洁净空调排风为什么也要装板框过滤器器？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-14 11:34 标签： 板框过滤器

生物安全实验室建筑技术规范

★摘要：为使生物安全实验室在设计、施工和验收方面满足生物安全防护实验室的通用安全标准，切实遵循物理隔离的建筑技术原则，制定本规范。本规范适用于微生物学、生物医学、动物实验、基因重组以及生物制品等使用的新建、改建、扩建的生物安全实验室的设计、施工和验收。生物安全实验室的建设除应执行本规范的规定外，尚应按现行国家强制性标准中的有关要求执行。

3.1.2　在二级～四级生物安全实验室的入口，应明确标示出操作所接触的病原体的名称、危害等级、预防措施负责人姓名、紧急联络方式等，同时应标示出国际通用生物危险符号，如图　　3.1.2所示。生物危险符号的颜色应为黑色，背景色为黄色。
　　3.2.1　依据实验室所处理对象的生物危险程度和采取的防护措施，把生物安全实验室分为四级，其中一级对生物安全隔离的要求最低，四级最高。一般以BSL-1、BSL-2、BSL-3、BSL-4表示相应级别的生物安全实验室；以ABSL-1、ABSL-2、ABSL-3、ABSL-4表示相应级别的动物生物安全实验室。生物安全实验室的分级见表3.2.1。

分级危害程度处理对象一级低个体危害，低群体危害对人体、动植物或环境危害较低，不具有对健康成人、动植物致病的致病因子。二级中等个体危害，有限群体危害对人体、动植物或环境具有中等危害或具有潜在危险的致病因子，对健康成人、动物和环境不会造成严重危害。有有效的预防和治疗措施。三级高个体危害，低群体危害对人体、动植物或环境具有高度危害性，通过直接接触或气溶胶使人传染上严重的甚至是致命疾病，或对动植物和环境具有高度危害的致病因子。通常有预防和治疗措施。四级高个体危害，高群体危害对人体、动植物或环境具有高度危险性，通过气溶胶途径传播或传播途径不明，或未知的、高度危险的致病因子。没有预防和治疗措施。

表3.2.1 生物安全实验室的分级


            　　　 3.2.2　根据使用生物安全柜的类型和穿着防护服的不同，四级生物安全实验室可以分为安全柜型、正压服型和混合型三种，见表3.2.2。

类型特点安全柜型使用Ⅲ级生物安全柜正压服型使用Ⅱ级生物安全柜和具有生命支持供气系统的正压防护服混合型使用Ⅲ级生物安全柜和具有生命支持供气系统的正压防护服　注：生物安全柜的选择可按本规范5.1.3条规定的原则进行

表3.2.2 四级生物安全实验室的分类

表3.3.2 主实验室的主要技术指标

　　3.3.3　三级和四级生物安全实验室辅助用房的主要技术指标应符合表3.3.3的规定。

表3.3.3 三级和四级生物安全实验室辅助用房的主要技术指标

　　5.1.1　生物安全实验室空调净化系统的划分应根据操作对象的危害程度、平面布置等情况经技术经济比较后确定，应采取有效措施避免污染和交叉污染。空调净化系统的划分应有利于实验室的消毒灭菌、自动控制系统的设置和节能运行。
　　5.1.2　生物安全实验室空调净化系统的设计应充分考虑生物安全柜、离心机、CO2培养箱、摇床、冰箱、高压灭菌锅、真空泵、紧急冲洗池等设备的冷、热、湿和污染负荷。
　　5.1.3　生物安全实验室送、排风系统的设计应考虑所用生物安全柜、动物隔离器等设备的使用条件。生物安全实验室可按表5.1.3的原则选用生物安全柜。动物隔离器不得向室内排风。

防护类型选用生物安全柜类型保护人员，生物危险度一级、二级、三级Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级保护人员，生物危险度四级，安全柜型Ⅲ级保护人员，生物危险度四级，正压服型Ⅱ级保护实验对象Ⅱ级、带层流的Ⅲ级少量的、挥发性的放射和化学防护Ⅱ级B1，排风到室外的Ⅱ级A2挥发性的放射和化学防护Ⅰ级、Ⅱ级B2、Ⅲ级

