（shū）入到（dào）整個手術部的各（gè）個手術（shù）室循環機組，因此要求新風處理終（zhōng）狀態對整個手（shǒu）術部各個手術室是（shì）一個公共點，並且是穩定的。這種將新風處理到公共（gòng）點的做法在實際（jì）工程中已（yǐ）有應（yīng）用，比如對（duì）舒適性空調，由於各室（shì）內（nèi）狀態是類（lèi）同的（de），所以獨立新風常處理（lǐ）到室內狀態的焓值點，由（yóu）循環機組（zǔ）承擔室內熱濕負荷，這是最典型的係統處理模式；又如對於工（gōng）業（yè）車間，因其室內發濕量占發熱（rè）量的比例很小，或者說熱濕比線基本上是（shì）垂直的，新風常集中（zhōng）處理到室內狀態的露點，室內循環機組隻（zhī）處理顯熱負荷，特別對（duì）潔淨廠房這是典型的控製模式。可見以上是新（xīn）風zui常用的兩個處理終狀態點：室內狀態的焓（hán）值點和室（shì）內狀態的露點。
需要注意的是（shì），對（duì）於手術室（shì）來說，由（yóu）於室內人員較多（duō），熱濕比較小，沒有必要（yào）推廣幹盤（pán）管或無凝水（shuǐ）空調。空氣途徑（jìng）傳染的（de）隔離病房是一個特例，因為隔離（lí）病房（fáng）前後有汙染走廊（láng）與清潔走廊，沒有外窗，沒有瞬變負荷，或（huò）者說各室熱濕負（fù）荷穩定，這就（jiù）保證了集中處理新風存在一個公共終狀態點。另外室內狀態控製精度也不（bú）高。由於室內有空氣途徑傳染的病菌，為*消除盤管表（biǎo）麵和（hé）凝水盤等（děng）處的滋菌隱患，必須強調（diào）循環機組（zǔ）無凝水。為此開發了溫差小、顯熱換熱量大的專用無（wú）凝水機組，並由大焓差的專用（yòng）新風（fēng）機組承擔所有濕負（fù）荷。此外（wài），為了保證循環機組幹工況運行，必（bì）須隨時控製盤管表麵溫度高於室內露點溫度。
3、手術室濕度優先控製（zhì）
《規範》一再強調（diào）手術室環境不是恒溫恒（héng）濕的控製，而是“濕（shī）度優先控製"。但是往往（wǎng）被誤讀（dú），在實施（shī）過程中常常將“濕度優（yōu）先控製"誤解為單純的（de）自控概念。不同類型的手術室，手術過程中醫護（hù）人員的數量幾乎沒有變化，但手術（shù）電動器械或設（shè）備使用時間與數量變化很大。這反映了手術室負荷（hé）的一個（gè）明顯特點：即濕負荷相對穩定，而熱負荷瞬時變化較大。可見對於這種負荷特性，采用常規的“濕度先行"自控往往難於奏效。如果手術部集中處理後的新風能從（cóng）係統層麵上首先消除室內濕負（fù）荷，然後再靠循（xún）環機組控製室（shì）內顯熱負荷，這就是《規（guī）範》推薦的“濕度優（yōu）先控製"思路。
對手術室空調係統來說新風是最大（dà）的無常熱（rè）濕負荷，尤其是陰雨與高濕天氣的新風對係（xì）統的濕（shī）度影響不容（róng）忽視。按照“濕度優先處理"的思路，集（jí）中處理（lǐ）新（xīn）風不（bú）僅（jǐn）要先消除自身的（de）高濕量，而且還要承擔係統（tǒng）的濕負荷，由於新風（fēng）中幾乎不含致病菌，因此整個除（chú）濕過程應該在新風集中處理過程中解決。或者說（shuō）集中處理的新風（fēng）應該承擔整個係統的餘濕量。從（cóng）這個思（sī）路出（chū）發，新風的量（liàng）與處理終狀態參數應由室內濕負荷確定，並保持相對穩（wěn）定（dìng），就能保（bǎo）證室內濕負荷優先被新風帶走，就能（néng）穩定室內（nèi）溫濕度控（kòng）製。可見，“濕度優先控製"是一個係統層麵（miàn）上的概念，而（ér）非單純的自控的概（gài）念。它是指係統優先集中進行濕度處理（lǐ），控製送風的（de）含濕量以達到控製（zhì）室內相對濕度的（de）目的。濕度優先控（kòng）製的出發點有兩個：一是防止（zhǐ）室內相對濕度過高，有效控製室內微（wēi）生物汙染（rǎn）；二是（shì）降低循環機組係統二次汙染的風險，保證室（shì）內送風的量與質。由於手術室是一個無菌（jun1）空間，這樣（yàng）的濕度（dù）優先控製對（duì）手術室應該（gāi）是適度控製而不是嚴格控製。