正负压转换手术室设计探讨

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1、2013年全国净化学术年会 International symposium on cleaning technology - 13 -正负压转换手术室设计探讨 中国建筑科学研究院 曹国庆 摘 要 给出了正负压转换手术室有关标准规范要求，分析了我国正负压转换手术室的工程建设现状，探 讨了正负压转换手术室的工艺平面布局、净化空调形式、空调自控系统，提供了正负压转换手术室净化空 调系统流程图、自动控制策略及空调监控系统原理图。 关键词 正负压转换手术室 净化空调系统 自控系统 静压差 污染物控制 1. 引言 国内医院建设如火如荼，作为医院的核心部门 洁净手术室的建设倍受关注，尤其是国家标准 医院洁净

2、手术部建设标准 1 （以下简称 标准 ） 、 GB50333-2002医院洁净手术部建筑技术规范2 （以下简称规范）颁布实施以来，洁净手术室 的建设更是进入了标准化快车道。 规范对洁净手术室内空气洁净度、温度、 相对湿度、静压差等环境参数有明确要求，为了避 免室外不洁净的空气进入手术室产生污染，一般要 求手术室处于正压状态，但对传染病患者进行手术 时，为了有效阻止手术室内被污染的空气外流，产 生二次污染，造成疾病传播，应使手术室一直处于 负压状态，负压手术室是控制呼吸道传染病，切断 空气、飞沫传播途径的有效隔离设施。 正负压转换手术室，顾名思义是将正压手术 室、负压手术室融为一体，根据实际工作

3、需求进行 室内压力控制，将手术室变换为正压状态或负压状 态，以满足不同手术的需要。SARS、人感染高致 病性禽流感、甲型流感、肺结核等呼吸道传染病疫 情的频频出现，使得人们对生物安全的要求不断加 强。正负压转换手术室，作为一种特殊的多用途手 术室也越来越多的出现在国内医院的洁净手术部 建设之中。改造、新建正负压转换手术室以应对突 发呼吸道传染病的医疗救治任务成为社会迫切的 需求。 本文对正负压转换手术室工艺平面布局、净化 空调系统、自控系统进行了研究，指出了正负压转 换手术室设计、施工及建设过程中应注意的一些问 题，给出相应技术措施，可应用到正负压转换手术 室净化工程设计中，为相关设计单位、施

4、工单位、 建设单位提供技术依据， 同时为 GB 50333-2002 医 院洁净手术部建筑技术规范、绿色医院建筑评 价标准等相关国家标准的制修订提供参考。 2. 标准规范要求 2.1 国内 洁净手术室是一个多专业多功能的综合整体， 关于洁净手术室的建设，我国于2000年、2002年分 别颁布实施了标准、规范，对指导我国医 院洁净手术室的建设起到了里程碑式的作用，但标 准规范有关负压手术室或正负压转换手术室的条 文内容较少，已不能很好的适应我国传染病疫情防 治建设的需要。尤其是2004年SARS在我国大规模 爆发肆虐，其后相继出现了禽流感、甲流等呼吸道 传染病疫情，使得传染病医院负压手术室的建设

5、成 为社会关注的热点。 标准第十一条规定“对于综合医院， 有条件时根据需要可设1间负压洁净手术 室。”。 规范第3.0.5条指出“当进行传染性疾病手术或 为传染病患者进行手术时，应遵循传染病管理办 法，同时应建立负压洁净手术室，或采用正负压转 换形式的洁净手术室”。 对于正负压转换手术室的建筑平面布置，规 范第5.2.8条指出“负压洁净手术室和产生严重污 染的房间与其相邻区域之间必须设缓冲室”。 对于正负压转换手术室的净化空调系统、自动 控制系统等，规范没有明确给出要求。 2.2 国外 日本医院设备协会规范医院空调设备设计与 管理指南HEAS-02-2004指出“为感染了气溶胶传 播疾病的传染

