做為醫(yī)院的核心崗位，清潔手術室凈化空調系統(tǒng)基本建設水平和手術室溫度、環(huán)境濕度、空氣潔凈度等環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及環(huán)保節(jié)能、高效率運行擁有非常大關聯(lián)。新型基建時期，伴隨著各類科技的更新?lián)Q代，清潔手術室凈化空調的設計和配備都有什么關鍵點？低碳節(jié)能又怎么在這其中得到實踐活動？

  壹

  手術室項目可行性

  該醫(yī)院新建設門急診病房辦公樓內(nèi)（通稱“新大廈”）配有53間清潔手術室（Ⅰ級6間、Ⅲ級47間），已經(jīng)更新改造的外科樓設定20間手術室（Ⅲ級17間、一般手術室3間）。新大廈手術室建設面積約12350㎡。

  表1 新門急診病房辦公樓手術室遍布

   編號 樓房 地區(qū) 總數(shù)（間） 備注名稱 01 負一層 一體化復合型手術室 1 Ⅰ級手術室1間,鉛防護。 02 五層 日間及出入院手術室 14 急診科及日間手術室8間，骨科手術室6間，均為Ⅲ級，4間鉛防護。 03 七層 核心手術室 38 胸外手術室8間（包括Ⅰ級手術室5間，當中2間為DSA復合型手術室），腫瘤科手術室7間，骨外科手術室8間，泌尿專科手術室7間，整傷、耳鼻喉科手術室8間。16間鉛防護。

  貳

  凈化空調系統(tǒng)整體概述

  江蘇省人民醫(yī)院凈化空調系統(tǒng)設置使?jié)崈羰中g部一直處于受控狀態(tài)，既保證了潔凈手術部總體操縱，又可使各清潔手術室靈便應用。各清潔手術室與配套設施輔助用房分離設定對應的凈化空調系統(tǒng)。

  一

  自然通風設計方案

  清潔手術室采用高效率送風天花排風，送風天花集中化布局在各手術室手術臺方，使手術臺上和周邊構成手術中心城市坐落于清潔氣旋產(chǎn)生的主力區(qū)域內(nèi)。Ⅰ級手術室5級清潔區(qū)域內(nèi)的氣流流型保證為單向流，中心城市手術臺上工作臺面橫截面平均風速為0.2~0.25m/s，Ⅲ級手術室換風次數(shù)設計成24次/h，配備高過現(xiàn)行標準《醫(yī)院潔凈手術部工程建筑技術標準》GB50333-2013的有關規(guī)定。

  各清潔手術室均采用雙腋角下邊送風，送風口持續(xù)設定，洞邊頂端邊沿相對高度距地面為0.5m，洞邊下面距地面為0.1m，既防止造成路面二次揚塵，又確保了工作區(qū)域清潔氣旋穩(wěn)定。

  二

  空氣過濾網(wǎng)設定

  每一個凈化空調系統(tǒng)均設定三級過濾設備：

  一級過濾系統(tǒng)安裝在新風系統(tǒng)端，新風系統(tǒng)過濾系統(tǒng)由三道過濾裝置串連構成，第一道建在新藍海，采用人力塵稱重高效率超過30%的預過濾系統(tǒng)；第二道建在凈化新風機組進氣口，采用G4 F7組成過濾裝置；第三道建在凈化新風機組進風口段，采用過濾級別為F9的過程當中高效送風口。

  二級過濾裝置建在各凈化空調發(fā)電機組內(nèi)，為負壓力段F5中效過濾器與正壓力段F8初效過濾器的搭配。

  三級過濾裝置建在各凈化空調系統(tǒng)尾端高效率送風天花或高效過濾器，高效率送風天花采用過濾率為99.9995%的H14高效送風口，高效過濾器采用過濾率為99.995%的H13高效送風口。

  各個空氣過濾網(wǎng)均采用高效率梯度方向增長的搭配方式，產(chǎn)生逐步維護，保證手術室以及相關診療用地潔凈度等級的前提下，增加高等級的過濾裝置的使用期，總體配備高過我國現(xiàn)行規(guī)范GB 50333-2013的有關規(guī)定。

  除此之外在大多數(shù)清潔手術室送風口設定凈化空調F5送風過濾裝置，排氣口設定凈化空調F5排風系統(tǒng)過濾裝置。其它地區(qū)回、排氣口按潔凈度級別設定相對應級別過濾裝置。