表5.1.3 生物安全实验室选用生物安全柜的原则

生物安全柜级别工作口平均进风速度（m/s）循环风比例（%）排风比例（%）连接方式I级0.380 100密闭连接II级A10.38-0.507030可排到房间或设置局部排风罩A20.507030可设置局部排风罩或密闭连接B10.503070密闭连接B20.500100密闭连接III级-0100密闭连接

表5.3.1生物安全柜与排风系统的连接方式

　　5.3.2　三级和四级生物安全实验室的排风必须经过高效过滤器过滤后排放，高效过滤器的效率不应低于现行国家标准《高效空气过滤器》GB13554中的B类。
　生物安全实验室的排风高效过滤器应设在室内排风口处。三级生物安全实验室有特殊要求时可设两道高效过滤器。四级生物安全实验室除在室内排风口处设第一道高效过滤器外，还必须在其后串联第二道高效过滤器，两道高效过滤器的距离不宜小于500mm。
            　　5.3.4　第一道排风高效过滤器的位置不得深入管道或夹墙内部，应紧邻排风口。过滤器位置与排风口结构应易于对过滤器进行安全更换。
            　　5.3.7　生物安全实验室的排风量必须进行详细的设计计算。总排风量应包括围护结构漏风量、生物安全柜、离心机、真空泵等设备的排风量等。
            　　5.3.8　三级和四级生物安全实验室排风高效过滤器的安装应具备现场检漏的条件。如果现场不具备检漏的条件，则应采用经预先检漏的专用的排风高效过滤装置。
            　　5.4.1　三级和四级生物安全实验室内各区之间的气流方向应保证由清洁区流向半污染区，由半污染区流向污染区。生物安全实验室的清洁区内宜设一间正压缓冲室。
　　10.1.3　检测前应对全部送、排风管道的严密性进行确认，即要求有监理单位或建设单位签署的管道严密性自检报告。通风空调系统应按照现行标准《洁净室施工及验收规范》JGJ71的方法和标准进行严密性试验。

序号项目工况执行条款1三级和四级生物安全实验室围护结构的严密性送、排风系统正常运行或关闭所有的送风，只开排风10.1.52主实验室排风高效过滤器检漏——全检在开门状态下，关闭所有送风，只开排风10.1.63送风高效过滤器检漏——抽检送、排风系统正常运行（包括生物安全柜）10.1.64静压差（门全关）送、排风系统正常运行3.3.2、3.3.3和10.1.85气流流向送、排风系统正常运行5.4.2和

表10.1.4 生物安全实验室工程检测的必测项目

项目送风系统高效过滤器检漏主实验室排风高效过滤器检漏检漏方法粒子计数扫描法，执行《洁净室施工及验收规范》JGJ71粒子计数扫描法，执行《洁净室施工及验收规范》JGJ 71检漏工况送、排风系统正常运行在开门状态下，关闭送风，只开排风，室内含尘浓度（≥0.5μm）不小于5000pc/L。评价标准超过3pc/L，即判断为泄漏第一道过滤器，超过3pc/L，即判断为泄漏；第二道过滤器，超过2pc/L，即判断为泄漏。

表10.1.6 高效过滤器的检漏

　　10.3.4　工程验收应出具工程验收报告。生物安全实验室的验收结论分为合格、限期整改和不合格三类。对于符合规范要求的，判定为合格；对于存在问题，但经过整改后能符合规范要求的，判定为限期整改；对于不符合规范要求，又不具备整改条件的，判定为不合格。

目前，很多医院的洁净手术室在设计过程中片面强调净化级别，而忽略了系统在运行保养过程的节能因素，造成洁净手术部投资和运行费用高昂。在保证手术室污染控制的基础上，如何使手术室净化系统设计既合理又节能？笔者就这个问题进行分析探讨，供同行参考。

