醫(yī)院手術(shù)室阻漏式送風(fēng)天花的安全性
1995年,我國建筑科學(xué)院許鐘麟教授提出了有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的阻漏層理論,推動(dòng)了送風(fēng)天花裝置進(jìn)一步發(fā)展。阻漏層理論提出不再將高效過濾器設(shè)置在末端,而適當(dāng)前移,單獨(dú)組成的過濾箱設(shè)置在送風(fēng)天花裝置外。過濾箱內(nèi)采用零壓密封解決了高效過濾器安裝接合面的滲漏問題。
在送風(fēng)裝置內(nèi)設(shè)有混流器和在末端設(shè)置具有亞高效水平的阻尼層。這種新型的送風(fēng)天花裝置,即使高效過濾器及其接合面有一點(diǎn)滲漏,滲漏粒子數(shù)相對(duì)于那樣大的送風(fēng)量是一個(gè)高價(jià)小量,經(jīng)送風(fēng)末端氣流混合和過濾,使得原來局部的“漏”變成了整體的“不漏”,起到了阻擋滲漏的作用。
大大降低了靜壓箱本體、高效過濾器本體及其接合面的安裝要求,也簡化了加工、安裝和檢漏過程。
因此阻漏層理論將傳統(tǒng)的送風(fēng)末端裝置的過濾、防漏和氣流分布三個(gè)作用的“耦合”非常巧妙地解耦,從理論和實(shí)踐上突破了高效過濾器必須布置在末端的傳統(tǒng)模式,從本質(zhì)上改變了末端密封堵漏的性質(zhì),消除了發(fā)生漏泄的危害。擴(kuò)大了單向流潔凈空間的活塞流滿布比,提高了送風(fēng)氣流品質(zhì)。
現(xiàn)在阻漏層理論已經(jīng)轉(zhuǎn)化為成熟的送風(fēng)天花產(chǎn)品,已經(jīng)批量生產(chǎn),并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化和裝配化,為設(shè)計(jì)者、施工者和使用者帶來極大的方便。
手術(shù)室阻漏式送風(fēng)天花的安全性
手術(shù)室送風(fēng)天花的安全性主要取決于兩個(gè)方面:送風(fēng)天花的大小與性能。德國權(quán)威的研究機(jī)構(gòu)羅伯特-科赫研究所認(rèn)為,送風(fēng)天花形成的保護(hù)區(qū)域必須包含手術(shù)臺(tái)與器械桌,這要求高度無菌手術(shù)室(相當(dāng)于德國標(biāo)準(zhǔn)Ia級(jí))送風(fēng)天花的保護(hù)區(qū)域面積至少保持在2.8m×2.8m,德國2008年修訂了標(biāo)準(zhǔn)DIN1946第4部分,規(guī)定送風(fēng)天花的出風(fēng)面積3.2m×3.2m。
當(dāng)然對(duì)于一般無菌手術(shù)室(相當(dāng)于德國標(biāo)準(zhǔn)Ib級(jí))的送風(fēng)天花只要求保護(hù)手術(shù)臺(tái),即保護(hù)區(qū)域?yàn)?.0m×0.8m,出風(fēng)面積需為2.4m×1.8m。
而美國醫(yī)療機(jī)構(gòu)則對(duì)此并不認(rèn)同。美國設(shè)施指南學(xué)會(huì)(FGI)和美國供熱通風(fēng)空調(diào)制冷工程師學(xué)會(huì)合作,溝通了雙方的觀點(diǎn),協(xié)調(diào)了雙方的控制措施,同意采用手術(shù)區(qū)域集中送風(fēng),并將送風(fēng)速度降到0.13~0.18m/s。
2008年頒布的ASHRAE170規(guī)定手術(shù)室送風(fēng)口每邊只要比手術(shù)臺(tái)面大0.3~0.45 m(這送風(fēng)口尺寸與我國標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ級(jí)手術(shù)室相仿,大大小于德國標(biāo)準(zhǔn)),并要求使用的無影燈和氣塔投影面積不能超過送風(fēng)口面積30%。
我們認(rèn)為送風(fēng)天花的大小與手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及保護(hù)級(jí)別有關(guān)。《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》根據(jù)手術(shù)室的級(jí)別提出了不同大小的送風(fēng)天花的送風(fēng)面積,因?yàn)槭中g(shù)室的級(jí)別本身就體現(xiàn)了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與保護(hù)級(jí)別。經(jīng)過近十年來的實(shí)施,醫(yī)護(hù)界認(rèn)為是合適的,其次是送風(fēng)天花的性能。
