[分享]医院及手术室空调系统设计应用参考手册

发表于2018-06-15    3456人浏览    4人跟帖    总热度:1021  

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_2

目前大多数医院环境仍停留在依靠药物消毒环境,以及患者服用大量抗生素控制患者不感染的基础上。传统的中央空调系统藏污纳垢,不仅不能起到洁净空气的作用,反而成为污染源,交叉污染的空气四处传播着病毒和细菌,使病人医务人员随时处于感染的境地。

本手册注重医院中央空调的特殊性,系统地介绍了医院空调的设备及应用,设计参数,系统设计,采购及施工,经济性分析以及常用检测仪器的使用方法。并着重介绍了洁净手术室标准及系统设计。

本手册参考《医院中央空调系统建设指南》及采集了网上相关资料,由暖通南社重新整理编辑而成。

医院空调的特殊要求:

医院空调不仅要求舒适性,更关系到病人的治疗与康复、医护人员的健康。良好的空气品质已成为治疗疾病、减少感染、降低死亡率的重要技术保障,因此,对于医院空调的特殊要求应给予充分的关注。

1.极高的空气净化功能

医院手术室等场所空气洁净程度直接关系到患者生命,另外,医院是患者集中、空气污染较严重的场所,比较恒定的温度和相对封闭环境会增加感染几率。

2.极高的设备自身洁净度

为了保证空气洁净度,医院空调设备内部及通风管道内部必须洁净,否则会导致细菌大量繁殖,造成室内空气的“二次污染”。要解决这个问题必须选择开放式空调设备,便于维护人员每隔几天或几十天就可方便地清洗空调系统及通风管道内部。

3.充足的新风量

病人对空气新鲜度依赖度很高,特别是病房,往往都有多个陪护人员,新风的不足很容易导致因缺氧而加重病情或引发其它病症。要保证新风充足,除了设备外还要有仪器来检测运行中的新风量。

4.有组织的气流流向

气流组织形式直接影响细菌和有害物的扩散,甚至造成交叉感染和化学、放射物污染。新风应从低位进入室内,使房间形成“新风湖”。

5.适宜的温、湿度

温度是治疗疾病的一种手段。不同类型的病人有不同的温度要求,病人的体质较弱对温度非常敏感,很小的温度波动都会引起病情的加剧。许多医疗设备对温度也有特殊要求。湿度则与病原体密切相关,湿度越大细菌存活时间越长;一些特殊病人如呼吸道疾病患者要求有严格的湿度控制;精密的医疗设备只有在一定湿度下才能正常工作。医院空调的各个区间应可以独立调控温、湿度。

6.较低的噪声

噪音不仅影响病人的休息,更影响病人的康复,还会增加医护人员的压力、削弱他们的注意力和思考力。空调系统是医院噪音的主要来源,必须给予高度重视。

7.较高的空调系统可靠性

医院是不能停止运行的公共服务机构,这一特点决定了其空调系统不允许出现任何差错。一些重要部门如手术室、分娩室、监护室、早产婴儿室等,如果空调系统突然发生停机故障,可能会危及患者生命,所以、医院空调系统的可靠性要求比任何地方都高。

8.易于经常性维护保养

空调系统内部灰尘、细菌堆积,温、湿度又非常适宜细菌生长,因而空调系统内部会成为细菌的温床,对室内空气产生严重污染。因此,空调末端和空气净化装置及风管应该易于拆洗。

9.必须定时监测

为了保证医院中央空调系统的正常运行和室内空气品质,必须制定严格的监测制度,对空气品质进行定时监测。尤其是其中的一些重要指标,如空气含尘浓度、含菌量、含氧量进行密集的检测。

10.对系统设计、施工及运维人员要求较高。

空调系统常见适用性问题及应对方法:

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医院空调常见洁净度问题及解决办法:

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医院空调系统主机设备:

中央空调系统构成:主要由冷热源设备、输配系统、管网、空调末端设备及空气过滤器等组成。

冷热源设备:可分为电空调主机和溴化锂主机两大类。电空调以电能为动力,溴化锂以热能为动力。前者有活塞式、螺杆式和离心式3 种,后者又分为直燃型、蒸汽型、热水型、废热型以及多能源型。

冷热源原理图:

医院空调系统室内设计参数:

对于现代化医院来说,洁净度越高对病人恢复越有利,但出于经济性考虑,在不影响医疗效果的前提下,有些地方可降低洁净度要求。

室内综合参数一览表

医院空调的设计参数主要包含空气洁净度、新鲜度、温度、湿度四个方面。医院各室功能差异很大,所要求的室内设计参数也不同。下面分别介绍。

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注:表中Y 指yes,N 指no。换气次数单位:次/h。表内数据来自美国采暖制冷与空调工程师协会(ASHRAE)的医院暖通空调设计手册及日本医疗福利设备协会标准(HEAS-0.2,1998)

关键数据说明:

洁净用房:凡是送风需要设置亚高效及以上过滤器的房间,即为洁净用房,如下表所示。

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洁净等级:医院洁净用房分为四级,在空态或静态条件下,细菌浓度(沉降菌法浓度或浮游菌法浓度)和空气含尘浓度都必须符合分级标准。换气次数应符合下表的规定且不超过规定上限的1.2 倍。

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注:①:当局部集中送风时的标准。若为全室单向流,则此局部标准即为全室标准。

②:Ⅰ级的截面风速视房间功能而定,在具体条文中给出。

③:当采用局部集中送风时,局部洁净度级别可高一级。交梭状态洁净室(空态):已建成并准备运行的、具有净化空调的全部设施及功能,但室内没有设备和人员的洁净室。

待工作状态洁净室(静态):室内净化空调设施及功能齐备,如有工艺设备,工艺设备已安装并可运行,但无工作人员时的洁净室。

沉降法细菌浓度:简称沉降菌浓度。用直径为 90mm 培养皿在空气中暴露 30min,盖好培养皿后经过培养得出的菌落数(CFU),代表空气中可以沉降下来的细菌数。来自暖通南社整理编辑。