在国家出版《医院洁净手术部建筑技术规范》（以下简称《规范》）之前，国内已有的医院手术室洁净空调系统设计基本上都按照工业洁净室设计标准如《洁净厂房设计规范》来进行。

此类设计采用“全室稀释和净化”概念（如图1所示），虽然可获得均匀向下的

气流，自净能力强，可简化人身净化设置，但存在两方面问题：一是功耗大、占用面积大、风系统噪音控制困难；二是造价和维护费用高，灯具布置困难，高效过滤器堵漏困难。例如：一间36m 2 的百级手术室，所需送风量为32400m 3 /h～45360m 3 /h（断面风速为0.25m/s～0.35m/s）；在千级以下手术室，该“全室稀释和净化”概念的乱流形式气流组织下的细菌浓度不理想。针对以上问题，参考德国WEISS手术室洁净空调系统概念，在手术室风量计算和气流组织两方面，突破工业洁净室设计思路，引入降低总风量、强化局部送风、送风方式采用垂直单向流、重点放在手术床区域的设计概念，这种方式具有安装维护方便、投入费用大幅减低、功耗降低、占用面积少等特点。例如：一间36m 2 的百级手术室，送风口面积为2.4m×2.4m，送风量为11340m 3 /h，仅为前述工业洁净室的40％。

一些手术室的净化空调系统通常设有三级过滤：第一级过滤设在回风口，第二级设在系统正压段，第三级设在系统末端。

笔者认为，在百级手术室里，这种三级过滤的过滤效果是不稳定的，因为在我国，中效过滤器存在滤料、品种偏少，性能偏低的情况，不能有效保护高效过滤器，在这种设计中，如果某一级设置不匹配，会使三级过滤器更换期不合理，造成整体过滤效果欠佳。

因此，新风的过滤问题应该引起充分的重视，新风常常不经过独立的过滤处理而直接与空调回风混合，其结果导致初效、中效、高效过滤器寿命缩短，更换频繁，系统的运行维护成本加大，甚至影响手术室的正常使用。这是因为新风与回风混合前，两者的空气含尘浓度相差过大，新风即便经过初效处理，其含尘浓度也比十万级空调回风在同粒径范围内的含尘浓度大70倍左右，是百级空调回风同粒径范围内的含尘浓度的几万倍，从而使中效乃至高效过滤器没有足够的保护。为解决此问题，通过在新风通路上安装独立的初效加中效过滤网，使新风经过两级过滤后再与回风混合，此时混合的新风与回风在同粒径范围的含尘浓度比较接近，真正起到了保护中效、高效过滤器的作用，而且新风过滤机组初、中效过滤器的清洗、更换更方便，与更换高效过滤器相比投资少、维护简便。此法经投入使用已获得理想效果。

在洁净手术室，手术台患者头部上方应设置排风口，按《规范》规定，每间手术室排风量不小于200m 3 /h。每间手术室单独设置排风机，而且排风机前应设置初、中、亚高效过滤器，这点往往被忽略，笔者接触到的医院洁净手术室工程，只有少数配置了初效过滤器，其后果与新风机组未设过滤器一样，手术室在停用期间，室外空气会通过排风口直接污染洁净手术室，使室内的温、湿度很快改变，尘埃粒子增加，致使手术室下一次使用前的自净时间延长，过滤网寿命缩短，浪费能源。

回风口的设置对保证洁净手术室合理的气流起决定作用，为使送风气流能覆盖手术台，不使洁净气流短路，要求回风口不超过地面0.5m且下端离地面不低于0.1m，回风口气流风速不应大于2m/s。根据国内科研成果，手术室宽度小于3m时采用单侧下回风，大于3m时采用两侧下回风。在室内压力允许状态下，回风口应增设初效乃至中效过滤网，否则在室内人员操作以及术前、术后的清理工作中，回风中可能含有较多的毛发和纺织纤维等，这些纤维通过回风管路被吸入，一方面很容易使管道积尘滋菌，另一方面机组内初效过滤器受污染会加快过滤网的更换频率，从而增加了维护费用。