  三

  凈化空調系統(tǒng)區(qū)劃

  核心手術室所有配置相互獨立的凈化空調循環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)，即“一拖一”的發(fā)電機組配備，高過現(xiàn)行標準國家標準規(guī)范的需求，確保各手術室完成人性化操縱的前提下，根據(jù)需求開啟完成環(huán)保節(jié)能運行。手術室凈化處理系統(tǒng)超前的配備在新冠疫情期間彰顯了很大的效應。

  ▲ 圖1 江蘇省人民醫(yī)院凈化空調系統(tǒng)電路原理圖

  依據(jù)手術室團組式合理布局方式，潔凈室輔房及清潔區(qū)輔房各自按所屬團組系統(tǒng)分區(qū)配備密集的凈化空調系統(tǒng)，在其中潔凈室配備5個密集的凈化空調系統(tǒng)，清潔區(qū)配備5個密集的凈化空調系統(tǒng)。

  手術室新風系統(tǒng)采用集中統(tǒng)一處理的方式,新風系統(tǒng)凈化空調發(fā)電機組一樣依照團組式布局方式系統(tǒng)分區(qū)配備，手術室共設置5套凈化處理新風空調機組分別從新風系統(tǒng)系統(tǒng)分區(qū)開展集中統(tǒng)一處理，處理過的新風系統(tǒng)送進所屬團組的各個手術室凈化空調循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電機組，連接循環(huán)系統(tǒng)機組新風系統(tǒng)立管上安裝定風量調節(jié)設備對排風量加以控制。

  各手術室設定單獨的排風系統(tǒng)系統(tǒng)；預麻室、清醒房間內(nèi)設定排氣口，列入所屬團組集中化排風系統(tǒng)系統(tǒng)；全部衛(wèi)、浴間均設定單獨的排風扇；廢棄物裝包間設定排氣口，列入所屬系統(tǒng)集中排風系統(tǒng)；合理的排風系統(tǒng)系統(tǒng)設計方案既做到確保不同區(qū)域規(guī)范有序梯度方向壓力調節(jié)，與此同時均衡的系統(tǒng)風量分配使房間內(nèi)溫、環(huán)境濕度、潔凈度等級等數(shù)據(jù)保持在設置范疇，屋子氣體維持適合清新度。

  手術室辦公室住宅區(qū)采用風盤 新風系統(tǒng)的系統(tǒng)方式，共設置2套組合型新風空調機組，分別是手術室住宅區(qū)和辦公場所供貨新風系統(tǒng)。

  四

  冷熱源及空調冷凝水系統(tǒng)

  手術室空調冷熱源由大廈集中化供貨，大廈空調冷凝水系統(tǒng)采用系統(tǒng)分區(qū)兩管控方式，手術室空調冷凝水系統(tǒng)單設。大廈蓄冷由三臺1650RT離心式冷水機組和兩部550RT離心變頻冷水機組構成，熱原由四臺燃氣熱水鍋爐構成，冬、夏天集中化供貨，有利于冷熱源發(fā)電機組機器設備環(huán)保節(jié)能運行。手術室致冷工作狀況增加期內(nèi)，運行兩部變頻式離心機組擔負手術室負載。此外手術室集中化新風系統(tǒng)解決發(fā)電機組設定直膨式深層除濕裝置，單獨運行，除開達到深層去濕的需求，過渡季節(jié)用作手術室預留冷熱源，填補兩管控空調冷凝水系統(tǒng)的缺陷。

  手術室辦公室住宅區(qū)空調冷凝水系統(tǒng)列入大廈集中化系統(tǒng)，與手術室系統(tǒng)分區(qū)設定，完成雙工作狀況運行，保證達到分別地區(qū)不同需求。

  五

  系統(tǒng)增濕方式

  手術室中央空調系統(tǒng)增濕采用干蒸汽加濕方式，一次蒸汽源取醫(yī)院蒸氣鍋爐間。

  叁

  手術室低碳節(jié)能對策

  江蘇省人民醫(yī)院手術室凈化空調系統(tǒng)方式、配備及產(chǎn)品選型，充分考慮到環(huán)保節(jié)能高效率，安全性運行、環(huán)境衛(wèi)生清潔、低消耗高效。

