1、醫(yī)院空調(diào)節(jié)能
適用于醫(yī)院的節(jié)能方法、運(yùn)行的可能性以及可能存在的問題見下表:
2、醫(yī)院特殊科室節(jié)能
院內(nèi)感染控制中最難控制的是氣溶膠傳染與手術(shù)部位感染,因此像手術(shù)室、無菌病房、ICU、隔離病房等特殊場(chǎng)合,室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)相比舒適性空調(diào)必須是有效、安全、冗余,靠實(shí)現(xiàn)完善的保障理體系來最大限度的控制院內(nèi)感染,保障醫(yī)療過程實(shí)施。
要實(shí)現(xiàn)醫(yī)院這些特殊科室節(jié)能,首先要了解其通風(fēng)空調(diào)特點(diǎn)與技術(shù)措施,尤其是無菌環(huán)境控制的手段,這樣才能有針對(duì)性的提出合適的節(jié)能技術(shù)與措施。實(shí)現(xiàn)無菌環(huán)境控制一般需要做到:
(1)過濾空氣,將送風(fēng)空氣中所有的微生物及其代謝物清除掉;
(2)采用氣流技術(shù)使室內(nèi)維持無菌無塵;
(3)控制壓力使整個(gè)控制區(qū)域壓力梯度有序分布;
(4)設(shè)定合理的溫濕度,抑制細(xì)菌繁殖,降低人體的發(fā)菌量;
(5)排除室內(nèi)污染氣體,保持室內(nèi)良好的空氣質(zhì)量。
以上要求常常給實(shí)施常規(guī)節(jié)能技術(shù)與措施增添了很大的難度,為此必須要考慮:
(1)因此系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)完善的過濾除菌,必須設(shè)置粗、中、高三級(jí)過濾器。在定風(fēng)量系統(tǒng)中,為能滿足在過濾器終阻力下也能達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量,必須設(shè)置高壓頭的風(fēng)機(jī),同時(shí)又必須設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置以保持在三級(jí)過濾器不斷積塵使系統(tǒng)阻力隨之上升時(shí)維持系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量不變;如采用變頻風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置時(shí),要注意其對(duì)醫(yī)療儀器儀表的電磁干擾。
(2)高度無菌空間的氣流技術(shù)不僅僅是高換氣次數(shù),而且要求的氣流流型為置換流甚至是單向流流型,而不是通常的湍流流型。其斷面風(fēng)速取決于所抑制污染的特性,難以將風(fēng)量降低。因此無法采用變風(fēng)量系統(tǒng)等節(jié)能措施依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷來降低送風(fēng)量。
(3)要實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制區(qū)域的有序壓力梯度,必須造成區(qū)域內(nèi)各空間的壓差滲漏氣流形成一股定向氣流。對(duì)于既有圍護(hù)結(jié)來說,空間壓差控制值越大,滲漏風(fēng)量越大。這樣為了維持正壓,新風(fēng)補(bǔ)充量很大。一旦實(shí)施變新風(fēng)量調(diào)節(jié)的節(jié)能運(yùn)行,區(qū)域有序正壓控制就難以維持。
(4)無菌空間的溫濕度調(diào)節(jié)強(qiáng)調(diào)濕度優(yōu)先控制,因?yàn)楦邼穸纫渍T發(fā)微生物污染。但與溫度優(yōu)先控制相比耗能多,且濕度控制要求難于實(shí)現(xiàn)變新風(fēng)量運(yùn)行調(diào)節(jié)。
