潔凈手術(shù)室的氣流組織
過(guò)去手術(shù)室內(nèi)吊掛的裝置不大，也不重，在送風(fēng)裝置下安裝的導(dǎo)軌寬度也窄，似乎導(dǎo)軌問(wèn)題不大。近幾年出現(xiàn)的復(fù)合手術(shù)室，由于移動(dòng)吊掛式設(shè)備巨大，往往在送封風(fēng)面下直接安裝鋼梁和吊軌，會(huì)將原有的集中送風(fēng)裝置分隔幾塊。這種情況還算不算集中送風(fēng)？在設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收中經(jīng)常會(huì)遇到這類問(wèn)題。
其實(shí)，根據(jù)氣流搭接的原理，普通頂部滿布高效過(guò)濾器的送風(fēng)口之間還有5-10cm的無(wú)風(fēng)盲區(qū)。當(dāng)送風(fēng)面被分隔時(shí)，只要下降氣流經(jīng)5倍邊框?qū)挾龋^(qū)）以上長(zhǎng)度，兩部分氣流下來(lái)后彼此搭接形成完整的送風(fēng)面，就是允許的。以3m凈高計(jì)算，當(dāng)要求氣流在人頭頂上搭接時(shí)，兩部分被分隔的送風(fēng)面之間，盲區(qū)（導(dǎo)軌）寬度就不宜大于0.25m。人的平均身高+5倍盲區(qū)寬度應(yīng)該小于等于3m。
在《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2013要求：當(dāng)潔凈手術(shù)室的集中送風(fēng)面需分隔開(kāi)時(shí)，應(yīng)使氣流在地面以上約2m高度搭接。當(dāng)分隔開(kāi)的送風(fēng)盲區(qū)寬度為0.1-0.25m時(shí)，房間凈高相應(yīng)不低于2.8~3.2m。我們通過(guò)實(shí)例來(lái)解析下，這其中的原理是什么？
某醫(yī)院綜合樓一層原來(lái)的功能房改建為術(shù)中核磁復(fù)合手術(shù)室，改建面積約250m2，層高約5.4m，包括手術(shù)室（OR）、磁體室（DR）、操作室及其一些凈化輔房。為保證術(shù)中核磁工作人員及病人需要，此區(qū)域全年滿足凈化無(wú)菌的醫(yī)療工藝對(duì)空調(diào)的要求。我們來(lái)看下：
術(shù)中核磁復(fù)合手術(shù)室平面
一）冷熱源：
該工程夏季空調(diào)總冷負(fù)荷約138kW，冬季空調(diào)總熱負(fù)荷約60kW（冬天也需要制冷，相對(duì)夏天減少50%左右）。空調(diào)冷、熱源選用一臺(tái)制冷量155kW，制熱量125kW的，能同時(shí)供冷、供熱的四管制風(fēng)冷熱泵機(jī)組，機(jī)組設(shè)置在大樓五層屋面。
二）凈化空調(diào)系統(tǒng)：
為OR和DR各自設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的潔凈空調(diào)系統(tǒng)，其余各輔助用房設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)。新風(fēng)機(jī)設(shè)有粗、中效空氣過(guò)濾段（按《規(guī)范》還應(yīng)有亞高效過(guò)濾器）、表冷段、熱水盤(pán)管段、送風(fēng)機(jī)段；空調(diào)箱功能段設(shè)置有粗、中效空氣過(guò)濾器、表冷段、熱水盤(pán)管段、蒸汽加濕段、送風(fēng)機(jī)段。各功能區(qū)域新風(fēng)直接取自室外并由新風(fēng)機(jī)集中處理后送入空調(diào)箱經(jīng)二次處理后再送入各功能室。
三）空調(diào)水系統(tǒng)
采用四管制閉式循環(huán)系統(tǒng)，冷水泵配置兩臺(tái)，熱水泵配置兩臺(tái)，冷、熱水系統(tǒng)水泵分別為一用一備。水系統(tǒng)為異程式，采用平衡閥平衡系統(tǒng)阻力。冷、熱水系統(tǒng)分別由兩套穩(wěn)壓型定壓罐定壓補(bǔ)水。
四）焓濕圖i-d計(jì)算及空調(diào)系統(tǒng)
