潔凈空調風系統設計思路與方法    上海

一、送風量的確定
在國家出版《潔凈手術部建筑技術規范》（以下簡稱《規范》）之前，已有的潔凈空調系統設計基本上都按照工業潔凈室設計標準如《潔凈廠房設計規范》來進行。此類設計采用“全室稀釋和凈化”概念，雖然可獲得均勻向下的氣流，自凈能力強，可簡化人身凈化設置，但存在兩方面問題：一是功耗大、占用面積大、風系統噪音控制困難；二是造價和維護費用高，燈具布置困難，過濾器堵漏困難。例如：一間36m2的百級，所需送風量為32400m3/h～45360m3/h（斷面風速為0.25m/s～0.35m/s）；在千級以下，該“全室稀釋和凈化”概念的亂流形式氣流組織下的細菌濃度不理想。針對以上問題，參考德國WEISS潔凈空調系統概念，在風量計算和氣流組織兩方面，突破工業潔凈室設計思路，引入降低總風量、強化局部送風、送風方式采用垂直單向流、重點放在手術床區域的設計概念，這種方式具有安裝維護方便、投入費用大幅減低、功耗降低、占用面積少等特點。例如：一間36m2的百級，送風口面積為2.4m×2.4m，送風量為11340m3/h，僅為前述工業潔凈室的40％。
二、新風段的設置
一些的凈化空調系統通常設有三級過濾：*級過濾設在回風口，第設在系統正壓段，第三級設在系統末端。在百級里，這種三級過濾的過濾效果是不穩定的，因為在我國，中效過濾器存在濾料、品種偏少，性能偏低的情況，不能有效保護過濾器，在這種設計中，如果某設置不匹配，會使三級過濾器更換期不合理，造成整體過濾效果欠佳。因此，新風的過濾問題應該引起充分的重視，新風常常不經過獨立的過濾處理而直接與空調回風混合，其結果導致初效、中效、過濾器壽命縮短，更換頻繁，系統的運行維護成本加大，甚至影響的正常使用。這是因為新風與回風混合前，兩者的空氣含塵濃度相差過大，新風即便經過初效處理，其含塵濃度也比十萬級空調回風在同粒徑范圍內的含塵濃度大70倍左右，是百級空調回風同粒徑范圍內的含塵濃度的幾萬倍，從而使中效乃至過濾器沒有足夠的保護。為解決此問題，通過在新風通路上安裝獨立的初效加中效過濾網，使新風經過兩級過濾后再與回風混合，此時混合的新風與回風在同粒徑范圍的含塵濃度比較接近，真正起到了保護中效、過濾器的作用，而且新風過濾機組初、中效過濾器的清洗、更換更方便，與更換過濾器相比投資少、維護簡便。此法經投入使用已獲得理想效果。
三、排風過濾器的設置
在潔凈，手術臺患者頭部上方應設置排風口，按《規范》規定，每間排風量不小于200m3/h。每間單獨設置排風機，而且排風機前應設置初、中、亞過濾器。我們有時候接觸到的潔凈工程，只有少數配置了初效過濾器，其后果與新風機組未設過濾器一樣，在停用期間，室外空氣會通過排風口直接污染潔凈，使室內的溫、濕度很快改變，塵埃粒子增加，致使下一次使用前的自凈時間延長，過濾網壽命縮短，浪費能源。
四、回風口的設置
回風口的設置對保證潔凈合理的氣流起決定作用，為使送風氣流能覆蓋手術臺，不使潔凈氣流短路，要求回風口不過地面0.5m且下端離地面不低于0.1m，回風口氣流風速不應大于2m/s。根據科研成果，寬度小于3m時采用單側下回風，大于3m時采用兩側下回風。在室內壓力允許狀態下，回風口應增設初效乃至中效過濾網，否則在室內人員操作以及術前、術后的清理工作中，回風中可能含有較多的毛發和紡織纖維等，這些纖維通過回風管路被吸入，一方面很容易使管道積塵滋菌，另一方面機組內初效過濾器受污染會加快過濾網的更換頻率，從而增加了維護費用。
五、壓力控制
潔凈手術部相對周邊區域應維持正壓，和部內潔凈不同區域之間維持合理的氣流流向及有序的壓力分布，以避免室外對室內、低對別環境的影響。只有保證在任何情況下（非手術期間）都能保持這種梯度壓力分布不變，才能真正有效地減少手術區交叉感染的風險。
正壓控制一般通過調節送風與回風、排風量之間的差值，并結合控制手段來實現，這個風量差值稱為正壓滲透風量，它是由系統新風量承擔的，正壓本質就是正壓滲透風量透過房間縫隙的阻力。正壓風量是無組織氣流，到處滲透，因此正壓滲透風量越多、房間縫隙越小，所建立的正壓就越大。由于手術部中設置的系統較多，正壓控制要求高，在系統運行中，由于門的開啟、三級過濾器積塵或室外風速的影響，正壓值會出現變化。只要送風、回風、排風中任一風量發生變化，就有可能破壞有序的梯度壓力分布。
盡管正壓控制的手段有許多，大多措施都是針對單個室間的，難以從整體上控制整個手術部的有序壓力分布，而且穩定性較差。為使室內保持穩定的正壓，常常在送風、回風、排風口均設置機械式定風量裝置，效果明顯但增加了造價。采用了潔凈室送排風和正壓控制系統后，雙位控制的定風量裝置將新風與正壓兩套系統結合成一套新風系統，既承擔了各潔凈的正壓風量又承擔了正常新風量，每個的各自獨立的空調機組變成了循環風機組，它的風量變化已與手術部正壓分布無關。由于只在新風系統支管上設置定風量裝置（定風量裝置流量遠遠小于送、回風管），從而降低了工程造價。
整個系統在不同工況下運行如下：當某個正常使用時，空調機開，使得新風支管上的雙位控制的定風量裝置調到高位檔，新風量（正常新風量）進入，排風機組排走的風量為新風量與正壓風量的差值，多余的正壓風量滲透到室外，建立正壓。當某不使用時，空調機關，新風支管上的雙位控制的定風量裝置調到低位檔，低檔新風量（正壓風量）進入，排風機組關閉，正壓風量滲透室外仍可建立正壓。由于通過一個系統送入，而且可以保證潔凈手術部內有序的梯度壓力分布不變，這樣有效地保證了潔凈手術部合理的壓力分布和氣流的定向流向，這套系統經實踐證明是節能及有效的。