(5)無菌空間也常有排風(fēng),由于正壓控制要求室內(nèi)向外的滲漏風(fēng)量很大,使得系統(tǒng)的新、排風(fēng)量差異很大,不利于采用全熱交換器,即使采用也要特別注意全熱交換器中污染空氣的滲漏。對(duì)烈性空氣途徑傳染的隔離病房是不允許采用全熱交換器的。
另外,由于無菌環(huán)境的室內(nèi)微生物控制要求,必須采用全空氣系統(tǒng),因此不能用水系統(tǒng)、冷媒系統(tǒng)替代全空氣系統(tǒng)以減少輸送能耗。醫(yī)院空調(diào)必須依據(jù)功能科室對(duì)致病菌控制的要求、致病菌對(duì)患者傷害程度或?qū)λ伺c環(huán)境危害程度、醫(yī)療保障程度來確定系統(tǒng)的冗余度。
針對(duì)以上問題,總結(jié)有特殊要求醫(yī)療科室的節(jié)能途徑與措施,分析如下。
(1)降低送風(fēng)量
對(duì)高度無菌空間來說,合適流型與有效氣流組織是抑制、稀釋與排除室內(nèi)發(fā)菌*的措施之一。傳統(tǒng)做法是將過濾除菌與層流技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)高度無菌的必要條件,這是造成凈化空調(diào)系統(tǒng)要壓頭、大風(fēng)量的根源?!兑?guī)范》根據(jù)生物潔凈室的特點(diǎn)采用低湍流度的置換流技術(shù)來替代層流(單向流)技術(shù),大大降低了斷面風(fēng)速與送風(fēng)量。為了更有效的將微生物濃度控制在可接受水平,《規(guī)范》認(rèn)為*的氣流分布形式應(yīng)是送風(fēng)氣流從頂棚垂直下送,經(jīng)兩側(cè)墻上均布的回風(fēng)口排出??捎幂^小的風(fēng)量達(dá)到較好的效果。
(2)采用局部凈化
《規(guī)范》認(rèn)為整個(gè)手術(shù)室只有手術(shù)切口是關(guān)鍵部位,采用局部低湍流的垂直置換流送風(fēng),不僅大大降低了送風(fēng)量,而且能更有效的保護(hù)手術(shù)部位?!兑?guī)范》還規(guī)定了與潔凈手術(shù)室級(jí)別相適應(yīng)的不同尺度的送風(fēng)天花,在室內(nèi)形成不同無菌程度的核心區(qū)與周邊區(qū)。在送風(fēng)天花周邊加氣幕或圍擋可以在工作面達(dá)到所要求的斷面風(fēng)速而降低送風(fēng)量,這也可以用在無菌病房。但要對(duì)圍擋每天進(jìn)行擦洗消毒,對(duì)手術(shù)醫(yī)生有壓抑感。采用氣幕感到不舒適。目前已有更為有效、節(jié)能的送風(fēng)天花替代。
(3)提風(fēng)稀釋效應(yīng)
無菌空間不僅送風(fēng)量大,而且新風(fēng)量也不小,但實(shí)際效果并不好,室內(nèi)醫(yī)護(hù)人員往往感到氣悶,要求提風(fēng)量,這會(huì)大大增加系統(tǒng)能耗。因此提高入室新風(fēng)的質(zhì)量,加大新風(fēng)的稀釋效應(yīng),而非單純?cè)黾有嘛L(fēng)量就顯得十分重要?!兑?guī)范》推薦新風(fēng)集中處理,在實(shí)際工程中常將集中處理后的新風(fēng)送入循環(huán)機(jī)組送風(fēng)側(cè),然后注入室內(nèi),以減少新風(fēng)的空氣齡,提風(fēng)質(zhì)量,效果很好。
(4)合適的系統(tǒng)分區(qū)
無菌區(qū)域中不同空間無菌要求不同,為了降低造價(jià)與運(yùn)行能耗,*方法是根據(jù)無菌程度將系統(tǒng)合適分區(qū)。如《規(guī)范》規(guī)定潔凈手術(shù)室應(yīng)與輔助用房分區(qū),不同潔凈度手術(shù)室分區(qū)等?!毒C合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂版還要求將一般手術(shù)部與潔凈手術(shù)部分區(qū)??s小高精度空調(diào)或潔凈區(qū)域面積,盡量避免整個(gè)區(qū)域只采用一個(gè)系統(tǒng)。不僅有力的降低了運(yùn)行能耗,也有利于運(yùn)行調(diào)節(jié)。
