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《医院层流洁净手术部建筑技术规范》
资料来源:广州启绿空气过滤网制造有限公司   日期:2016-05-13   人气:   标签:洁净手术部
   谈《医院层流洁净手术部建筑技术规范》规范推荐了各个级别手术室的适用手术,同时规定各级手术室的空气洁净度级别,避免了医院对手术室盲目追求高标准空气洁净度的攀比心理,有效的减少资源浪费;有效减轻医院维持手术部正常运行的负担从而减少病人手术费用。工程建设中我们有时会遇见这样的情况,医院建设方动辄要求设计几间Ⅰ级手术室,而没有考虑到本院手术的种类和能力是否需要如此高级别的手术室,另外对洁净手术室投资及运行费用也缺乏预先的估计。设计师应本着负责的态度根据医院规模、手术性质向建设方提出合理建议。
 
 
摘要:介绍分析《医院洁净手术部建筑技术规范》,提出一些见解及问题
关键词:医院  洁净手术部  规范
 
前言
《医院洁净手术部建筑技术规范》(以下简称《手术部规范》)由卫生部负责主编、建设部2002年11月颁布,规范实施一年多以来,为当前大量的洁净手术部的建设、改造提供了可依之据;《手术部规范》体现了当前一些生物洁净新技术的应用,尤为突出的特点有两条,一是强调手术区细菌污染度的控制而非全室净化要求,二是体现了着重于净化的措施及检测的新思路。明显将生物洁净与工业洁净的要求区分开来,合理制订洁净换气次数,大大降低空调系统运行能耗。但在实际应用中,我们也发现规范存在某些条文解释模糊、个别条文规定过严,限制了设计自由度的问题。本文拟从对规范的理解应用和规范中存在值得探讨的问题两方面进行讨论,希各位同仁不吝赐教。
一、对《手术部规范》的理解应用
1.合理确定了手术部各用房等级。针对不同手术切口,规范推荐了各个级别手术室的适用手术,同时规定各级手术室的空气洁净度级别,避免了医院对手术室盲目追求高标准空气洁净度的攀比心理,有效的减少资源浪费;有效减轻医院维持手术部正常运行的负担从而减少病人手术费用。工程建设中我们有时会遇见这样的情况,医院建设方动辄要求设计几间Ⅰ级手术室,而没有考虑到本院手术的种类和能力是否需要如此高级别的手术室,另外对洁净手术室投资及运行费用也缺乏预先的估计。设计师应本着负责的态度根据医院规模、手术性质向建设方提出合理建议。鉴于手术部在医院建设中的重要地位及合理确定手术室级别的重要性,本文摘录规范中表3.0.2.1~2如下,以期引起注意。
 
等级
手术室名称
手术切口
类别
适用手术提示
关节置换手术、官移植手术及脑外科、心脏外科和眼科等手术中的无菌手术
标准洁净手术室
胸外科、整外科、泌尿外科、肝胆胰外科、骨外科和普通外科中的一类切口无菌手术
一般洁净手术室
普通外科(除去一类切口手术)、妇产科等手术
准洁净手术室
肛肠外科及污染类等手术
 
等级
用 房 名 称
需要无菌操作的特殊实验室
体外循环灌注准备室
刷手间、消毒准备室、预麻室、一次性物品、无菌敷料及器械与精密仪器的存放室、护士站、洁净走廊、重症护理单元(ICU)
恢复(醉苏醒)室与更衣室(二更)、清洁走廊
 
根据以上表格规定,结合医院实际情况及未来发展需要,可以合理确定手术部的规模及各用房等级,做到既能经济的符合现实需要,又具备合理的中长期发展条件。
2.强调空气净化处理这一手段作为洁净手术室与常规手术室的重要区别。洁净手术室与非洁净手术室都要经过严格的消毒措施,应遵循《医院消毒卫生标准》(GB 15982-95)的规定。但洁净手术室强调了对送风空气中微粒的净化措施。空气洁净技术对手术室空气途径的污染控制的有效性以及不可替代的作用已为各国的实践充分证明;空气洁净技术对阻止细菌的生成也有重要作用,细菌在医院的长期消毒下,菌种平衡破坏,特定细菌的抗药性增强,在特定环境下有可能出现大量繁殖,危害性很大,洁净技术采用空气过滤的物理方法阻止细菌和病毒等粒子进入洁净室,不会破坏菌种平衡,不会产生变异的新菌类。