洁净手术部相对周边区域应维持正压，和部内洁净级别不同区域之间维持合理的气流流向及有序的压力分布，以避免室外对室内、低级别对高级别环境的影响。只有保证在任何情况下（非手术期间）都能保持这种梯度压力分布不变，才能真正有效地减少手术区交叉感染的风险。

正压控制一般通过调节送风与回风、排风量之间的差值，并结合控制手段来实现，这个风量差值称为正压渗透风量，它是由系统新风量承担的，正压本质就是正压渗透风量透过房间缝隙的阻力。正压风量是无组织气流，到处渗透，因此正压渗透风量越多、房间缝隙越小，所建立的正压就越大。由于手术部中设置的系统较多，正压控制要求高，在系统运行中，由于门的开启、三级过滤器积尘或室外风速的影响，正压值会出现变化。只要送风、回风、排风中任一风量发生变化，就有可能破坏有序的梯度压力分布。

尽管正压控制的手段有许多，大多措施都是针对单个室间的，难以从整体上控制整个手术部的有序压力分布，而且稳定性较差。为使室内保持稳定的正压，国外常常在送风、回风、排风口均设置机械式定风量装置，效果明显但增加了造价。我们自行开发了洁净室送排风和正压控制系统，采用了更为简易、有效的控制方式。该系统采用双位控制的定风量装置，将新风与正压两套系统结合成一套新风系统，既承担了各洁净手术室的正压风量又承担了正常新风量，每个手术室的各自独立的空调机组变成了循环风机组，它的风量变化已与手术部正压分布无关。由于只在新风系统支管上设置定风量装置（定风量装置流量远远小于送、回风管），从而降低了工程造价。

表1 改造前后的参数测定结果

表2 改造前后的初、中、高效过滤网更换频率、数量、费用

整个系统在不同工况下运行如下：当某个手术室正常使用时，空调机开，使得新风支管上的双位控制的定风量装置调到高位档，高档新风量（正常新风量）进入，排风机组排走的风量为新风量与正压风量的差值，多余的正压风量渗透到室外，建立正压。当某手术室不使用时，空调机关，新风支管上的双位控制的定风量装置调到低位档，低档新风量（正压风量）进入，排风机组关闭，正压风量渗透室外仍可建立正压。

由于通过一个系统送入，而且可以保证洁净手术部内有序的梯度压力分布不变，这样有效地保证了洁净手术部合理的压力分布和气流的定向流向，这套系统经实践证明是非常节能及有效的。

这里以百级手术室为例，改造前的系统在投入使用后，每两个月出现压力报

警，经检查发现，初效过滤器表面粘了很多灰尘和棉絮等杂物，风阻力增大，产生压差报警，进而影响风量、手术室的正压压力，所以不得不提早更换初、中效过滤器。针对这种情况，依据本文思路进行了改造，在保证原设计风量、压力、级别的基础上，在回风口加装了初效过滤器，在新风段加装初、中效过滤器，在排风段排风机之前加装亚高效过滤器，改造前后的变化如表1、表2所示。

从以上对照表可以看出，该系统经改造后无论在风速、噪声、悬浮粒子数等参数上都比之前得到改进，级别提高，运行费用降低。

综上所述，跳出工业洁净手术室技术思路，在回风段、新风段、排风段，加装初、中效过滤器，通过经济有效的方法控制压力，可大大减少设备的投资，节省运行保养费用，方便维修。经实践证明，这些思路与方法是正确、可行的。