浮游法细菌浓度:简称浮游菌浓度。在空气中随机采样,对采样培养基经过培养得出的菌落数(CFU),代表空气中的浮游菌个数。

表面菌染密度:用特定的方法擦拭表面并按要求培养得出的菌落数(CFU),代表该表面沾染的细菌数。

空气洁净度等级划分表

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通风换气次数均指机械通风:

医院建筑需要大量新鲜、清洁的空气,这些空气主要用于稀释有害气体,满足人体卫生要求及补偿室内的排风。医院内常见的有害污染物见下表。一般来说,室外新风中的尘、菌和微生物浓度都低于医院室内空气,如果再加以适当的过滤、静电除尘、活性碳除毒等处理,处理后的空气用于送风就可以满足上述要求。

医院各部门常见的有害物

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注:○代表有害物存在

与相邻区域的压力关系:

凡是清洁、无菌、无尘、无臭以及怕污染的场所,应保持正压;凡是有污染发生、有害气体散发以及极大热湿产生的室内,应保持负压。无明显的污染、热湿及有害气体发生,又无特殊要求的室内可与室外保持同压,人员进出不会造成较大的影响。

医院空调末端系统设计:

GB51039-2014《综合医院建筑设计规范》;

GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》

引用标准相关内容:

手术室、术后监护室、产房、监护病房、灼伤病房、血液透析室,以及高精度医疗装备用房等,宜采用空气调节。

洁净手术室的新风及回风,应经初效、中效和高效过滤器处理。

采用空调的手术室、产房工作区和灼伤病房的气流速度宜为≤0.2m/s。

灼伤病房、净化室、手术室、无菌室应保证空气正压。

核医学的通风柜应采用机械排风,排风口的风速应保持1m/s 左右。

净化空调系统宜使洁净手术部处于受控状态,既能保证洁净手术部整体控制,又能使各洁净手术室灵活使用。Ⅰ、Ⅱ级洁净手术室应每间采用独立净化空调系统。

洁净用房内严禁采用普通的风机盘管机组或空调器。

净化空调系统至少设置三级空气过滤,准洁净手术室和Ⅲ、Ⅳ级洁净辅助用房,可采用带亚高效过滤器或

高效过滤器的净化风机盘管机组,或立柜式净化空调器。

空调设备的选用除应满足防止微生物二次污染原则外,还应满足下列要求:

净化空调机组内表面及内置零部件应选用耐消毒药品腐蚀的材料或面层,材质表面应光洁。

⑴ 内部结构应便于清洗并能顺利排除清洗废水,不易积尘和滋生细菌。

⑵ 表面冷却器的冷凝水排出口,应设能自动防倒吸并在负压时能顺利排出冷凝水的装置。在除湿工况时,

应在系统运行3min 内排出水来。凝结水管不能直接与下水道相接。

风管应采用平整、光滑、坚固、耐侵蚀的材料制作。

净化空调系统和洁净室内与循环空气接触的金属件必须防锈、耐腐,对已做过表面处理的金属件因加工而暴露的部分必须再做表面保护处理。

以往在医院空调设计中的经验与教训:

在病区设计中存在着产品选型、系统设计、安装和运行管理问题,其结果是不能有效控制细菌浓度,甚至还为细菌和病毒传播提供了途径。

(1) 空气净化实际效果不好

虽然装设了空气净化设施,但在洁净室实际使用中忽视真实的洁净度,并忽视医护人员在空气品质管理上的作用。

(2) 新风量不足

新风与高效过滤器为同一通道,过滤器稍有堵塞就会使新风量大幅下降,且房间没有仪器监测新风是否充足,致使某些病区新风长期不够。

(3) 气流组织不合理

病区采用全空气系统(回风混合系统),导致细菌相互传播,发生交叉感染。

(4) 系统本身污染严重、末端装置净化不足

医院空调系统内藏污纳垢问题长期未得到解决。设备及大部分风管无法清洗,仅靠过滤网或过滤布,易堵塞且不便更新,导致灰尘和病菌聚积在过滤器,病菌成倍繁殖(见下图),造成室内空气污染严重。即使部分风管能够清洗,清洗费用也太高。

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难于清洗的风管与肮脏风口

已有的空气净化器可有效去除大颗粒物,但对于气态污染物和“分子污染物”的去除效果却不好:①阻力大;②有些净化器设计不合理,达不到应有的净化效果;③能耗高,运行费用高;④后期维护工作量大。

(5)天花板、夹层墙、管道井易深入细菌

中央空调风管和水管贯穿整座建筑,且医院又是一个食物很丰富的地方(病人餐点),极易引来老鼠、蟑螂,滋生细菌。

例如,四川某医院住院及门诊急诊综合楼总建筑面积8万m2,高14 层。入院大厅、病房、急诊科室采用了新风加风机盘管系统,医疗检验、化验室采用全空气中央空调,手术室采用独立的净化空调系统。在调试和使用过程中,医患人员反映较大的是过渡季节和冬季室内较闷,新鲜空气量不足,均有轻度头晕、乏力等症状;室内送回风不均匀,不易调节。大型医疗监测设备房间发热量高,室内温湿度达不到要求,有的房间甚至需增加分体式空调机来弥补设计上的不足;室内医疗设备产生的异味气体,进入空调循环系统中,造成串味污染;

有的房间有送风无回风,导致内外压力不平衡,开门受到影响;集中空调送回风噪音大等;使用功能不同的房间共用一个空调通风系统,如检测室与医生诊疗室;人员密集度高的门诊大厅、公共走道无专门的排风系统。

病区空调、新风、净化系统设计:

医院病区室内空气质量关系到病人的治疗、康复和医护人员的健康。中央空调投入使用,有效地调节病区室内温度、湿度、新风量、气流速度、空气洁净度,科学、安全地减少细菌传播途径、污染扩散,减少并控制感染。

空调系统设计:

针对病区中央空调设计、使用和管理的现状,应建立“以病人为中心”的人性化设计理念,以满足病人的需要、提高医疗质量作为空调设计原则,减少污染和控制交叉感染作为空调设计依据。