洁净手术部送风气流中的尘粒大部分来源于新风,处理好新风的含尘浓度,就抓住了空气净化处理的关键的第一步,规范7.3.10及7.1.3分别规定了新风三级过滤处理及系统三级过滤处理并用的手段,在新风通路上增设多级空调过滤器组成的过滤器段,使新风与回风两者的含尘浓度大体相当,真正起到保护系统中的部件和高效过滤器的目的,对延长高效过滤器的使用周期有明显的效果;而且相对于空调机组而言,新风通路上的过滤器更换或清洗更为简便。这种新风处理的新概念已被逐渐认同。然而规范却把这个问题一分为二,而且放在不同章节里(新风三级过滤的规定在7.3《净化空调系统部件与材料》一节中,系统三级过滤的规定在7.1“净化空调系统”一节中),应用中发现有设计人员按习惯思路只设计系统的三级过滤,即新风粗效过滤、新回风混合中效过滤、高效过滤,而7.3.10条的规定反而被忽略。这显然有背规范的初衷,有鉴于此,建议规范修编时把7.3.10和7.1.3合编为一条。
新风通路设置三级过滤器后,其阻力远大于回风通路阻力,对常规新回风混合的做法来说,一是很难保证新风量的供给,再者空调机组送风机要克服新风三级过滤器阻力,压头要求太高,也会导致噪声增加,因此系统中增设新风送风机已成为必然之举。对手术部的每个空调系统分别设置新风三级过滤及相应新风送风机显然不合理,而采用新风机组集中处理新风可以简化系统、节约初投资。根据手术部内压力梯度分布要求,兼顾到简化控制对象之间的联系,新风机组的设置基本上可以分为三类,一为专供各间手术室,二为洁净走廊及辅助用房,三为清洁走廊及辅助用房,这三类中均可按手术部规模考虑设置合适的台数。
3.明确手术区的概念,相应提出送风主流区洁净度要求。全室都达到同一个空气洁净度级别的运行费用很大,采取措施加强手术台及器械桌这一关键区域的污染控制,可收到事半功倍的作用。对Ⅲ级及Ⅲ级以上的洁净手术室,规范规定应采用送风口集中布置在手术台上方的送风方式。Ⅰ级特别洁净手术室通过单向流气流挤排方式使手术区空气达到100级的洁净度;Ⅱ、Ⅲ级洁净手术室通过送风口集中布置造成低紊流度的置换气流以填充原理保证手术区空气的洁净度。与以往相比,规范更强调主流区空气洁净度的保证,大大降低了全室同一洁净度造成的高能耗。
4.提出手术部整体受控的概念并推荐其净化空调方案。所谓受控,是指“不能因某洁净手术室停开而影响整个手术部的压力梯度分布,破坏各房之间的正压气流的定向流动,引起交叉污染”。首先应该明确手术部的污染途径:①进入的人员、物料;②空调送风、外部环境中空气非正常途径串入;③手术部内的交叉污染。人员、物料都要经过严密的消毒程序后才能进入手术部,带菌的影响很小;空调送风采用过滤的物理方法也解决了空气污染问题;剩下的问题就是外部环境空气污染及交叉污染,这个问题尤其是手术部内的交叉污染问题以前并没有引起重视,当然也没有相应的措施,对此,规范提出“宜使洁净手术部处于受控状态”。
提出手术部受控之后,有必要再结合谈谈自净时间和换气次数。规范中定义自净时间是指在空态或静态下的洁净手术室从低洁净度级别恢复到要求的高洁净度级别的时间,造成手术室被污染(处于低洁净度级别)的原因或者是该手术室的净化空调停机,或者是因为刚刚做完一台手术,手术后对室内的消毒、医疗器械及医用物品的清理运输工作都会导致手术室空气洁净度级别降低,自净时间是综合考虑手术室使用周转效率及手术等级等因素确定的。规范中规定的换气次数则是在满足洁净度要求的基础上再考虑满足自净时间而计算得出的。可见污染越严重,自净时间必然越长,为满足自净时间规定,就必须提高换气次数,而受控可以防止污染。由于规范对手术部处于受控状态提法的用词采用“宜”,并非一定要做到,而且也找不出任何条文表明表4.0.1中自净时间和换气次数的指标与手术部受控有关联,于是就产生受控状态下能否降低换气次数的疑问。个人认为,手术部受控的目的在于维持压力梯度,避免各房之间交叉污染,防止外部环境空气污染手术部,是维持室内低菌浓度的一条措施,但并不能维持手术室的高洁净度级别。要使手术室达到高洁净度级别,必须有一定的换气次数来保证,注意到采用的“自净换气次数”要大于“洁净换气次数”,因此,不可因为手术部处于受控状态而认为可以减小换气次数或缩短自净时间。相反,如果没有处于整体受控状态,是否应当适当提高换气次数来满足自净时间的要求呢?
