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控制潔凈手術(shù)室的相對濕度為何如此重要?

2023-09-01 瀏覽次數(shù):107   

《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GE50333-2013中明確要求:當(dāng)整個潔凈手術(shù)部設(shè)集中新風(fēng)冷熱處理設(shè)施時,新風(fēng)處理機(jī)組應(yīng)在供冷季節(jié)將新風(fēng)處理到不大于要求的室內(nèi)空氣狀態(tài)點的焓值。當(dāng)有條件時,宜采用新風(fēng)濕度優(yōu)先控制模式。為什么濕度控制這么重要?來看看哪個相對濕度對細(xì)菌和病毒有明顯的抑制作用?
一、潔凈室濕度控制的重要性
1、控制潔凈室內(nèi)的相對濕度意義
(1)在有無菌要求的空間,其控制室內(nèi)的相對濕度意義在于能將細(xì)菌和病毒在空氣中存活的時間控制在一個較短的范圍內(nèi)。而在空調(diào)環(huán)境范圍內(nèi)的溫度變化對微生物生存能力和毒性的影響不是很明顯。大量對有潛在感染性的細(xì)菌和病毒研究表明,當(dāng)室內(nèi)相對濕度控制在30%~60%時,可以降低室內(nèi)人員感染的可能。研究人員對肺炎球菌氣溶膠作了實驗,實驗顯示肺炎球菌的衰亡過程經(jīng)歷兩個截然不同的階段,第一階段的衰亡過程很快,只需5~20min,第二階段的衰亡過程則較慢,需要兩個小時或以上。Dunklin等人于1948年對這個過程給出一個存活量與時間的線性對數(shù)圖,其中各
直線的斜率K代表細(xì)菌的對數(shù)衰減常數(shù)。細(xì)菌的衰減過程可分為兩個階段,衰減速率較快的初始衰減階段和衰減較緩慢的最終衰減階段,K1、K2分別代表著兩個階段的衰減常數(shù),在相同的相對濕度條件下,K1>K2。由圖可見,對于肺炎球菌當(dāng)相對濕度在靠近50%的范圍內(nèi)其衰減是非??斓?,抑菌效果十分明顯。這就為工程控制措施提供了一個可靠的依據(jù)。
   
關(guān)于相對濕度對病毒傳染性的影響的研究不多,但很有價值,相對濕度對大多數(shù)微生物而言是一個重要的影響因素。將相對濕度控制在30%~60%之間就能夠?qū)⒋蠖鄶?shù)細(xì)菌和病毒的活力期控制在最小的時間范圍內(nèi)。對室內(nèi)來說,相對濕度控制在50%左右是各種微生物生長的最不利環(huán)境。
2、手術(shù)部位感染的影響因子-特別是濕度需優(yōu)先控制
《規(guī)范》強(qiáng)調(diào)凈化技術(shù)綜合措施為控制手術(shù)部位感染風(fēng)險建立起一套保障體系,這套體系的最大特點是從最終結(jié)果的控制轉(zhuǎn)變?yōu)閷^程中影響因子的控制。影響因子控制中特別提及了濕度優(yōu)先控制,因為高濕度這個影響因子不僅傳統(tǒng)意義上影響醫(yī)護(hù)人員的舒適度,而且還會誘發(fā)空調(diào)系統(tǒng)二次污染,大量事實表明,盡管凈化空調(diào)可以有效地過濾掉送風(fēng)中的細(xì)菌,但仍須強(qiáng)調(diào)整個潔凈手術(shù)部系統(tǒng)內(nèi)的濕度控制,因為只要有適當(dāng)?shù)乃?,?xì)菌就有了營養(yǎng)源,就可以在系統(tǒng)中隨時隨地繁殖,最后會造成整個控制失敗。高濕度會加大人體的發(fā)菌量,引起室內(nèi)微生物繁殖,因此要對高濕度引起高度重視。對潔凈手術(shù)室來說,濕度優(yōu)先控制是維持無菌狀態(tài)一個重要的技術(shù)措解可以說高濕度就是誘發(fā)
生物污染主要因子。從工程措施講,提出了"余濕是污染物"概念,這樣將手術(shù)部的無菌環(huán)境控制主要因素歸結(jié)為濕度控制,或者說實現(xiàn)無菌環(huán)境是濕度優(yōu)先控制。詳見中國建筑工業(yè)出版社的《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范實施技術(shù)基礎(chǔ)》一書。
二、幾個應(yīng)注意的問題

