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侯守源等: 既有医院洁净手术室最大可调新风量的研究

时间:2020-12-28 10:38:31  作者:liuyanmin  来源:净化空调  查看:549  评论:0
内容摘要:本文以手术室内的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;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最大可调新风量的研究

中国建筑科学研究院有限公司  牛维乐  

河北省沧州市青县自来水公司  侯守源

摘要:本文以手术室内的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;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。

关键词:既有医院,洁净手术室,新风量

Study on the maximum fresh air volume

Of clean operating room in built-up hospital

Limited Company of China Academy of Building Research   Weile-Niu

Qingxian Water Supply Company, Cangzhou City, Hebei Province   Souyuan-Hou

Abstract:The article researches the theoretical maximum fresh air volume of clean operating room in built-up hospital on the premise of maximum allowable pressure.Through the analysis of the actual test data the article draws a conclusion of the actual maximum fresh air volume of clean operating room in built-up hospital. Synthesizes the the oretical and actual data of  fresh air volume of clean operating room in built-up hospitalthe article give it a proposed value .The proposed value can be a basis of  hospital  energy  saving  in  fresh  air control.

Keywords:Built-up hospitalClean operating roomFresh air volume

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,同时给医院增加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。

侯守源等: 既有医院洁净手术室最大可调新风量的研究
侯守源等: 既有医院洁净手术室最大可调新风量的研究
 

对于一间排风量为200 m3/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

1手术室计算最大可调新风量

手术室级别

每间最小新风量(m3/h

每间最大新风量(m3/h

增大的倍数

Ⅰ级

1000

2161

2.16

Ⅰ级(眼科0

800

1671

2.09

Ⅱ级、Ⅲ级

800

1671

2.09

Ⅳ级

600

1180

1.97

将表1绘制成图2:各级正压手术室最大可调新风量图。侯守源等: 既有医院洁净手术室最大可调新风量的研究
 

由表1可见,手术是最大可调新风量为最小新风量的1.97-2.16倍。

2.2负压手术室的最大新风量的确定

侯守源等: 既有医院洁净手术室最大可调新风量的研究

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。

2实际建成的洁净手术室新风量变化范围调查结果

医院名称

手术室编号

手术室

级别

体积(m3

新风量(m3/h

新风换气次数(次/h

压力(Pa

医院1

1号手术室

Ⅱ级

87

600

6.9

34

800

9.2

41

1000

11.5

53

1200

13.8

60

1300

14.9

73

2号手术室

Ⅱ级

102

400

3.9

22

600

5.9

29

800

7.8

35

1000

9.8

38

1200

11.8

44

1300

12.7

53

医院2

1号手术室

Ⅰ级

144

2252

15.6

8

2774

19.3

8

2905

20.2

8

医院3

1号手术室

Ⅰ级

140

1575

11.3

14

1925

13.8

19

2565

18.3

27

3690

26.4

46

2号手术室

Ⅰ级

182

933

5.1

5

1406

7.7

8

1742

9.6

18

2362

13.0

24

3624

19.9

44

3号手术室

Ⅰ级

135

864

6.4

3

1057

7.8

8

1506

11.2

16

2174

16.1

48

2340

17.3

69

医院4

1号手术室

Ⅰ级

120

1008

8.4

3

1498

12.5

9

1699

14.2

12

2160

18.0

15

2592

21.6

18

医院5

1号手术室

Ⅰ级

168

1519

9.0

6

1670

9.9

8

1880

11.2

12

1987

11.8

15

从表2可以看出

医院21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51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。

侯守源等: 既有医院洁净手术室最大可调新风量的研究

6  医院32手术室压力随新风量的变化

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实际建成的洁净手术室新风量和压力变化比率

医院名称

手术室编号

手术室级别

正常新风量(m3/h

最大新风量(m3/h

新风量调大的倍数

正常压力(Pa

最大压力(Pa

压力调大的倍数

医院1

1号手术室

Ⅱ级

800

1300

1.625

41

73

1.780

2号手术室

Ⅱ级

800

1300

1.625

35

53

1.514

医院3

1号手术室

Ⅰ级

1575

3690

2.343

14

46

3.286

2号手术室

Ⅰ级

1742

3624

2.080

18

44

2.444

3号手术室

Ⅰ级

1506

2340

1.554

16

69

4.313

医院4

1号手术室

Ⅰ级

1699

2592

1.526

12

18

1.500

从表3中的数据来看,随着手术室的新风量的增加,手术室的压力在逐渐的增大,手术室的新风量调大的倍数范围为1.526-2.343,压力调大的倍数范围为1.5-4.313。理论计算的数值也包含在上述范围之内。