6、病患者进行治疗的手术室，必须防止 病原微生物向室外流出” 3 ，措施有：手术室相对于 周围环境，必须要保持负压；需要设置前室，以防 止室外污染空气的流入；在手术室排风口设置 HEPA过滤器以保护周围环境；可采用能够转换正 负压的设备，根据工作需要进行正负压转换；手术 室应采用单独的空调系统；烈性传染病手术室应全 新风、全排风工况运行，室内不运行设置空气循环 装置。 美国建筑学会 医院和卫生设施建设与装备指 南指出“用于传染性过程房间的送风口应设在天净化技术的新发展、新技术、新理念 New developments, new technologys and new ideas of cleani

7、ng technology - 14 - 花板上或靠近天花板。回风口或排风口应靠近地 板，消除麻醉和其他特殊应用的排风格栅安装在天 花板上。”，在“医院和门诊病人设施中影响病人 治疗的区域的通风要求”表格中给出了空气感染隔 离室的要求，同时在其后的表注中指出“被污染或 有臭味区域的气体应排至室外不能再循环至其他 区域”、“由于清洗困难并可能增强污染，标有否的 区域不应采用再循环室内装置。 但是， 若采用 HEPA 过滤器，则在个别隔离室为实现空气传染控制，可 以再循环使用空气。”、“空气传染隔离室通风系统 的设计包括在不需要隔离护理期间普通病人护理 所需的设施。”3 。 德国标准 DIN194

8、6 第四部分医院空气处理系 统指出“从卫生毒理学考虑，当回风含有有害气体 时，任何形式回风均不能使用。”3 。 3. 工程建设现状 综合性医院在进行洁净手术部建设时， 往往会 建设一间或多间正负压转换手术室，正常情况下该 手术室作为正压手术室使用，在为传染病患者进行 手术时，该手术室作为负压手术室使用。由于规 范对正负压转换手术室相关技术措施未作明确规 定，医院洁净手术部建设者、设计人员对正负压转 换手术室定位不清或缺乏充分理解，已建正负压转 换手术室在建筑平面布置、净化空调系统、空调自 控系统方面往往存在诸多问题。 3.1 工艺平面布局 规范对负压手术室或正负压转换手术室的 建筑平面布置未作

9、明确规定，仅要求“负压洁净手 术室和产生严重污染的房间与其相邻区域之间必 须设缓冲室”。国内已建正负压转换手术室建筑平 面布置基本能符合上述规范要求，但却实现不了传 染病患者、 普通患者的分流， 存在交叉污染的风险， 图 1给出了已建正负压转换手术室建筑平面布置的 典型实例。 图 1 中 OR23 为正负压转换手术室，从图中可 以看出正负压转换手术室与其它手术室共用洁净 走廊、换床等，仅是在洁净走廊与手术室间设有缓 冲室，传染病患者进入负压手术室需要通过洁净走 廊，存在传染病传播、交叉污染的风险。 图 1 某正负压转换手术室建筑平面布置 3.2 净化空调系统 国内已建正负压转换手术室多为级洁净

10、手 术室，设置一套独立的净化空调系统，图 2 给出了 此类手术室净化空调系统典型实例流程图。 2013年全国净化学术年会 International symposium on cleaning technology - 15 -图 2 某正负压转换手术室净化空调风系统流程图 从图 2 可以看出正负压转换手术室气流组织 上送下回、顶部排风。手术室内部分空气经回风口 （内设初效或中效过滤器）流向循环机组，回风与 新风混合，进入循环风机箱，净化处理后送入手术 室内；手术室内另有部分空气经室内排风口，由排 风机箱（内设中效过滤器）过滤处理后排至室外， 手术室共设置一个排风口，配有两个排风机箱，一 个正

11、压工况运行（低排风量），一个负压工况运行 （高排风量），通过两个排风机的转换，实现手术 室的正压状态或负压状态。 由于此类手术室净化空调系统使用回风，且室 内回风口、排风机箱内设置的是中效过滤器（对于 较小粒径病毒的过滤效率相对较低），仅适用于为 一般传染病患者进行手术，对于烈性传染病（如 SARS、人感染高致病性禽流感等）患者，在此类 手术室内进行手术，病原微生物传播、交叉感染风 险较大，这是因为室内空气中悬浮的病原微生物有 可能通过排风泄漏至周围环境，引起污染物外泄。 4. 工程设计探讨 4.1工艺平面设计 虽然我国相关国家标准对正负压转换手术室 （或负压手术室）的工艺平面布置设计没有明确