  一

  綜合性全方位的節(jié)能方案

  1

  綠色建筑設計

  Tips

  科學合理全方位的綠色建筑設計，是凈化處理系統(tǒng)低碳節(jié)能運行的前提。

  凈化空調自動控制系統(tǒng)設計方案最先進手術室智能化系統(tǒng)運行信息內(nèi)容信息化管理系統(tǒng)。

  空調冷凝水系統(tǒng)采用系統(tǒng)分區(qū)兩管控，冷熱源機器設備持續(xù)保持在全面分析能耗等級最大狀態(tài)下運行。

  凈化室內(nèi)空氣處理方式采用熱濕分離出來的處理方式，降低系統(tǒng)再熱電力能源損害。

  2

  節(jié)能環(huán)保設備

  Tips

  關鍵機器設備高效低消耗型號選擇，是凈化處理系統(tǒng)低碳節(jié)能運行的硬件環(huán)境。

  手術室關鍵機器設備凈化空調發(fā)電機組采用德國進口訂制型號醫(yī)療衛(wèi)生級發(fā)電機組，三大核心構件--離心風機、電動機、熱交換器，尤其配備了現(xiàn)階段全球最先進高效節(jié)能產(chǎn)品。

  3

  能源管理

  Tips

  高質量運維服務是節(jié)能環(huán)保對策得到發(fā)揮效用的實施保障。

  凈化處理系統(tǒng)采用主動型常態(tài)運行維護保養(yǎng)取代常規(guī)主動式故障處理，維持凈化處理系統(tǒng)在全生命周期里的動能配對最佳化運行。

  凈化廠家上海市東風派駐技術工程師長駐醫(yī)院當場，節(jié)假日不放假、每日安全巡檢，保證系統(tǒng)一直保持最好的狀態(tài)運行，防止機器設備能耗等級減少，充分發(fā)揮管理方法環(huán)保節(jié)能效應。

  二

  節(jié)能方案的關鍵技術

  1

  手術室智能化系統(tǒng)運行信息內(nèi)容信息化管理系統(tǒng)

  凈化空調系統(tǒng)采用上海市東風自主研發(fā)的手術室智能化系統(tǒng)運行信息內(nèi)容信息化管理系統(tǒng)，對整個凈化處理系統(tǒng)運行過程的能源消耗系統(tǒng)進行規(guī)范化管理、檢測，紀錄、剖析、儲存能源數(shù)據(jù)，且要持續(xù)明確提出整改措施。

  該管理系統(tǒng)根據(jù)空調自動操縱系統(tǒng)，從電力工程系統(tǒng)里將空調通風設備的用電量數(shù)據(jù)信息根據(jù)通信的形式采集到信息內(nèi)容信息化管理系統(tǒng)平臺上，針對每一個控制系統(tǒng)的耗電量配合使用時間來數(shù)據(jù)收集、存儲存檔，再通過數(shù)據(jù)分析的高效剖析獲得系統(tǒng)能源消耗使用情況，將分析數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)圖表等方式體現(xiàn)出來，開展電力能源應用戰(zhàn)略的制訂和優(yōu)化。對整個機器的用電進行合理管理方法，從而減少系統(tǒng)能源消耗，做到節(jié)能降耗的效果。

  ▲ 圖3 江蘇省人民醫(yī)院手術室能源管理平臺

  1

  操縱網(wǎng)絡架構

  系統(tǒng)采用就近原則設定控制板，遠程控制組網(wǎng)方案的方式。就近原則設定的控制板接近關鍵設備，控制板與控制器中間采用工業(yè)生產(chǎn)級技術專業(yè)通信協(xié)議開展數(shù)據(jù)傳輸，能夠實現(xiàn)點對點的高精密通訊，即迅速又平穩(wěn)。

  上臺系統(tǒng)運用工業(yè)控制系統(tǒng)的WEB專業(yè)技術人員，將上位機軟件的操作通過網(wǎng)絡完成實時監(jiān)控，在能夠連接到網(wǎng)絡的地方就可真正實現(xiàn)對施工自動控制系統(tǒng)的操作，大大提升了操作工工作效率與現(xiàn)場運行高效率。

  2

  環(huán)保節(jié)能高效率提升

  基本系統(tǒng)中，自動控制系統(tǒng)的設備啟動終止也是需要作業(yè)人員加以控制的，作業(yè)人員根據(jù)工業(yè)觸摸屏鍵入系統(tǒng)設備啟動終止的指令來讓全部系統(tǒng)開展運行。此方式針對作業(yè)人員要求比較高，如果出現(xiàn)了系統(tǒng)運行時間與實際需求使用時長擺脫的現(xiàn)象，就容易出現(xiàn)能源消耗。