3. 既有医院洁净手术室调大新风量的可行性分析 

已经建成的医院洁净手术室的新风系统主要有两种形式:集中设置的新风系统和分散设置的新风系统。集中设置的新风系统为若干个手术室空调系统供应新风,通常会在每个手术室空调系统的新风管上设置定风量风量控制阀门。分散设置的新风系统则每个手术室空调系统设置独立的新风入口。

分散设置的新风系统由于设置了独立的新风入口,加大新风量可以通过开大新风管上的阀门或者关小回风管上的阀门来实现。新风量的加大范围要视手术室的围护结构的密封性确定,新风量实际可调的最大值以手术室的压力升高不至于产生噪声、不至于影响手术室的声环境为前提条件。

集中设置的新风系统要想加大新风就必须对新风系统加以改造。首先要确定每个手术室的可以调整到的最大新风量(以手术室的压力升高不至于产生噪声、不至于影响手术室的声环境为前提条件),按照每个手术室可以调整到的最大新风量之和来确定集中设置的新风机组的风量,同时将设置在每个手术室空调系统新风管上的定风量风量控制阀门改成两态风量风量控制阀门,低限风量为手术室正常运行时的最小的新风量,高限风量为手术室可以调整到的最大新风量,新风机组设计成可以变风量运行的机组。

从理论计算和实际测试的数据分析来看,既有医院洁净手术室的围护结构的密封性是影响手术室最大可调新风量的重要因素。国内目前的医院洁净手术室受到设计水平、施工工艺、运行管理水平等因素的限制,围护结构的密封性能差异很大,密封性好的手术室在排风量不能调节的前提下,新风量可调范围小,密封性差的手术室在排风量不能调节的前提下,新风量可调范围较大,每间手术室的可调最大风量要依据手术室的现状确定,可以参照本文通过实际测试总结出来的结论:新风量调大的倍数在1.5-2.4之间。

4. 既有医院洁净手术室最大新风量的建议 

通过上述理论的分析并结合对医院手术室实际测试结果的研究,可以得出如下结论:

1) 对于已经建成的正压洁净手术室,在排风量不可调的条件下,新风量是也是可以适当调大的。已经建成的正压洁净手术室的新风量调大的倍数在1.5-2.4之间,当手术室的围护结密封性能比较好时,新风量调大的倍数可以取低值,当手术室的围护结密封性能比较差时,新风量调大的倍数可以取高值。

2) 对于已经建成的正压洁净手术室,在排风量不可调的条件下,建议采用在主要的洁净操作区和走廊之间、走廊和室外大气之间、洁净区直接对外的房间和室外之间加装余压阀;在空调系统回风管上增设带排风机的支路,将部分回风排至室外,用来保持房间内的压力状况在可以接受的范围内。

3) 对于已经建成的正压洁净手术室,分散设置的新风系统的空调系统新风量调节比较方便可行。集中设置的新风系统的空调系统新风量的调节受到新风系统性能的限制,需要对新风系统加以改造。

5) 新建医院洁净手术室空调系统,应考虑为了在过渡季充分利用新风的冷量,新风量可以加大的补偿措施,如果新风量加大的范围会造成手术室声环境的破坏,则需要把手术室的排风系统设计成变风量可调的排风系统。

  参考文献  

1】陈清莹 梁磊,医院手术室冬季冷却方式探讨.北京.建筑科学.2015.31. 增刊.

2】许钟麟著,空气洁净技术原理(第三版),270,北京:科学出版社,2003

3】医院洁净手术部建筑技术规范GB50333-2002[M].北京.中国建筑工业出版社.2002.

 

 

 

作者简介:牛维乐,男,1973 8 月生,硕士,教授级高级工程师,

通讯地址:北京市北三环东路30号,中国建筑科学研究院有限公司建筑环境与节能研究院,

邮编:100013

电话:010- 64517715  13601012879

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