合理组织气流,将医患分开,使护理单元尽可能吸收自然阳光和进行自然通风,特殊病区采取梯级气压分布,遵守清洁区为正压,污染区为负压的原则,建议用独立风机盘管加纯新风系统,风机盘管系统均按病房的要求隔离。风机盘管(包括其过滤器),必须具有可方便开启的门,合适的安装位置,易于清洗。吹风感和风机噪音会使病人感觉不舒适,设计时应注意出风口位置,避免出风直吹人体。同时,选择医用风机时,应严格要求风机的质量,以降低噪音。

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新风系统设计:

国内外对室内空气质量的研究表明,加大新风量是解决室内空气质量问题的有效途径。医院病区对空气质量的要求是多方面的,主要取决于有害物质的性质和数量以及房间的具体使用功能。所以病区的空调还应满足排除和稀释病房或诊室内的病菌、病毒或治疗过程中产生的有害气体的需要,并且要有足够量的新鲜空气在室内或整个建筑内形成较好的有压力梯度的气流组织。不管是在门诊还是在病房,病患一般都有陪伴亲友或护理人员,设计时需考虑病人陪护人员所需新风量,保证病区合理的新风供给。设置集中纯新风供给系统,这样新风不会受到空调中过滤器等设备的阻碍,新风供给就有保证了。在每个房间设置CO2监测器,随时监测房间是否缺氧,并及时调节。新风、排风路径应尽量远,以充分利用新风。而且确保室内脏空气被彻底置换,应尽量使新风比室温低2~3℃,从低位进入室内,使房间形成"新风湖",这会大大提高新风利用率。

净化系统设计:

对医院环境的空气进行净化处理是降低医院内感染率的一个重要措施。医院不同于其它公共场所,病人入院时会带入不同的细菌和病毒,使医院的空气经常被污染。病人及医护人员等经常暴露在致病微生物中;病人抵抗力又普遍较低。因此对医院环境空气进行净化处理,既可以控制病原微生物的种类和数量,也可以控制感染的局部环境,还可以大大降低医院内感染率。

应用于医用建筑的空气净化技术主要有:机械过滤、吸附净化、静电除尘等。

(1) 机械过滤是让室内空气经过风机加压后通过纤维过滤材料,从而将空气中的颗粒污染物捕集下来的净化方式。机械过滤结构简单,在集中、半集中空调系统中应用较广泛。但阻力大,能耗高,滤料需要定期更换。

(2) 吸附法是利用某些有吸附能力的物质,吸附空气中的有害成分从而消除有害污染物的净化方式。由于活性碳对室内绝大多数的气态污染物都有显著的吸附性能,在空气净化领域得到了广泛应用,但活性碳吸附层吸附容量有限,需定期更换。

(3) 静电除尘主要是利用高压电场形成电晕,在电晕区里自由电子和离子碰撞和吸附到尘埃颗粒上,使灰尘带上电荷,带电后的粉尘微粒在电场力的作用下被吸到收集区并沉积,从而除去空气中的颗粒物,达到洁净空气的目的。静电净化阻力小,除尘效果好、空气处理量大、性能稳定等特点,并有杀菌的功能。

以上几种空气净化措施都存在着不同的特点,对于空气品质要求高的医院,单一的空气净化措施已不能满足其净化要求,采用两种或多种净化措施的组合方式能取得很好的效果。

手术室等洁净室空调、新风、净化系统设计:

国家标准已经严格规定医院洁净用房内严禁采用普通的风机盘管机组或空调器,对于手术室等洁净室的空调系统设计就应有更高的要求。

1.空调系统设计

洁净室空调系统的特点决定了选用的风机盘管机组或空调器必须具备以下要求:

(1) 风量大

洁净室主要是通过空气量的循环来过滤空气中的尘埃、细菌等,达到洁净的标准。医用空气处理机组,一般要采用正压设计,如果面板和框架固定不够,就有可能会出现面板飞出砸人的恐怖现象,因此洁净用空气处理机组首先要满足高强度的要求,目前市面上常见的面板厚度有30mm 和50mm,也有一些厂家率先推出60mm的面板的高端机组,相信在洁净场合将得到广泛的应用。

(2) 风机的压头高

洁净室一般至少要采用初、中、高三级过滤器过滤,而这三级过滤器的阻力加起来有700~800Pa左右,以及采用的集中送、回风方式,为保证维持洁净室的正负压调节,导致洁净室的管道阻力一般比普通空调的要多一倍以上。要克服这些阻力,就要求空气处理机组的送风机有足够的压头,所以洁净室的空气处理机组的送风机组一般采用后弯机翼型的风机,或者是无涡壳的风机,才能达到足够高送回风压头。在这种大风量,大压头的情况下,对机组的漏风率也是一种考验,洁净室用空气处理机组的漏风率越低,为用户节省的能源就越多,运行费用就越低。

(3) 温湿度控制精度高

为了实现恒温恒湿,采用的空气处理机组中至少要具备制冷、制热、加湿、除湿等功能段,而且需要精密控制的方式;如换热器要采用高效率的亲水翅片,并且水流量采用比例积分控制,加湿量也要采用比例积分或者是PID调节的方式,以便实现更高的控制精度。

(4) 正负压控制严格

需要防止放射性尘埃、有害气体、臭气及细菌向外扩散,准确有效的控制正负压极其关键。要想有准确的压差控制值和较高的控制精度,就要求洁净室空气处理机组要有较低的漏风率。

(5) 拥有良好的过滤系统

洁净技术对细菌等的控制程度,主要取决于过滤器的性能。一般至少要经过三级过滤,空气处理机组配备初、中效过滤器,送风末端配高效过滤器。空气过滤器要有良好的品质,且方便定期清洗,但实际运行中一直被忽视。

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(6) 采用变频技术

洁净室中选用空气处理机组的送风机电机功率都是按过滤器的终阻力来选型的,在空调系统运行初期,风机的压力是足够克服系统的阻力来满足使用要求的,这时候采用变频器,可以将风机的转速降低,减少功耗,起到良好的节能目的;随着系统的运行,过滤器的阻力越来越大,空调系统的风量将会减少,通过风管里风量或者是静压变化提供变化的数据给变频器,变频器将风机的转速变大,以满足系统风量的要求。同时也可以调节风机转速,对房间的正负压保持有良好的调节作用。