1、傳統(tǒng)的空調(diào)對顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷處理是耦合的(耦合應(yīng)該從系統(tǒng)的角度理解這個概念),冷凍水不得不為了滿足濕度外理要求而降低水溫或加大水量。又因常常采用一次回風(fēng)系統(tǒng),溫濕度變化范圍很大的新風(fēng)與室內(nèi)瞬時變化的負(fù)荷易造成室內(nèi)狀態(tài)控制不穩(wěn)定,尤其是新風(fēng)比很大的場合。另外當(dāng)間風(fēng)中微生物遇到高溫高濕的新風(fēng)也易繁殖滋生,運行實踐也證明對微生物控制不利。
2、傳統(tǒng)凈化空調(diào)保障衛(wèi)生的新風(fēng)量與保證正壓控制的補風(fēng)量是耦合的。有時為了滿足正壓風(fēng)量而加大了新風(fēng)量,或者為了滿足新風(fēng)量保證正壓差值風(fēng)量而加大了排風(fēng)量。由于系統(tǒng)新風(fēng)通路上與回風(fēng)通路上空氣過濾器級數(shù)不同,積塵速度不同,引起送風(fēng)、回風(fēng)量的變化,造成區(qū)域內(nèi)有序壓力梯度失調(diào)。

3、傳統(tǒng)凈化空調(diào)系統(tǒng)對凈化所需風(fēng)量與熱濕處理風(fēng)量是耦合的。潔凈度級別越高的系統(tǒng)兩者風(fēng)量相差越大,為了滿足凈化所需風(fēng)量不得不減少了送風(fēng)溫差,或者說不同潔凈度級別房間送風(fēng)狀態(tài)點不同。醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)多以功能區(qū)域劃分,因此區(qū)域內(nèi)不同潔凈度級別的房間難以組合在一個系統(tǒng)。另外龐大的空調(diào)箱與碩大的風(fēng)管也難以適用醫(yī)院建筑或醫(yī)療場所。
三、潔凈手術(shù)部手術(shù)環(huán)境控制措施重點在哪里
為了解決以上這些常見的耦合問題,更有效地控制手術(shù)環(huán)境,《規(guī)范》特別強(qiáng)調(diào)整個潔凈手術(shù)部采用集中新風(fēng)冷熱處理設(shè)施時,I~Ⅲ級潔凈手術(shù)室可采用獨立設(shè)置的凈化空調(diào)循環(huán)機(jī)組。由于新風(fēng)無致病菌,因此整個系統(tǒng)的除濕任務(wù)應(yīng)該由集中新風(fēng)處理承擔(dān),手術(shù)室室內(nèi)狀態(tài)可以由新風(fēng)集中處理消除余濕量與循環(huán)風(fēng)空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度兩個系統(tǒng)來實現(xiàn)。這樣的新風(fēng)處理不再是將新風(fēng)處理到不會干擾室內(nèi)的狀態(tài),即室內(nèi)焓值點,而要求新風(fēng)處理到更低的焓值,不僅要先消除新風(fēng)自身的高濕量,還要消除室內(nèi)余濕量。這就是濕度優(yōu)先控制模式。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置獨立新風(fēng)處理機(jī)組時,強(qiáng)調(diào)其處理終狀態(tài)點,目的在于盡可能降低高溫高濕的新風(fēng)對系統(tǒng)控制的影響,尤其是潔凈手術(shù)室的
空調(diào)機(jī)組更應(yīng)如此。目前國內(nèi)大部分地區(qū)新風(fēng)處理尚不能達(dá)到如圖所示的狀態(tài)點,而使末端機(jī)組干工況運行。但希望有條件時處理后新風(fēng)能承擔(dān)室內(nèi)一部分濕負(fù)荷,至少不能將任何新風(fēng)濕負(fù)荷都由末端機(jī)組承擔(dān)。
四、對濕度優(yōu)先控制的理解

