文/潘學剛 全國工商聯五金機電商會專家
寫在前面
帶動力裝置的送風天花把溫度調節、氣流組織、在線監測、自動控制集中于一起，對滿足規范規定的與“風”有關的6個指標提供保證，避免了現場組裝的不確定性，為手術提供了一個安全可靠的潔凈環境。手術室送風天花對局部手術區域控制的重要性和安全性高于整個凈化空調系統的所有設備，故送風天花做為手術室的核心設備，稱之為“生命之源”也就不為過。
在《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2013中對送風天花的描述是“非誘導型送風裝置-特指設置在潔凈手術室內引導送風氣流從集中布置在頂棚（天花）上的風口向下流動且很少誘導室內空氣的氣流分布裝置，通常出口風速低，截面風速均勻。俗稱送風頂棚或送風天花。”
同時在《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2013中“8.2.1 I級~III級潔凈手術室內集中布置于手術臺上方的非誘導型送風裝置，應使包闊手術臺的一定區域即手術區處于潔凈氣流形成的主流區內。送風裝置送風面積不應低于表8.2.1列出的數值。當眼科手術室超過30㎡，其他手術室凈面積超過50㎡，且需要增大上述送風面積時，出風面積增大的比例不應超過手術室凈面積增大的比例。”后面對滿布比、過濾器的安裝方式、結構等方面做了詳細的規定。
壹
送風天花的重要性
送風天花位于手術臺的正上方，是保證潔凈度和氣流組織的核心裝置，是為手術患者提供安全環境的最后一道屏障，也是避免術后感染的重要因素之一。
一間合格潔凈手術室需要“溫度、濕度、潔凈度、風速、壓差、噪音、照度、菌落數”這幾項指標同時國家規范要求。以上這八大指標其中有六項直接或間接和送風有很大關系，所有的送風最終都需要經過送風天花送到潔凈手術間里面。
所以說手術室送風天花性能是利用了空氣潔凈技術領域中低速單向流氣流（或稱“低紊流度的置換流”）和局部凈化技術。由于局部凈化裝置常常處于無菌程度較低的環境中，在送風過程中無菌區域送風氣流會和周邊空氣進行能量交換，從而內部無菌區域容易收到周圍環境的影響。
邊界的送風氣流速度也會隨著距離發生逐步衰減，其衰減量大于全空間的單向流。想要位置重點控制區域的流速和受控面積，相對于全空間的單向流需要較大的出口面風速。
同時，送風溫度的不同，對送風的氣流場的變化也有一定的影響。當送風溫度低于室內溫度時，氣流做下沉運動，溫度越低，同室內的溫差越大，下沉的越快。
所以隨著送風量的增大，出口風速變大，溫差減小，即送風氣流的空氣動力增強，而空氣相互能量交換就變小，那么由溫差引起的周邊空氣減少，這樣中心無菌區域抗干擾的能力就增強，控制的效果就更加明顯，控制區域就更加穩定。
反之，如果送風溫差太大，控制區域的區域就會縮小。一般建議送風溫差控制在2~3℃效果時最理想的。這樣可以避免產生由于局部風速過大，避免出現射流誘導，把室內懸浮菌引導到送風天花的上風側，導致污染空氣區域。
所以送風天花承擔著手術間的潔凈度、氣流組織、溫差的變化、風速這幾個參數的相互影響，從而保證控制區域的潔凈度和風速的要求。
貳
送風天花應具備的那些保障措施及功能
常規送風天花包括靜壓箱箱體、高效過濾器及支架、均流孔板這三個部件。而現在的手術室不具備在線檢測的功能，所有的溫濕度和風速的傳感器也只是安裝在管道上，只能檢測回風的溫濕度和經過管道的總風量，不能實時地反應送風天花的運行狀況，也不能實時檢測經過送風天花的氣流組織。
01送風天花增加溫濕度傳感器
在送風天花上安裝溫濕度的傳感器，實時檢測送風的溫濕度，可以和回風的溫濕度進行對比，通過數據對比，反饋給凈化空調機組的控制系統，空調機組的控制系統通過所有傳感器的采集點進行運算，很精準、快速地控制空調機組，從而保證手術室恒溫恒濕。通過是也可以通過所有數據的波動，來及時反映整個系統的穩定性。
02送風天花增加風速傳感器
在送風天花上安裝多個風速傳感器，可以對送風天花的送風的均勻度和室內的實際送風量進行實時的在線監測，從而有效的保證手術臺區域要求的風速和受控區域。
03送風天花增加發煙裝置
送風天花配置發煙裝置，可以很直觀地監測送風天花的氣流組織，交付使用前可以檢測送風天花氣流組織是否穩定，也可以過程中對使用過程中的氣流組織的狀態，為檢測系統是否穩定，提供依據和預警。
叁
送風天花同凈化空調設備進行融合