OR與DR室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度T=22℃，相對(duì)濕度中=55%，計(jì)算OR I級(jí)手術(shù)室人員12人，DR萬(wàn)級(jí)磁體室人員8人，采用華電源負(fù)荷計(jì)算軟件（HDY-MSAD1.82）進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)2002版《規(guī)范》確定手術(shù)室風(fēng)量。
DR的冷負(fù)荷、熱負(fù)荷計(jì)算
DR的計(jì)算及空調(diào)系統(tǒng)∶
DR為一個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)冷負(fù)荷Q=5.1kW，空調(diào)濕負(fù)荷d=0.29kg/h，門(mén)開(kāi)和門(mén)閉時(shí)室內(nèi)負(fù)荷變化忽略不計(jì)，萬(wàn)級(jí)潔凈確定新風(fēng)量定為800m3/h，門(mén)閉時(shí)送風(fēng)量為2400m3/h，門(mén)開(kāi)時(shí)送風(fēng)量為3900m3/h。
DR萬(wàn)級(jí)磁體室采用一次回風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)處理到室內(nèi)焓值，新風(fēng)不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，新風(fēng)空調(diào)箱僅承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷，室內(nèi)循環(huán)空調(diào)箱承擔(dān)全部室內(nèi)冷負(fù)荷，循環(huán)空調(diào)箱在濕工況下工作，此種方式在工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常被采用。圖所示為一次回風(fēng)系統(tǒng)空氣處理流程。
圖 DR Ⅲ級(jí)一次回風(fēng)系統(tǒng) i-d 圖
從i-d 圖上分析，回風(fēng)N點(diǎn)與處理后的新風(fēng)L點(diǎn)混合，經(jīng)循環(huán)空調(diào)箱冷卻處理到L’點(diǎn)，再經(jīng)再熱加熱到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O點(diǎn)。根據(jù)DR的運(yùn)行特點(diǎn)，計(jì)算需分門(mén)閉時(shí)和門(mén)開(kāi)時(shí)兩種狀態(tài)。
DR萬(wàn)級(jí)
DR一次回風(fēng)系統(tǒng)新風(fēng)預(yù)冷量、溫升值
門(mén)閉時(shí)，根據(jù) i-d 圖算得
新風(fēng)預(yù)冷量：
Q新=[1.2×G×(Iw-iL)]/3600=[1.2×800×（90.44-45.22）】/3600=12kW
PS: 1.2是空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，單位為Kg/m3，G為新風(fēng)量，焓值差
再熱量：
Q再=[1.2×G×（io一iL'）/3600=[1.2×2400×（38.85-35.9）/3600=2.36kW
DR凈化空調(diào)箱制冷量：
Q=[1.2×G×（io-iL'）]/3600=[1.2×2400×（45.22一35.9)]/3600=7.46kW
門(mén)開(kāi)時(shí)，根據(jù)i-d圖算得
新風(fēng)預(yù)冷量Q新=[1.2×G×(iw-iL)]/3600=[1.2×800×（90.44-45.22）]/3600=12kW
再熱量Q再=[1.2×G×（io-iL'）]/3600=[1.2×3900×（41.3-36.06）]/3600=6.8kW
DR凈化空調(diào)箱制冷量
Q=[1.2×G×（ic一iL'/）]/3600=[1.2×2400×（45.22-36.06)]/3600=11.9kW
凈化輔房的空調(diào)系統(tǒng)