来源：互联网。作者不详。

国内已建正负压转换手术室多为Ⅲ级洁净手术室，设置一套独立的净化空调系统，下图为此类手术室净化空调系统的流程图。

从上图可以看出，正负压转换手术室的气流组织为上送下回、顶部排风。手术室内空气经回风口（内设粗效或中效过滤器）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；手术室内另一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。手术室设置一个排风口，配有两个排风机，一个正压工况运行（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，且室内回风口和排风机箱内设置的是中效过滤器，仅适用于为普通患者进行手术，可通过空气传播感染的患者在此类手术室内进行手术时，病原微生物传播、交叉感染风险较大。一方面是因为室内空气中悬浮的病原微生物可能通过排风排至周围环境，另一方面病原微生物也可能随着回风进入空气处理机组，在表冷器处随冷凝水流出，引起污染物外泄。
负压状态下室内含有可通过空气传播的病原微生物，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，避免与其它区域共用空调系统而引起交叉感染。
文献对隔离病房回风高效过滤器的滤菌效率进行了实验研究，结果如下表所示。从表中可以看出B类高效过滤器的平均滤菌效率达到99.99997%，C类高效过滤器的平均滤菌效率达到99.999997%。国产高效过滤器滤菌效率：见下表：

负压手术室在生物安全要求上并不比负压隔离病房、生物安全实验室严格，可采用循环风，但应在其顶棚排风口入口处及室内回风口入口处设高效过滤器。正负压转换手术室可以考虑在对烈性传染病患者进行手术时采用全新风工况运行的余地，全新风净化空调系统能耗较大，运行成本高，应考虑最大限度的节约能源；在对一般传染病患者，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；在对非传染病患者即普通患者进行手术时，应采用带部分自循环回风的正压工况运行。
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，为避免因室内空气循环引起污染物浓度升高，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，净化空调系统的风机能耗增大。
正负压转换手术室仅在传染病流行期间或对有空气传播感染可能的患者进行手术时才需负压运行，更多时间是处于正压运行状态。正压运行状态时，室内并无传染性病原微生物。为降低能耗，无需在室内排风、回风入口处设置高效过滤器。由于正负压手术时设置一套净化空调系统，共用一套排风口、回风口，在正负压状态切换时不可能人为去拆除、安装回风和排风入口处的高效过滤器，故应考虑将回风口分为两部分，一部分不装高效过滤器，在正压状态下使用，此时室内下侧排风口（不是顶棚上排废气的排风口）关闭；另一部分回风口加装高效过滤器，在负压状态下使用。
综上所述，正负压转换手术室净化空调系统的设计原则为：
（1）正负压转换手术室必须采用一套独立的净化空调系统，避免与其它区域共用空调系统而引起交叉污染；
（2）正负压转换手术室的净化空调系统应能在正压手术室与负压手术室之间自由转换，两种运行工况下均应满足污染控制要求，即正压工况运行时保护手术室内环境不受周围环境的污染，负压工况运行时保护手术室外环境，避免传染性气溶胶外泄；
（3）新风口与排风口之间要有一定的距离，严防排风口空气泄漏导致新风口的空气污染；
（4）回风应选用下回风方式，对烈性传染病患者进行手术室时也可以考虑转换到全排风、全新风工况运行；
（5）排风口应远离人群和通风窗口，排风入口需安装高效过滤器，并且采用零泄漏动态气流密封的排风装置或可以扫描检漏的风口，确保环境不受污染；
（6）应在部分回风口上加装高效过滤器，另一部分未设高效过滤器的回风口供正压状态使用，与这两部分回风口相连的回风支管上均设密闭阀，可在正负压状态下进行相应切换控制。
上图为符合上述设计原则要求的某医院正负压转换手术室净化空调系统原理图。需要指出的是，上图为净化空调系统原理图，加装高效过滤器、未装高效过滤器的回风口分别布置在平行于手术床布置方向的两面侧墙上，实际工程中Ⅲ级手术室一般设四个侧下回风口，布置在平行于手术床布置方向的两面侧墙上，每面墙各两个回风口。正负压转换手术室在回风口的划分上（即加装高效过滤器还是中效过滤器）应考虑气流组织情况，建议在平行于手术床布置方向的每面侧墙上各设一个加装高效过滤器的回风口和一个未安装高效过滤器的回风口。