  江蘇省人民醫(yī)院手術室智能化系統(tǒng)運行信息內(nèi)容信息化管理系統(tǒng)中加入操縱時刻表作用，系統(tǒng)可以根據(jù)事先設定好的時間節(jié)點運行，也可以使用手術室的具體使用時長開展隨意靈活多變的調整，在手術逐漸前提條件前運行，手術治療正式啟動時已經(jīng)擁有了滿足條件的溫度濕度、潔凈度等級手術自然環(huán)境，同時還可以在一天的手術結束后自動退出，防止了能源消耗。

  3

  手術室智能化系統(tǒng)運行信息內(nèi)容信息化管理硬件配置

  采用42吋一體化高檔平板電腦多一點電容傳感器LED智能化觸摸顯示屏，屏幕分辨率為1920×1080，色彩度較大1677萬色，色度≥400cd/㎡，飽和度≥4000：1，角度178°，整個設備使用壽命＞60000鐘頭。一體化智能化觸摸顯示屏CPU配備INTEL I7Cpu，運行內(nèi)存為8G，電腦硬盤為1T。

  觸摸顯示屏采用windows實際操作系統(tǒng),系統(tǒng)具備程序編寫控制系統(tǒng)，可以直接和手術室各系統(tǒng)設備聯(lián)網(wǎng)，完成手術室集中控制系統(tǒng)及信息化管理，同時可根據(jù)pad、電子產(chǎn)品移動終端上進行遠程控制同步控制。

  手術室智能化系統(tǒng)運行信息內(nèi)容信息化管理終端軟件及友善得人自主開發(fā)，具備有關專利權等知識產(chǎn)權?？梢詫崿F(xiàn)如下所示作用：

   ? 時長信息化管理：可以顯示中國北京時間，開展麻醉劑記時、手術治療記時。待機模式下時長系統(tǒng)做為手機屏保，全屏顯示手術治療記時、麻醉劑記時、中國北京時間。

   ? 自然環(huán)境信息化管理：可調與表明屋子溫、環(huán)境濕度主要參數(shù)，可以顯示屋子壓誤差、屋子里TVOC及CO2濃度值； ? 供電系統(tǒng)照明燈具信息化管理：可以實現(xiàn)手術室照明開關操縱，照明設備變光體系等作用，還可以表明UPS及IT系統(tǒng)的工作情況及故障預警。

   ? 醫(yī)氣信息化管理：可以顯示醫(yī)用氣體工作壓力，完成高、低壓報警作用； ? 通信信息化管理：具備對講系統(tǒng)通話，視頻聊天等服務； ? 中央空調系統(tǒng)操縱：發(fā)電機組啟、?？刂萍扒闆r標示；值勤運行/全排風量運行變換及情況標示；屋子溫、溫度的設置；發(fā)電機組運行及系統(tǒng)故障標示；過濾裝置阻塞報案及標示；正負壓切換控制及標示；制冷機組運行參數(shù)查詢； ? 電力能源信息化管理：能與手術室能源管理體系系統(tǒng)連接網(wǎng)絡，在手術室可以直接查看即時能耗統(tǒng)計及歸類表明等相關信息。

  2

  衛(wèi)生級凈化空調發(fā)電機組

  中央空調系統(tǒng)是建筑能耗第一大戶人家，特別是手術室凈化空調，其耗能占手術室總能源消耗的50%之上，因而中央空調系統(tǒng)的關鍵機器設備凈化空調機組環(huán)保節(jié)能配備對整個系統(tǒng)的節(jié)能效果起決定性作用。

  江蘇省人民醫(yī)院手術室凈化空調發(fā)電機組采用法國某知名品牌進口的衛(wèi)生級專用型發(fā)電機組。所配備的系列型號發(fā)電機組都是經(jīng)過法國ILH技術專業(yè)權威認證的醫(yī)療衛(wèi)生級發(fā)電機組。

  凈化空調發(fā)電機組功能段配備為：送風段過慮段F5 表冷段 離心風機（混風）段 再熱段 增濕段 活性炭過濾器段 中效過濾段F8 進風口段。

  凈化機組具有較好的隔熱特性，采用46mm厚度兩層脫卸式殼體控制面板，內(nèi)嵌A1級玻璃巖棉保溫墻板原材料隔熱層，保溫隔熱材料玻璃巖棉相對密度為55kg/m3，隔熱材料導熱系數(shù)為0.035w/(mk)，殼體墻板導熱系數(shù)為0.9w/(㎡k)。

