无菌层流病房是病人接受安全环境保护进行治疗护理, 安全度过免疫功能低下期的场所。而净化空调的设计中通风系统是关键之一。本文以某医院血液科的无菌病房为例, 介绍了无菌病房和净化空调的特点, 阐述了风机组及功能段, 提出了净化空调通风系统设计及方案的比较, 提出了适用于无菌病房的一种新的通风系统模式。
无菌层流天花病房是指室内的所有空气按一定的速度朝同一方向流动时，病房内空气流均为典型的单向流，要防止尘粒、细菌在室内滞留繁殖，通过层流净化空调系统提供无菌环境，为免疫力极度低下患者提供治疗、恢复的生物洁净病房。
无菌层流病房的含义
无菌病房的工作原理就是空气通过高效过滤器 ( HEPA)的过滤 , 可以清除超过99. 9%的大于0. 3μm尘粒及细菌而使空气得以净化，使之达到基本无菌的程度，水平或者垂直地在室内通过，创造出没有尘埃，没有微生物的洁净空间，以期达到防止感染的目的。
无菌病房主要用于预防性隔离, 比如：各种原因造成的白血球严重减少的患者, 接受化疗的白血病患者等, 是干细胞移植的基本条件。无菌层流病房的净化控制是涉及工程学、卫生学、自动控制等多学科的系统工程。本文针对某医院血液科的无菌层流病房为例 , 主要介绍了无菌病房的净化空调的通风系统气流设计及实验测试对比 。
净化空调的特点
2000年颁布的 《医院洁净手术部建设标准 》( 简称 《标准 》)规定：层流病房严禁采用普通空调的风机盘管机组或空调器, 必须采用净化空调技术 。
净化空调系统的特点：
(1)为避免各无菌层流病房之间的交叉感染,每个病房都采用独立空气净化处理系统 。
(2)辅助区系统采用一次回风系统, 上送下回。
(3)无菌层流病房送风量很大, 但冷热负荷却很小 , 为解决风量 、 负荷量不匹配的问题, 风机采用变频控制。
(4)净化空气处理机组作消声处理, 风管采用消声器消声, 消声器采用洁净的微穿孔板形式。
关键取决于净化空调系统和通风模式的设计,以及风管系统的施工质量。
净化空调设计参数
依照 《医院洁净手术部建筑技术规范》 ( 简称《规范》) 和《标准 》, 对无菌层流病房的设计有较完整的设计依据。其中提出了设计方法和依据, 提出了污染控制若干措施 , 规定了设备的布置和系统配置。根据 《规范》和《标准》, 确定层流病房各区域净化标准 ( 表1)和层流病房主要技术指标 (表2) 。
表1 层流病房各区域净化标准
表2 层流病房主要技术指标
净化机组的结构和功能段说明
净化空调机组结构示意图见图1, 功能段产品配置及作用说明见表3。
图1 净化空调机组结构示意图
表3 功能段产品配置及作用说明
通风系统及其气流设计
1、新风系统及气流设计
建议采用独立净化新风机组 , 对新风冷 ( 热 )和三级过滤处理 , 以便为后级过滤器提供保障 , 延长末级过滤器的更换时间 。新风由新风机处理后 ,再分别送至各独立循环机组 , 再由循环机组送入室内。每一新风支管上均设置定风量阀，保证室内的新风量和室内压差梯度的建立 。
无菌层流病房采用百级层流病房专用送风天花送风 , 使病房位于洁净气流形成的主流区内 。千级、万级洁净室、缓冲间等采用高效送风口送风 ,百级洁净氏的气流必须是单向流 , 平均风速符合《标准》的规定 , 其他洁净室采用下部回风 。
NCI方式作为一种已有实践经验的方式 , 近期日本高达90%以上的无菌病房均采用此方式 。此方式的最大优点是终端开放性 (Open-end ) 。保证了医护人员接触患者是在患者的下风 , 达到层流的目的 。
2、净化通风系统的比较
一般通风系统有下列几种 , 以垂直层流天花送风模式(LAF)最为医院所认识及采用 。
( 1)混合通风系统模式 。
( 2)水平层流模式 。
( 3)垂直层流模式，见图2。
图2 垂直层流模式 (LAF )( 4)导流送风系统；见图3
图3 导流通风系统 (GAF )为了研究GFA系统与国内普遍采用的LAF系统的差别 , 凯发国际在某医院层流病房进行有关通风系统测试及能源消耗和成本计算方面的对比 , 结果见表4、表5。
表4 通风系统参数比较
表5 能源消耗比较
从表4、表5可以得出以下结论：
(1)无菌病房1～3大约有80%到92%的循环空气 , GAF无菌病房则没有 。这意味着GAF能做到百分百新风通风系统，不会有二次回风污染的潜在危险 。
(2)关于制冷能力，无菌病房一般需达到300Btu /hr/f t 2或以上 , 以便提供一个较为舒服的工作环境。风机功率选择对于安装及运行成本又很大的影响 , 而GAF的风机功率较小的情况下 , 能满足病房的制冷要求 。
(3)100级的无菌病房1相比GAF无菌病房 ,GAF有较小的年能量消耗。主要是基于GAF系统备有节约能源的特性。GAF系统利用气流导引技术而不是传统的高供气量稀释 , 同时达到同样或更好的细菌计量指标。此外 , 因此没有循环回风 , 洁净区能够被稳定的 100%新鲜气流补充 。因此 , 空气的净化效果得到进一步的保证 。
(4)GAF系统技术在瑞典Stockholm的 Royal Institute of Technology接受全面严格的测试 , 证明该系统能达到少于10cf u /m³的洁净效果 。
(5)其它LAF系统若要调整 , 增加新风供应或减少回风量 , 则系统效能将大大降低 , 这是因为在热能 、通风及空调 ( HVAC )设计中 , 如增加室内的新风 , 其中带入的水气会同时增加室内的潜热 , 因此必须增大AHU功率 , 相应的 , 辅助空调和通风盘管也要相应增大尺码。系统安装费和运作成本将更高昂。
(6)为达到稳定的 CFU水平, LAF系统要从正常水平的 2000m³/h增高几倍以维持稳定的0.5cfu/m³洁净水平 , 因而引致高能量消耗及高运作成本。可以了解, LAF系统不但安装昂贵, 操作及维修成本高, 而且经常引发噪声问题和不理想的手术环境。相反的 , 只有一个 很 低气 流 状况1800m³ /h , GAF系统就能够在静态和动态情况下维持0.5cfu/m³的洁净水平 。
小结
医疗净化工程是多学科的系统工程, 医疗净化设备空调是一项综合技术的反映。净化通风系统是净化空调设计的关键之一。GAF系统利用气流导引技术而不是传统的高供气量稀释, 同时达到同样或更好的细菌计量指标。
GAF系统只有一个很低气流状况下, 就能够在静态和动态情况下维持规定的洁净水平。从测试研究得出,采用导流通风系统 (GAF)可以同时兼顾无菌病房的低细菌计数值及低能源消耗两个指标。