12、要 求， 但为了配合贯彻执行标准、规范， 2004 年出版的洁净手术部建设实施指南一书第 5.1.3 节给出了负压手术室的建设要求，指出“负压 手术室应自成一区，有独立出入口，并与手术部外 建筑通道建立快捷联系；负压手术室布置应洁污分 流，配备专用的无菌储物间、冲洗消毒间以及清洁 通道；负压手术室与洁净手术部内洁净通道应设分 隔门及缓冲室， 以便于对负压手术室隔离封闭。 ” 3 。 图 3 某医院洁净手术部建筑平面布局图 负压手术室是为传染病患者进行手术的手术 室，为有效控制病原微生物的传播，应考虑源头控净化技术的新发展、新技术、新理念 New developments, new techno

13、logys and new ideas of cleaning technology - 16 - 制，将污染局限于某一特定区域，建筑平面布局的 设计原则为： 负压手术室应位于手术部的一端， 尽可能自成一区，有独立出入口，以局限污染，方 便封闭隔离； 负压手术室应设缓冲间，减少开 门时对手术室负压的影响。 图 3 给出了某医院洁净手术部（内含一间正负 压转换手术室）建筑平面布局图，从图中可以看出 该医院正负压转换手术室的工艺平面布置设计符 合上述设计原则要求。正负压转换手术室与洁净走 廊之间设有前室缓冲，医护工作者由洁净走廊经前 室缓冲进入正负压转换手术室，普通患者从正下方 的换车进入洁净走廊

14、，然后进入手术室；传染病患 者从右下方的正负压前室/换床进入正负压转换手 术室，很好的实现了传染病患者与普通患者的分 离，可有效避免交叉感染。 4.2 净化空调系统设计 正负压转换手术室的正负压适用范围不同：正 压状态适用于洁净的空调区，不允许外界污染源进 入洁净区域，并且需要洁净且无菌的空气及时补充 进该区域来维持其正压状态；负压状态适用于易受 污染的空调区，该区域不允许受污染的空气直接外 排，以避免造成二次污染，需要将空气净化后再进 行排放，且始终保持该区域的负压状态。正负压手 术室中负压状态是切断空气、飞沫传染的重要手 段，主要适用于传染疾病、特殊感染手术和患者不 能进行卫生处理的急救手

15、术。负压手术室必须利用 空调系统调节排风量与新风量的差值，以保证室内 气压处于负压状态，避免室内被污染空气不经处理 直接流至室外，形成新的传染源。 负压手术室室内回风含有传染性病原微生物， 为防止污染物扩散传播，正负压转换手术室应设置 一套独立的净化空调系统，避免与其他区域共用一 套空调系统而引起交叉污染。正负压转换手术室仅 在对烈性传染病患者进行手术时，需要全新风工况 运行，全新风净化空调系统能耗较大，运行成本高 昂，最大限度地节约能源刻不容缓；对于一般传染 病患者，尤其是非呼吸道传播的传染病患者进行手 术时，应采用带部分回风的负压工况运行；对非传 染病患者即正常患者进行手术时，应采用带部分

16、回 风的正压工况运行。由文献4的研究成果可知，当 在回风口上安装无泄漏排（回）风口装置（内装有 B 类及其以上高效过滤器）时，负压隔离病房可采 用循环风。负压手术室在生物安全要求上并不比负 压隔离病房严格，可采用循环风，但应在其顶棚排 风口入口及室内回风口入口处设高效过滤器。 由于正负压转换手术室是正压手术室与负压 手术室的集成，所以在考虑其净化空调系统时，应 综合考虑正压、负压两种工况。负压状态下为保护 室外周围环境， 避免污染物外泄引起院内、 外感染， 应在室内排风入口处设高效过滤器；另外，为保护 手术室内医护工作者，避免因室内空气循环引起的 污染物浓度升高，应在室内回风入口处设高效过滤 器，由于高效过滤器阻力较大，当在室内回风入口 处设高效过滤器时，会加大风系统阻力，为保持室 内送风量不变，净化空调系统风机能耗加大。正负 压转换手术室仅在传染病流行期间或为传染病或 者进行手