送風(fēng)天花的性能主要表現(xiàn)為氣流的極強(qiáng)抗干擾性,必須形成一股低紊流度的垂直置換氣流。為此要出“動(dòng)態(tài)屏蔽”的概念,意在達(dá)到手術(shù)區(qū)域動(dòng)態(tài)保護(hù),不僅要求快速而有效地將源自手術(shù)區(qū)域的污染從保護(hù)區(qū)域排除出去,而且要對(duì)周圍區(qū)域形成一個(gè)有效屏障進(jìn)行屏蔽。
這要求送風(fēng)氣流在手術(shù)區(qū)域仍保持較強(qiáng)的抑制污染的能力,為此德國不得不建議在送風(fēng)天花增設(shè)圍擋,并且該圍擋可以延長至距地面2.1m處,以減緩送風(fēng)氣流衰減。
送風(fēng)天花性能體現(xiàn)了動(dòng)力和熱力性對(duì)氣流抗干擾性能的綜合影響。送風(fēng)氣流動(dòng)力性能主要體現(xiàn)了送風(fēng)速度和紊流度。
低速、均勻、致密的送風(fēng)氣流,對(duì)外的誘導(dǎo)性小,保護(hù)區(qū)域大,對(duì)內(nèi)抗干擾能力大,能有效抑制污染。送風(fēng)氣流的熱力主要涉及送風(fēng)溫濕度以及送風(fēng)溫差。
這對(duì)低速氣流來說十分重要。美國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此很少涉及。而德國標(biāo)準(zhǔn)DIN1946第4部分卻有詳盡的規(guī)定。規(guī)定了Ia級(jí)手術(shù)室的送風(fēng)天花應(yīng)達(dá)到以下要求: 送風(fēng)速度不低于0.23 m/s。
出風(fēng)氣流紊流度(除了4個(gè)角落的所有測試位置):≤0.15;在4個(gè)角落的測試位置:≤0.25;在離地1.2m高的保護(hù)區(qū)域氣流紊流度(除了4個(gè)角落的所有測試位置):≤0.20;在4個(gè)角落的測試位置:≤0.30。送風(fēng)溫度不低于室溫0.5K,送風(fēng)溫差不超過3K;我國《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的送風(fēng)速度不低于0.25m/s,在離地0.8m高的保護(hù)區(qū)域內(nèi)送風(fēng)氣流的紊流度≤0.25。應(yīng)該說中德兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)基本相當(dāng)。
其實(shí)氣流性能與末端過濾器的滿布比有關(guān),其他國家標(biāo)準(zhǔn)沒有涉及,對(duì)此我國規(guī)范有明文規(guī)定。由于我國研發(fā)的阻漏式送風(fēng)天花采用了阻漏層,極大地提高了滿布比,大大提高了送風(fēng)氣流的性能。
送風(fēng)天花的性能還表現(xiàn)在阻漏性。如上所述,傳統(tǒng)的送風(fēng)天花裝置是將高效過濾器布置在送風(fēng)靜壓箱的末端,一旦末端過濾器因自身或安裝質(zhì)量出現(xiàn)滲漏,就無法保障其送風(fēng)的無菌性能。
最新研究再次證實(shí),引起手術(shù)部位感染的環(huán)境微生物源是細(xì)菌,而不是病毒。再次肯定了過濾除菌的有效性。
因此保證末端過濾裝置不滲漏是一個(gè)首要條件,各國的傳統(tǒng)送風(fēng)天花就是靠強(qiáng)調(diào)制造工藝、材料以及技術(shù)來達(dá)到不漏。
我國研發(fā)阻漏式送風(fēng)天花,利用阻漏層理論解耦了送風(fēng)末端裝置的過濾、防漏和氣流分布三個(gè)作用,從原理上保證了送風(fēng)氣流經(jīng)過充分過濾,不滲漏,形成了均勻、致密的低紊流度的置換流。
保持了在離地0.8m高的保護(hù)區(qū)域內(nèi)送風(fēng)氣流的紊流度≤0.25。而且大量的實(shí)際應(yīng)用也充分證明了這一點(diǎn)。阻漏層的原理大大簡化了送風(fēng)天花制造工藝、材料以及技術(shù)。
由于阻漏式送風(fēng)天花是靠原理保障不漏,可以長期保持不漏。而傳統(tǒng)送風(fēng)天花是依賴制造工藝、材料以及技術(shù)來達(dá)到不漏,因此只是暫時(shí)的,或者說需要在運(yùn)行過程中不斷監(jiān)測、不斷調(diào)整才能達(dá)到。
手術(shù)室送風(fēng)天花高性能以及高可靠性為我們提出了一個(gè)新的控制理念?“動(dòng)態(tài)保護(hù)”。