(7) 相当的稳定性和可靠性

洁净室中,如果在手术或产房过程中,空调机组出现故障,将带来生命的安危,因此要求空调机组拥有相当的稳定性和可靠性,且每一个部件采购中应该采用拥有良好的品质管理厂家的产品,如在机组内部应该选用有AMCA 认证的高品质风机和高品质的电机,对过滤器的选用也要非常慎用,特别是高效过滤器。

2.新风系统设计

手术室、重症监护室等洁净室对新风的要求极高,为保持室内正压值所需的新风量远远大于为维持室内空气新鲜度所需的新风量,因此新风系统是洁净室空调系统设计中的重要部分。选用新风机组时应重点考虑以下:

问题:当CO2含量高于700ppm,表明室内新风不足,室内某些厌氧菌落可能快速繁殖;高于1000ppm时,则室内缺氧,加重病人病情,使医生疲倦、犯困,注意力下降,易发生手术事故;湿度高于60%细菌加速繁殖,低于40%细菌形成芽胞难以杀死。

(1) 新风量充足:常用的一、二次或二次回风系统,用回风管从洁净室回收60~80%空气与新风混合经处理后再送入使用,新风究竟进入多少,说不清也难以保证。新风与高效过滤器都是共用同一通道,只要过滤器稍有堵塞,新风量就大大减少,不能保证实际获取充足的新风量。便必须采用独立专用的新风处理机组,起到某种计量泵的作用。

(2) 新风品质高:在新风的运送过程中,风管为全封闭,管内常年温、湿度较恒定,适宜细菌繁殖,且尘埃日积月累,为细菌提供丰富营养,而水分和尘埃一样,同样是细菌滋长的必要营养源。因此新风管在设计时应尽量短,且明装,内涂光滑度极高的且极牢固的漆,外侧用聚塑硬保温,涂同样的漆,不留丝毫缝隙。新风处理中,冬季寒冷区应设有自动控制常开防冻加热器确保进入的新风不低于5℃,夏季新风机组中的表冷器应根据系统采用的空气处理流程与控制方式的不同对新风进行预处理。湿度调节应避免采用水喷雾加湿,而采用蒸汽加湿,且加湿器要采用能够将汽水分离的结构形式。在德国整个手术部室内相对湿度不允许超过65%,而管路系统一般要求也不大于70%。

(3) 室内监控:重视医护人员在空气品质管理方面可以发挥的作用,在每间洁净手术室、重症监护室、生物洁净室设置固定的温度、湿度、CO2监测器,随时监测房间是否缺氧。如果发现缺氧,可调大新风阀门,或检查排风阀门是否打开。此种做法是国外手术室提出的重要条件,除了监测新风外,还可以判断室内含菌浓度,换气不足必会加剧细菌繁殖。

3.净化系统设计

手术室等洁净室的污染控制实质在于真正有效地消除一切交叉感染的隐患、避免任何可能引起的风险。以手术室为例,防止和降低手术感染是手术室最基本的要求。

引发感染的途径多种多样,主要是接触途径,空气净化措施只对预防患者感染具有潜在的优势,要保证患者绝对不受感染,就必须加强综合无菌控制和管理,制定全过程、全方位的保障措施:

(1) 独立设置 手术室环境必须采用空气洁净技术,任何普通空调器都不得直接用于手术室。每间洁净室都要采用独立设置的净化空调机组,净化系统至少设有三级空气过滤。洁净室的设计和建设要充分考虑到运行经济性和临床有效性,是否需要洁净度的控制空间,如单向层流洁净技术室要全面慎重地进行论证。

(2) 正压风系统 要有一个集中的正压风系统,例如手术室是间歇工作的,在非手术期间,手术室相对低级别的相邻洁净手术室有一定的正压值即可防止污染空气进入,从而缩短洁净手术室使用前的自净时间,实现整体控制。

(3) 新、排风口前设置初中效过滤 在间歇工作期间,污染空气会通过新风口(或排风口)新风管(或排风管)、回风管、回风口与室内相通,室内洁净度会很快遭到污染。设置初中效过滤器(对手术室最好还应有亚高效过滤器)可以保护末端高效过滤器、延长使用寿命。

(4) 可维修原则 高级洁净手术室在应用中,面临设施维护及升级,医疗设备安装等各种施工工程,如何对施工手术室进行有效隔离,从而不影响其他房间工作,也是手术部门设计必须考虑的问题。根据国外成功经验,设置手术室技术夹层是非常有效和必要的,便于安置各级洁净间独立的设备机组,减少手术室吊顶内施工的复杂性,大部分设备维护工作可在夹层中进行,从而减少对手术室工作的影响。另外还可以将洁净室内的净化系统设计成单独的、移动式的一体化净化系统,使用和维护都很灵活。

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典型的住院部空调末端平面图:

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手术部空调末端平面图:

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典型的门诊部空调末端平面图:

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节能建筑介绍:

随着医疗技术进步和诊疗设备更新,我国医院建设标准已大大提高,在建设费用提高的同时能耗也不断上升,且成为能耗最大的公共建筑之一。有关资料显示,在医院能耗结构中,电力约占64%,其中,空调约占50%。空调、供热(包括供热水与蒸汽)已成为医院两大能耗。对医院的空调进行节能设计和管理,可有效降低空调能耗,节约运行费用。

1.围护结构

围护结构是中央空调负荷的重要组成部分,围护结构组成和遮阳设施能大幅降低空调的能耗,达到节能目的。不透明部分的外围护机构的节能特性主要与墙体的隔热能力有关,但是它也承受来自日射的吸热影响,因此增加隔热性与降低日照吸热因子可以降低空调能耗。外墙构造应以能减少外界热量侵入为必要条件,在使用隔热处理时,必须配合合理的遮阳设施及良好的通风计划以减轻外墙之受热量。就外表面材料而言,以使用明度较高的表面材料增加反射率为宜,通常以浅色材料最佳,白色墙体具有90%之反射率而一般红砖混凝土建材则只有10%~50%。

(1) 墙体保温

①墙体及屋顶的隔热必须接近零导热水平。严寒地区导热系数<0.2W/m2K(保温层≥250mm);较寒地区<0.3 W/m2K(≥150mm);其他地区<0.4 W/m2K(≥100 mm)。