  凈化機組具有較好的密封性，好于歐洲標準EN1886 2007的最高規(guī)格L1(R)級，維持發(fā)電機組內(nèi)負壓700P時，漏率僅是0.1 l/(s㎡)。

  凈化機組采用較好的防冷橋對策，熱橋因素做到0.69。

  1

  關鍵部件

  冷水熱水風機盤管：配備了前沿技術的不銹鋼圓管高效率翅片式換熱器，翅片式換熱器采用橢圓型銅管套防腐蝕親水性鋁翅片，具備加強傳熱的功效,比基本圓管換熱器傳熱效率高1.8%；并且具有相對較低的摩擦阻力，比基本圓管換熱器摩擦阻力低28.6%，不銹鋼圓管翅片式換熱器摩擦阻力在致冷（濕）工作狀況僅是17.5Pa/單雙排(即熱交換器列數(shù)為4排時氣體側總阻力僅是70pa)。

  ▲ 圖9 橢圓形管換熱器

  離心風機、電動機：配備了高效化無渦殼直連離心風機，及EC直流電機，選用的風量—軸功率曲線圖較為輕緩，EC直流電機具備無極調速作用，適宜變負載調整，電機高效率做到歐洲地區(qū)最大能耗等級IE4，等同于國家標準一級。

  2

  節(jié)能效果

   ◆ 離心風機配備了法國著名品牌無渦殼離心風機

  無渦殼離心風機采用直聯(lián)式的連接方式，與常規(guī)的皮帶傳動連接相比，由于取消了風機與電機之間的皮帶傳動機構，消除了中間機構的效率損失，風機效率提高5%以上。

  由于取消了皮帶，避免了皮帶傳動過程中磨損產(chǎn)生的塵粒造成的二次污染，降低了中效及高效過濾器的負荷，系統(tǒng)阻力降低，過濾器使用壽命延長，節(jié)能減耗。

  常規(guī)風機運行過程中，皮帶在應力作用下會伸長變形俗稱“打滑”，從而造成風機風量降低，為了維持手術室各項參數(shù)穩(wěn)定，風機轉速必須提高，運行能耗相應增加。而無蝸殼風機直聯(lián)式結構，不存在皮帶打滑現(xiàn)象，風機一直保持高效運行。

   ◆ 采用EC電機可節(jié)約能耗對比

  表2 普通AC電機VS.高效EC電機能耗

   ◆ 換熱器配置當前最先進的橢圓管換熱器

  該換熱器在傳統(tǒng)圓形紫銅管套鋁翅片換熱器基礎上，采用與圓管周長相同的橢圓形紫銅管套鋁翅片，換熱面積不變（也就是所消耗的有色金屬材料數(shù)量不變），而空氣阻力相比減小28.6%；同時換熱效率提高1.8%。其原理如圖所示：

  橢圓管換熱器空氣阻力大大降低，當空氣流經(jīng)換熱器時，由于采用橢圓管，與周長相同的圓管相比，空氣與換熱器迎面接觸面積變小，氣流流型順暢，氣流渦流減少，空氣所受到的阻力減小，從而減小空調箱內(nèi)部阻力，空調機組配置的風機壓頭相應降低，從而節(jié)約能耗。

  由國家空調設備質量監(jiān)督檢驗中心對這兩種換熱器在同等條件下進行，結果得出：常規(guī)4排管圓管換熱器空氣阻力為98Pa，而同等條件下，4排管橢圓管換熱器空氣阻力僅為70Pa,空氣阻力減小了28.6%。

  橢圓管換熱器換熱效率提高，與周長相同的圓管相比，空氣與換熱器接觸時，氣流流型更順暢，渦流減少，與換熱器表面接觸更充分，換熱效率因此得以提高。換熱效率提高，在相同制冷量要求下，換熱器需要的冷熱水量就相應減少，從而空調冷熱源機組及配套的水泵容量都可以相應減少，既節(jié)約了運行能耗，又可減少初投資。

  由國家空調設備質量監(jiān)督檢驗中心對這兩種換熱器在同等條件下進行，結果得出，常規(guī)4排管圓管換熱器平均供冷量為18127W，而同等條件下，4排管橢圓管換熱器平均供冷量為18446W,供冷量提高了1.8%。