這種“濕度優先控製"的係統模式實際上強化了新風（fēng）機組，不僅夏季承擔降溫去濕作用，而且冬季（jì）承擔升（shēng）溫增濕效用。同時弱化了循環機組作用（yòng），僅僅成為溫度控製的空調機組。這不但對無菌環境控製十分有利（lì），而且也簡化了控製。在（zài）整個過程中，將被調節房間內的濕度控製和溫度控（kòng）製解耦。使得（dé）集中處理的新風分（fèn）別送入每個房間，並實現雙位控製，手術時送入保障衛生的新風量；無人時（shí）保證正壓所（suǒ）需的補風量，使得兩者解（jiě）耦（ǒu）。由於循環機組風量（liàng）可由（yóu）各手術室（shì）潔淨度級別確（què）定，與整個手術部的係統無關，將各（gè）室淨（jìng）化所（suǒ）需風量與新風熱（rè）濕處理風量解耦（ǒu），將整個手術部處於（yú）受（shòu）控狀態。
“濕（shī）度優先控製"不同於目前手術部套用的工業上（shàng）傳統恒溫恒濕空調的濕度先行控製，它是弱化（huà）新風（fēng）機組而強化循環機組。或者說將控製重點放在循環（huán）機組，循環機組（zǔ）配備了冷卻除濕和加熱加濕（shī）的功能組件，靠循環機組的自控實現濕（shī）度先行的功能。這種傳（chuán）統的濕度先行控製隻是在自控層麵上的濕（shī）度信號先行控製而非係統層麵上的濕度優先控製。依據運行中室內的溫、濕度傳感器的（de）信號，先行處理濕（shī）度信號，調（diào）節係統機器露點，再處理溫度（dù）信（xìn）號調節再熱量，以達（dá）到室內狀（zhuàng）態的控製。這（zhè）是zui傳（chuán）統（tǒng）、zui可靠、zui成熟，但也最耗能的控（kòng）製。“濕度優先（xiān）控製"理念也不同於隔離病房的無凝水空調。隔離（lí）病房的（de）空調強調循環機組保持無凝水狀態，這對室內致病菌（jun1）控製十分重要。為保持無凝水狀態，空調控製的（de）重點仍在循環機組，特別是水係統的複雜控（kòng）製（zhì）。手術室內瞬變的顯熱負荷較多，有時變化幅度較大，如果仍要保持（chí）無凝水狀態，必須采用進水水溫較高的（de）冷凍水（shuǐ），對室（shì）內瞬變負荷的反應速度不快。而且手術室是無菌空間，沒有必要（yào）刻意保（bǎo）持循環機組無凝水狀態，因（yīn）此在（zài）濕度優先控製的係統模式中，循環機（jī）組仍應直接（jiē）采用7℃冷（lěng）凍水，在室內仍作溫（wēn）度（dù）控製，大大簡化了水係統。“濕（shī）度（dù）優先控製"並非由集中處理新風承擔（dān）室內全部熱濕負（fù）荷，從理論上講，似乎（hū）集中處理新（xīn）風全部（bù）承擔各室的（de）熱濕負荷zui合理，係統控製zui簡（jiǎn）單，各循環機組無（wú）需再作熱濕處理，隻需要根據室內（nèi）潔淨度要求（或換氣次數要求）確定其循環風量，這時新風處理的終狀態應為室內熱濕比與95%相對濕度線的交點（diǎn）。見下圖。
一些國外公司使用（yòng）的手（shǒu）術室自循環吊頂機組，就是利用這個原理。但是實際上（shàng）手術部內各手術室的熱濕比是不同的，如果差異很（hěn）大，那如（rú）何確定這集中處理新風的公共終（zhōng）狀態（tài）點？即使各室的熱濕比相差不大，運行中各室（shì）的（de）熱濕比均在變化，為保持（chí）室內狀態，自控係統必須（xū）使新風（fēng）處理終狀態點也隨之變化，那（nà）麽如何（hé）不斷的調節新風處理到（dào）新的公共狀態點？如調節（jiē）不當會導致各室內狀態難（nán）以控（kòng）製。可（kě）見以上各手術室的（de）溫濕度控製*由一個集（jí）中處理全（quán）新風係統承（chéng）擔，在實際工程中是難（nán）以實（shí）現的，尤其是我國（guó）的東南高溫高（gāo）濕地（dì）區。一般恒溫恒濕（shī）機組新風（fēng）比隻能在（zài）10%以內才能完成（chéng）室內（nèi）溫濕度控製。國外（wài）公司手（shǒu）術室自循環吊頂機組到實施時（shí）也不得不利用一（yī）次回風來處理室（shì）內熱濕負荷，實際上變成二次回風係統，而自循（xún）環吊頂機組隻是完成二次回風。
4、手術室濕度優先控製實現