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②窗户及幕墙采用三层玻璃,窗框及玻璃之间隔条必须用非金属,导热系数<2W/m2K。

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③窗户应尽量小,窗墙比应<20% 。多用固定窗,尽量少用活动窗,不可大面积幕墙。

④旧单层或双层玻璃固定窗改造,可直接在原窗内加非金属窗框及玻璃。

⑤所有外墙紧固件不可导热,阳台及户外梯不可向墙体导热。

⑥新建建筑应在墙外隔热,旧建筑改造如施工困难或不想影响建筑外观,可在墙内隔热。但高寒地区不可墙内隔热,以防墙体与保温层之间凝水生霉菌。

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(2) 遮阳

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①有阳光照入的窗户或幕墙,必须设置遮阳板。(见上图)

②遮阳板透光率<10%,高热地区透光率<2% 。

③遮阳板应设于窗外(以免把热传入室内)。

④遮阳板应十分便于用手开关。

⑤遮阳板必须考虑防风,并采用不吸污抗腐蚀材料。

⑥遮阳板优选顺序:可调式百叶、上翻板、侧翻板、推拉板(此板可下开百叶、侧开百叶或光板、波纹板等)金属或塑料卷帘、布卷帘。

⑦热带地区南向墙必须增加百叶遮阳。(见下图)

⑧ 公共房间遮阳板应根据光感器、温感器自动开/关,阳光照射时≤18℃开,≥24℃关。

⑨ 个别改造项目难以设置遮阳板的窗户及幕墙,可贴反射式遮阳膜,反射率应大于85% 。

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(3) 照明及耗能器具

①必须采用节能灯。一般房间照明功率小于2W/m2,照度150~200lx,高空间小于5W,照度小于300lx。

②每个照明区灯具必须二路或以上开关,且开关位置应方便。

③卫生间、走廊及公共房间照明应采用红外自动控制开关。

④灯应直射用光处(可适当用格栅遮晃光)。

⑤高空间的房间应将灯吊至离地4m以下。

⑥尽量利用自然光照明(百叶窗、屋顶天窗),但要防止夏季阳光带入热量。

⑦必须消除室内所有器具无效耗电和产热,否则不仅浪费电还浪费冷量。

医院空调冷热源系统的设计

医院空调系统投资占建筑总投资的15%以上,冷热源又占空调总投资的40%~60%。冷热源的设计不仅影响空调系统品质的好坏,对于建筑总投资也有重要影响。

主机选型原则:

空调系统主机应按照国家能源政策和符合环保、消防、安全技术规定以及根据当地能源供应情况,并结合医院使用特点来选择。

(1) 空调常用能源有天然气、电、废热等,当有天然气、废热、余热可利用时,应优先选用可能源再利中央空调。

(2) 综合考虑医院负荷特性,合理选择机型、台数和调节方式,以降低全年总能耗。另外,冬夏两用并可提供卫生热水的设备,是医院冷热源设备的首选。

(3) 结合产品的负荷调节范围、噪声、外形尺寸、无故障运行周期、服务质量等多种因素选型。

(4) 保护大气臭氧层,积极采用低能耗且冷媒环保型空调。

装机容量:

现普遍存在的问题是夏季空调设计负荷偏大,设备系统容量超出实际需要。此种情况在医院建筑中尤为突出,以致空调系统投资大,设备闲置,利用率低,效率低。

医院属于一种特殊的公共建筑,其门诊部人员较密集,流动量大。人员和新风负荷一般占到医院总负荷的50%以上。根据文献资料,以天津某医院为例,其冷负荷构成如下表所列:

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在确定医院总负荷后还要根据全年负荷曲线来确定冷热源设备装机容量及台数,并确保手术室,重症监护室等部门的特殊使用要求。

主机配置:

冷热源供应既要确保医疗工作的正常进行,又要考虑适当的同时使用系数,“多台搭配”模式既可满足使用要求又节约运行费用。下面对主机配置做简要分析:

(1) 常规选用两台等容量主机,互为备用,不用增加负荷。

(2) 当系统负荷较大时(参考值≥300RT),应考虑多台主机,互为备用,提高可靠性,如果同时配备变频泵和选用部分负荷性能良好的制冷设备能达到更好的效果。

(3) 选用大小不同的主机进行搭配。在过渡季节空调停止时,小型机组可以有效的发挥作用,保证手术室的独立运行。

制冷设备的选择和配置还要考虑地区性特点,由于医院一些部门有延长供暖和提前供冷的要求,如,在北方地区过渡季时间短,影响相对要小,但在长江以南地区却需要给予充分重视。在设计中应对当地的气象资料分析后确定。

输配系统:

1.输配系统的重要性

从空调节能角度上讲,重视输配系统的设计和管理是提高能源利用率的重要途径之一。水系统低流量大温差设计,可降低水泵选型规格和管网投资,并大幅度减少运行电耗。

目前空调系统中多数冷热源设备负荷调节性能差,水系统复杂,施工周期长,管理困难,机房占地面积大。

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_25

一体化输配系统*(参考建议)

现在市场上,整体式的输配系统 —一体化输配系统,一般具有以下功能:

(1) 水系统零阻力设计,比传统输配系统减少配电。水泵变频调节,实际运行电耗相对低。

(2) 水系统配有加药装置,自动添加灭菌剂,消灭军团菌(退伍军人症病源)危害。

(3) 一体化输配系统的设计减少机房占地面积。

(4) 空调水泵进行台数调节,冷却水泵和冷却风机配备变频器,以便部分负荷时大幅度省电。

管网

1.医院空调系统分区的原则

(1) 按冷热负荷的状态分。这常见于内外分区的系统,内区常年供冷,外区则夏季供冷,冬季供暖。

(2) 按使用时间和管理要求分。医院各部门功能不同,使用时间上也有差异。下表给出了一般综合医院各不同部门空调系统运行时间分类:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_26

