層流潔淨手術室監控係統的設計

摘要:概述了智能醫院潔淨手術室的主要監控內(nei) 容, 提出了監控係統設計的一些新的理念, 並給出了一種基於(yu) PROFIBUS 的三級結構的監控係統的原理框圖.通過對手術部室內(nei) 各參數的精確控製, 既為(wei) 手術部提供安全、舒適、高效的工作環境, 又有效地解決(jue) 節能問題.

關(guan) 　鍵　詞:潔淨手術室;監控內(nei) 容;監控係統

潔淨手術室是智能醫院的標誌, 現代醫院都建有潔淨手術室, 它由潔淨手術室、淨化病房及其它一些附屬用房組成.潔淨手術室常采用過濾器對室內(nei) 空氣進行循環過濾, 合理組織氣流, 建立科學的人、物流程及嚴(yan) 格的分區管理, 從(cong) 而達到除菌的目的手術室內(nei) 的溫度、濕度、壓力、進風量、空氣潔淨度均需進行檢測和控製, 以便保證設備可靠運行和降低能耗, 為(wei) 手術部提供舒適、安全、高效的工作及生活環境.

1 　潔淨手術室的主要監控內(nei) 容

1.1 　室內(nei) 溫度

醫院潔淨手術室建築技術規範規定, 各級別手術室(特別潔淨手術室、標準潔淨手術室、一般潔淨手術室、準潔淨手術室)都要求溫度在22 ～ 25 ℃[ 1] .但在實際應用時, 設定的溫度經常需要控製在18 ～ 25 ℃^[ 2]之間.為(wei) 了提高係統實用性, 設定溫度應可人為(wei) 調節.

1.2 　室內(nei) 濕度

規範中要求特別潔淨手術室和標準潔淨手術室的相對濕度為(wei) 40 %～ 60 %, 一般潔淨手術室和準潔淨手術室的相對濕度要求在35 %～ 60 %之間, 且強調了對濕度的優(you) 先控製.室內(nei) 相對濕度參數為(wei) 一定範圍, 但在設計中係統控製的目標參數設定為(wei) 50 %.原因是據研究表明, 相對濕度50 %時, 空氣中細菌浮遊10 min 後即死亡, 相對濕度更高或更低時, 即使經過24 h 後, 大部分細菌還活著, 就是說空氣相對濕度50 %最為(wei) 理想.同樣設定濕度也可人為(wei) 調節.

1.3 　室內(nei) 壓力

規範中要求特別潔淨手術室和標準潔淨手術室對相鄰低級別的潔淨室要保持+8 Pa 的最小靜壓差,而一般潔淨手術室和準潔淨手術室也要保持+5 Pa 的微壓差.對室外直接相通的區域應保持不小於(yu) +15Pa 的微壓差, 最大靜壓差不超過+30 Pa .如果是傳(chuan) 染潔淨手術室, 應對外保持相應的微負壓.

1.4 　室內(nei) 新風量

潔淨手術室要滿足60 m³/h·人且換氣4 ～ 6 次/h 的新風量, 同時還要補償(chang) 室內(nei) 的排風並保持室內(nei) 的微正壓.對特別潔淨手術室要求不小於(yu) 1 000 m³/h ;對標準潔淨手術室換風30 ～ 36 次/h , 且不小於(yu) 800m3/h ;對一般潔淨手術室換風18 ～ 22 次/h , 且不小於(yu) 800 m3/h ;對準潔淨手術室換風12 ～ 15 次/h , 且不小於(yu) 600 m³/h .新風比達到10 %～ 25 %, 產(chan) 科分娩室為(wei) 全新風.

1.5 　浮遊細菌

浮遊細菌最大平均濃度特別潔淨手術室為(wei) 5 個(ge) /m³ , 標準潔淨手術室為(wei) 25 個(ge) /m³ , 一般潔淨手術室為(wei) 75 個(ge) /m³ , 準潔淨手術室為(wei) 175 個(ge) /m³ ;表麵最大染菌密度均為(wei) 5 個(ge) /cm³ .此外還有手術準備室、物品存放室、護士站、麻醉室、更衣室、潔淨走廊等的溫濕度、微壓差、新風量、浮遊細菌最大平均濃度、噪聲等的控製.

2 　設計理念

　　1)各手術室的循環送風、回風、排風管道上都設置電動密閉閥^[ 3] .某個(ge) 手術室空調係統停止運行時,相應的電動密閉閥也及時關(guan) 閉, 防止手術室受到汙染.設置科學的空氣過濾係統, 合理地選擇過濾方式, 一般高級別的手術室送回風采用三級過濾係統, 回風經初效過濾風機加壓, 經過中效過濾, 最後經末級高效過濾後送風.新風采用初、中效兩(liang) 級過濾.監測過濾器兩(liang) 側(ce) 的壓差, 中效和高效過濾器堵塞報警.

2)空調置換通風係統.置換通風相對於(yu) 傳(chuan) 統通風方式強化了淨化功能, 突出了節能效果, 其核心是新風換氣技術, 它是一種將室外新鮮空氣經過過濾、淨化、熱交換處理後送進室內(nei) , 同時又將室內(nei) 受汙染的有害氣體(ti) 經過過濾、淨化處理後排出室外, 並控製室內(nei) 溫度、潔淨度的一種高效、節能、環保的通風方式.

