手術室的空調系統要求控制室內溫度、濕度、塵埃、細菌、有害氣體濃度以及氣流分布, 保證室內人員所需的新風量, 并維持室內外合理的氣流流向。其中最為重要的是控制室內菌的濃度, 以防止在手術過程中對手術傷口感染, 提高手術成功率。與一般建筑物的空調要求相比, 系統應該具有以下特點: ( 1 ) 空氣的凈化和除菌; ( 2) 控制各區域的氣流和風速; ( 3)保證不同區域之間合理的氣流流向和壓力分布: ( 4 ) 保證醫療上必要的溫度及濕度; ( 5 ) 排出廢氣和有害氣體, 保證室內空氣新鮮。

凈化空調系統能夠切斷手術感染的空氣傳播途徑, 有效地防止和減少術后感染, 這一觀點己逐漸為人們所接受。從60 年代起, 手術室的建設一直呈上升的趨勢, 其發展和相關科學研究的進展與各國不同的標準規范、設計思路和技術措施密不可分。手術室的空調系統型式有很多種, 下面分別介紹一下各國手術室采用的空調系統模式。

二  國外手術室常見的空調系統

1 手術室空調系統模式國外基本采用全空氣系統。

在美國大多是集中式大系統, 大致有兩種類型。一類設計并建于60 年代初期, 遵循1 9 59 年ASHRA指南規定, 全新風系統, 每小時的換氣次數為8一12 次, 室溫25.6℃, 相對濕度為5 %, 室內排風匯集到排風總管, 利用全熱交換器作熱回收后再排出。系統簡圖見圖1。

法國手術室系統在歐洲具有代表性, 早期與美國類似, 采用全新風系統或全室單向流流型。邱伯特(Joubert) 等人在70 年代末結合普通的凈化空調系統和單向流系統的優點, 開發出一套新系統, 經過幾次改進之后, 形成了現在的邱伯特手術室空調系統, 見圖2。系統中采用三級風機加大室內空氣自循環, 以增大換氣次數, 達到降低室內細菌濃度的效果。

日本潔凈手術室的數量僅次于美國, 遠遠大于歐洲, 其系統發展過程深受西方國家的影響, 現已逐步形成自己的特色, 即所謂的混合型手術部, 它把整個手術部和每間手術室同時作為控制對象。常見的系統簡圖見圖3。

德國的手術部布局強調手術室單元, 它包括手術室和前室。一個手術部門包括多個手術單元及其它輔助房間, 這種布局方式保證了各手術的獨立進行, 互不干擾, 但整個手術部要求很大的送風量, 而且因部門分隔太多, 氣流流向難以控制。因此, 德國采用了局部和整體控制相結合的方式, 即各個潔凈手術單元采用獨立的空調系統, 另設一個統一的正壓送風系統。手術部工作期間兩個系統同時運行; 部分手術室工作期間,只需運行這些手術室的獨立空調系統及正壓送風系統; 非工作期間, 只需運行正壓系統。這樣能夠十分簡易、有效地保證了手術室正常工作, 又使整個手術部的梯度壓差分布得以始終維持。

2 合理的氣流組織合理的室內氣流能防止細菌粒子的積聚并將其迅速排除, 有效地保護關鍵區域。室內氣流組織有亂流和層流之分, 亂流均為上送下回式, 上部送風口位置布置不一, 有側送、斜送和頂送, 后來大都集中于手術區域上方送出, 下部兩惻回。認為這種上送下回的效果最好。層流的潔凈效果得到一致的公認,但其造價偏高。歐洲偏向發展局部層流, 開發出如空氣浴系統、帶空氣幕的項棚送風單元、帶圍檔或簾幕的層流罩等裝置。日本強調全面層流技術, 要求送風面不能小于天棚面的75 %。

3 正壓控制一般采用控制新風量或新風和回風的關系來實現, 并結合自控手段。英國采用余壓閥控制: 德國為了強調整個手術部是一個保障體系, 開發出獨立的正壓送風系統, 并應用機械式風量調節器恒定風量,提高了穩定性, 此舉值得借鑒。

三  國內手術室常見的空調系統

1988 年10 月頒布的行業標準JGJ 4 9一88《綜合醫院建筑設計規范》是我國醫院唯一的國家標準, 僅針對采用常規消毒滅菌方法和舒適性空調的醫院, 只是原則性地規定了手術室空氣凈化方式, 我國目前還沒有相應的國家標準。軍隊在這方面領先一步,95 年頒布了《軍隊醫院潔凈手術部建筑技術規范》。由于手術室沒有國家規范和技術標準, 在設計等具體工作時大多參照工業廠房的潔凈技術標準或日本的做法。

l 國內手術室空調系統的型式國內手術室過去主要是改建, 系統型式很多, 現多是新建。

(1) 集中式全空氣系統。過去常采用中央空調系統, 根據各室的級別計算送風量, 各室不能單獨進行調節。這種方式在提供溫度、濕度、空氣凈化、去除臭味等方面都可以達到滿意的效果; 由于機房和房間分開, 噪聲可以較好地處理。所以適用于恒溫、恒濕、無塵、無噪聲等要求的手術室場合。其缺點是風道占用空間大。有的也是全新風系統, 國內常因為全熱交換器投資較高、維護不易而不愿采用, 系統能耗較大。