本方案说明如下:
①新风机组含粗效、中效、亚高效三级过滤。
②在手术部中只有部分手术室工作期间,运行部分手术室的独立空调系统及新风系统、排风系统,关断接至送风管路上的新风阀。既保证部分手术室正常工作,又维持整个手术部的正常压力分布和正压气流定向流动。
③在手术部非工作期间,只运行新风系统、排风系统,关断送、回风阀、与回风混合的新风阀,打开接至送风管路上的新风阀。此时可以大大降低整个手术部的室内温湿度要求,只维持整个手术部正压,保持其洁净无菌状态。
④进入各房间的新风管上设置两位式定风量阀,可以按手术室工作状态提供两种风量,新风机组变风量运行,进一步降低能耗。
对于新风机组是否承担湿负荷的问题,这里不作讨论。对于北方地区,建议新风机组单独设置加热段,新风预热到零度以上,这样在冬季可以有效解决空调机组防冻问题。
本方案缺点在于需要切换新风阀,可能会引起阀门切换时室内压力波动。
手术部整体受控必须要有相应的技术措施来保证,不论采用何种方案,有一个原则是可以明确的,即凡是间断使用的系统,在进出手术室的管道上均应设置气密性电动风阀切断空气通路,以避免空气串通引起室内压力波动。
5.对湿度的控制要求更严格。不仅体现在对手术部室内空气相对湿度的要求上,同时对净化风管系统内的空气相对湿度作出要求。规范7.3.1中7条规定“加湿设备与其后的空调设备段之间要有足够的距离。Ⅰ~Ⅲ级洁净用房净化空调系统的高效过滤器之前系统内的空气相对湿度不宜大于75%”。加湿设备与其后的设备段之间足够的距离才能保证水雾在这段距离内充分吸收,使前侧的空气过滤器不受潮。水分和尘埃都是细菌滋长的必要营养,湿度控制的重要性已为国内外业界所共识,过去对管路系统(尤其是管件和静压箱)和过滤器上的水分和尘埃积累的危害并没有引起重视,规范7.1.10 中规定“手术室空调管路应短、直、顺,尽量减少管件,应采用气流性能良好、涡流区小的管件和静压箱”,一方面出于减少系统阻力的考虑,另一方面也是为了尽量减少细菌滋生的场所。
由于对空气相对湿度的要求,在制冷季节,空调机组设置再加热措施就非常必要了,再加热的方式有热水(蒸汽)再热或电再热,由于热水盘管容量偏大、热惰性大、调节延迟时间长等缺点,容易引起系统滞后或超调,不利于空调系统的稳定性,故不推荐使用;电加热有裸线式及管状电加热器两种,一般可采用管状电加热器,特殊对温度精度要求高时(±0.5℃)应采用裸线式电加热器;在冬季需要加湿时,要求加湿器控制性能优良,避免加湿过度,加湿蒸汽调节阀不应采用两位式电动阀或电磁阀,应采用调节性能好的、调节特性为线性(参见张子慧主编《热工测量与自动控制》)的调节阀。
在控制上,推荐采用方案:送风温度控制电加热器调压调节加热量,送风含湿量控制冷水阀开度。之所以采用送风参数作为控制参数,主要考虑到室内参数有较大的热惯性,加上空调机组各种阀门调节的非线性,导致直接控制房间温湿度存在偏差大、延迟时间长等问题。比较好的方法是采用串级调节,即根据房间温度的变化确定要求的送风参数设定值,根据要求的送风参数与实测的送风参数之差调节空调机组。关于此节的详细内容,请参阅江亿教授所著《暖通空调系统的计算机控制管理》。
