063 氣流組織形式對(duì)潔凈手術(shù)室凈化效果的影響

1、氣流組織形式對(duì)潔凈手術(shù)室凈化效果的影響氣流組織形式對(duì)潔凈手術(shù)室凈化效果的影響天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院王運(yùn)平邢金城凌繼紅李永攀摘要：針對(duì)相同室內(nèi)條件、不同氣流組織形式下（垂直流和單向流）的兩種模型，運(yùn)用CFD在不同送風(fēng)速度時(shí)對(duì)兩種流型室內(nèi)粒子情況進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。以關(guān)鍵區(qū)沉降粒子、切口區(qū)捕集粒子和室內(nèi)滯留粒子為三個(gè)指標(biāo)，對(duì)垂直單向流和水平單向流的凈化效果進(jìn)行比較研究，得出以下結(jié)論：在相同的風(fēng)量下，水平流情況下的手術(shù)關(guān)鍵區(qū)沉降粒子數(shù)明顯

2、少于垂直流；在切口捕集粒子數(shù)上，垂直流送風(fēng)速度為0.25～0.3ms，水平流送風(fēng)速度為0.28～0.37ms時(shí)，即可達(dá)到較好的效果；在相同風(fēng)量下，水平單向流情況下室內(nèi)滯留粒子數(shù)明顯少于垂直單向流情況下的室內(nèi)滯留粒子。關(guān)鍵詞：氣流組織潔凈手術(shù)室手術(shù)關(guān)鍵區(qū)切口區(qū)室內(nèi)滯留粒子1前言前言我國的GB503332002《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》推薦I級(jí)手術(shù)室使用單向垂直流，而國內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)于垂直流和水平流兩種流型哪一種更適宜一直存在爭議。從美國

3、、日本兩國情況來看，早期采用水平單向流的形式多于垂直單向流的形式，隨著無影燈的改進(jìn)對(duì)垂直氣流的干擾逐漸減少，應(yīng)用局部垂直單向流方式的潔凈手術(shù)室逐漸增多。與美、日相比，歐洲一貫傾向于垂直單向流，對(duì)于兩種流型的凈化效果爭論一直不斷。為此，本文在相同風(fēng)量下，以手術(shù)關(guān)鍵區(qū)沉降粒子、切口區(qū)捕集粒子和室內(nèi)滯留粒子為三個(gè)指標(biāo)，對(duì)垂直單向流和水平單向流的凈化效果進(jìn)行數(shù)值模擬的比較研究。2物理模型和數(shù)學(xué)模型物理模型和數(shù)學(xué)模型2.1物理模型圖1I級(jí)手術(shù)室示

4、意圖手術(shù)室的物理模型如圖1和圖2所示。?房間尺寸：8770mm5380mm3000mm?垂直流送風(fēng)口尺寸：3000mm3000mm?垂直流回風(fēng)口尺寸：800mm400mm(距地高度100mm)?水平流送風(fēng)口尺寸：2950mm2050mm(距地高度500mm)?水平流回風(fēng)口尺寸：2000mm1300mm(距地高度500mm)?排風(fēng)口尺寸：400mm400mm擬中分別在相同送風(fēng)方式（垂直或水平單向流）不同風(fēng)量和相同風(fēng)量不同送風(fēng)方式的情況下，

5、對(duì)手術(shù)室的氣流和手術(shù)關(guān)鍵區(qū)（病人上方，1m高度）粒子數(shù)目進(jìn)行了比較。為了節(jié)省計(jì)算時(shí)間，在模擬計(jì)算中待流場(chǎng)穩(wěn)定后，人體開始散發(fā)粒子，散發(fā)時(shí)間1分鐘，計(jì)算3分鐘，對(duì)比手術(shù)關(guān)鍵區(qū)粒子沉降數(shù)目和室內(nèi)滯留粒子數(shù)目。具體工況如表2所示：表2計(jì)算工況表風(fēng)量（m3h）12960113409720810061805832垂直單向流風(fēng)速(ms)0.40.350.30.250.20.18風(fēng)量（m3h）12932116209886811261395832水平單

6、向流風(fēng)速(ms)0.590.530.450.370.280.266對(duì)不同風(fēng)量下的氣流組織進(jìn)行模擬后可以看出，送風(fēng)速度越大，氣流對(duì)手術(shù)關(guān)鍵區(qū)的影響明顯，能夠更好的保持單向流的特性。而且該模型中3000mm3000mm的送風(fēng)口相對(duì)于傳統(tǒng)的2600mm2400mm的送風(fēng)口而言，即使在較小的送風(fēng)速度下，從送風(fēng)到回風(fēng)過程氣流組織單向流特性明顯，無疑對(duì)提高手術(shù)室環(huán)境有很好的效果。3.2垂直流不同送風(fēng)速度下的粒子數(shù)比較從結(jié)果可以看出，隨著送風(fēng)速度的減

7、小，沉降在手術(shù)關(guān)鍵區(qū)的粒子數(shù)增多，同時(shí)室內(nèi)滯留粒子數(shù)也在增多，而且在送風(fēng)速度達(dá)到0.35ms以下時(shí)增加趨勢(shì)更加明顯。具體結(jié)果及比較如表3和圖3、4所示：表3垂直流模擬結(jié)果送風(fēng)速度(ms)0.180.20.250.30.350.4手術(shù)關(guān)鍵區(qū)捕捉微生物數(shù)CFU706361574144室內(nèi)滯留的微生物數(shù)CFU15561058914755737504010203040506070800.180.20.250.30.350.4風(fēng)速（ms）CFU沉