( 2 ) 分散式系統。在每間手術室附近就近設空調機房, 通過獨立的凈化空調機組送風, 室內空氣可以循環。這種方法運行費用較低, 系統的維護、管理簡單易行, 適用于手術室改造, 門、急診科室里新增的手術室,但由于機房分散布置, 占用面積較大, 不宜用于規模較大的手術部門, 而且難以保證區域內合理的壓力分布。

( 3) 一次新風機組與風機盤管系統。這種系統廣泛地應用于醫院內級別較低的手術室, 由集中處理并提供滿足正壓和衛生要求的新風, 風機盤管處理室內熱、濕負荷。該系統易于分別控制, 初投資和運行費用也低,其風道比全空氣方式占用的空間小, 但風機盤管內置的空氣過濾器性能低下, 無法達到除塵和除菌的要求。新風量常不足, 室內不良空氣無法排除; 風機盤管表面及集水盤就是一個污染源, 容易積聚灰塵, 滋生細菌,特別在夏季, 有污染室內空氣的危險。又必須在室內進行清掃過濾器和盤管以及檢修設備, 影響手術室的正常使用。

( 4) 直接在手術室內設置普通空調器, 如窗式空調器和柜式空調器, 不僅新風無法保證, 衛生、噪聲等方面也遠遠不能達到要求。室內空氣污染的風險很大, 不能采用。

( 5 ) 手術室內直接安裝普通空調器和自掙器, 目前市場上的自凈器品種很多, 包括過濾自凈器、紫外線自凈器、靜電自凈器等。盡管這些自凈設備都具備一定的除菌效果, 但各有各的局限性, 而且, 空氣潔凈技術的作用決不是幾臺凈化設備能取代的。機組內盤管表面及集水盤的污染源還是存在。

2 送風方式一般百級潔凈手術室采用層流( 包括局部層流) , 風量很大。百級以下級別大多為亂流頂送, 新建的醫院也有采用國外生產的頂棚送風裝置。有的是置換流裝置, 但由于沒有注意到送風溫差的問題, 使用效果不甚理想。

3正壓控制 正壓值通過送入一定量的新風來控制 , 在系統調試時常常可以達到。但是系統在運行中, 由于門的開啟、過濾器積塵或室外風速的影響, 正壓值經常變化。為使室內保持穩定的正壓, 應采用簡易、有效的控制方式。常見的正壓控制方式有以下幾種:

( 1) 安裝余壓閥。余壓閥的安裝簡單, 靈敏度高, 應用較為廣泛, 但它存在著許多缺點: 如長期使用后關閉不嚴; 全閉時室內正壓值仍然低于預定值, 就無法控制; 而且對于嚴格控制微生物污染的手術室而言, 無形中又增加了一條室外通道, 不宜提倡使用。

( 2 ) 通過差壓變送器檢測室內壓力, 然后調節新風、回風或排風量, 控制較為復雜。常常會引起系統的不穩定性, 在國內實際運行中控制效果不佳。

( 3) 在手術室吊頂上單獨設一個小型的排風系統, 通過室內和走道間的壓差信號控制排風機的啟停。當壓差超過設定值時, 排風機開, 否則停。這種作法控制靈敏, 但也存在著明顯的缺陷, 即在手術過程中有人員進出時, 由于“ 開門效應” , 房間和走道間的壓差在瞬間會降為零, 此時排風機與門聯鎖, 應當關, 但由于葉輪的慣性效應, 排風機不會停轉, 還具有一定的抽力, 有可能造成房間負壓。此外, 排風機頻繁啟停, 也易出現故障。

(4) 在手術室的送、排風口設置機械式定風量裝置, 不管系統阻力如何變化, 送、排風量是恒定的, 保證正壓的恒定。排風與自動門連鎖, 并設有延時裝置, 避免了因門開閉而使排風機頻繁停開。

綜觀以上這些作法, 較為復雜, 維持室內正壓和潔凈度不很理想。考慮單獨用一個系統控制正壓, 維持整個手術部的正常壓力分布和氣流流向較為合適。

四 結論

近10 年來, 國內手術室建設發展很快, 在空調方式、凈化方式、氣流組織、壓力控制等方面出現了不同的類型, 但尚未形成一套適合于我國國情、經濟有效的手術室凈化空調系統。國外經過長期發展所形成的完善的系統型式、先進的裝備和設施以及豐富的實踐經驗值得我們借鑒, 尤其是將系統作為“ 綜合保障體系”的思想, 更是有利于我們跳出工業潔凈的模式, 使我國潔凈手術室的建設和改造合理、順利地進行。

參考文獻

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