6.手术室合用系统的问题。规范对手术室空调系统的首选设置是每间采用一个独立系统,但目前手术部建设中手术室面积既有扩大的趋势,也有缩小的趋势,尤其Ⅲ级手术室,手术室面积变小产生的问题在于系统送风量太小,如一间Ⅲ级手术室面积为20m2,送风量只需1320m3/h,这个风量对于净化系统压头要求1000Pa左右的送风机来说转速太高,相应噪声太大,风机效率太低,正是基于这个原因,规范允许Ⅲ、Ⅳ级洁净手术室可2~3间合用一个空调系统,合用系统需注意的是新风量问题,以两间Ⅲ级洁净手术室合用系统为例,系统新风量应当按下式计算:
(L1+L2)n
式中L1 、L2分别为手术室的送风量,n为最大新风比(即最小面积的手术室)。
注:出于保证手术室新风量安全要求的考虑,新风量不应按ASHRAE标准62-1999规定的系统新风量修正计算式来计算。
 
上式表明合用系统的新风量大于独立系统的新风量总和,当两间同级别手术室面积差异20%时,总新风量大约增加10%,相当于增加200 m3/h左右的新风。新风量的增加在净化空调中不仅仅引起冷热能耗及系统风机能耗的增加,对过滤器的寿命影响极大。因此,面积差异太大的手术室不宜共用一个系统。
7.各种设备、材料的应用。
①空调机组。规范1.0.5条要求“设备和整机必须有专业生产合格证和铭牌”,目前关于空调机组的国家标准只有《GB/T14294-1993 组合式空调机组》及《JB/T 8544-1997 整体式机电一体化空调机组》,而没有应用于生物洁净的空调机组的专项标准,虽然现行标准也涉及一些净化空调机组的内容,但多为工业洁净方面,只能为生物洁净空调机组的生产提供一些参照。规范7.3.1条对空调机组提出了8项要求做为1.0.5条的细化,对杜绝整机随便自己组装的做法明文禁止。不足的是所提要求均为产品的“结果”性能,而对产品生产的“过程”质量控制没有相应的标准。这就为产品留下可能的质量隐患。因此,应尽快出台生物洁净型空调机组的国家标准,并对生产企业实行质量认证。
②气密性风阀。规范没有给出有关气密性风阀的性能指标要求,应用中可采用德国DIN1946标准,该标准定义气密阀在阀体前后压差100Pa时,空调过滤器泄漏量小于36m3/h.m2
③其它。风管法兰垫片可采用4~6mm厚的闭孔型海绵橡胶板,空调机组等设备接口的软接头可采用软橡胶板或光面人造革,双层设置,里层光面朝里,外层光面朝外。
二、《手术部规范》中值得探讨的问题
1.新风处理。规范7.1.6规定“集中新风处理系统时,新风处理机组应能在供冷季节将新风处理到不大于要求的室内空气状态点的焓值”,这条规定是出于减少手术室空调机组湿负荷的考虑,但研究表明,细菌生存环境的主要因素是空气的相对湿度,而不是含湿量。新风机组把新风处理到不大于室内焓值只能减少空气含湿量,而相对湿度反而增加;手术室空调机组仍需处理一定的湿负荷;另外新风机组冷盘管也增加了一处细菌滋生的好场所。由此看来,这种新风处理的必要性并不大。笔者认为,最佳方案是将新风处理到足以承担室内湿负荷的状态,这对新风机组冷盘管提出了新的更高要求,而且冷盘管面积过大,在北方地区又需要单设热盘管以防冻,同时,这种方案需要采用比常规冷冻水更低的供水温度,这又涉及到冷源的设计,导致系统设计更为复杂。次选方案则干脆不要求新风机组对新风进行冷湿处理,这样至少可避免增加一处细菌滋生的场所。
