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洁净手术部检测调试的几点思考

文章来源:http://tpxw.com.cn/  2020年12月24日  点击数:267

  洁净手术部检测调试的几点思考

 谭鹏,曹国庆

 [摘要] 对洁净手术部的冷热源空调系统的常用方案进行分析分析了洁净手术部冷源系统设置适量余量的必要性,对比了手术室空调系统与新风系统分设与合用的优缺点,较为复杂的系统的调试难度增大。分析了高效过滤器更换时机的确定,受多个参数的影响。本文通过实测数据表明超低阻高中效过滤器的有效性。

[关键词] 洁净手术部冷源容量;高效过滤器寿命系统维护超低阻高中效过滤器

 

引言

随着全国各地医疗卫生事业的发展近三年全国各地新建了一大批各类医院园区从各地检测调研发现新建的项目已经按照GB 50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范[1](以下简称GB 50333)的指导进行设计施工,设计施工工艺已经日臻完善。另一方面,根据2002版及2013GB50333指导施工检测验收的项目已实际运行多年,许钟麟提出的非诱导型的低湍流度置换流顶部集中送风方式在中国医院洁净手术室中已获得成功应用[2]该规范经受住了时间和工程实际的检验

本文从我国洁净手术部的工程特点,结合笔者部门多年来对相关新建及既有项目的检测调试经验,将一些经验进行简单总结。为相关项目的设计施工调试运行及改造提供一些思路,同时针对一些常见误区进行探讨

 

冷热源设计

    GB 50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范[1]的表4.0.1手术部内常见房间的温湿度限值进行规定,需要合理的设置冷热源保证室内温湿度参数

1.1冷热源设置方案

 1手术部(或整个洁净区域)冷热源设置常用方案


冬季及过渡季冷源

夏季冷源

热源

夏季或过渡季热源

1

自用风冷式

与普通区共

市政或普通区共

与普通区共

2

自用风冷式

自用风冷式

市政或普通区共

与普通区共

3

自用风冷式

自用风冷式

市政或普通区共

自用风冷式

4

自用风冷式

自用风冷式

自用风冷式

自用风冷式

 

分析对比1中的几种方案可看出:

1GB503338.1.2要求高级别洁净手术室净化系统送风温度宜低于室温。考虑洁净区域内的产热源为常年热负荷绝大部分情况下空调净化系统均需要冷源。医院往往不设置常年冷源,因此冬季及过渡季的冷源几乎都单独设置冷水机组或一体式风冷机组。

2医院的热源基本是全年运行,所以部分项目空调处理中加热加湿所需蒸汽也可以直接医院大楼系统,可保证全年运行。也有少数项目的冷热源都选用冷热一体式风冷机组

3)风冷式机组填补了过渡季的供冷空白。风冷式冷水机组或直膨机组体量较小,安装运行方便,使用条件灵活,尤其适合一些非夏季时间供冷面积较小的情况。因此风冷式成为目前国内最常见的净化系统过渡季冷源。

4)不同项目的冷源设置方案应因地制宜,特殊情况应灵活处理。某医院原设计水冷机组制冷站位于地下二层,整个大楼的净化空调集中在首层至六层,原设计从制冷站分水器单独分出一根支管负责整个净化系统。但后期方案调整在十六层增设一块NICU区域,根据改造方案,直接将新设置区域与底层净化区域合用一根支管,并换用更大扬程的水泵。这个方案造成了很多问题和隐患,首先由于水力失调,16层水流量达不到要求;其次,实际运行中,发现16层空调机组供水管压力约0.2MPa,而底层供水管压力已高达1.2MPa,如此高的水压力形成一定的安全隐患。其实,在条件允许的情况下,为16层单独设置一套风冷机组不失为更合理的解决方案。

1.2冷热源容量设计

民用空调设计中负荷计算过程十分重要,它决定了整个空调系统的冷热源容量。洁净手术部往往设置于建筑内区冬季热负荷很少出现抱怨或改造需求我们的研究主要集中在冷源容量选择上。近年笔者参与了几个大中型医院洁净手术部制冷问题诊断咨询及改造设计项目,问题往往集中在夏季出现湿度大,甚至墙面析出凝结水。

分析其原因如下:

1)节能意识深入人心现有的设计理念往往优先考虑节能要求没有考虑特殊医疗用房的特殊性来增加足够的备用。极端高温高湿天气环境下,手术部的工作不能停摆,医护人员不能减少衣物,既不安全,又不舒适。实际运行中,医护人员着厚厚的手术服,进行长时间高强度的手术操作,体感温度往往偏高,笔者经常发现室内温湿度被调到18℃之后抱怨湿度过高。

