醫院手術室潔凈空調氣流組織分析

張風合

（山東華宇工學院，山東德州 253034）

0 引言

手術室的環境潔凈程度直接關系患者手術感染的風險，同時作為醫院醫療實力的象征具有重要意義。手術室空調潔凈系統對于空間溫濕度的標準和控制要求具有明確標準，對潔凈要求以及控制參數有詳細的操作規范。手術室空調系統除了具備常規空調的功能外，還具有氣流組織引導的能力，將空氣中的塵埃顆粒引導排出，降低術中感染的風險。依據氣流組織的方式差別分為“單向流”“非單向流”和“輻射流”三種，不同形式具有不同的運行理論對應不同的場所；根據手術室實地結構選擇適合的氣流組織方式，提升空氣凈化效果。

1 潔凈空調系統發展現狀

隨著科技的發展，我國醫療領域對于醫療環境的標準愈發規范并越來越嚴格；手術室的醫療環境直接關系到患者手術感染的風險，對于手術室內提高潔凈環境標準的技術成為醫院空調系統的關鍵。潔凈空調的原理是在傳統空調技術的基礎上增加空氣凈化技術，實現排出空氣中塵埃顆粒，凈化空氣質量實現接近無菌環境的效果。根據手術室的人員數量和分布區域，在設定其潔凈氣流組織形式時將手術所在的較小區域內作為須要重點關注區域。根據國內相關機構研究制定的局部區域垂直單向流形式的潔凈手術室結構成為當前標準構造，目前國內醫療機構多采用這種方；同時，也可將其劃分為水平送風和垂直送風兩類。例如，垂直送風形式就是通過頂部送風機構針對特定手術區域進行潔凈氣流的保護，除了手術區域外的手術室其他區域統一歸納為周邊區域。

2 手術室潔凈空調系統氣流組織形式及特性指標

2.1 氣流組織形式分析

潔凈空調技術的應用按照使用區域可以劃分為“工業潔凈室”和“生物潔凈室”兩類，醫療領域的潔凈室應用歸屬于“生物潔凈室”范疇，主要在于防備微生物對手術部位的感染。對室內空氣潔凈程度的保障方式主要依靠提升換氣頻率，手術室內的空氣潔凈程度除了依靠換氣之外，對于氣流組織的控制也非常關鍵。根據潔凈室的等級高低以及手術類別的差異，氣流形態能夠劃分為兩類，分別是“單向流”和“非單向流”。單向流原理是依托潔凈氣流的“活塞式”將室內空氣排放至回風口，完成對室內空氣的凈化效果。其中，單向流的運用能夠在細分為“垂直單向流”和“水平單向流”兩種。非單向流的原理是依托向室內輸出潔凈氣流同原有的空氣進行融合達到稀釋空氣內污染物比例的效果，再將是被污染物規律性引導出去，最終形成輸入的潔凈氣流同室內微生物生成比例相平衡的穩定狀態。手術室的潔凈空調氣流組織在實際應用中有多重形式，從氣流分布型式上可以將其劃分為六類，分別為頂部送氣底部回收的整體垂直單向流形式，頂部送氣底部回收的局部垂直單向流形式，旁路送氣回收的水平單向流形式，旁路送氣回收的局部單向流形式，頂部送氣頂部回收的非單向流形式，頂部送氣底部回收的非單向流形式。

2.2 單向流形式分析

歷史上第一間采用單向流形式的潔凈室誕生在1961 年的美國，而其真正應用在醫療領域的時間相對要晚。1966 年在美國新墨西哥州巴登紀念醫院建成了人類醫療領域的第一間生物潔凈室，預示著人類在醫療領域邁出了歷史性的一大步。單向流在手術室潔凈空調氣流組織應用時間已久，國內外相關的研究全面且趨于成熟，在選擇垂直單向流和水平單向流方面至今仍處在爭議階段。美國和日本在應用之初更多的傾向于采用垂直單向流形式，隨著手術技術的不斷改進，手術室內無影燈的運用由葵花型演變為目前的多頭式和吸頂式，關于垂直氣流的影響效果減弱，采用垂直氣流運用的手術室逐步增加。歐洲各國家由應用之初至今，仍更傾向于垂直單項流形式。目前，對于手術室內兩種氣流形式的優劣對比仍在不斷研究和爭議之中。

2.3 非單向流形式分析

非單向流形式在手術室的應用主要分為兩種，分別是頂部送氣頂部回收的非單向流形式，頂部送氣底部回收的非單向流形式。手術室內對于潔凈標準的要求最為嚴格，多數采用頂部送氣底部回收的非單向流形式；相對的潔凈通道多采用頂部送氣頂部回收的非單向流形式。這樣既能保障手術室的潔凈空氣，又能區別對待降低能耗。非單向流模式的應用特點主要體現為兩點：第一，非單向流的運作原理是通過向室內輸入潔凈氣流同原有的空氣進行融合達到稀釋空氣內污染物比例的效果，再將是被污染物規律性引導出去，最終形成輸入的潔凈氣流同室內微生物生成比例相平衡的穩定狀態。第二，非單向流形式在保持送入氣流風速穩定的情況下，室內微生物比例能夠在較短時間內達成穩定均勻的狀態，且微生物比例隨著送風頻率的加大持續下降直至達到臨界值為止。