3)手術部正常工作期間空調機組和新風機組兩(liang) 套係統同時運行, 當手術部隻有部分手術室工作時,隻需要運行部分手術室的獨立空調機組和新風係統, 既保證部分手術室正常工作, 又保證整個(ge) 手術部正常壓力分布和定向流動.

4)各手術室的獨立排風機與(yu) 手術室自動門聯鎖, 並設置變頻器和延時裝置.開門瞬間排風機立即停機, 關(guan) 門後經過延時, 建立正壓後再打開排風機.這樣既保證開門時保持正壓, 又避免因開、關(guan) 門而使排風機頻繁啟停.正常運行時排風機的風量可由變頻器控製, 維持室內(nei) 壓力在正常水平.

5)獨立新風機組的控製, 采用定靜壓方式來控製風機變頻, 調節風量, 以達到節能的目的.新風機組與(yu) 空調機組聯鎖, 隻有先啟動新風機組才能啟動各手術室空調機組.隻要有一間手術室在工作, 新風係統就繼續運行, 隻有在整個(ge) 手術部關(guan) 閉時新風機組才停機.

6)新風機組及循環空調機組分別采用一套數字控製器對溫度、濕度、一二次回風量、水閥開度等進行控製, 並對過濾器前後壓差等參數進行監控、報警.手術室內(nei) 設總控製器, 並與(yu) 空調機組、排風機組和新風機組等設備連鎖, 可對室內(nei) 空氣參數進行現場設定.

7)采用中央監控管理模式, 控製各空調機組、新風機組的開機、運行、關(guan) 機, 在保證滿足各參數要求的前提下, 達到節能的目的.

3 　係統設計

潔淨手術室內(nei) 的溫度、濕度、壓力以及潔淨度是通過淨化空調機組來控製的^[ 4] .控製係統要對手術部內(nei) 的各參數進行實時數據采集、存儲(chu) 、統計分析後進行自動調節, 從(cong) 而實現全係統的最優(you) 控製和優(you) 化管理,使設備的運行管理更具合理化、規範化和科學化.監控係統的核心對象是手術室空調機組和新風預處理機組.係統設計應符合通用性強、維護管理方便, 每台設備投入運行後, 都能保證連續開通, 都具有“自動”和“手動”功能, 實行分散控製和集中監視原則.

3.1 　對手術室內(nei) 的溫度、濕度、微壓差實時監測

根據實際需要在手術部內(nei) 設置監測點, 並在各監測點配置相應的溫度、濕度或壓力傳(chuan) 感器, 對各淨化空調機組的主要參數(溫度、濕度、壓力)、過濾器狀態、運行狀態、故障狀態進行實時監測.

通過溫度傳(chuan) 感器監測機組內(nei) 部加熱器溫度, 超溫報警並聯動相關(guan) 設備;監測盤管進水側(ce) 表麵溫度;根據季節變化自動切換控製模式.

監測盤管和電加熱器兩(liang) 側(ce) 壓差, 在機組沒有氣流通過的情況下, 關(guan) 閉冷/熱盤管和電加熱器.

3.2 　對手術室內(nei) 的溫度、濕度進行自動調節

利用製冷、預熱、加熱、加濕閥門的開度來調節溫度和濕度;根據回風溫度, 控製加熱盤管及表冷盤管二通調節閥的開度;根據回風濕度, 控製蒸汽加濕閥的開度, 從(cong) 而控製手術室內(nei) 溫度、濕度為(wei) 設定值.相應配置冷、熱水電動調節閥及其執行機構和用於(yu) 控製加濕量的加濕電磁閥.

因夏季空氣一般高溫高濕, 可先在表冷段進行冷卻除濕, 再進行加熱處理, 以達到溫、濕度要求.冬季空氣一般低溫幹燥, 則先加熱後加濕.春秋季節可盡量利用室外的新鮮空氣.

3.3 　對手術室內(nei) 微正壓的自動調節

根據室內(nei) 的環境壓力, 利用變頻器實現變頻恒風壓控製, 由控製變頻風機和排風機的風速而改變風量來實現, 相應需監測和控製送風機和排風機的運行頻率, 監測送風出口和排風出口的風壓, 相應設置風道壓力傳(chuan) 感器.

機組控製係統的原理框圖如圖2 所示.監控係統還應該具有可擴展性, 能作為(wei) 一個(ge) 子係統方便地納入整座智能醫院的

4 　結束語

　　利用先進的計算機控製技術、管理軟件, 可以對潔淨手術室各機電設備進行科學的控製和管理, 精確地將手術部的溫度、濕度、壓力穩定在所設定的數值, 從(cong) 而減輕工作人員的勞動強度, 有效地解決(jue) 節能, 節省維護管理工作量和運行費用的問題.智能醫院潔淨手術室醫療設備的智能化管理尚缺乏成熟的經驗, 一些問題還在探討之中.