1、什么是手術(shù)室合適的凈化空調(diào)系統(tǒng)?
《規(guī)范》提出的濕度優(yōu)先控制模式不同于傳統(tǒng)模式的干盤管系統(tǒng)或無凝水空調(diào)。什么是手術(shù)室合適的凈化空調(diào)系統(tǒng),需要分析一下手術(shù)室的特點:
(1)對于手術(shù)室來說,由于建筑負(fù)荷小,室內(nèi)人員較多,熱濕比較小,系統(tǒng)處理的機(jī)器露點低,手術(shù)環(huán)境控制又具有一定的精度。二次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)不能勝任。一旦冷凍水溫不能達(dá)到設(shè)計要求,手術(shù)環(huán)境濕度就失控。

  
(2)手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)比高于一般空調(diào)系統(tǒng),對手術(shù)室來說新風(fēng)是最大無規(guī)律的熱濕負(fù)荷,尤其是陰雨與高濕天氣的新風(fēng)對系統(tǒng)的濕度影響不容忽視。因此新風(fēng)集中處理較為合適,可以使處理后新風(fēng)保持在一定狀態(tài),對穩(wěn)定手術(shù)環(huán)境控制有利。
(3)
再分析一下手術(shù)室熱濕負(fù)荷特點,在整個手術(shù)過程中醫(yī)護(hù)人員的數(shù)量幾乎沒有變化,但手術(shù)電動器械或設(shè)備使用時間與數(shù)量變化很大。這反映了手術(shù)室負(fù)荷的一個明顯特點∶即濕負(fù)荷相對穩(wěn)定,而熱負(fù)荷瞬時變化大。對于手術(shù)室內(nèi)的瞬變的顯熱負(fù)荷較多,有時變化幅度較大。如果采用干盤管系統(tǒng),刻意保持無凝水狀態(tài),必須采用進(jìn)水水溫高于室內(nèi)露點的冷凍水。這種高溫冷凍水對室內(nèi)瞬變負(fù)荷的反應(yīng)速度不快,或者說負(fù)荷跟蹤性不強(qiáng),使手術(shù)環(huán)境溫濕度波動較大,不符合醫(yī)療要求。
PS:冷負(fù)荷是指連續(xù)保持空調(diào)房間恒溫、恒濕,在某一時刻向房間供應(yīng)的冷量;熱負(fù)荷是指為補償房間失熱需向房間提供的熱量;濕負(fù)荷是指維持室內(nèi)相對濕度恒定需從房間除去的濕量。
2、保證室內(nèi)濕負(fù)荷優(yōu)先被新風(fēng)帶走
《規(guī)范》提出的濕度優(yōu)先控制模式,新風(fēng)的處理終狀態(tài)參數(shù)由室內(nèi)濕負(fù)荷確定,并保持相對穩(wěn)定,就能保證室內(nèi)濕負(fù)荷優(yōu)先被新風(fēng)帶走。由于手術(shù)室是無菌空間,沒有必要始終保持循環(huán)機(jī)組無凝水狀態(tài),循環(huán)機(jī)組仍直接供給7℃冷凍水。如上分析,室內(nèi)濕負(fù)荷相對穩(wěn)定,這樣室內(nèi)濕度就可由集中新風(fēng)優(yōu)先控制。而瞬時變化的顯熱負(fù)荷,由循環(huán)機(jī)組做動態(tài)溫度控制,大大簡化了冷凍水系統(tǒng)。在這濕度優(yōu)先控制的模式中,循環(huán)機(jī)組盡管沒能始終保持干盤管,但絕大多數(shù)時間還是處于無凝水運行工況。
PS:潛熱和顯熱的區(qū)別:顯熱是當(dāng)此熱量加入或移去后,會導(dǎo)致物質(zhì)溫度的變化,而不發(fā)生相變(如液態(tài)的水加熱)。潛熱是相變潛熱的簡稱,是物質(zhì)在等溫等壓情況下,從一個相變化到另一個相吸收或放出的熱量(如液態(tài)的水達(dá)到沸點后,開始有液體轉(zhuǎn)化為氣體)。潛熱是物體在固、液、氣三相之間以及不同的固相之間相互轉(zhuǎn)變時具有的特點之一。顯熱是物體不發(fā)生化學(xué)變化或相變化時,溫度升高或降低所需要的熱。 顯熱是隨著潮濕空氣的溫度變化而吸收或放出的熱量。潛熱是隨著潮濕空氣中的水蒸氣濃度的變化有關(guān)的熱量。


 

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