潔凈手術(shù)部常采用雙走廊布局形式,常常會(huì)使手術(shù)室處于內(nèi)區(qū)。將處于內(nèi)、外區(qū)的空間分區(qū)十分有必要。但有時(shí)又不是十分典型的內(nèi)區(qū)卻需要長期供冷。在冬季手術(shù)尚未開始室內(nèi)熱負(fù)荷很小時(shí)還需要供熱,隨著手術(shù)進(jìn)程熱負(fù)荷積累、增大,又需系統(tǒng)供冷,迫使越來越多的大型手術(shù)部采用四管制空調(diào)系統(tǒng),造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用很高。有的僅利用新風(fēng)自然冷源供冷往往是不夠的,有些工程采用冷卻塔非電供冷取得很好節(jié)能效果。
(5)采用二次回風(fēng)
對(duì)于高度無菌(潔凈度)區(qū)域,由于送風(fēng)量很大而送風(fēng)溫差小,加大回風(fēng)(循環(huán))量、減少再熱損失是*的節(jié)能手段。條件合適應(yīng)盡量采用二次回風(fēng)系統(tǒng),但應(yīng)用時(shí)具體情況需具體分析。無菌空間不同于工業(yè)潔凈室,相對(duì)來說室內(nèi)發(fā)濕量較大、發(fā)熱量較小,二次回風(fēng)使得機(jī)器露點(diǎn)下降,如醫(yī)院夏季冷水系統(tǒng)的供水溫度往往達(dá)不到7℃,常使各室濕度超高。對(duì)于需要高精度溫濕度控制的大型診療設(shè)備室,單靠調(diào)節(jié)二次回風(fēng)風(fēng)閥難以控制室內(nèi)狀態(tài)。常采用固定比例的一、二次回風(fēng),輔以再熱器作微調(diào),控制穩(wěn)定,效果也不錯(cuò)。
(6)在室內(nèi)設(shè)置自凈機(jī)組
在無菌空間,高效過濾器設(shè)置在自凈機(jī)組送風(fēng)口上,室內(nèi)空氣靠自凈機(jī)組不斷循環(huán)而提高了潔凈程度;在隔離病房內(nèi),高效過濾器設(shè)置在自凈器排(回)風(fēng)口,以盡快、就地排走傳染病人的呼吸產(chǎn)物,可大大降低系統(tǒng)送風(fēng)量,有效減少系統(tǒng)輸送能耗。與采用傳統(tǒng)全新風(fēng)系統(tǒng)相比,大大降低了能耗。但要注意自凈機(jī)組送風(fēng)氣流對(duì)系統(tǒng)的送風(fēng)氣流的干擾而影響控制效果。因此對(duì)氣流分布要求很嚴(yán)的高度無菌空間不宜在室內(nèi)設(shè)置自凈機(jī)組,應(yīng)將循環(huán)機(jī)組設(shè)置在室外。 《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂版允許在一般手術(shù)室內(nèi)設(shè)置自循環(huán)機(jī)組,因此對(duì)一般手術(shù)而言懸浮菌對(duì)術(shù)后感染已影響不大太了。
(7)最佳系統(tǒng)設(shè)計(jì)與配置
最佳系統(tǒng)設(shè)計(jì)與配置是指投入材料與設(shè)備最小的節(jié)能技術(shù)。《規(guī)范》強(qiáng)調(diào)手術(shù)部是一個(gè)受控環(huán)境,即要求無論何種運(yùn)行狀態(tài),手術(shù)部內(nèi)有序正壓梯度不變。由于手術(shù)室同時(shí)使用系數(shù)較小,為降低運(yùn)行能耗,希望各潔凈手術(shù)室系統(tǒng)可以根據(jù)需要靈活開停。只有整個(gè)手術(shù)部有序的壓力梯度分布不受某潔凈手術(shù)室的停開而影響,才有可能維持各房之間的正壓氣流的定向流動(dòng),避免交叉感染的危害。為了達(dá)到這一點(diǎn),過去*靠壓力傳感器來控制回風(fēng)管的變風(fēng)量閥開度以維持各室正壓,整個(gè)區(qū)域控制系統(tǒng)龐大、復(fù)雜。但實(shí)際運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)難以穩(wěn)定,引起新風(fēng)進(jìn)入量的波動(dòng)。為此《規(guī)范》推薦了一套系統(tǒng)形式,其原理是靠獨(dú)立輸入各空間的固定新風(fēng)量來保證整個(gè)區(qū)域梯度壓差,從系統(tǒng)上保證了正壓控制,節(jié)能、控制穩(wěn)定。這種系統(tǒng)十分簡單,但能有效保障整個(gè)手術(shù)部處于受控狀態(tài)。