凈化輔房的計(jì)算及空調(diào)系統(tǒng)∶所有凈化輔房為一個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)，總冷負(fù)荷Q=11.4kW，總濕負(fù)荷d=2.29kg/h，新風(fēng)量定為1146m3/h，送風(fēng)量為3735m3/h。
根據(jù)i-d圖算得新風(fēng)預(yù)冷量：
Q新=[1.2×G×（iw-iL）]/3600=[1.2×1146×（90.44-45.22）]/3600=17.27kw
再熱量
Q再=[1.2×G×（io-iL'）]/3600=[1.2×3735×（36.06-34.13）]/3600=2.4kw
R凈化空調(diào)箱制冷量
Q=[1.2×G×（ic-iL'）/3600=[1.2×3735×（4522-34.13)]/3600=13.8kW
OR百級(jí)手術(shù)室二次回風(fēng)計(jì)算
OR百級(jí)手術(shù)室室內(nèi)冷負(fù)荷Q=11.3kW，空調(diào)濕負(fù)荷d=0.6kg/h，門(mén)開(kāi)和門(mén)閉時(shí)室內(nèi)負(fù)荷變化忽略不計(jì)，百級(jí)手術(shù)新風(fēng)量門(mén)開(kāi)時(shí)定為1200m3/h，門(mén)閉時(shí)定為2400m3/h，手術(shù)室控制區(qū)2.6m×2.4m，手術(shù)室控制區(qū)送風(fēng)量11000m3/h。
OR I級(jí)手術(shù)二次回風(fēng)系統(tǒng)i-d圖
OR采用的是二次回風(fēng)系統(tǒng)，從id圖上分析（如上圖），一次回風(fēng)N點(diǎn)與處理后的新風(fēng)風(fēng)L點(diǎn)混合，經(jīng)循環(huán)空調(diào)箱冷卻處理到L'點(diǎn)，再與二次回風(fēng)N混合至送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O點(diǎn)。
根據(jù)OR的運(yùn)行特點(diǎn)，計(jì)算同樣需分為門(mén)閉時(shí)和門(mén)開(kāi)時(shí)兩種狀態(tài)。
門(mén)閉時(shí)，根據(jù)i-d圖算：
新風(fēng)預(yù)冷量：
Q=[1.2*G(iw-iL)/3600=[1.2*1200*(90.44-45.22)]/36O0=18KW
OR空調(diào)箱制冷量：
Q=[1.2*G*(ic-iL')1/3600=[1.2*11000*(45.22-35.73)]/3600=34.8kW
門(mén)開(kāi)時(shí)：根據(jù)i-d圖算：
新風(fēng)預(yù)冷量：
Q新=[1.2*G*（iw-iL）)]/3600=[1.2*2400*(90.44-45.22)]/3600=36kw
OR空調(diào)箱制冷量：
Q= [1.2*G*(Ic-iL')]/3600 = [1.2*11000*(45.22-36.73)]/3600=34.8kW
數(shù)據(jù)對(duì)比
為了方便比較，我們把OR I級(jí)手術(shù)室也做了一次回風(fēng)系統(tǒng)的計(jì)算，根據(jù)i-d圖，其再熱量可算得
Q再 = [1.2*G*(Io-iL')]/3600 = [l.2*11000*(42.02-36.12)]/3600 = 21.6kW,如果OR采用一次回風(fēng)，那么相對(duì)于DR其再熱量要高出很多。
由此可看出，I級(jí)手術(shù)室采用二次回風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行能耗比一次回風(fēng)系統(tǒng)下降很多。沒(méi)有再熱產(chǎn)生的冷熱抵消的浪費(fèi)。
新風(fēng)處理：DR、OR及凈化輔房的新風(fēng)均由一臺(tái)新風(fēng)機(jī)組集中處理新風(fēng)到室內(nèi)焓值再送至三個(gè)凈化空調(diào)箱內(nèi)。項(xiàng)目總新風(fēng)量4346m3/h。由室外新風(fēng)機(jī)處理至室內(nèi)的等焓點(diǎn)送往空調(diào)箱。
凈化空調(diào)系統(tǒng)圖如圖所示。
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