(3) 按空气洁净度划分。空气洁净度不同,空调系统的处理方式也会有所区别。

(4) 按温湿度条件要求不同来区分。温湿度条件基本相同的房间归为同一类。

在设计空调管网分区时要考虑医院空调分区,此外运行管理方便及经济性也是需要考虑的因素。合理的管网设计可减少不必要的管材和能源浪费。

2.空调管路系统设计主要原则

(1) 合理布置管路,尽可能选用同程式系统,虽然初投资略有增加,但易于保持环路的水力稳定性;若采用异程系统时,设计中应注意各支管间的压力平衡问题。

(2) 确定系统的管径时,应进行详细计算,减少并联环路之间压力损失的相对差额,不应超过15%,可不设置调节装置,以获得经济合理的效果。

(3) 空调管路系统应满足空调部分负荷运行时的调节要求,要尽可能多地采用节能技术措施。

(4) 管路系统设计中要注意便于维修管理,操作、调节方便。

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_27

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_28

蒸汽是医院运行中必不可少的,用于消毒,可用蒸汽作为能源,夏季提供空调用冷水,冬季提供温水,使能源的综合利用效率得到了提高。

直燃型非电空调以天然气为主能源,一机三用,满足医院需同时提供冷、热和卫生热水的要求,节省初投资,且以柴油为备用能源,确保医院空调的不间断运行。

3.冷热源设备的部分负荷系数

在选择冷热源方案时,要重视其部分负荷性能。空调主机在部分负荷下工作的效率一般要小于满负荷运行,中央空调主机部分负荷运行效率高于满负荷运行效率。另外,在部分负荷运行时,环境状况往往对冷热源设备的工作有影响。因此综合评判一种冷热源设备的能耗特性,可对大量的工程实例的常年运行状况进行总结分析,或结合建筑物的全年负荷状况、机组的变工况特性、所在地区的气象条件,做全年的运行能耗分析。

根据负荷的变化合理配置机组的台数及容量大小时,如果选用一大一小两台机组,可一一对应配置空调水泵,虽然初投资稍有增加,但便于调节管理,节省运行费用。暖通南社整理编辑。

机房集中设置:

医院中各单体建筑分别设置制冷机房和换热站不是一种合理的方式,这往往造成机房数量众多,投资增加,管理困难,因此在医院改扩建工程中应尽可能的将各单体建筑的机房集中设置,在改造的过程中逐步纳入集中机房的统一管理。新建医院应设计集中的冷热源机房。这种方式优点明显:

①大型高效的制冷设备得以应用,提高制冷效率。

②机型配置选择余地增大,而且更趋于合理。

③设备数量大大减少,节省投资,减少管理费用。

④病房、门诊、医技等各单体建筑运行可靠性都得到提高。

4.输配系统的节能

输配系统冷却水泵自动变频控制达到节能的效果。实践表明,采用此功能后每年将减少冷却水系统电耗40%~70%,且年间开机时间越长,越省电。在系统中装设自动投注灭菌剂和阻垢剂后的装置,所增加的造价和运行费用比冷却塔清洗费要低很多。

输配系统上装有空调水、冷却水温度传感器及流量计,用于输配系统变频节能运行控制以及制冷量、制热量、水消耗量的计量等。

管网的节能

(1) 选用可靠耐用的管材和极小阻力管件,如大截面过滤器、钢片式止回阀等,从经济技术综合角度评价,≤Φ42 冷冻水管采用铜管,>Φ42 冷冻水管采用较厚无缝钢管,增加水系统的可靠性和寿命。

(2) 确定合理的管径,管径大则投资多,但流动阻力小,循环水泵的耗电量就小,使运行费用降低,因此,应当确定一种能使投资和运行费用之和为最低的管径。同时,设计中要杜绝大流量小温差问题,这是管路系统设计的经济原则,冷水温差以7~9℃为宜,比5℃温差节电一倍以上。

系统运行节能

(1) 选择合适的室内参数。医院的部分科室的室内温度允许在一定范围内波动,设定合适的温、湿度有利于控制过冷、过湿或过热,这样即可使人感到舒适也可达到良好的节能效果。

(2) 适时调节新风量。在医院空调负荷中,新风负荷占整个空调负荷的30%以上,在满足卫生要求的条件下,根据室内人员和室外环境温度变化适时改变新风量,实现节能。

(3) 提高自动化水平及设备效率。应用自动控制装置,进行集中管理和最佳控制,使空调运行效果最佳,且能合理利用能量。

(4) 适时调整冷水温度。冷水温度越高,COP 越高,应根据气候变化适时调整冷水出口温度,比如气温28℃时,冷水出口可调为12℃。

(5) 及时调整冷却设备。冷却水温度越低,COP 越高,及时调整冷却设备,保证冷却塔达到最高效率。

(6) 加强管理和维护。加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质,实行空调操作人员操作证制度,定时对机房设备进行维护保养。

(7) 做好管道维护,减少能耗。在实际运行管理中要及时检查维护或更换,且每年都对空调系统进行一个全面的检查。

手术室空调设计:

净化级别确定的依据:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_29

介绍手术部空调系统之前,简要介绍下建筑平面布置及流线,空调系统设计跟其密不可分在。

建筑平面原则:

分区:三区两缓,三通道。即:清洁区→气闸缓冲→洁净区→气闸缓冲→高度洁净区,医生通道、患者通道、污物通道。

三种流线:医生流线、患者流线、污染物流线。

空调系统划分按建筑分区分别设置;空调系统气流流向及压力梯度与人流、物流反方向设置。详下图:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_30

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手术室空调系统设计:

A)空调冷热源:

设计原则:安全可靠、同时满足手术室供冷、供热的要求。

手术室采用单独冷、热源,大系统(如可采用蓄冷水池)作为备用,系统安全可靠。

B)空调系统划分:

设计原则:按建筑专业功能分区,即:清洁区、洁净区、高度洁净区、非清洁区分别设置空调系统。

规范规定:洁净辅助区与清洁辅助区应单独设置净化空调系统,Ⅰ、Ⅱ级,洁净手术室应每间采用独立净化空调系统,Ⅲ、Ⅳ级洁净手术室可2~3间合用一个系统。

建议:手术室设计如条件(经济、空间)允许,推荐全部采用一拖一单独净化系统。

理由:

1、系统节能运行;如采用2~3间合用一个系统,如只有一间手术室使用,也需该系统全部开启,另为满足不同房间的温湿度要求,风口末端需设置加热补偿,耗能巨大。

2、人性化,系统运行及管理灵活。

C)室内温湿度控制:

1、负荷计算:热、湿负荷的计算,人员散热量、散湿量,照明散热量,设备散热量(无影灯、电凝器、观片灯、监视器、呼吸机、电刀保温柜、麻醉机、监护仪、心电图机、脑电图机、肺功能测量仪、保冷柜)通常设备散热量共约3.1KW/间。手术过程的产湿量。

其他负荷:由于手术室处于空调内区,无外窗外墙,因此近似的认为无围护结构的传热负荷,且冬夏热湿比相同。

2、空气处理过程(大部分净化空调系统采用一次回风空气处理过程),如某医院手术室项目设计方案书参考如下:

方案一:空调机组承担室内热湿负荷、室外新风负荷;一般应用于单独手术室,手术室总新风量较小的净化空调系统。过程如下:

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方案二:空调机组承担室内热湿负荷,新风机组集中处理室外新风负荷;

一般应用于多间集中布置手术室的净化空调系统。是现在大多数手术室采用的方案,空气处理过程如下:

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方案三:空调机组承担室内显热负荷,新风机组承担新风负荷、室内湿负荷;应用于多间集中布置手术室的净化空调系统。过程如下:

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以一个Ⅰ级手术室为例,对比以上三种方案,计算结果如下:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_37

综合比较:某医院采用了第三种方案。

优点:系统节能运行。

缺点:传统新风机(7/12度)工况承担室内湿负荷不是很容易达到。招标时需   特别注明,新风出风参数(温度、绝对湿度)。

D)室内洁净度控制及气流组织;

室内洁净度控制,至少设置三级空气过滤。

第一级应设置在新风口或紧靠新风口处。

第二级应设置在系统的正压段。

第三级应设置在系统的末端或紧靠末端的静压箱附近,不得设在空调箱内。

气流组织:

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E)防止交差感染的策略,不同区域的压差控制;

合理化人流、物流、污物流线(建筑专业);

精确的风量平衡计算;

精确的风量控制手段,有条件的手术室建议采用与压力无关的定风量阀;

合理的空调自动控制系统;

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_40

手术室净化空调系统设计的理解与思考:

安全可靠,手术室设计的第一要素;

经济、空间条件允许的情况下,手术室空调系统采用一对一设置;

新风系统承担室内湿负荷(温湿度独立控制),降低因空调机组承担湿负荷后为保证空调精度而需的再热量,是手术室等净化空调系统设计、运行节能的显著手段。

系统采用与压力无关的定风量阀,是实现精确压差控制的必要手段,传统的风阀风量控制精度有限;

医院空调系统施工工艺:

施工作为医院空调系统的一个重要环节,施工质量的优劣直接影响系统的效果和运行管理,必须从设备采购、机房系统安装、管网安装、末端安装、系统验收等每一个环节进行全方位的控制,才能确保工程质量。

机房安装:

机房系统的安装、调试质量的好坏,直接影响机组和整个空调系统的运行状况。机房系统的安装牵涉面广,技术要求较高。施工单位应作好充分的准备工作,按计划有条不紊地进行。

1.机房安装工艺流程:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_41

机房安装质量控制要点:


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医院及手术室空调系统设计应用参考手册_43

注:若采用冷热源设备和输配系统集成的一体化设备,以上工序都全部在工厂完成,质量更为可靠,现场施工极为简单,工期不足常规工程的十分之一。

2.管网安装

管网安装工艺流程:

(1) 系统安装工艺流程

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_44

(2) 风系统制安工艺流程

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_45

管网施工质量控制要点:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_46

3.末端设备安装

医用风机盘管的安装流程:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_47

新风机安装流程:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_48

空气处理机安装流程:

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质量控制要点:

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_50

4.验收:

安装位置确定开墙洞机身安装电源接入单机调试。

系统验收前需进行设备单机调试,调试程序按设备厂家调试流程进行。单机调试完毕,系统试运转不低于8小时,通风、除尘系统的连续试运转不应少于2小时,至系统达到稳定状态后进行检测、验收。

验收标准:

技术验收标准:设计图纸、国家规范《洁净厂房设计规范》(GB50073-2013)和《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2016)、医院特殊要求和标准、合同要求及设备技术要求等。《主机设备机房工程验收表》和表《末端工程验收表》。

使用验收标准:

(1) 方便:设备、阀门安装位置便于操作和维护保养。

(2) 节能:冷热源、末端、输配系统可根据负荷变化进行自动调节。

(3) 洁净:系统能高效过滤,杀灭病菌,阻隔交叉污染。

(4) 环保:系统污染物及CO2 排放极低,运行噪音低,避免“声污染”。

重点验收检测内容:

(1) 风系统的测定内容包括测定总送风量、新风量、回风量、排风量、送、回风温度、送风颗粒物量,以及各干、支风管内风量和送(回)风口的风量等。

(2) 水系统调试测定内容包括冷冻水供、回水温度及流量,冷却水供、回水温度及流量,水泵进、出口压力、末端设备进出口温度、流量等。

(3) 通风与空调工程的控制和监测设备应能与系统的检测元件和执行机构正常沟通,系统的状态参数应能正确显示,设备联锁、自动调节器、自动保护应能正确动作。

(4) 室内参数的测定内容包括:室内温度、湿度、进、出风温度、CO2 浓度、颗粒物浓度等。

竣工验收

竣工验收内容及方法:

(1) 安装质量:查阅过程控制资料,如材料进场验收记录、预检记录、试压记录、隐蔽工程验收记录等资料。

(2) 空调效果:检查室内温度、湿度、噪音、进、出风温度、CO2 浓度、颗粒物浓度等参数是否满足设计要求。

(3) 洁净标准:按照本篇中“洁净等级”的要求。

(4) 观感质量:检查系统安装是否美观、管道是否横平竖直、标识是否清晰、各部件有无破损等。

(5) 资料验收:查阅竣工资料是否齐全、质量控制资料的可追溯性、组卷是否符合规范规定。

其他未注明要求参照下列国家规范:

(1)《洁净厂房设计规范》(GB50073-2013)

(2)《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2016)

(3)《建筑安装工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2013)

(4)《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》(GB50274-2010)