因?yàn)槭中g(shù)室真正要求保護(hù)的是某特定時(shí)間段(手術(shù)過程)內(nèi)的局部區(qū)域(手術(shù)部位),無論室內(nèi)處于任何污染狀態(tài)下,只要手術(shù)室的送風(fēng)天花一開啟,就能夠保證手術(shù)區(qū)域的無菌狀態(tài),使整個(gè)手術(shù)過程均能得到所期望的保護(hù),送風(fēng)天花這一性能被定義為“動(dòng)態(tài)屏蔽”。這對(duì)送風(fēng)天花的性能提出了更高的要求。
可大大降低周邊區(qū)域甚至整個(gè)手術(shù)部的無菌狀態(tài)的控制,而且手術(shù)切口一旦被處理,完全可以大大降低送風(fēng)天花的送風(fēng)量。
從工程上講,可以降低對(duì)手術(shù)區(qū)域周邊污染控制、鄰室的環(huán)境控制以及整個(gè)手術(shù)部正壓控制要求。這一節(jié)能、有效控制的思路正是由VDI2167提出,現(xiàn)也被2008年12月頒布的最新一版德國標(biāo)準(zhǔn)DIN1946第4部分“醫(yī)院通風(fēng)空調(diào)”所認(rèn)可。
至于德國標(biāo)準(zhǔn)推薦的(不是規(guī)定)送風(fēng)天花圍擋,其要求不同于以往所使用的圍擋。以前增設(shè)的圍擋是為了使低速氣流能送下來,圍擋材料大多為塑料布,常因氣流流動(dòng)產(chǎn)生靜電而吸附塵埃,增加了清潔的工作量。如今采用圍擋是保護(hù)高速氣流流動(dòng)過程中維持低紊流度,圍擋材料較為高級(jí)、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,或與醫(yī)療氣體供氣橋架結(jié)合在一起,形成了新型的送風(fēng)裝置。
手術(shù)是一種高風(fēng)險(xiǎn)的醫(yī)療,從工程控制角度來說,手術(shù)部位感染控制就是將可控因素處于受控狀態(tài)。而將手術(shù)環(huán)境處于受控狀態(tài),是一項(xiàng)主要任務(wù)。從手術(shù)室的醫(yī)療要求與環(huán)境控制特點(diǎn)來看,手術(shù)室送風(fēng)天花對(duì)局部手術(shù)區(qū)控制的重要性與安全性高于凈化空調(diào)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。
目前手術(shù)室送風(fēng)天花性能在我國并沒有引起足夠的重視。我國應(yīng)該了解手術(shù)室送風(fēng)天花對(duì)手術(shù)區(qū)域控制的重要性與安全性,也是今后手術(shù)室節(jié)能運(yùn)行的關(guān)鍵部件。
必須高度重視手術(shù)室送風(fēng)天花的研發(fā)、生產(chǎn)與檢測,正確理解與執(zhí)行我國《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》對(duì)送風(fēng)天花性能及手術(shù)環(huán)境控制的要求。
我國《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》對(duì)送風(fēng)天花性能有較為詳盡的規(guī)定,推薦較為簡易、有效的區(qū)域控制思路與措施,強(qiáng)調(diào)了送風(fēng)天花的重要性與安全性,并對(duì)送風(fēng)天花的高效過濾器滿布比、截面平均風(fēng)速值和速度均勻度等要素提出了較高的要求。
最新頒布的德國標(biāo)準(zhǔn)1946第4部分也對(duì)手術(shù)室送風(fēng)天花提出更高要求,促使我們對(duì)送風(fēng)天花重要性認(rèn)識(shí)進(jìn)一步提高,也迫使我國必須進(jìn)一步提高手術(shù)室送風(fēng)天花的性能。
我國大多工程公司生產(chǎn)的手術(shù)室送風(fēng)天花的性能,如紊流度,難以達(dá)到我國《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》要求的0.25。
手術(shù)室送風(fēng)天花普遍存在氣流均勻性較差,氣流易擴(kuò)散,抗干擾性差,污染誘入角較大,斷面平均速度衰減較快,難以滿足手術(shù)區(qū)域的環(huán)境控制要求。
以上說明有益于提高對(duì)手術(shù)室送風(fēng)天花的重要性和安全性的認(rèn)識(shí),有助于進(jìn)一步提高手術(shù)室送風(fēng)天花性能,使得我國手術(shù)室環(huán)境控制更上一層樓,更為經(jīng)濟(jì)、更為有效。