2.排风口及排风速度。规范7.2.8规定排风口“位置宜在病人头侧的顶部。排风口进风速度应不大于2m/s”,顶部设置排风口主要是为了排除麻醉气体,但排风口靠近送风天花安装,会造成“不易察觉”的短路;另外,把排风口风速上限定到2m/s也不大合理,相比回风口,排风速度对送风的影响显然更大一些,规范中排风口速度上限大于回风口速度上限的规定让人难以理解。尤其对排风量较大的Ⅰ级手术室,这种情况已引起注意,有学者建议在送风区域与排风口之间设置挡板以减少这种短路的影响,但这种围挡无疑给手术室增加一个积尘的场所,对清洗工作十分不利。笔者认为,要充分认识排风口及排风速度对送风气流的影响,就必需按排风口形状(长边平行或垂直于送风区)及尺寸(相应于不同风速)建立模型,做相应的流体数值模拟分析。有关此部分的详细研究结果,将另有文献讨论。
3.ICU的送风相对湿度。规范只规定了“Ⅰ~Ⅲ级洁净用房净化空调系统的高效过滤器之前系统内的空气相对湿度不宜大于75%”,而对洁净辅助用房没有相应规定。个人认为,从手术部整体受控的概念出发,洁净辅助用房的空调系统也应符合这条规定,尤其对于ICU,房间内均为免疫系统受损、免疫能力降低的患者,对病毒细菌相当敏感,更应控制好每个净化的环节。
4.送风量的大小。研究表明,送风温差对送风中心无菌区的大小有一定影响。送风温差太小,气流送不下来;送风温差太大,空调过滤器中心无菌区域会缩小。送风温差应控制在0.5~3℃之间。温差大于3℃,送风引射周围较脏空气越多,可达到的污染度越大,中心无菌区就会缩小。当手术室面积较小而负荷相对大时,送风温差就可能大于3℃。例如,当室内显热负荷大于3kW时,如按规范规定换气次数计算送风量,多数Ⅲ级手术室送风温差将超过3℃,最多可高达6℃。如此大的送风温差显然不合理,因此送风量的确定应附加考虑送风温差因素。
5.空调机组漏风量。规范对空调机组漏风量指标采用的是漏风率,这个指标的合理性在一些文献中已被质疑,原因在于对不同功能段的空调机组,其漏风率采用一个指标显然缺乏公平性,而且也存在虽然总体漏风量指标合格,但局部密封处理不合格的隐患。相比之下,欧标EN1886:1998关于空调机组漏风量的计算、检测标准显得更合理些。EN1886对不同过滤级别要求的空调机组分别按正负压工况给出漏风量标准,例如过滤效率F5-7的空调机组,负压段漏风量指标为4.752m3/h·m2,正压段漏风量指标为6.84m3/h·m2。建议以漏风率作为漏风量的总量控制指标,而采用国外做法规定单位面积漏风量。
三、结束语
  《医院洁净手术部建筑技术规范》充分吸纳了先进国家的手术部建设经验,既符合国情又不失先进性,条文一直努力于体现全程质量控制的思想。至于本文指出的条文内容和条文之间接合存在的问题,由于水平有限,对规范的理解及讨论必有偏错之处,还请谅解并批评指正。我们注意到级别越低的手术室自净时间越长,这说明自净时间对换气次数的决定作用越小,那么对低级别手术室是否应该考虑受控因素来增加换气次数呢?
在这里,“受控”也体现了规范注重过程质量控制的新思路,失去受控状态手术部也能达到需要的技术参数,空调过滤器但已是通过“补救”措施获得的“结果”。
  规范推荐的方案并没有出现在正式条文中,而是放在条文说明中,显然是出于允许其它方案并存的谨慎考虑,避免出现应用中一律套用一种形式的情况。实际上,我们在工程中也觉得该方案管路过于复杂,所需的建筑空间太大,在医院建设方、建筑专业设计者还没有认同这种空间、高度之前,实施这种方案难度很大。根据推荐方案的思路,笔者对该方案做了一些修改,如下图所示,望得到大家的批评指正。
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