如上所述，“濕度優先控製"的出發點和目的都（dōu）是控製室內微生物汙染，同時保證室內舒適性和降低係統能耗。“濕度優（yōu）先控（kòng）製"理（lǐ）念隻適用於（yú）特定的場合（hé）。實現“濕度（dù）優先控製"這個理念（niàn）必須有三點必要條（tiáo）件：一是對係統內各室均合適的新風集中處（chù）理（lǐ）終狀態點；二是允許偏差較大的室內濕度控製範圍；三是較大的最小新風量，能帶走室內濕負荷。為此必須對潔淨手術部作如（rú）下分析。對於Ⅰ級、Ⅱ級手術室（shì），相對濕（shī）度的控製範圍為40%～60%，新風量分別（bié）為（wéi）1000m3/h與800m3/h，而Ⅲ級、Ⅳ級手術室，相對濕度的控製範圍可擴展到35%～60%，新風量（liàng）分別（bié）為800m3/h與600m3/h，因此（cǐ）第二、第三個條件可以滿足。而無論是由室外空氣狀態變化還是由內部（bù）熱源變化引起的室內（nèi）熱（rè）負荷變化，隻要手術室內的濕負荷穩定，並（bìng）由係（xì）統控製住新風處理的機器露點溫度，就能（néng）保證室內空（kōng）氣的含（hán）濕量。對（duì）於有無菌要求的室內，濕度控製範圍在夏季工況可推薦為上限（xiàn）值控製，一旦控製（zhì）住上（shàng）限，下限也是很容易控製的，因為對於采用冷卻去（qù）濕的空調（diào）係統，在空調夏季（jì）工況時一般難於使（shǐ）室內濕度低於40%。對於控製係（xì）統來說，不需要在被調（diào）節空間內再單獨的設置濕度傳感器對係統進（jìn）行（háng）除濕量調節，這樣控製過程變得相對簡（jiǎn）單可靠。
那（nà）麽要實現“濕度優先控製"這（zhè）個理念，關鍵在於手術部是否存（cún）在一（yī）個集中處理新風的公共（gòng）終狀態點呢？對於一個手術（shù）部，由於各個手術室內（nèi）的是負荷以及所需的新風量是不同的，因此對送風含濕量的要求（qiú）也是不同的。在確定係統的除濕能力時（shí），必須計算（suàn）每個房間（jiān）所需的送風含濕量，並選擇zui低送風（fēng）含濕量作為係統新風處理後的狀態。
潔淨手術室的（de）濕負荷主要由醫護人員散濕構成，散濕量按照（zhào）24℃下輕度勞（láo）動時的散（sàn）濕量（liàng）為106g/h計算，群（qún）集係統取0.91。潔淨手（shǒu）術室內的（de）醫護人員數和新（xīn）風量根據手術級別而定，新風送風的機（jī）器露點溫度也有所不同。見下表。
由此可見，手術部不同級別（bié）潔淨手術室要求的集中處理新風送風露點溫度很接近，或者說對於手術部新風處理（lǐ）有一個公共終狀態點。當室內（nèi）幹球溫度不變，室內相對濕度從50%上升（shēng）到55%時，新風露點溫度上升1.6℃左（zuǒ）右，使得常規（guī）新風機組更容易對（duì）新風進行處理，不需要更低溫的冷凍水。這（zhè）是因為手術室新風（fēng）量大大高於一般舒適性空調，單位（wèi）新（xīn）風除濕量不會非常大的緣故。同樣，如果手術人員散濕量（liàng）按照（zhào）167g/h計算，也存在一個公共狀態（tài）點（diǎn）。因此濕度優先控製的技術可以替代傳統的恒溫恒濕冗餘控製。
為了節能，目前Ⅰ級、Ⅱ級潔淨手術室常（cháng）常采用新風集中處理（L1）、循環機組獨立處理（L2）二次回風（C）替（tì）代傳統的一次回風再加熱係統。見下圖。但實際工程中靠二次回風閥調節送（sòng）風狀態點O難以完成，常常采用固定二次回風比，靠再加熱來調（diào）節。其控製思路：當設計工（gōng）況再加熱量為零，當室內顯熱負荷變小時，靠加（jiā）大再加熱量去補償變小的負荷，循環機組處理（lǐ）室內顯熱負荷至M，混合（hé）至（zhì）送風狀態點O。見下圖。其控製思路（lù）：當設計工況再冷卻量為最大，當室內顯熱負荷變（biàn）小時，靠（kào）減（jiǎn）少再加冷卻量去補償變小負荷，以維持送風狀態穩定。兩者相比，可（kě）見“濕度優先控（kòng）製（zhì）"係統能以（yǐ）更低的能耗維持室內（nèi）空氣狀態N在容許範圍內。
新（xīn）風集中處理二次（cì）回風係（xì）統（tǒng）
濕度（dù）優先處理（lǐ）係統
當前位置：