《規(guī)范》強(qiáng)調(diào)手術(shù)室要有合適的溫濕度控制,提出濕度優(yōu)先控制理念。高濕度不僅增大人體發(fā)菌量而且還會(huì)引起微生物繁殖,而相對(duì)濕度控制在50%左右是各種微生物生長的最不利環(huán)境。因此可以說高濕度就是引發(fā)感染的主要因子,或者說實(shí)現(xiàn)無菌環(huán)境關(guān)鍵就是濕度優(yōu)先控制。但濕度優(yōu)先控制常被理解為自控概念,認(rèn)為當(dāng)室內(nèi)溫濕度傳感器偏離設(shè)定值時(shí),自控系統(tǒng)優(yōu)先處理濕度傳感器信號(hào),先調(diào)節(jié)機(jī)器露點(diǎn),再由溫度傳感器控制再加熱量以達(dá)到室內(nèi)溫度,這種耗能的控制成為濕度優(yōu)先控制的典型方法。其實(shí)《規(guī)范》提出的濕度優(yōu)先控制理念是一個(gè)系統(tǒng)概念。由于手術(shù)過程中人員幾乎沒有變化,但手術(shù)電動(dòng)器械與設(shè)備使用時(shí)間與數(shù)量變化很大。這反映了手術(shù)室負(fù)荷特點(diǎn):濕負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定,熱負(fù)荷變化較大。如果輸入所需要的新風(fēng)量與送風(fēng)狀態(tài)保持不變,室內(nèi)濕負(fù)荷就能優(yōu)先被新風(fēng)帶走,再靠循環(huán)機(jī)組控制室內(nèi)顯熱負(fù)荷,這樣就能從系統(tǒng)層面上實(shí)現(xiàn)濕度優(yōu)先控制。循環(huán)機(jī)組不僅在夏季等濕降溫,而且冬季也不加濕,對(duì)無菌環(huán)境控制十分有利。由于各級(jí)手術(shù)室新風(fēng)量較大,機(jī)器露點(diǎn)不低,且存在一個(gè)對(duì)各手術(shù)室均合適的新風(fēng)集中處理的終狀態(tài)點(diǎn)。因此“濕度優(yōu)先控制"較為節(jié)能。以上控制理念不適用室內(nèi)濕負(fù)荷變化很大的場(chǎng)所。
當(dāng)然,隔離病房室內(nèi)有空氣途徑傳染的病菌,為*消除盤管表面和凝水盤等處的滋菌隱患,必須強(qiáng)調(diào)末端機(jī)組無凝水。為了保證末端機(jī)組干工況運(yùn)行,必須隨時(shí)控制盤管表面溫度高于室內(nèi)露點(diǎn)溫度。對(duì)于無菌程度較高的手術(shù)室或其它場(chǎng)所沒有必要采用無凝水空調(diào),反而給水系統(tǒng)布置、控制及運(yùn)行帶來許多困難。
(8)合適的室內(nèi)控制冗余度設(shè)定
室內(nèi)控制冗余度設(shè)定取決于醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)與防感染控制要求,控制冗余度常常表現(xiàn)在室內(nèi)控制參數(shù)上。根據(jù)冗余度要求合理設(shè)定醫(yī)療所要求的的無菌水平、溫濕度、壓力控制值、換氣次數(shù)等參數(shù)對(duì)降低整個(gè)系統(tǒng)能耗至關(guān)重要,因?yàn)橄到y(tǒng)的送風(fēng)量與新風(fēng)量,空氣過濾級(jí)數(shù)與過濾器效率,系統(tǒng)配置與控制要求均取決于這些參數(shù)設(shè)定。