2)审核现有净化空调设计图纸室外气象参数选择的都是空调室外计算干球温度及湿球温度,即历年平均不保证50小时的室外温度[2]。使得冷源的容量更加捉襟见肘。

3)现有设计一般采用7/12℃6/13℃为冷水供回水设计温度。而大量现场检测发现,即使是新建系统,也极少有能保证8℃以下的供水温度。尤其是与非洁净区合用大楼制冷站的,冷水供水温度甚至达到10℃以上。过高的冷水温度不止影响系统的除湿能力,还造成供冷量不足。

1.3冷量不足的预防与改造

洁净手术部关乎广大人民生命健康卫生之大计,其安全性、稳定性的要求应先于节能及造价的节约。近年运行中出现大量由于冷量设计不足出现的室内温湿度过高的问题。设计、改造中应综合考虑室外极端天气的参数进行选型。现给出改造可行方向:

1夏热冬暖及以南地区新建手术部新风机组应选用新风深度除湿机。夏热冬冷及以北地区根据室外参数及项目重要性要求,分析是否需要设新风深度除湿机。此方法同样适用于安装空间充足的改造项目。

2)对于没有条件设置新风深度除湿机或室内冷负荷过大的情况,可以考虑在空调循环机组增设制冷盘管。增加的盘管可以是冷水盘管,也可以是氟冷媒盘管,只作调峰时使用。

3GB503338.1.9中要求冷热源设备不宜少于2台,但没有要求必须设置冗余备用。是否需要额外为备用,备用的量有多大就要方案阶段制定好,决不能直接按照民用规范要求直接乘以0.9,只有这样才能在设计初期就预留够充足的条件。笔者曾受国内某医院委托既有冷源增容,作为既有项目改造,需考虑电力、结构、建筑、上下水等多个方面,造价很高,难度大,施工影响范围广。

 

净化空调通风系统设计

目前洁净手术部的最常见空调方式为全空气系统。但是普遍认为全空气净化空调系统相对耗能、造价偏高,因此,在一些净化要求不高的净化区域,普通空调系统加超低阻高中效过滤器得到了应用[4]

2.1 净化空调系统新风系统

净化空调系统的室内负荷属于常年负荷变化很小,其负荷变化主要来源于新风部分。为了保证循环空调系统的稳定运行,建议优先选用独立的新风机组。在一些系统较小,或安装空间有限的情况,不设置单独的新风系统,采用空调循环机组自吸新风

新风机组与空调循环机组一拖一方案使用相对较少,往往只有采用新风深度除湿方案才会使用文献[5]中通过估算得出循环机组一拖多比一拖一更加省初投资,但对于同时使用系数偏低的项目,运行成本偏高,新风机组的结论相似,但这里可以靠变频有效降低能耗。另外,空调循环机组进口设有定风量阀,有效控制系统运行稳定。

2.2 净化空调系统循环系统

净化空调系统的循环空调系统是整个系统的核心部分,围绕着整个洁净手术部和其他净化区域,依托其他系统,有效的完成加热/表冷、加湿/除湿、中效过滤、风量调节、压差控制等功能。

2.2.1 净化空调系统手术室循环机组合用

实际工程应用中,高级别手术室不允许合用循环机组,Ⅲ级、Ⅳ级手术室循环机组合用情况较多,一拖二或一拖三能有效降低机组初投资费用。通过合理的手术排班保证合用的手术室同时启停,可有效避免能源浪费。

但一拖多的调试难度较大,无论初调节和运行故障调试难度均增大。拿相对压力调节举例,当发现手术室安装的压差表压力不符合要求时,一拖一的循环机组形式调试相对容易,只需调节机组新风管上的定风量阀即可(假设其他参数均符合要求);分析一拖三情况,三间手术室中有一间出现压力不足时,就不应该直接调节新风阀,而应该单独调节该手术室送风或回风的支管阀门,往往需要调试人员从手术室内拆除室内洁净灯钻进夹层进行调节。调试工作往往需要熟悉系统及现场情况专业的调试人员进行。

2.2.2 净化空调系统手术室净化系统维护

机组的自控系统往往会设计很多自控、报警功能,能在一定情况下增加系统的自适用性,减少维护工作量。但同样,维护的难度和技术要求也增加了。

某医院现场检测发现大部分手术室排风量均为零,现场配合查故障发现排风机接线正常,风机无故障,风管阀门全开,但排风机无电无法开启。后经验证,系统将排风机与手术室电动门进行了连锁:电动门关闭启时触点连通排风机才会通电开启。手术部建成后多年,触点故障,变为常断,同时手术部未进行定期检测,没有发现故障,导致室内空气质量下降,影响医护人员及病患的健康。