2.4 氣流組織特性指標分析

手術室潔凈氣流的衡量標準通過特定的指標進行檢測，具體包括流線平行度、亂流度和下限風速。流線平行度是指氣流流動時方向的一致性，潔凈室內單向流的潔凈氣孔氣流方向同樣無法達到完全的平行，氣流平行度越高對于潔凈環境的達成效果越高；在潔凈環境標準的范圍之內，氣流平行度出現些許的差異也在能夠認可的范圍內。亂流度是指潔凈室內不同梯度的氣流速度差異，保持各梯度氣流速度的一致性能夠避免出現不同梯度之間的質點減緩，防止出現渦流。下限風速直接影響到手術室內的潔凈指標控制能力和實現速度，當手術室內出現多個區域的污染源時，潔凈氣流要能夠將快速將污染源控制在固定區域范圍內，保障手術室內的微生物指標持續下降至標準范圍內；當手術室內出現與潔凈氣流方向相同的污染氣流時，氣流流速要能夠實現快速將污染氣流送至下游的區域；當手術室內出現與潔凈氣流方向相反的污染氣流時，氣流流速要能夠實現將污染氣流控制在固定區域范圍內，防止其向上游擴散。

3 優化潔凈空調系統的對策和建議

在醫療領域內減少病原體傳播的方法除了增強衛生防疫之外，加強潔凈空調的凈化效果也非常重要。合理的建筑布局能夠更好的發揮潔凈空調的效果，降低空氣內細菌和微生物的傳播，降低能源損耗。同時，潔凈空調運行所消耗的能源要遠遠大于普通機型的空調系統，通過大功率運轉產生的是高昂的費用；因此，對潔凈空調系統的優化降耗具有非常現實的研究意義。

3.1 室內污染源控制

手術室內任何一個物品都可能成為污染源，理論意義上完全杜絕或控制污染源的傳播目前尚無法實現；通過現有手段將主要污染源進行控制或消除，保障手術患者的術后康復健康、避免感染即可。手術室內各項設備及工具的制造材料應使用符合健康標準的零污染或低污染材料，在制造過程中通過加工工藝將其中的有害成分完全剔除；在使用過程中通過滅菌消毒后進行使用，還要注意其在運輸過程中避免外界接觸和污染。

3.2 潔凈空調氣流組織的布設

手術室內的空調系統布設是消除環境中微生物的有效手段之一，在單向流模式下依靠潔凈氣流流通將是被空氣排放至回風口，實現空氣凈化的效果。非單向流模式中，對于有嚴格環境要求的潔凈室，通過將氣流通風口設置在室內頂部，可增大潔凈氣流的覆蓋面積；將回風口設置在底部或者污染程度高的區域可以有效的提升室內潔凈度。通常，手術室內的手術區域會采用垂直或者水平的氣流組織，將手術區域使用潔凈氣流包圍起來，起到隔絕周圍氣流的作用，提升手術區域的空氣潔凈度。

3.3 潔凈空調設備選擇和日常管理

市面上的普通空調并不具備潔凈殺菌的功效，只有增加了殺菌器的空調機組才具備潔凈的功能。除了空調購買選擇時注意外，已經安裝的空調也要注意日常的維護和定期清洗，防止空調設備臟污和細菌積累滋生，保障空調氣流的潔凈性。

3.4 最佳的新風比

普通空調系統在使用過程中，新風需求量同回風利用量成反比，回風量利用的越多能源消耗就越低。潔凈空調的目的在于保障室內環境的潔凈度，單純的增大回風量無法降低室內微生物比率。基于此，潔凈空調的新風量同回風量的比值應以滿足室內潔凈環境的須要，使用盡量低的新風比。

3.5 過濾器的選擇和溫濕度設定

潔凈空調系統中過濾器的優劣直接關系到手術室潔凈環境的效果，過濾器的選擇應優先以材質優良、性能穩定為主。同時，為提升過濾器的使用效果和使用壽命，在空調機組的設計和選擇時候可適當降低風機的預壓和功率。空調系統溫濕度的控制能夠有效抑制微生物的滋生，根據使用季節和地域氣候的不同，設定適合當地實地情況的溫濕度參數，避免不必要的能耗浪費。

4 結語

隨著現代化科技的進步，潔凈空調系統的開發和應用不斷深化，醫療領域的潔凈空調技術應用主要目的在于減少手術室內細菌的濃度，降低術中感染的風險。本文從潔凈空調系統發展現狀方面進行了分析，對下一步加強潔凈空調的凈化效果和對潔凈空調系統的優化提出一些個人建議以供參考。