(5)《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》(GB50185-2010)

医院空调常用检测仪器及使用方法:

医院空调系统在综合性能全面评定时,必须对空调区域的洁净程度、新风量、风速以及细菌浓度进行检测。常用检验仪器及使用方法如下:

空气粒子计数器:

目的:检测空调区域单位体积空气含大于或等于特定粒径的悬浮粒子数,评定洁净程度。

仪器:常用激光粒子计数器(流量为2.83L/min),其基本原理是激光经尘埃粒子散射后,对光学传感器输出的脉冲信号进行数字信号处理,从而对各种粒径的颗粒物计数。

检测:

(1) 检测时严格按说明书操作,仪器预热至计数稳定后再读数,按照要求定期对仪器做清零和检定维护。

(2) 悬浮粒子洁净度监测的采样点数目及其布置应根据检测区域的空间特点设置,遵循平均分布规则。采样点一般在离地面0.8m高度的水平面上均匀布置。

(3) 100级区域采样5.66L,即采样2 分钟;其他区域2.83L,即采样1分钟。

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_51

注意事项:采样应在空气净化系统正常运行时间不少于10 分钟后开始。采样口朝向应正对气流方向或向上。布置采样点应避开回风口。采样时测试人员应在采样口的下风侧。

CO2检测仪:

目的:检测CO2浓度,监测室内是否缺氧,新风量是否符合设计标准。

仪器:常用手持式CO2检测仪,其基本原理是红外光线经过检测气体后由红外传感器感应出被CO2 吸收的部分红外能量,从而计算出CO2浓度。

检测:距地1.2~1.8m 的位置检测,不应靠近门、窗以及气流循环不畅、有较大温度起伏的区域。

注意事项:空气中CO2变化时,仪器约需3 分钟才能准确反应。

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_52

风速仪:

目的:检测风口风速,是否符合相关规范。

仪器:常用手持式风速仪,其基本原理是气流流过敏感元件时,温度降低,阻值减小,电阻值的变化转换成风速量,以数字的形式进行显示。

检测:仪器取样器与出风方向垂直并将风扇置于气流中部,风扇取样方向与气流方向一致。距离出风口50~100mm,读数稳定后记录数据为风速值。

出风口面积较大时应测试3点以上风速,待读数稳定后锁定并记录,取平均。

注意事项:人体及其它物件不可干扰出风口空气流动。

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_53

细菌取样培养装置:

目的:检测空调区域单位体积空气中细菌含量,评定洁净程度。

仪器:

(1) 浮游菌采样器、真空抽气泵

撞击法机理的采样器,包括流量计和定时器。采样器由附加的真空抽气泵抽气,将采集的空气喷射并撞击到培养基表面上,附着的活微生物粒子经培养后形成菌落,予以计数。真空抽气泵装在采样器下面,排气量应与采样器匹配。采样器必须按要求定期检定。

(2) 培养皿、培养基

采样器一般采用∅150mm×15mm、∅90mm×15mm、∅65mm×15mm 三种规格的硼硅酸玻璃培养皿。可根据所选用采样器选择合适的培养皿。培养基为普通肉汤琼脂。

(3) 恒温培养箱

必须定期对培养箱的温度计进行检定。

检测:

(1) 消毒

测试前被测洁净室(区)及仪器、培养皿表面必须严格消毒。

(2) 采样步骤

仪器经消毒后先不放入培养皿,开动真空泵抽气,使仪器中的残余消毒剂蒸发,时间不少于5min,并调好流量、转盘转速。关闭真空泵,放入培养皿,盖上盖子后调节采样器缝隙高度。置采样口于采样点后,依次开启采样器、真空泵,转动定时器,根据采样量设定采样时间。

(3) 培养

采样结束后,将培养皿倒置于恒温培养箱中30℃~35℃培养48 小时以上。每批选定2 只培养皿作对照培养,检验培养基本身是否污染。

(4) 菌落计数

用肉眼直接计数、标记或在菌落计数器上点计,然后用5~10 倍放大镜检查,有否遗漏。

浮游菌浓度计算:

(1) 采样点的数目及布置

同悬浮颗粒物检测方法。工作区测点位置离地0.8~1.5m 左右(略高于工作面)。

(2) 最小采样量

根据日常检测要求,每次最小采样量为400L。

(3) 结果计算

用计数方法得出各个培养皿的菌落数。每个测点的浮游菌平均浓度的计算公式为:

                      

注意事项:确保培养基无变质、破损或污染现象。检测应在净化空调系统正常运行不少于10 min 后开始。采样器采样口朝向应正对气流方向或管口向上。布置采样点应避开回风口。采样时测试人员应在采样口下风侧。

常见仪器清单

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_54

以上为早期价格,仅供参考。

参考文献:

GB16292-2010医药工业洁净室悬浮粒子的测试方法

GB/T16293-2010 医药工业洁净室(区)浮游菌的测试方法

医院建筑空调净化与设备 中国建筑工业出版社 涂光备等编著2005 年

附表:

洁净手术部空气质量

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医院及手术室空调系统设计应用参考手册_57

交梭状态洁净室(空态):已建成并准备运行的、具有净化空调的全部设施及功能,但室内没有设备和人员的洁净室。待工作状态洁净室(静态):室内净化空调设施及功能齐备,如有工艺设备,工艺设备已安装并可运行,但无工作人员时的洁净室。

感染责任“四不放过”处理表

发生重大感染责任后,不是解决就行了,而应做到:

1.原因不查清,不放过。

2.没有制定有效措施消除问题根源,不放过。

3.对以往发生的类似问题不彻底解决,不放过。

4.对责任人不追查、不教育、不放过。

NO.

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_58


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 发表于2018-06-15   |  只看该作者      

2

传统的中央空调系统藏污纳垢,不仅不能起到洁净空气的作用,反而成为污染源,交叉污染的空气四处传播着病毒和细菌,使病人医务人员随时处于感染的境地。

 发表于2018-06-21   |  只看该作者       筑龙币+10

3

最新的规范,很强很实用啊

 发表于2018-07-19   |  只看该作者      

4

这个很全了

 发表于2019-10-26   |  只看该作者      

5

医院及手术室空调系统设计应用参考手册_1

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