2.2.3 净化空调系统高效过滤器更换周期

现场检测中,与医院维护人员沟通,发现医院非常关心高效过滤器的寿命问题,也常常被问到,多长时间更换合适。这里我们不能机械的制定1年或2年。这个问题涉及的条件较多,这里进行分析

1)多数手术室使用的高效过滤器都不防水出现过水事故必须马上进行全面清洁处理后更换不得继续使用

2)高效过滤器安装后经过长时间使用边框密封胶条(或果冻胶)会因为形变或变性出现泄漏,检漏周期建议不超过12个月。

3)高效过滤器安装完好之后一般无外力造成形变高效过滤器滤芯出现泄漏较少而且随着过滤集尘量的增加过滤效率会有所提高。但高效过滤器的阻力也会升高,使得送风量下降,一般过滤器终阻力≤初阻力的2倍。需要定期综合检测各种参数,保证送风量、静压差等参数满足使用要求,

我国实际应用中,往往注重新建,不注重维护保养,一些医院甚至依靠没有专业技术经验的队伍负责维护整个净化空调系统。个别医院出现半年不清洗初效滤网却两年一换高效过滤器之乱象,净化系统的作用没得到有效发挥。

2.3超低阻高中效过滤器

时至今日,净化空调系统仍会因为其能耗造价被视为洪水猛兽。我们将净化空调的功能进行解耦:净化空调=空调+净化。超低阻高中效过滤器能在保证一定的净化功能的前提下,显著降低造价和能耗。500×400×100CJL-I型过滤器在570m3/h风量下阻力只有10Pa[6]。这对于常用的高静压型风机盘管的送风量影响在可接受范围内。

2为某医院风机盘管送回风系统安装超低阻高中效过滤器后的室内含尘浓度实测值。可以看到在实际应用中,这种系统形式完全能满足辅助净化区的净化要求(10万级)。

 2  ICU病房中安装超低阻高中效过滤器效果

  

 

含尘浓度   /L


 

点平均最大值

室平均统计值

  

 

≥0.5μm

≥5.0μm

≥0.5μm

≥5.0μm

一次性物品

10万级

443.3

2.9

459.3

3.3

换车

10万级

481.7

4.7

535.7

5.0

无菌准备

10万级

650.3

6.1

656.2

7.7

四人间1

10万级

350.9

2.8

364.0

3.5

附:手术室规范参考值

10万级

≤3520

≤29

≤3520

≤29

风机盘管加超低阻高中效系统,应优先考虑新风单独设置风口送入室内,不应按常规习惯将新风接入风机盘管送风管送入室内。因为此类系统的风机盘管关停后,新风会从风机盘管回风口反吹,造成室内二次污染。 

探讨

3.1 适宜的余量并非浪费

上文提到洁净手术部以其特殊的功能对它的环境提出更高的要求。不应直接照搬一般民用建筑的节能设计思路适当的余量与备用是必要的具体设置多大的余量一时一地一论

当然我们不是说洁净手术部的节能不重要恰恰相反,作为能源使用的大户,洁净空调系统的节能更加重要。合理的余量只针对系统容量而言有效的自控系统与合理的设定参数才能保证系统运行节能。

3.2 日常监测的必要性

洁净系统建设调试完毕,对日常运行单位提出更高的要求。日常部分参数的监控与记录(如对手术室相对压差、洁净度的定期监控),出现故障后的排查不同运行工况的切换都需要运行团队的专业素质和针对本项目的了解

3.3 综合参数检测

日常维护能保证诸如压差洁净度等直观易测的参数在监控之下但更多的参数没有条件直接测得可能是仪器操作难度仪器费用或测试换算方法复杂等原因定期对整个净化系统进行检测对系统的整体性能进行评估

 

结论

4.1净化手术部冷热源和空调系统的设置组合多样最常用的方式未必适合某个特定项目需要经过严谨的方案可行性分析。

4.2净化手术部的手术部宜根据实际要求设置充足的余量与备用运行良好的自控系统能有效降低能耗

4.3净化手术部高效过滤器更换时机应综合考虑边框安装状态运行阻力风量平衡压差等参数来确定

4.4净化手术部的净化系统长期稳定运行需要专业技术团队长期磨合调试。这是一个复杂的系统影响条件多故障类型也多种多样,故障的排查与排除也需要很高的专业能力与经验。一些没有条件采用或培养专业技术团队进行日常维护的项目,不宜选用复杂难调的系统。

4.5净化手术部日常监控十分重要部分参数(如压差、洁净度)比较直观易测,建议尽量缩短自测周期,这样能在一定程度下降低风险。

4.6净化手术部系统往往长期运行很少有停止,因此需要定期由专业技术团队对其运行状态进行综合检测并给出评价报告

 

[参考文献]


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