手术室内一般以压力值不超标为限制条件,通过理论计算得出手术室的理论最大新风量。本文将总结既有医院手术室的压力随着新风量的变化的现场测试数据,得出既有医院在不做系统调整的情况下最大可调的实际新风量数值;综合理论最大新风量和最大可调的实际新风量的数值得出既有医院最大新风量的建议,为既有医院手术室更好的利用新风来节省能源的消耗提供理论依据。
既有医院洁净手术室大都处于建筑的内区(远离建筑外墙、没有外窗),并且室内热湿负荷很大,全年冷负荷的运行时间很长,甚至是全年都是冷负荷状态。目前使用最多的消除冷负荷的措施是制冷机制冷方式,制冷系统在温度低的过渡季和冬季的制冷效率很低,冬季停机状态下还会造成室外的制冷机、水管、阀门冻坏的问题,既不利于医院的节能,又影响这些医疗用房正常运行,同时给医院增了很大一部分的运行维护费用。文献【1】通过对既有医院洁净手术室各种冬季冷却方式的技术经济比较,证明了在全国七个气候区,变新风量冷却方式的经济性要优于制冷机制冷方式【1】。在过渡季和冬季,室外的新风就是天然的免费的冷源,对于既有医院洁净手术室能多大限度的使用这个天然冷源,就是本文要回答的问题。 1 既有医院手术室最大新风量理论计算 手术室通常处于清洁走廊的内侧,清洁走廊的正压通常为+10Pa,依 据 老 规 范 正 压 手 术 室 和 清 洁 走 廊 之 间 的 压 差 最 小 为+5Pa,最大为+30Pa。正压手术室的相对压力为+5Pa 时的状态为状态1,状态1 相对应的渗风量、新风量、排风量、绝对压力如式(三)中表示;正压手术室的相对压力为+30Pa时的状态为状态2,状态2相对应的渗风量、新风量、排风量、绝对压力如式(三)中表示。 对于任何一间已有的手术室,在已知正常运行状态的绝对压力、最大允许压力、新风量和排风量时,均可以按照上述计算过程得到最大可新风量。 式(六)中的Qx1为正压手术室的绝对压力为 +5Pa 时的新风量,也就是手术室夏季和冬季低温状态正常运行时的新风量。Qx1的大小反映了手术室围护结构的密封程度, Qx1越大,手术室围护结构的密封性能越差,Qx1越小,手术室围护结构的密封性能越好。 式(六)中的Qx2为正压手术室的绝对压力为+30Pa 时的新风量,也就是手术室在过渡季和冬季非低温状态运行时的新风量,也就是不至于影响手术室声环境的手术室最大的新风量。Qx2的大小和Qx1是相关的,Qx1 越大,Qx2越大;Qx1越小,Qx2越小。 Qx2反映了手术室围护结构的密封程度,手术室围护结构的密封性能越差,Qx1越大,手术室围护结构的密封性能越好,Qx1越小。 对于一间排风量为200m³/h,满足老规范【3】最小新风量运行的手术室来说可依据式(六)得出其新风可调的最大值,见表 1: 由表1可见,手术室最大可调新风量为最小新风量的1.97-2.16倍。 负压手术室的渗风量等排风量和新风量的差:Qp- Qx= Qs 式(七) 从式(七)可以看出,维持一个比较稳定的负压值,需要排风量和新风量同向变化并且他们之间的差值变动不大,增大多少新风量就要增加多少排风量。因此,对于排风量不能增加的负压手术室不建议采取增大新风量来补偿过渡季和冬季的冷负荷。如果需要增大新风量来补偿过渡季和冬季的冷负荷,在进行设计时就要考虑排风量可以调节的措施并且和新风量的变化保持同步。 2 既有医院手术室最大新风量的实际测试 为了摸清实际建成的手术室的新风量的可调范围,我们对全国几十家医院已经建成的手术室进行了现场测试,从中选取了5家医院共计8间手术室的测试数据,归纳成表2。表2中的压力为手术室绝对压力,手术室和走廊之间的压力在5-10Pa之间。
从表 2 可以看出:
1)医院2的1号手术室的压力在新风量增大时基本没有变化,说明该手术室的密封性能不好。医院5的1号手术室的新风量可调范围较小,压力变化也不是很明显,见图4所示。
2)除医院2的1号手术室外的其他手术室随着新风量的增加,房间的压力逐渐增高,见图5和图6所示。图5为医院1的1号手术室压力随新风量的变化图,图6为医院3的2号手术室压力随新风量的变化图。医院1的2号手术室位Ⅲ级手术室,医院3的3号手术室为Ⅰ级手术室。图5的曲线斜率小于图6的曲线斜率,说明医院3的2号手术室的密闭性优于医院1的2号手术室,实际工程中由于I级手术室的洁净等级最高,通常其围护结构的密闭性也是最好的。
3)表2中每个医院第一行蓝色黑体字的数据为符合老标准【3】的正常运行的的新风量和压力值,表2每个医院第二行红色黑体字的数据为符合老标准【3】的最大新风量时的新风量和压力值,我们把上述数据统计成表3。
3 既有医院调大手术室新风量的可行性分析 4 既有医院手术室最大新风量的建议