正负压转换手术室净化空调系统工作原理如下：
（1）正压状态下，净化空调系统为一次回风运行工况，密闭阀M1,M5关闭，M2，M3，M4打开，排风机P2不运行，排风机P1运行，新风管上的风量调节阀T2为低风量状态，回风总管上的风量调节阀T3为高风量状态。
（2）负压状态下，对普通传染病患者进行手术时，净化空调系统为一次回风运行工况，密闭阀M5关闭，M1，M2，M3，M4打开，排风机P1，P2均运行，新风管上的风量调节阀T2为中风量状态，回风总管上的风量调节阀T3为低风量状态，排风总管上的风量调节阀T1为低风量状态。
（3）负压状态下，对烈性传染病患者进行手术时，净化空调系统如设为全新风运行工况，密闭阀M1, M2, M5打开,M3，M4关闭，排风机P1,P2均运行，排风总管上的风量调节阀T1为高风量状态，新风管上的风量调节阀T2为高风量状态。
（4）系统停止运行时，新风管上的密闭阀M2关闭。
2、负压手术室回排风无害化处理
《传染病医院建筑施工及验收规范》GB 对负压隔离病房的排风高效过滤处理进行了规定，指出：排风高效过滤器的效率不宜低于B类，排风高效过滤器的安装应具备现场检漏的条件；否则，应采用经预先检漏的专用排风高效过滤器装置。排风口应高出屋面不小于2m，排风口处应安装防护网和防雨罩。正负压转换手术室的排风过滤处理可参照执行。
国产高效过滤器滤菌效率表格是在过滤器及其边框无泄漏的基础上得出的，过滤器可以现场扫描检漏，确定无漏时再安装，但无法对边框进行检漏。现有一种动态密封负压高效无泄漏排（回）风装置，广泛应用于传染病医院负压隔离病房建设中。该高效过滤器和外壳之间形成正压腔，将空气从送风管引入正压腔，只要腔内有1Pa的正压，缝隙很大也不会造成室内空气泄漏，但《洁净室施工及验收规范》GB 规定验收时应达到10Pa的正压。
正负压转换手术室存在多种运行工况，通过风机变频与电动密闭阀的联合作用，可实现不同工况的自由转换。正负压转换手术室的负压控制是该类手术室安全的核心，有序的压力梯度、合理的压差值是污染不致扩散的前提。为了保证正负压转换手术室的负压和压力梯度，一般要对手术室的送排风系统进行变风量控制，这种变风量运行的控制策略也可实现节能，降低运行费用。
下图为正负压转换手术室的空调自控系统原理图，控制策略如下：
（1）正负压转换手术室的净化空调机组采用四管制，冷热源均可全年供给。其中冷源为7℃/12℃冷水，热源为电加热器（非供暖期）或60℃/50℃热水（供暖期）。根据系统热湿负荷变化进行全年运行工况连续调节，不同控制策略自动转换，同时预留人工控制手段，可进行人工转换。
（2）正压工况运行时，排风机P2不运行，排风机P1运行，根据手术室内压力传感器的信号调节新风管的变风量阀，对室内静压差进行控制，同时确保手术室内新风量满足要求。
（3）负压工况运行时，排风机P1，P2均运行，根据手术室内压力传感器的信号调节排机P2所连接的排风管的变风量阀，对室内静压差进行控制；根据设置在排风机P2的排风主管的压力传感器的信号调节排风机变频器，以适应排风高效过滤器阻力的变化。全新风工况运行时，关闭回风主管的密闭阀。
（4）正负压转换手术室净化空调系统的排风机与送风机联锁，负压工况运行时，排风机先于送风机开启，后于送风机关闭；正压工况运行时联锁顺序与负压工况相反。
（5）对净化空调系统的各级空气过滤器设置压差报警，送风高效过滤器、排风高效过滤器可各取一个过滤器作为代表，设置压差报警。
（6）空调系统的电加热器应与送风机连锁，并设无风断电、超温断电保护装置，并具备超温报警功能。

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