潔凈手術室按照《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2013的規定，每個級別的手術室都有一定的換氣次數或斷面風速的要求，所以潔凈手術部是一個恒定風量的一個空間，從手術室的負荷上進行及逆行分析，固定設備儀器，人員、照明燈因素的考慮所產生的冷熱負荷均是恒定不變的，這些因素占總冷熱負荷的20%左右，其余的主要負荷來源與室外的新風負荷。
現在常規的空調配置方案基本采用“溫濕度獨立控制”的配置方式，新風機組配置了深度除濕設備，新風機組不但承擔了所有的新風負荷，同時還承擔了整個系統的濕負荷，這樣就大大減輕了循環機組的負擔，循環機組只需要承擔室內的顯熱負荷就可以，整個循環機組的通風都處在干工況的狀態下運行。
既然循環機組的負擔大大減輕，手術間的顯熱負荷對應的風量就不需要循環機組的全部風量來處理，根據現有的負荷反推出對應的風量只有原有總風量的40%左右，也就是說40%的風量用來進行冷熱處理就能滿足室內的需求，60%的風量只需要進行循環過濾用來滿足室內的換氣次數的需求就可以。這樣可以把40%的風量暫且稱之為“空調風”，60%的風量暫且稱之為“凈化風”。
我們可以假設一種方式，把現在的循環機組按照風的功能不同來進行分組，一臺循環機組就可以分成一臺“空調風”的循環機組和多臺的“凈化風”的循環機組組成。這樣“空調風”的循環機組的尺寸會變小，這樣對安裝就很方便，可以做成標準機型，打破現在的凈化空調必須是定制的壁壘，對手術室的安裝會大大縮短安裝周期和投資成本。
“凈化風”的循環機組只需要提供動力來保證風的循環，不在需要做任何的處理。那送風天花的作用也只是保證空氣的風速和氣流組織，如果把送風天花配上動力設備，這樣“凈化風”就和送風天花融合在了一起，如下圖1。
▲ 圖1 帶動力裝置的送風天花示意圖
▲ 圖2 帶動力裝置的送風天花布置圖
根據圖1和圖2的表示，“凈化風”和送風天花融合在一起，這樣循環風的路由變得非常短，從室內吸走后，和被處理過的“空調風”混合后，直接送入到送風天花內，經過過濾后直接送到室內。整個系統運行能耗較低，動力設備的能耗也降低，帶動力的送風天花可以做成標準的產品，穩定性高，性能也非常穩定。
▲ 圖3 帶動力裝置的送風天花的空調系統圖
如圖3所示，把“空調風”和“凈化風”按照各自的功能進行分類，給自承擔給各自的功能，整個系統簡單，設備尺寸大大變小，安裝更加方便，產品的標準化程度更高，控制更加簡單，可靠性更高，對設備安裝所需要的空間同時也變小。
帶動力裝置的送風天花同時可以整合設備和自動控制的同時，還可以整合溫濕度傳感器、風速傳感器、壓力傳感器等在線監測設備，影響手術室的核心功能的送風天花具備了溫度調節、在線監測、自動控制的標準化智能產品，穩定性更高，安全性更高。
肆
結束語
隨著現在社會工業化程度的飛速發展和醫療水平不斷更新，國家對模塊化、標準化產品的大力支持，現有手術室多個產品現場組裝的情況必然會被高度集成的標準化工業智能產品所取代。
在手術室里做手術是一個高風險的事情，對手術室的環境要求也是非常高的，整個環境的參數應該是實時在線監測的，才能保證手術的安全。這就對手術室內所有的產品的穩定性和智能程度要求非常嚴格。
帶動力裝置的送風天花把溫度調節、氣流組織、在線監測、自動控制集中于一起，對滿足規范規定的與“風”有關的6個指標提供保證，避免了現場組裝的不確定性，為手術提供了一個安全可靠的潔凈環境。手術室送風天花對局部手術區域控制的重要性和安全性高于整個凈化空調系統的所有設備，故送風天花做為手術室的核心設備，稱之為“生命之源”也就不為過。
參考文獻
Reference Documents
[1]
中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.醫院潔凈手術部建筑技術規范GB50333-2013.北京：中國建筑工業出版社，2013
[2]
沈晉明.手術室送風天花的重要性和安全性.上海
作者簡介
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潘學剛
從事醫療凈化行業近20年，設計醫院凈化工程200多項，具有豐富設計經驗和施工經驗，公司凈化專業帶頭人，在國內期刊發表多篇論文。
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